專利名稱：模制聚合物復(fù)合材料的加熱塑模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于高溫模制聚合物復(fù)合材料諸如熱塑性和熱固性復(fù)合材料組件的塑模。該塑?？梢杂糜谥圃鞆?fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機葉片。描述了較大結(jié)構(gòu)的元件或制品的制造方法，其通常被認(rèn)為比起例如較小的風(fēng)力渦輪機葉片更難制造。這類組件的實例包括風(fēng)力渦輪機葉片、飛機機身的部分、船只結(jié)構(gòu)(marine structures)諸如船體以及大的汽車和運輸工具面板、外層或容器。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料和塑料材料用于使用各種模塑技術(shù)和設(shè)備制造產(chǎn)品。制造復(fù)合材料和塑料材料的方法通常需要將熱提供給產(chǎn)品材料，其將導(dǎo)致該材料呈現(xiàn)模表面的形狀。加熱也可以在材料中激活化學(xué)固化或者聚合、或者一些其它期望的化學(xué)變化或形態(tài)變化。加熱例如可以通過高壓釜和印壓機提供。這些方法通常產(chǎn)生漫長的周期時間以獲得被制造部件所需要的溫度狀態(tài)，并且因此熱加工周期通常由塑模和裝備限制所限定，而不是由加工材料的最佳周期所限定。當(dāng)被加工的復(fù)合材料組件的尺寸超過一定的限制時， 高壓釜和印壓機的成本可以變得令人望而卻步。非常大的復(fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機葉片的制造例如可涉及多個技術(shù)難題。這些問題由于葉片的長度被放大。此外，通常在本領(lǐng)域中使用的復(fù)合材料塑模沒有堅固到足以被安全地操縱，并且不能夠經(jīng)受在復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中使用的重復(fù)高溫過程。金屬塑模不適合于在高溫制造非常大的復(fù)合材料制品，因為它們由于塑模和在其中加工的復(fù)合材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配而不可用。此外，已知的陶瓷塑模通常沒有堅固到足以經(jīng)受操縱。例如，當(dāng)例如加工復(fù)合材料的真空壓力被施加到大的陶瓷塑模時，其往往塌陷。因此，對于用于加工大的復(fù)合材料制品或其部件、具有內(nèi)部加熱的改進(jìn)的塑模存在需求。本發(fā)明的一個目的是提供適合于加工大的復(fù)合材料組件的塑模，其具有高的強度和有效的加熱設(shè)備。最近，出現(xiàn)了可再生能源領(lǐng)域的諸多研究和開發(fā)。具體地，很多研究已經(jīng)集中在風(fēng)能和其生成的方法。在本發(fā)明內(nèi)特別感興趣的是適合于風(fēng)力發(fā)電使用的葉片，通常是用于轉(zhuǎn)化天然風(fēng)能成為足以驅(qū)動渦輪的轉(zhuǎn)動能量的那些類型。這些葉片形狀適合于捕獲天然風(fēng)能并從該天然風(fēng)能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動運動。該轉(zhuǎn)動運動被用于驅(qū)動發(fā)動機，其又生成電。葉片通常是轉(zhuǎn)化風(fēng)動能成為機械能的薄片。這些葉片常常被稱為風(fēng)力渦輪機葉片。復(fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機葉片的制造方法在本領(lǐng)域是熟知的。大的復(fù)合材料制品諸如大的風(fēng)力渦輪機葉片通常由以下三種方法中的一種制造手工鋪疊(hand layup)；預(yù)浸漬帶(pre-impregnated tape)以及一些形式的液體樹脂注入干纖維和芯預(yù)制件(core perform)的方法。一般而言，渦輪葉片在兩個凹形半殼中制成，其中凹表面彼此面對，結(jié)構(gòu)支撐物如盒形梁(spar-box)或梁(spar)在兩個匹配的半部分之間的腔中。在葉片與輪轂連接處，該部分(總稱為根部分)是圓柱形單片復(fù)合材料層壓板，并且通常分開地制造。整個組件然后在額外的操作中進(jìn)行粘結(jié)結(jié)合——一個可能是復(fù)雜和費時的過程。
生產(chǎn)大的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的最基本方法是使用手工鋪疊玻璃纖維和未固化的熱固性樹脂諸如環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂。這涉及手工施加玻璃纖維和樹脂的交替層，其中刷子和輥被用于手工地施加一定壓力到疊層上，以去除氣穴和確保樹脂已經(jīng)滲透加強物。這個方法的主要優(yōu)勢是它便宜，因為不需要復(fù)雜設(shè)備。葉片加工可以是未被加熱的，或者可能是加熱的，例如至80°C，以引發(fā)固化反應(yīng)。手工鋪疊的主要缺點是它不干凈和難以控制層壓件質(zhì)量。在工作場所存在與使用未固化的樹脂相關(guān)的重大健康和安全問題。一般而言，大的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的這種方法正在逐漸地被液體樹脂注入方法或者使用預(yù)浸漬帶所替代。
使用預(yù)浸漬帶是比手工鋪疊更先進(jìn)的制作方法。在風(fēng)力渦輪機葉片中，帶通常由玻璃纖維強化的環(huán)氧樹脂制成，但是碳纖維強化的環(huán)氧樹脂也可以特別地在梁中使用。帶通過手工鋪疊或自動地鋪疊在具有葉片殼的一半部分的形狀的工具之上。整個鋪疊物然后封裝在真空袋中并進(jìn)行空氣抽空。然后對工具進(jìn)行加熱以固化樹脂，通常到100°c的溫度以上，持續(xù)多個小時，其可以是在4小時和8小時之間，這取決于葉片的尺寸。相同的操作在獨立的工具上對葉片殼的另一半部分進(jìn)行。梁和根部分在第三和第四工具上分別制造，與葉片殼的對半部分獨立地進(jìn)行?？偟膩碚f，整個過程——包括部件制造和粘接——可能花費M小時和36小時之間以從其單獨部件(g卩，殼的半部分、梁和根部分)完全地生產(chǎn)大的例如長> 40m的風(fēng)力渦輪機葉片。為了大量減少風(fēng)力渦輪機葉片的這種漫長的制造周期，最有希望的技術(shù)是開發(fā)一些形式的一步法，其中整個葉片以一次操作生產(chǎn)。使用一步法避免了對粘接以及組裝半部分和梁的需求。一步法導(dǎo)致葉片的重量減少，因為不需要粘合劑和填縫材料。該方法周期時間由于多個制造和組裝步驟被去除也被減少。風(fēng)力渦輪機葉片的一步方法也是有利的， 因為獲得葉片尾端的更好模制定形(moulded definition)，產(chǎn)生更好的空氣動力學(xué)和更低的渦輪運轉(zhuǎn)噪聲是可能的。Siemens AG 的 EP 1310351B1 禾Π 相應(yīng)的 US2003/0116^2A1 (受讓人 Bonus EnergyA/S)描述作為單一模制使用液體樹脂注入方法生產(chǎn)熱固性復(fù)合材料風(fēng)力渦輪機葉片的方法。在這個方法中，用于生產(chǎn)夾層結(jié)構(gòu)的強化纖維材料與芯材料一起被置于閉合的塑模中。隨后，液體樹脂通過施加真空被注入纖維材料中。在EP 1310351中描述的方法的一個實施方式中，熱固性預(yù)浸料被放置在葉片的高負(fù)荷部分中，以利用這些預(yù)浸料提供的高纖維體積分?jǐn)?shù)。占葉片更大部分的剩余干纖維材料在施加真空下用液體樹脂注入。特別構(gòu)造的具有柔性外部件和堅固或可工作內(nèi)部的模塑芯在浸潤和固化期間被保留在塑模中， 在此后被移走。芯在加工期間必須被保留在適當(dāng)位置，因為描述的樹脂浸潤過程在浸潤期間必需降低真空壓力。因為真空壓力是加工期間充當(dāng)支撐復(fù)合材料疊層的唯一外力時，芯必須被留在適當(dāng)位置以阻止組件由于材料重量而坍塌。然而，它不是以一步將液體注入大的熱固性復(fù)合材料風(fēng)力渦輪機葉片的簡單方法。EP 1310351B1和US2003/0116262A1描述樹脂供應(yīng)管道的復(fù)雜系統(tǒng)，其被用于分配許多樹脂通過層壓板的夾層芯。保持恒定的纖維體積分?jǐn)?shù)的困難由于葉片的厚部分堅固層壓區(qū)域例如梁帽(spar-cap)和輪轂部分的浸潤而出現(xiàn)。EP 1310351B1和US2003/0116262A1公開了在這些區(qū)域中預(yù)先放置熱固性浸漬材料的方法，其然后通過樹脂注入方法完全地浸潤。然而，整個結(jié)構(gòu)中的規(guī)定纖維體積分?jǐn)?shù)的獲得對于滿足負(fù)荷結(jié)構(gòu)諸如風(fēng)力渦輪機葉片的設(shè)計要求是至關(guān)重要的，并且這對于使用液體樹脂注入獲得可能是困難的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到與制造復(fù)合材料制品的已知方法相關(guān)的困難。具體地，在涉及使用干燥材料疊層的方法的情況中，存在與加工之前在工具(塑模)上精確放置疊層相關(guān)的困難。盡管現(xiàn)有技術(shù)，例如，因此存在對制造復(fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機樣品的改進(jìn)方法的需求。具體地，存在對改進(jìn)的一步法的需求，通過該方法，可以容易地生產(chǎn)具有期望的纖維體積分?jǐn)?shù)的完全浸潤和聚合的復(fù)合材料制品，諸如風(fēng)力渦輪機葉片。因此本發(fā)明的一個目的是提供制造復(fù)合材料制品的改進(jìn)的方法，特別是風(fēng)力渦輪機葉片，由此可以以一步法制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，一方面，本方面提供制造用于模制聚合復(fù)合材料的塑模的方法，所述方法包括在可涂抹的陶瓷材料中埋置多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物，所述陶瓷材料的固化溫度小于聚合物的熔點，在小于所述聚合物的熔點的溫度下固化所述陶瓷材料以產(chǎn)生固體陶瓷體，和在所述聚合物的熔點以上的溫度加熱所述陶瓷體。本文描述的實施方式并入了在用陶瓷材料浸漬的纖維增強聚合物的層內(nèi)埋置的電加熱元件。固化溫度可以高于60°C、高于70°C、高于80°C或甚至高于90°C。這些固化溫度可以用基本加熱方法獲得，比如在其中生成熱空氣流的通道。埋置的步驟包括(a)施加可涂抹陶瓷材料的第一層到塑模模型，(b)施加纖維增強聚合物的層至所述第一層，(c)施加陶瓷材料的第二層至所述纖維增強聚合物并使其進(jìn)入，(d)任選地，重復(fù)步驟(a)至(C) 一次或多次，(e)施加加熱元件的層至陶瓷材料的暴露表面，和(f)用陶瓷材料的另外的層覆蓋所述加熱元件的層。如本文使用的術(shù)語“使其進(jìn)入(work it in)”指將壓力施加至被施加至纖維增強聚合物的陶瓷材料的層上，使得陶瓷材料浸漬聚合物材料并且任何夾帶空氣的大部分被去除。壓力例如可以通過輥施加?？蛇x地，壓力例如可以通過施加至壓力袋上的真空壓力施加，或者例如通過高壓釜施加正壓力至真空袋上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到施加壓力的任何其它合適的方法可以被使用，以確保陶瓷糊狀物浸漬纖維增強的聚合物。優(yōu)選地，步驟(f)包括重復(fù)步驟(a)至(C)至少一次。合適地，所述方法進(jìn)一步地包括步驟加熱所述塑模到25至100°C范圍的溫度一段足以干燥所述陶瓷材料的時間。這個步驟包括脫濕步驟，由此所述陶瓷材料被干燥并且隨后從所述塑模模型中移去。這通過經(jīng)過加熱電線最初引入低水平的電力一段干燥陶瓷所必需的時間來完成。通過執(zhí)行脫濕步驟，加熱電線的任何短路的可能性被避免。脫濕步驟優(yōu)選地在加熱所述陶瓷體到聚合物的熔點溫度以上的溫度之前進(jìn)行。脫濕有利地通過接通塑模的加熱元件進(jìn)行。由此可以避免使用大的高壓釜或烘箱。
纖維增強聚合物層合適地包括與聚合物的纖維編織在一起的碳纖維。纖維增強聚合物層可選地包括與聚合物的纖維編織在一起的玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維 (basalt fiber)或它們的混合物?？蛇x地，纖維增強聚合物層可以包括在其上已沉積聚合物的碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維。聚合物例如可以是固體形式諸如粉末、顆粒狀或小球。在本文描述的實施方式中，纖維增強聚合物層由干碳纖維束與聚醚醚酮(PEEK) 的纖維或線的混合織物組成。依照本發(fā)明，PEEK是特別優(yōu)選使用的，因為其具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg = 143°C )和熔解溫度(343°C )，其在上至220°C的工作溫度產(chǎn)生優(yōu)良機械性能，并且在220°C和300°C之間產(chǎn)生中等的機械性能。使用聚醚醚酮(PEEK)聚合物的特別優(yōu)勢是一旦熔化和熔合到增強纖維和陶瓷材料，得到的3-組分復(fù)合材料在170至220°C 的模塑溫度范圍具有優(yōu)良的機械性能，并且在220和300°C之間仍然具有中等的機械性能。 PEEK的加入對于陶瓷工具(ceramic tool)增加了顯著的沖擊和斷裂韌性，這通過用玻璃或碳纖維簡單地增強陶瓷工具是不會獲得的。因為塑模的機械性能通過這些方法被強烈地提高時，這些塑?？梢栽谒鼈兊氖褂脡勖陂g經(jīng)受簡單得多的加熱方案。聚合物可選地可以包括聚苯硫(PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)或聚醚酮酮(PEKK)。在聚醚酰亞胺(PEI)或聚醚酮酮(PEKK)聚合物的情況中，在熔化和熔合到增強纖維和陶瓷材料后，得到的3-組分復(fù)合材料在170至220°C的模塑溫度范圍具有優(yōu)良的機械性能，并且在220和300°C之間仍然具有中等的機械性能。在聚苯硫(PPS)聚合物的情況中，3-組分復(fù)合材料的機械性能在170至220°C的模塑溫度范圍具有中等的機械性能，但是將不適合于在250°C以上溫度使用。使用PELL或PPS也將增加工具的斷裂和沖擊韌性，其中PEKK和PEEK產(chǎn)生最高的增韌作用。熔合增強纖維與聚合物纖維以形成結(jié)構(gòu)復(fù)合材料要求材料在聚合物的熔化溫度以上進(jìn)行，以允許聚合物浸漬纖維束和在纖維束周圍流動。在PEEK的情況下，該溫度為 360°C和 390°C之間。在聚合物纖維熔化后，塑模加熱器關(guān)閉，并且使該塑模自然冷卻例如到室溫。在該冷卻過程期間，聚合物凝固并回到其半晶體形態(tài)結(jié)構(gòu)。在塑模的制作中，這種高溫要求可能通常不滿足在塑模模型的構(gòu)建中使用的材料。為了克服該困難，在塑模的構(gòu)造期間將糊形式的陶瓷材料在碳和PEEK纖維的混合層之間引入。這種陶瓷材料——在該實施方式中為陶瓷的堿性硅酸鋁或偏硅酸鈣——可在以相對低的溫度比方說60°C固化，該溫度可以容易地為塑模模型忍受?？梢砸赃@種低溫度固化的材料的使用是特別有利的，因為可以使用能夠忍受這種溫度的較不昂貴的塑模模型。在制造根據(jù)本發(fā)明的陶瓷中使用的優(yōu)選的陶瓷材料可以稱為“地質(zhì)聚合物 (Geopolymers) ”，并且屬于一類合成硅酸鋁材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，其它合適陶瓷材料也可以用于制造根據(jù)本發(fā)明的塑模。通過陶瓷材料的固化和隨后的凝固提供的功能是在纖維和聚合物的熔合之前結(jié)構(gòu)強度和剛度被賦予給塑模。在塑模內(nèi)的這種剛度程度有助于從模型中移出塑模，同時保持其完整性和形狀穩(wěn)定性。當(dāng)塑模從模型中移出后，整體加熱被用于使塑模溫度在聚合物的熔化溫度之上。當(dāng)這樣做時，聚合物熔化并流入纖維束中和在纖維束周圍，這賦予塑模結(jié)構(gòu)增加的強度和硬度。聚合物也保護(hù)纖維免被陶瓷腐蝕，諸如，聚合物可以例如在陶瓷基質(zhì)中被玻璃纖維所經(jīng)歷。由此由增強纖維、聚合物和陶瓷構(gòu)建的塑模具有上至230°C的工作溫度和具有高的結(jié)構(gòu)強度。這種結(jié)構(gòu)強度是單獨用陶瓷材料可獲得的大約3. 5倍。將意識到塑模的工作溫度將取決于在纖維增強聚合物層中使用的聚合物。塑模的工作溫度因此可以大于230°C，這取決于使用的聚合物。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供模制聚合物復(fù)合材料的塑模，所述塑模包括具有在其內(nèi)埋置的多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物的陶瓷體。如在本文使用的術(shù)語“塑模”和“工具”可互換地使用且具有相同含義。本文描述的塑模適合用于高溫模制聚合物復(fù)合材料。該塑模特別適合于模制大的復(fù)合材料制品， 諸如風(fēng)力渦輪機葉片或其部分、飛機機身和大的汽車和運輸工具面板以及船只結(jié)構(gòu)諸如船體、外層或容器。因此，在進(jìn)一步方面，本發(fā)明提供制造復(fù)合材料制品的方法，所述方法包括步驟(i)在工具上以足夠形成制品的期望疊層的量提供一層或多層的纖維預(yù)浸料；(ii)施加熱和真空至所述材料；和(iii)在所述工具中保持足夠的熱和真空足以形成復(fù)合材料制品的一段時間；特征在于所述疊層在步驟(ii)之前封裝在犧牲袋中。本文描述的塑模(工具)適合于在上述制造復(fù)合材料制品的方法中使用，其包括具有多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物埋置在其中的陶瓷體。描述的增強塑模特別適合于在本文描述的方法中使用，因為它可以被操縱而不塌陷。增強塑模的另一個優(yōu)勢是其可以被加熱至熔化所述犧牲袋所需要的溫度。因此，本發(fā)明也提供本文描述的塑模在制造復(fù)合材料制品的方法中的應(yīng)用，所述方法包括步驟(i)在工具(塑模)上以足夠形成制品的期望疊層的量提供一層或多層纖維預(yù)浸料；(ii)施加熱和真空至所述材料；和(iii)在所述工具(塑模)中保持足夠的熱和真空足以形成復(fù)合材料制品的一段時間；特征在于所述疊層在步驟(ii)之前封裝在犧牲袋中。所述方法可以進(jìn)一步包括步驟(a)提供包括預(yù)浸料的一個或多個疊層；(b)在犧牲袋中封裝每個疊層并施加真空；和(c)在步驟(ii)之前將疊層放置在一起，使得犧牲袋保持每個疊層的預(yù)浸料在適當(dāng)位置并且在施加熱時熔化。所述犧牲袋在施加熱時熔化。所述犧牲袋可以與預(yù)浸料的樹脂混合而沒有引起對復(fù)合材料制品的機械性能的任何不良作用。本發(fā)明提供由熱固性或熱塑性預(yù)浸料制造復(fù)合材料制品的一步法。使用預(yù)浸料允許在葉片的整個結(jié)構(gòu)中獲得正確的纖維體積分?jǐn)?shù)。這比本領(lǐng)域已知的一步液體模制方法有明顯優(yōu)勢，其中在大的結(jié)構(gòu)內(nèi)的局部纖維體積分?jǐn)?shù)取決于多個關(guān)鍵參數(shù)的控制，諸如在填充和固結(jié)過程期間的樹脂溫度和粘度、預(yù)制結(jié)構(gòu)、溫度升溫速度、最大溫度、在最大溫度的時間和真空壓力。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，當(dāng)加工復(fù)合預(yù)浸料時，控制干燥纖維材料的疊層可能是困難的。根據(jù)本發(fā)明的方法，使用犧牲袋提供精確放置材料到塑模(工具)上的方法，直到它們被處理。犧牲袋的使用可以僅與這些類型的預(yù)浸料一起使用，其中纖維和樹脂都被包含在鋪疊的層中。犧牲袋用于通過施加真空保持至少一層預(yù)浸料在適當(dāng)位置。工具由此可以被操縱而對于材料的定位沒有不良作用。如本文使用的術(shù)語“犧牲袋”也意欲指在施加熱時熔化的袋或?qū)?。犧牲袋?yōu)選地由惰性塑料材料制成。犧牲袋優(yōu)選地與復(fù)合材料疊層的成分混合。犧牲袋優(yōu)選地對于復(fù)合材料的機械性能具有很小或沒有不良作用。犧牲袋甚至能夠提高復(fù)合材料的機械性能。根據(jù)本發(fā)明使用的袋適合于在制造大的和小的復(fù)合材料制品的方法中使用，包括風(fēng)力渦輪機葉片和或其部分。將意識到袋也可以根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行使用，以有助于從難于鋪疊的干燥預(yù)浸料加工更小的復(fù)雜部件諸如小的風(fēng)力渦輪機葉片或者汽車組件。所述犧牲袋可以包括這樣的任何合適材料，其熔點低于復(fù)合預(yù)浸料的加工溫度的，并且，其中，當(dāng)所述材料熔化并與所述預(yù)浸料混合時，其對于預(yù)浸料的機械性能不產(chǎn)生任何不良影響，或者其對于預(yù)浸料的機械性能具有很小的或者沒有不良影響。合適地，犧牲袋包括具有低于150°C的熔化溫度的半結(jié)晶熱塑性聚合物。所述犧牲袋可以可選地包括具有低于125°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的非晶態(tài)聚合物。所述犧牲袋合適地包括選自以下的材料低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯(EVA)材料和它們的共聚物。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到所述犧牲袋可以包括其它合適聚合物材料。所述袋可以包括可以提高葉片的硬度或韌性的合適材料。所述工具可以被加熱至170至400°C范圍內(nèi)的溫度。合適地，所述工具被加熱至170至210°C的溫度。合適地，所述犧牲袋具有低于所述預(yù)浸料的加工溫度的熔點。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合用于需要在180°C或以上溫度加工的預(yù)浸復(fù)合材料。在優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明提供制造復(fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機葉片的方法，所述方法包括步驟(i)提供形成制品的第一部分和第二部分的工具；(ii)在所述工具上提供一層或多層纖維預(yù)浸料，以形成所述制品的所述第一部分的期望疊層；(iii)在所述疊層上放置犧牲袋并施加真空以將所述疊層與所述工具密封；重復(fù)步驟(ii)和(iii)以形成所述制品的第二部分的期望疊層；(iv)放置所述制品的所述第一部分的疊層至所述制品的所述第二部分的疊層；(ν)施加熱和真空至所述工具；和(vi)在所述工具中保持足夠熱和真空一段足以形成復(fù)合材料制品的時間。優(yōu)選地，所述工具包括具有多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物埋置在其中的陶瓷體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以用于制造除風(fēng)力渦輪機葉片之外的復(fù)合材料制品。所述犧牲袋可以用于幫助鋪疊復(fù)合材料制品的不同部分。例如，根據(jù)本發(fā)明的方法允許例如葉片的上半部分在開放的塑模(工具)上進(jìn)行鋪疊、封裝在犧牲袋中和在袋和塑模之間施加真空以密封它。塑模的該半部分然后可以轉(zhuǎn)動和放置在另一半部分的上面而不打亂疊層。由于所述犧牲袋，葉片可以一步法生產(chǎn)。犧牲袋的使用沒有阻礙在兩個葉片半部分的連接處形成樹脂前部。這種一步法不要求在兩個半部分之間合適位置保留任何芯。 因此，在該方法結(jié)束時不需要取走芯。該方法的成本由此顯著地降低。在該方法期間塑模的總重量也降低。這種一步法不需要任何樹脂注入。塑模的總重量由于抑制了注入加工也顯著地減少。由于塑模重量減少，可以生產(chǎn)更長的葉片。在優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括通過以下方法制備至少一個復(fù)合材料支撐件的步驟(a)提供一層或多層的預(yù)浸料和(b) —層或多層的泡沫材料，由此所述層以交替方式提供以形成疊層；和(c)封裝所述疊層在所述犧牲袋中并施加真空。整個復(fù)合材料支撐件然后以一個部件轉(zhuǎn)移至所述塑模(工具)而沒有打亂疊層。復(fù)合材料支撐件合適地包括梁。所述方法可以進(jìn)一步地包括在所述工具上，在所述制品的所述第一部分的疊層上放置所述梁；在所述梁上放置犧牲袋，和在步驟(iv)之前施加真空。因此，所述方法允許在適當(dāng)位置用所述梁和其他組件鋪疊所述制品(例如，葉片) 的第一部分并在真空下封裝在犧牲袋中，這可以阻止疊層和組件在塑模閉合期間運動。所述方法可以進(jìn)一步包括在步驟(iv)之前在鄰近梁的每一側(cè)放置真空袋的步驟。所述真空袋合適地包括尼龍袋且在加工期間給制品提供強度和支撐。非犧牲袋或真空袋用于在其和包含部件疊層的工具(塑模)之間產(chǎn)生體積。從該體積抽出空氣在所述加工階段在疊層上產(chǎn)生多至1巴的固結(jié)壓力，其對于生產(chǎn)優(yōu)良質(zhì)量復(fù)合材料結(jié)構(gòu)是必要的。真空的施加也保證疊層在加工期間保持與工具表面接觸，并且這樣做確保最終部件貼合工具的形狀。如本文使用的術(shù)語“預(yù)浸料(pre-preg) ”指已經(jīng)用樹脂材料預(yù)浸漬的纖維材料諸如碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、金屬纖維或其他纖維材料，樹脂材料諸如原位可聚合的熱塑性材料或熱固性或熱塑性聚合或預(yù)聚物材料，例如，在塑模中鋪疊之前進(jìn)行。樹脂通常是在纖維之間的原位。術(shù)語預(yù)沉積指例如在塑模中鋪疊之前樹脂材料已經(jīng)在其上沉積的纖維材料。在這種情況下樹脂可以是在纖維的上面或者僅在纖維的一側(cè)上。術(shù)語“預(yù)浸漬材料(pre-impregnated material) ”應(yīng)該被認(rèn)為也包括預(yù)沉積材料，并且這些類型的材料也可稱為預(yù)浸料。所述犧牲袋特別適合用于熱固性預(yù)浸料。實際上，真空袋保持揮發(fā)性有機成分遠(yuǎn)離環(huán)境。熱固性樹脂可以通過操作人員以粉末、小球或顆粒形式在纖維上分布而不需要特定的空氣過濾。預(yù)浸材料可以包括任何合適的熱固性或熱塑性預(yù)浸材料。因此，在優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明提供由熱固性或熱塑性預(yù)浸材料制造風(fēng)力渦輪機葉片的一步法的應(yīng)用。熱固性或熱塑性預(yù)浸材料可以是聚合形式或者預(yù)聚物形式。合適的熱塑性材料包括在歐洲專利申請?zhí)?6076443. 8中描述的那些。合適的熱固性材料例如包括環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、熱固性聚氨脂樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂和有機硅樹脂。根據(jù)本發(fā)明使用的合適的樹脂材料包括環(huán)狀聚(1，4_對苯二甲酸丁二醇酯)(CBT)、高溫環(huán)氧樹脂、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。預(yù)浸材料可以選自環(huán)狀聚(1，4_對苯二甲酸丁二醇酯)(CBT)和玻璃纖維氈 (glass fibre mat)；環(huán)氧樹脂和玻璃纖維或碳纖維；玻璃纖維增強的聚丙烯(PP)、聚酰胺 (PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。優(yōu)選地，預(yù)浸料包括CBT和玻璃纖維氈。環(huán)狀聚(1，4_對苯二甲酸丁二醇酯)(CBT) 是活化的大環(huán)聚酯低聚物，當(dāng)聚合時其形成PBT聚合物，諸如在Cyclics Corporation的多個專利中描述的，包括美國專利號6，369，157。單組份CBT系統(tǒng)一般包括CBT與聚合催化劑在一起的混合物。理想地，這是一組份固態(tài)形式。這種一組份系統(tǒng)的優(yōu)勢是沒有必要進(jìn)行催化劑加入的單獨混合步驟?？蛇x地，預(yù)浸料可以包括用活性熱可固化熱塑性樹脂浸漬的纖維增強板，諸如由 IQ Tec Germany GmbH以商品名PreTec EP銷售的那些。這些預(yù)浸料可以包括熱塑性樹脂諸如從Freilacke可得到的FRE0P0X樹脂和從AKZO NOBEL可得到的RESIC0AT樹脂。這些預(yù)浸料特別適合于根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行使用，因為本文描述的增強塑?？梢员患訜嶂吝@些預(yù)浸料的加工溫度以上的溫度。在這些預(yù)浸料中使用的樹脂通過熱的施加被活化，典型地在 180°C以上，本文描述的塑模(工具)的優(yōu)勢是該塑模在180°C以上的溫度是充分耐用的，以加工這些預(yù)浸料。使用常規(guī)熱固性預(yù)浸材料構(gòu)成的塑模(工具)將不具有加工這些預(yù)浸料的耐熱性。本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)勢是這些活性熱可固化熱固性樹脂在固化期間不顯示放熱反應(yīng)，因此，如發(fā)現(xiàn)，使得它們特別適合于厚部分復(fù)合材料的快速固化，例如，在大的風(fēng)力渦輪機葉片的輪轂端或在梁帽中。這些熱固性樹脂當(dāng)加熱時也顯示非常低的粘性，其保證非常良好的樹脂分布而不需要注入過程。而且，樹脂量可以由此被細(xì)微地調(diào)節(jié)以增加復(fù)合材料的纖維體積分?jǐn)?shù)。預(yù)浸料可以在工具上制備和鋪疊或脫機制備。合適地，預(yù)浸料通過粉末沉積方法制備，由此粉末被鋪在玻璃或碳纖維上，例如，被加熱和通過輥以擠壓粉末成為纖維。預(yù)浸料然后可以放置在工具上并根據(jù)需要用于形成制品的每個部分的疊層。本發(fā)明進(jìn)一步提供通過根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得的復(fù)合材料制品。在本發(fā)明中，當(dāng)應(yīng)用于復(fù)合材料制品時，術(shù)語“大”或“較大”涉及現(xiàn)有技術(shù)通常以多個零件或多個部分構(gòu)造的大小的那些制品或元件。例如，在一定大小之上時，制品的部分通常分開構(gòu)造，用于后來連接在一起，并且所述制品的完整性在沿著部分之間的每一個結(jié)合處通常被損害。一般而言，復(fù)合材料由結(jié)合以產(chǎn)生在任何單獨的組件中不存在的結(jié)構(gòu)或功能性能的組件構(gòu)建。對于許多應(yīng)用，是復(fù)合材料的強度使它成為有吸引力的材料而使用。 對強度的損害使得復(fù)合材料較少地適合于其預(yù)期的最終用途。典型地，這種大或較大的復(fù)合材料制品具有至少一個尺寸(通常是倍長(times length))是5米或更大，例如10米或更大，諸如15米或更大。對于本發(fā)明，那些大的復(fù)合材料制品可以沒有任何明顯連接而制成。對于本發(fā)明，制造至少一個尺寸(通常是倍長)是20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、 70,75,80或85米或更大的制品是可能的。較大結(jié)構(gòu)元件或物體是特別令人感興趣的，雖然本發(fā)明不限于那些，并且可以應(yīng)用于較小的物體。術(shù)語結(jié)構(gòu)元件、復(fù)合材料制品等等因此包括由復(fù)合材料構(gòu)成的所有制品。 由復(fù)合材料制造的制品包括建筑構(gòu)件、車輛構(gòu)件諸如汽車面板和結(jié)構(gòu)、船只結(jié)構(gòu)諸如船體、飛機構(gòu)件諸如機翼和操縱表面。所有這些制品可以使用本發(fā)明的復(fù)合材料和通過本發(fā)明的方法制造。


以下以舉例方式參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的塑模的透視圖；圖2是圖1示出的塑模的一部分的橫截面視圖；圖3是部分制造的塑模的一部分，圖解加熱帶的布局(layout)；圖4示出在犧牲袋中封裝的梁的疊層；圖5示出在工具的上和下半部分中葉片的每個半部分的疊層；圖6示出在犧牲袋中封裝的葉片的一個半部分和梁的疊層；和圖7顯示具有葉片的上和下半部分和梁的閉合工具的橫截面。
具體實施方式
詳細(xì)因此，本發(fā)明提供適合于高溫模制聚合物復(fù)合材料的增強塑模(工具)；制造所述增強塑模的方法和使用所述增強塑模制造復(fù)合材料制品的方法。圖1示出塑模10，其用于模制相對大的復(fù)合材料和/或塑料組件的，諸如風(fēng)力渦輪機葉片、飛機機身的部分、大的汽車和運輸工具面板或其他較大組件，它們通常不適合于使用金屬塑模和高壓釜或烘箱組合進(jìn)行模制。這些組件通常至少兩米長或具有至少5m2的表面積。塑模10包括兩個塑模部分 14、16。每個部分14、16包括周邊法蘭18以允許部分14、16相對于彼此被牢固和精確地定位。法蘭18也可以作為用于模制期間緊固支撐部分14、16的框架(沒有示出)的支點。每個部分14、16也可以包括在一端或兩端上的法蘭20，以允許特別長的塑模10由兩對或更多對端對端夾緊的較短部分14、16形成。每個部分14、16是陶瓷材料28 (圖2)的主體，在其中埋置碳纖維增強聚合物的層30。塑模10特別適合于在真空下可以固結(jié)的材料的加工，例如熱塑性和熱固性復(fù)合材料。在圖1中，塑模10，特別是其內(nèi)部工作表面22，被顯示具有基本圓柱狀的橫截面，如用于模制例如風(fēng)力渦輪機葉片或飛機機身部分的根部的情形。然而，根據(jù)被模制的物品的形狀，工作表面22可以是任何期望的形狀。例如，其可以是橫截面為基本橢圓的，或翼剖面， 如在圖3中示出，如用于模制風(fēng)力渦輪機葉片主要長度的情形。由于相對大尺寸的塑模10，在高壓釜或烘箱等等中加熱它以固化在塑模10內(nèi)正在形成的材料是不實際的，因為這種高壓釜或烘箱的尺寸和因此成本以及復(fù)雜性將是令人望而卻步的。因此，塑模10通過在其中埋置的加熱元件或電線24的陣列被整體加熱，圖2 和3。圖2是塑模10的一部分的橫截面視圖，并且應(yīng)該理解這種相同橫截面適用于圍繞和限定工作表面22的塑模10的所有部分，并且優(yōu)選適用于外周法蘭18和末端法蘭20，如果存在的話。圖3示出部分制造狀態(tài)(制造過程以下給出)的上部分14。加熱電線24優(yōu)選地包括高溫柔性金屬加熱元件，并且特別是加熱帶，例如以商品名AMPTEK AWO提供的標(biāo)準(zhǔn)絕緣加熱帶。加熱電線24位于塑模10的工作表面22的附近，以加熱工作表面22，并且因此在塑模10的使用期間加熱被模制的材料。加熱電線24加熱塑模表面22和因此加熱材料使其處于可以優(yōu)選在真空下貼合工作表面22的形狀的充分柔軟狀態(tài)，以制造期望的元件。加熱元件24陣列的間隔和方向是特別重要的，以在整個工作表面22中獲得期望的加熱分布， 并且特別是允許工作表面22的不同區(qū)域被同時加熱至不同溫度。這樣，塑模10能夠使在工作表面22上特定位置的熱輸出匹配于由塑模10正生產(chǎn)的元件的局部厚度。塑模10如下制造。步驟1 合適的壞件或樽型34(圖2和3)以被模制的組件的形狀生產(chǎn)。模型34， 或至少其表面，是與用于形成塑模10的材料相容的材料。模型34例如支撐在工作臺(沒有示出)上。步驟2 樽型34的上暴露表面首先用脫模劑(沒有示出)覆蓋，然后用凝膠涂層 26覆蓋。在凝膠涂層26之前施加脫模劑確保當(dāng)上部分14已經(jīng)合適地固化后，它可以與模型34分離而沒有損害上部分14 (塑模的上部分14首先制造，接著是下部分16)。凝膠涂層的優(yōu)選材料包括與合適的輕質(zhì)玻璃表面薄織物——諸如每平方米薄織物30克——結(jié)合的陶瓷性堿硅酸鋁或或偏硅酸鈣。將意識到有其他可以單獨地或組合地使用的陶瓷材料。步驟3 纖維增強聚合物織物的層30然后布置在陶瓷糊狀物層28A之上?？椢?30包括干燥碳纖維的束與聚合物PEEK的纖維或條的混合織物。優(yōu)選的材料是Schappe Techniques SA的Carbon/PEEK TPFL 材料。這種材料是混合的2D機織織物60/40% (Vf 53%),4的緞紋組織，具有每平方米650克的表面重量。PEEK在343 °C的溫度熔化。步驟4 陶瓷糊狀物的另一層28B被施加并用輥引講織物30,以用陶瓷糊狀物充分浸漬織物并去除夾帶的空氣。最后的層厚度典型為每層1.5mm左右。步驟5:重復(fù)步驟3至5兩次，以形成具有陶瓷糊狀物28與埋置的纖維層30的厚層。步驟6 加熱元件24作為一層被施加至陶瓷糊狀物28的暴露表面。加熱元件可以是在美國Amptek提供的所謂加熱帶的類型中并入的電線。預(yù)先確定長度的帶24提前準(zhǔn)備。帶從一卷切割，制備末端并確認(rèn)電阻。帶24的長度被正確地布置在陶瓷糊狀物28上并按入糊狀物中以保證它們保持在它們的位置。在該階段，準(zhǔn)備塑模部分的詳細(xì)草圖和加熱帶的設(shè)計圖案。步驟7 重復(fù)步驟3至5超過兩次，以進(jìn)一步形成陶瓷糊狀物28與埋置的纖維層 30的厚度，并且在該結(jié)構(gòu)中埋置加熱帶24?？偟暮穸确秶鸀?0-20mm。 Μ^在這之后，塑模部分在60°C固化過夜，在該階段它被脫模(從模型34移出)。脫模步驟可以在其中生成熱空氣流的通道中進(jìn)行。該步驟同樣具有幫助去除可能在工具中殘留的任何濕氣的優(yōu)勢。進(jìn)一步加熱至100°c及以上完全消除了留下的任何殘留濕氣。步驟9:在脫樽后，加熱帶24的所有末端根據(jù)較早準(zhǔn)備的草圖定位和標(biāo)記。每個加熱帶的電阻被檢查以確保所有端子是正確的。加熱帶然后與合適的外部控制電路連接。 在這個階段，塑模部分準(zhǔn)備使用埋置的加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱。步驟10 將塑模部分升高至約390°C以熔化聚合物纖維并且形成碳纖維和聚合物之間的結(jié)合。這種結(jié)合大大增加塑模的結(jié)構(gòu)強度，其一般是只使用陶瓷可得到的強度的3. 5倍。這完成了上部分14的制造。模型34現(xiàn)在翻轉(zhuǎn)，使得模型的以前底面現(xiàn)在是最上面，并且重復(fù)整個的過程以形成下部分16。塑模10現(xiàn)在準(zhǔn)備投入使用以生產(chǎn)期望的組件，例如風(fēng)力渦輪機葉片，其可以是12 米或更長。這種尺寸的組件不適合于通過常規(guī)模制技術(shù)進(jìn)行制造，常規(guī)模制技術(shù)需要在高壓釜或烘箱等等中加熱所述塑模，以幫助傳統(tǒng)上用于制造此類渦輪葉片的聚合物復(fù)合材料的加工和固結(jié)。加熱電線24優(yōu)選地適合于生成100°C至500°C的工作表面22溫度。精確的溫度將取決于塑模10中被處理的材料的性質(zhì)。例如，熱塑性基質(zhì)材料諸如聚丙烯和聚酰胺6、 聚酰胺12、聚酰胺11和聚對苯二甲酸丁二醇酯可以在180至240°C之間的溫度進(jìn)行加工。 熱固性基質(zhì)材料諸如聚酯和環(huán)氧樹脂可以在200°C以下加工。其它熱塑性材料諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯可以在250°C至300°C之間加工。其它熱塑性聚合物諸如聚苯硫、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮和聚醚酮酮可以在300°C和400°C之間加工。加熱裝置24的額定電功率一般典型地在工作表面22的5kW/m2的30kW/m2的范圍，但是當(dāng)然可以變化以適應(yīng)要求的特定生產(chǎn)速度以及被加工材料的厚度或局部厚度。功率密度也可以局部地變化以適應(yīng)材料的厚度和類型的局部變化，以在塑模10內(nèi)被局部地加工。這是使用加熱電線24的陣列的主要益處之一，其熱輸出可以單獨地變化或者在預(yù)先限定的組中變化，以定制熱輸出以便精確地匹配被模制的組件的規(guī)格。為此，每個單獨的加熱電線24或可選地為加熱電線24的組可以具有專用電接頭(沒有示出)，其因此允許工作表面22進(jìn)行這種差別加熱。本發(fā)明也提供制造復(fù)合材料制品諸如風(fēng)力渦輪機葉片的單一固化周期(一步)方法。本文描述的增強塑模特別適合于描述的一步法。本發(fā)明的這方面參照大的風(fēng)力渦輪機葉片的制造進(jìn)行描述，但是將意識到本發(fā)明不限于風(fēng)力渦輪機葉片，并且可以制造由復(fù)合材料構(gòu)建的其它制品。以下實施例說明根據(jù)本發(fā)明的方面用于制造風(fēng)力渦輪機葉片的方法。根據(jù)本發(fā)明的增強塑?？梢杂糜谥圃鞆?fù)合材料制品。
實施例在這個實施例中，CBT熱塑性風(fēng)力渦輪機葉片根據(jù)本發(fā)明的方法、使用由CBT和玻璃纖維氈形成的預(yù)浸料制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到各種大小的葉片或葉片部分可以使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造。在這個實施例中，用于制造預(yù)浸料的方法是粉末沉積，其中CBT或環(huán)氧樹脂粉末被鋪在被加熱的纖維氈的上部并通過輥擠壓粉末成為纖維。將意識到也可以使用商業(yè)可得的包括合適樹脂材料的預(yù)浸料葉片的生產(chǎn)涉及以下階段眷材料制備 工具制備 疊層支撐 材料鋪疊 加熱循環(huán)材料制備
在描述的實施方式中，葉片部分由以下原材料制成Cyclics Corporation 提供的 CBT 160 粉末由Ahlstrom Glassfibre提供的具有1152g/m2的面積重量的0° /90°玻璃纖維由Ahlstrom Glassfibre提供的具有600g/m2的面積重量的+/_45°玻璃纖維來自 Fagerdala Hicore 的 PET 泡沫,密度為 110kg/m3表1提供用于12. 6m葉片的材料疊層的細(xì)節(jié)表 權(quán)利要求
1.制造用于模制聚合物復(fù)合材料的塑模的方法，所述方法包括在可涂抹陶瓷材料內(nèi)埋置多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物，所述陶瓷材料的固化溫度小于所述聚合物的熔點，在小于所述聚合物的熔點的溫度下固化所述陶瓷材料以產(chǎn)生固態(tài)陶瓷體，和在所述聚合物的熔點以上的溫度下加熱所述陶瓷體。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述埋置的步驟包括(a)施加所述可涂抹陶瓷材料的第一層到模制模型，(b)施加所述纖維增強聚合物的層至所述第一層，(c)施加所述陶瓷材料的第二層至所述纖維增強聚合物且使它進(jìn)入其中，(d)任選地重復(fù)步驟(a)至(c)一次或多次，(e)施加所述加熱元件的層至所述陶瓷材料的暴露表面，和(f)用所述陶瓷材料的另外層覆蓋所述加熱元件的層。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(f)包括重復(fù)步驟(a)至(c)至少一次。
4.權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中所述纖維增強聚合物的層包括與所述聚合物的纖維編織在一起的碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維或它們的混合物。
5.權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中所述纖維增強聚合物的層包括與所述聚合物的纖維編織在一起的碳纖維。
6.權(quán)利要求1、2或3任一項所述的方法，其中所述纖維增強聚合物的層包括在其上已經(jīng)沉積聚合物的碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維。
7.權(quán)利要求1至6任一項所述的方法，其中所述聚合物選自聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫 (PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)和聚醚酮酮(PEKK)。
8.權(quán)利要求1至7任一項所述的方法，進(jìn)一步地包括步驟加熱所述塑模到25至100°C 范圍的溫度一段足以干燥所述陶瓷材料的時間。
9.用于模制聚合物復(fù)合材料的塑模，所述塑模包括具有在其內(nèi)埋置的多個加熱元件和至少一層纖維增強聚合物的陶瓷體。
10.權(quán)利要求9所述的塑模，其中所述纖維增強聚合物層包括與所述聚合物的纖維編織在一起的碳纖維。
11.權(quán)利要求9所述的塑模，其中所述纖維增強聚合物層包括與所述聚合物的纖維編織在一起的碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維或它們的混合物。
12.權(quán)利要求9所述的塑模，其中所述纖維增強聚合物層包括在其上已經(jīng)沉積聚合物的碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維或玄武巖纖維。
13.權(quán)利要求9至12的任一項所述的塑模，其中所述聚合物選自聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫(PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)和聚醚酮酮(PEKK)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項所述的塑模在制造復(fù)合材料制品的方法中的應(yīng)用，所述方法包括步驟(i)在工具(塑模)上以足夠形成制品的期望疊層的量提供一層或多層纖維預(yù)浸料；( )施加熱和真空至所述材料；和(iii)在所述工具(塑模)中保持足夠的熱和真空足以形成復(fù)合材料制品的一段時間； 特征在于所述疊層在步驟(ii)之前封裝在犧牲袋中。
15.權(quán)利要求14所述的應(yīng)用，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟(a)提供包括預(yù)浸料的一個或多個疊層；(b)在犧牲袋中封裝每個疊層并施加真空；和(c)在步驟(ii)之前將所述疊層放置在一起，使得所述犧牲袋保持每個疊層的所述預(yù)浸漬材在適當(dāng)位置并在施加熱時熔化。
16.權(quán)利要求15所述的應(yīng)用，其中所述預(yù)浸料包括熱固性或熱塑性預(yù)浸料。
17.權(quán)利要求16所述的應(yīng)用，所述預(yù)浸料選自環(huán)狀聚(1，4_對苯二甲酸丁二醇酯) (CBT)和玻璃纖維氈；環(huán)氧樹脂和玻璃纖維或碳纖維；和玻璃纖維增強的聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
全文摘要
制造用于模制聚合復(fù)合材料的塑模的方法，包括在可涂抹陶瓷材料28內(nèi)埋置纖維增強聚合物的至少一層30和多個加熱元件24。所述陶瓷材料的固化溫度小于所述聚合物的熔點。在小于所述聚合物的熔點的溫度下固化所述陶瓷材料以產(chǎn)生固態(tài)陶瓷體，所述陶瓷體然后被加熱至所述聚合物的熔點以上的溫度，使得后者與纖維融合以加強所述塑模。所述塑模適合用于制造聚合物復(fù)合材料。也描述了使用該塑模模制聚合物復(fù)合材料的方法。
文檔編號B29C33/38GK102202849SQ200980143405
公開日2011年9月28日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者A·多伊爾, C·奧布拉戴格, D·多伊爾, P·費瑞克, P·馬倫 申請人:愛爾蘭復(fù)合材料有限公司