CN101300125B - 通过注入树脂来生产层压物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种层压物的制造方法，包括在模具部件(103)与真空箔(105)之间形成负压。树脂从位于真空箔下方的一个或多个可压缩入口通道(104)中供应到模具中的层压层上。本发明提供的新颖的方面涉及在入口通道上方的真空箔上形成多余长度，从而能够与真空箔的弹性无关地、根据需要轻易地填充或清空入口通道。其实现的原因在于：在固定的模具部件与真空箔之间形成负压之前，通过膨胀的入口通道、或通过使沿着入口通道布置的另一个通道膨胀来在入口通道上方形成真空箔的多余长度。

Description

通过注入树脂来生产层压物的方法 

技术领域

本发明涉及一种生产层压物的方法，包括在模具部件与真空箔之间形成负压。树脂从位于真空箔下方的一个或多个可压缩入口通道中供应到模具内的层压层。 

背景技术

用于生产层压物的一种方法为所谓的VARTM技术(真空辅助树脂传递模制法)，其中负压被用于使层压物的各层浸渍树脂。这些层被搁置在开放式的单面模具部件中，在模具部件的上面分布有多个入口通道，树脂从这些通道中注入或引入。用真空箔覆盖整个结构，然后在箔与模具部件之间的模具空腔中施加真空。在层压物完全或部分固化之后，还要将箔和可选择的入口通道移除，然后能够将层压物从模具中退出。具有分布遍及层压表面的较大部分的入口通道的系统使得能够控制树脂的供应，从而能够最佳地分配和注入树脂，确保层压物得到最好且尽可能最快的浸渍。 

然而，具有入口通道的这种系统的重要缺陷在于：在注入工序之后，还有数量相对较大的树脂残留在通道中。一种选择是允许入口通道留在成品层压物中并成为其一部分；然而，这种包含有树脂的层不会对层压物的结构性能产生积极的贡献，因此不必要地增加了层压物的重量。作为一种选择，入口通道可以随真空箔一起被移除。于是，通道内的树脂被浪费掉了，而这部分树脂的数量可能会相当大。在将入口通道撕掉的同时还会出现问题，因为树脂部分可能会以毛刺的形状残留在层压物上，这些毛刺随后要被移除掉。 

在涉及一种具有可移动部分的入口轮廓的文献WO 2004/000536中描述了一种用于清空树脂入口通道以避免产生浪费的方法。轮廓的外部本身被固定且在复合构件的制造过程中不变，然而内部由两个独立通道构成，两个通道之间具有柔性壁部分。树脂在一个具有向下通向下方纤维层的孔的通道中行进，且可以通过将真空抽入上部通道中使可移动壁发生移动来关闭和打开这个通道。因此能够将入口通道中的树脂完全清空，另外确保能够与来自外部的真空箔压力无关地打开和关闭树脂通道。然而，这种入口轮廓具有复杂的几何结构，它们的生产成本也因可移动部件而增加。另外，这种方法要求在一个通道内保持真空以维持注入，这使得整个工艺变得复杂且增加了工艺成本。

DE 10105976使用了弹性入口通道，在注入结束之后，这种入口通道会在模具空腔内的负压和弹性极好的真空箔的作用下坍塌。因此，避免了注入之后树脂被浪费在入口通道中的问题。然而，实际上发现：使用可压缩入口袋(inlet bag)来通过注入树脂的方式启动这项工艺是极其困难的，因为真空箔的压力使得难以打开入口通道。此外，具有足够弹性的真空箔在市场上并不是普遍有售的。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种将树脂注入层压物中的方法，从而避免上述的浪费树脂的问题。其他的目的将在正文的其他部分中看出。 

因此，本发明涉及一种层压物的制造方法，包括在模具部件与真空箔之间形成负压，和从位于真空箔下方的一个或多个可压缩的入口通道中将树脂供应给放置在模具内的层压物的多个层，其中该方法的一个步骤包括：在入口通道上方的真空箔上形成有多余长度。从而具有这样的优点，即：确保入口通道能够在供应树脂的过程中、与真空箔弹性变形能力无关地膨胀至所要求的程度。因此，不必使用有弹性的真空箔来促使树脂注入有效进行下去。此外，该方法使得能够快速启动树脂注入过程，从而实现了一方面能够更快地实施注入过程、另一方面能够更好地控制和检查浸渍层压物所有面积的工艺。使用可压缩入口通道还意味着树脂浪费得到最小化，因为在注入之后，它们将在真空箔的压力作用下被清空。考虑到通道中的树脂被清空这一事实， 关于残留在成品层压物上的树脂毛刺的问题得到了缓解。因此减少了对后续处理的需求，这意味着制造时间的极大减少和生产成本的降低。此外，该方法能够通过由例如造价低廉的塑料箔这样的弹性材料制成的简单的入口袋来实施。 

根据本发明的一个实施例，在固定的模具部件与真空箔之间形成负压之前，通过使入口通道发生膨胀来形成在入口通道上方的多余长度。其优点在于这是一个能够在不增加成本投资的情况下利用现有的生产设备来实施的简单、容易的过程。 

根据本发明的方法还涉及：在形成负压之前，通过使沿着入口通道布置的另一通道发生膨胀来形成入口通道上方的多余长度。因此能够使用两个独立的系统，一方面用于使一个通道发生膨胀，另一方面用于供应树脂，树脂供应可以得到分别和独立地控制。 

此外，本发明涉及如上所述的层压物制造方法，该方法还包括：通过挤压入口通道将至少一个树脂入口通道完全或部分清空。可以通过负压的作用和/或使沿着入口通道布置的另一个通道发生膨胀而使真空箔挤压入口通道来达到这个目的。如先前描述的那样，其优点在于：使树脂的浪费和由层压物上的树脂毛刺引起的风险最小化。 

附图说明

在下文中，将参考附图来描述本发明，其中： 

图1示出了利用VARTM工艺来制造层压物的方法； 

图2是模制之前放置在层压物上的真空箔和入口通道的剖面图； 

图3-4示出了施加真空之前和施加真空期间发生膨胀的入口通道； 

图5示出了在开始注入树脂之前，具有多余长度的真空布； 

图6示出了树脂注入期间的同一剖面； 

图7示出了入口通道的另一个实施例； 

图8示出了真空箔下面的、沿着入口通道布置的空气通道；以及 

图9示出了增加了真空箔的可压缩性的真空箔的另一个实施例。 

具体实施方式

图1示出了利用所谓的VARTM工艺(真空辅助树脂传递模制法)来生产层压物101的方法，VARTM工艺是一种被广泛使用的方法，通过这种方法，层压物中的多个层102借助于真空被树脂所浸渍。多个层102被设置在单面模具部件103中。在这些层的上方设有入口通道104，树脂从这些通道中分配并向下注入或引入层102中并穿过层102出去。入口通道104分布在这些层的上方，因此树脂分布能够尽可能地均匀和一致，从而避免出现其中层未受到浸渍的气泡(pocket)。这些层被真空布或箔105所覆盖，可以通过各种方式将真空布或箔固定在模具边缘(未示出)，从而使真空箔与模具部件之间的模具空腔得到密封。在开始注入之前，要在模具空腔内施加真空。这可以以各种方式例如从模具的边缘或通过模具部件103中的孔从这些层的底侧抽气来完成。然后，树脂离开多个孔107从入口通道中分配出去，在所施加的真空的作用下专门通过浸入的方式、或者在供应树脂被加压的情况下通过注入的方式浸渍层102。如果在层压物固化之后要移除入口通道104以避免不必要地增加层压物的重量，可以在层压物各层的正上方设置粘性较差的可撕去层。如前所述，在生产结束时，会有相当多的树脂残留在入口通道中，这些树脂都被浪费了，且树脂毛刺还会残留在层压物表面上，而这些毛刺将要通过手工来移除。通过用弹性材料制造入口通道，在停止供应树脂时来自真空布的压力会挤压这些通道，从而可避免浪费树脂。然而，由于真空空腔内的负压，通道在开始供应树脂之前就会受到挤压，因此，如果并非不可能，可能难以使树脂在入口通道中开始流动。 

借助于图2-6，更详细地描述了根据本发明的用于提高树脂注入效率的方法。这些图是图1中的标记区域110在制造过程中的不同时间点上的放大横截面图。在层压物的层102的上方设置有可撕去层106、入口通道104以及顶部的真空箔105。 

图2示出了用于制造的各种元件被铺设之后、负压形成于模具空腔内之前的场景。弹性管或袋被用作入口通道104，其可被挤压成近似扁平状。此时，入口通道104具有近似圆形的截面，且在真空箔105的重量的作用下稍微被压扁。

入口通道104还可以被配置成具有其它截面，在图7中示出了其另一种可能实施例。例如，入口通道可以由软塑料材料、橡胶或塑料箔制成，因此可以以较低的生产成本被制造。在通道104与层压层102之间的底面上设有许多孔107，树脂可以通过这些孔向下流动并流出进入各层中。孔107的尺寸，它们的位置和分布可以随着入口通道的膨胀而发生变化，以实现树脂的最佳分布。 

在图3中，入口通道104如箭头301所示那样膨胀，因此，真空箔105在通道周围相应地被抬起，从而适应膨胀的模具。然后，在图4中，负压401形成于模具部件与箔105之间，真空箔于是被拉紧。这时候，在将空气从入口袋中排出去时，在通道104正上方的真空箔105上形成有多余的长度501，因为在这个地方的真空箔要比表面的其他部分多一些。这在图5中得以示出。在负压的作用下，入口通道104受到位于顶部的、为褶皱或折叠502形式的真空箔105挤压。 

如图6所示，在真空箔105上形成的多余长度501使得入口通道104具有足够的膨胀空间，这意味着树脂601能够进入通道104，并且轻易地、畅通无阻地流过通道104。通过所述方法，树脂注入的启动因此更加容易，从而能够更快速、更好地实施树脂的注入，并能够对树脂的注入进行控制和检查。在树脂供应已经结束时，如先前在图5中所描述的那样，真空箔105将再次被向下拉向层压物101，并因此挤压入口通道104，从而将通道中的树脂完全清空。利用真空布上的多余长度501的所述方法因此还解决了有关入口通道中的过剩树脂(这些树脂否则会被浪费掉)的问题。因此，该方法允许这样一种选择，即可以重复使用入口通道，这要取决于它们由何种材料制成。例如在涉及由硅橡胶制成的通道的情况下就可能存在这种选择。或者，入口通道可以由廉价材料制成，在使用之后将树脂清空、然后将其丢弃。另外，该方法的优点在于：能够用于现有的层压物生产系统和装置，同时仅需要对现有系统和工厂进行较小的改动，即，要连接诸如 压缩机这样的一些设备以用于将空气或气体吹入入口通道，同时在模具空腔内形成负压。此外，该方法是有效率的，而与真空箔的弹性变形能力无关。即使在使用略有弹性的箔的情况下，提供在入口通道上方的多余长度也能确保毫无困难地使这些入口通道填满树脂。 

图7描述了入口通道104的一个替换实施例，其中通道104的横截面使得它能够被完全压缩，且因此根据材料的选择，可更好地被清空。该入口通道被配置成以锐角702结合在一起的两个弧形结构701。 

在另一个实施例中，可以通过沿着树脂入口通道104布置的另一个通道801的膨胀来提供真空箔105的多余长度501。除此之外，该方法与上述方法一致。该实施例的优点在于：可以使用两个独立的系统和与树脂供应无关地控制膨胀，因而不必在同一管状系统上从空气供应切换到树脂供应。在该附图中，两个独立的管道104、801被示出具有同样的截面，但这不是必须的，同样地，它们还可以被放置成彼此完全或部分地邻接，且不必被放置在彼此的顶部。还可以选择这两个通道104、801是相互连接的、或构成带有两个空腔的一个总通道。 

最后，图9示出了根据本发明的一个实施例的真空箔105如何被配置成具有弯曲或扭结901，其中这些弯曲或弯结901以一定的数量被配置在箔105中，具体地被配置在入口通道104将要延伸的区域中。因此，真空箔105将优选地在预先变形的弯曲901处折叠，因此与箔的多余长度处于皱折状态的情况相比，在具有多余长度501的那部分上真空箔能被拉至更靠近层压层102。在图9中，用虚线902画出了抽气期间且入口通道未膨胀时的真空箔。因此，入口通道可以被进一步压缩。 

将理解，在本说明书和附图中所描述的本发明可以被改进或改变，同时继续被下列权利要求所给定的保护范围所包括。 

Claims (6)

1.一种制造层压物的方法，其包括：在模具部件与真空箔之间形成负压，以及从位于真空箔下方的一个或多个可压缩的入口通道中将树脂供应给位于模具中的层压层，其特征在于：在入口通道上方的真空箔上形成有多余长度。

2.如权利要求1所述的制造层压物的方法，其特征在于：在模具部件与真空箔之间形成负压之前，通过使入口通道膨胀来形成入口通道上方的多余长度。

3.如权利要求1所述的制造层压物的方法，其特征在于：在模具部件与真空箔之间形成负压之前，通过使沿着入口通道布置的另一个通道膨胀来形成入口通道上方的多余长度。

4.如权利要求1-3中任一项所述的制造层压物的方法，其特征在于，还包括：通过挤压入口通道来完全或部分地清空至少一个入口通道中的树脂。

5.如权利要求4所述的制造层压物的方法，其特征在于：通过允许真空箔由于负压而压缩入口通道来完全或部分地清空至少一个入口通道中的树脂。

6.如权利要求4所述的制造层压物的方法，其特征在于：通过使沿着入口通道布置的另一个通道膨胀来完全或部分地清空至少一个入口通道中的树脂。

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