CN104972579B - 用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置，所述装置包括芯(14)，所述芯在制造之后从构件(12)去除，其中，所述芯(14)具有内芯段(16)和关于周向地至少区段式地环绕所述内芯段(16)的外芯段(18)。所述外芯段(18)由可在溶剂中溶解的材料形成，而内芯段(16)是形状稳定的并且由对于溶剂稳定的材料形成，其中，所述内芯段(16)具有空腔(20)，所述空腔的壁配设有开口(22)，从而溶剂可以从内芯段(16)流入到外芯段(18)中。为了制造构件(12)，芯(14)以纤维增强塑料包裹。所述外芯段(18)在适合的溶剂中溶解，并且所述内芯段(16)从构件(12)取出。

Description

用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置和方法，所述方法和装置用于如下构件，在这些构件中，芯以纤维增强塑料包裹。
背景技术
芯以特别是嵌入到塑料基层中的纤维的包裹可以以任意已知的方法进行。可能的制造方法包括芯的压力注塑包封、包封或者再发泡；但是也包括压制方法、如预浸料压制法或者湿压法，在所述方法中芯以及纤维和形成塑料基层的材料引入到模具中并且所述塑料基层在压力和/或温度作用下硬化。另一种可能的制造方法是缠绕方法，在所述方法中，缠绕芯以连续纤维来缠绕，其中，纤维被嵌入到塑料基层中。这例如通过将纤维用合成树脂浸湿进行。
在许多情况下，在塑料基层凝固后应将芯从制造好的构件去除。
已知的是，为了这个目的使用溶芯，所述溶芯在构件成型后或已经在成型中通过热或者溶剂作用破坏(溶芯法)。然而对于芯所使用的材料常常是昂贵的并且芯大多数是压力敏感的。
发明内容
本发明的目的在于，简化由纤维增强塑料制成的构件的制造和成本更有利地构型。
这通过一种用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置来实现，所述装置包括如下的芯，所述芯以纤维增强塑料至少区段地包裹，其中，所述芯在制造之后从构件去除。芯具有内芯段和关于周向地至少区段地环绕内芯段的外芯段。外芯段由可在溶剂中溶解的材料形成。而内芯段是形状稳定的并且由对于溶剂稳定的材料组成。所述内芯段具有空腔，所述空腔的壁配设有开口，从而溶剂可以从内芯段流入到外芯段中。按照本发明，芯构建为两件式的，其中，形状稳定的内芯段被由可在适合的溶剂中溶解的材料制成的外芯段环绕。
外芯段的外表面可以具有任意希望的形状，所述形状与所选的构件制造方法相兼容，因为所述轮廓无须设计为从制造好的构件抽出。
内芯段应如此成型，使得该内芯段在外芯段溶解后可以从制造好的构件抽出。
内芯段与外芯段固定地相连接并且支撑该外芯段，由此整个芯的稳定性得到提高。
可溶解材料的对于芯所必需的量限于外芯段的体积。
优选地，内芯段具有与外芯段相同的长度，以便在整个长度上支撑该外芯段。
溶剂例如是碱液，从而可利用碱液溶解的发泡材料可以作为用于外芯段的材料来加工。但是其它任意对于芯适合的材料和溶解该材料的溶剂的材料对也是可使用的。
优选地，外芯段的材料是发泡材料，所述发泡材料应该是足够形状稳定的，以便使用在所选的制造过程中，但应该是足够多孔的，以便在溶剂中快速地并且均匀地溶解。
为了制造构件所使用的纤维增强塑料例如可以是碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料，但也可以是以自然纤维或者玄武岩纤维增强塑料。其他适合的纤维也可以使用。
优选地，内芯段设计为可重新使用的。
按照本发明，内芯段具有空腔，所述空腔的壁配设有开口，从而溶剂可以从内芯段到达外芯段中。溶剂可以通过如下方式简单地引入到外芯段中，即，内芯段的内空腔填充溶剂。
在此有利的是，内芯段完全延伸穿过外芯段并且空腔沿着内芯段的纵轴线完全地延伸穿过内芯段，从而溶剂必要时可以穿过外芯段引导，以便引起外芯段均匀的溶解。
优选地，内空腔与用于导入及导出溶剂的装置相连接，从而溶剂可以通过内芯段泵送。
然而也可能的是，将内芯段设计为实心的，并且将溶剂仅导入到外芯段中。
优选地，内芯段特别是在旋转对称的构件中具有圆柱形的外轮廓。以这种方式，内芯段在外芯段溶解后容易从构件抽出。
在具有非对称的外轮廓的构件中或者在完成后具有复杂成形的内壁的空腔的构件中，内芯段的形状优选地如此选择，使得该内芯段可以无破坏地从构件抽出。
当内芯段应该具有空腔时，经常适合的是，内芯段由管段制成并且特别是在管壁中设有开口。
本发明的任务也通过一种用于制造由纤维增强塑料制成的构件的方法来解决。特别是可以为此使用上文描述的装置。构件被通过以纤维增强塑料包裹芯而构建，其中，所述芯具有形状稳定的内芯段和外芯段。所述外芯段在适合的溶剂中溶解，并且所述内部芯段从构件取出。溶剂通过空腔在内芯段中引导并且通过空腔的壁中的开口渗入到外芯段中，在那里所述溶剂外芯段的材料溶解。被溶解的材料必要时也可以通过空腔在内芯段中导出。
附图说明
借助实施例参照附图更详细地描述本发明。图中示出：
图1示出按照本发明的用于制造由纤维增强塑料制成的构件的装置在构件制造完成后的示意性剖视图，以及
图2示出取出内芯段时的图1中的装置。
具体实施方式
图1示出用于制造由纤维增强塑料制成的构件12的装置10，所述装置包括芯14。
按照本发明的制造方法这里借助一种缠绕方法说明，在所述缠绕方法中，构件12以已知的方式通过缠绕连续纤维及以塑料基层浸湿连续纤维而在芯14上产生。但是也可使用其他用于制造纤维增强的构件的方法，所述方法包括注塑方法和发泡方法，在所述方法中，将纤维成分引入到塑料物质中；以及包括压制方法，在所述方法中，纤维增强构件12的塑料基层在模具中(未示出)在压力和/或温度作用下硬化并且在所述方法中，将芯14至少区段地嵌入到所述塑料基层中。在此，所述芯14保持至少在一个区段上由外部可接近。
图1示出当被缠绕的构件12已经是自支承且形状稳定时塑料基层硬化后的装置。
在这里，芯14包括一个内芯段16和一个外芯段18。所述外芯段18关于周向地环绕内芯段16，其中，在这里这两个芯段16、18的轴向长度选为相同的。
外芯段18确定构件12内部的空腔19的轮廓并且在该示例中如此几何成型，使得所述外芯段不能被无破坏地从构件12沿轴向抽出。
在这种情况下，将形状稳定的发泡材料选择为用于外芯段18的材料，所述发泡材料可在适合的碱液中完全溶解。
但是也可以使用其他任意的可在溶剂中溶解的、足够形状稳定的材料，以便经受住所选的制造过程。
而内芯段16是形状稳定的构件，所述构件对于为了溶解外芯段18的材料所使用的溶剂是稳定的。
空腔20引导穿过内芯段16，所述空腔在本示例中沿纵向方向L完全延伸穿过内芯段16。
在这里，空腔20的壁配设有若干开口22，所述开口在本示例中沿纵向方向L和沿周向方向均匀地分布在内芯段16的整个长度上。出于清楚性原因，在附图中仅所述开口22之一配设有附图标记。
在本示例中，内芯段16通过圆柱形的管形成。
内空腔20与用于导入和导出溶剂的装置24相连接，其中，所述溶剂在内芯段16的一端上导入到空腔20中并且在相对置的另一端上重新离开所述空腔。溶剂通过开口22渗入到外芯段18的材料中并且将该材料溶解。
在外芯段18的材料完整或完全地被溶解后，内芯段16暴露出(freiliegen)并且可以无破坏地从构件12抽出，如在图2中所示的那样。

Claims (9)

1.用于制造由纤维增强塑料制成的构件(12)的装置，所述装置包括芯(14)，所述芯以纤维增强塑料至少区段式地包裹，其中，所述芯(14)在制造之后从构件(12)去除，并且所述芯(14)具有内芯段(16)和关于周向地至少区段地环绕所述内芯段(16)的外芯段(18)，其中，所述外芯段(18)由可在溶剂中溶解的材料形成，并且内芯段(16)是形状稳定的并且由对于溶剂稳定的材料形成，其中，所述内芯段(16)具有空腔(20)，所述空腔的壁配设有开口(22)，从而溶剂可以从内芯段(16)流入到外芯段(18)中。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溶剂是碱液。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空腔(20)沿内芯段(16)的纵轴线(L)完全延伸穿过内芯段(16)。
4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空腔(20)与用于导入和导出溶剂的装置(24)相连接。
5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述内芯段(16)具有圆柱形的外轮廓。
6.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述外芯段(18)的材料是发泡材料。
7.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述纤维增强塑料是碳纤维增强塑料或者玻璃纤维增强塑料。
8.用于制造由纤维增强塑料制成的构件(12)的方法，所述方法具有以下步骤：
—通过以纤维增强塑料包裹芯(14)来构建由纤维增强塑料制成的构件(12)，其中，所述芯(14)具有形状稳定的内芯段(16)和具有外芯段(18)，
—在适合的溶剂中溶解外芯段(18)，其中，溶剂通过空腔(20)在内芯段(16)中引导并且通过在空腔(20)的壁中的开口(22)渗入到外芯段(18)中，并且
—从构件(12)取出内芯段(16)。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述由纤维增强塑料制成的构件(12)利用按照权利要求1至7之一所述的装置来制造。
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