CN105102204A - 用于生产层压板的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于形成预浸复合材料的层压板的设备(100)，其包括向固定心轴(300)供给预浸条带(400)的供应装置(200)。预浸条带(400)形成为心轴(300)上的管体(410)，并且被驱动成既相对于心轴旋转又沿着心轴轴向移动。通过这种方式，其可以从心轴(300)的端部被分配，并且被形成为具有离轴纤维的另外的预浸条带(420)。

Description

用于生产层压板的设备和方法
发明领域
本发明涉及用于由复合材料如玻璃纤维增强聚合物(GFRP)和碳纤维增强复合物(CFC)形成层压板的设备和方法。特别是，本发明涉及形成包括一个或更多个离轴层片的层压板，其中，层压板由预浸渍(预浸)材料形成。
发明背景
当前对由复合材料如GFRP和CFC制造的部件的需求日益增加。这是由于，与金属等同物相比时这些复合物的极好的强度与重量比，和其用于汽车和国防工业的潜能。
复合材料一般被形成为层压板，其包括多个被夹在一起的单个层片，其中层片包括纤维和基质成分。为了优化层压板的机械性能，期望的是，使纤维以一系列角度对准，例如0°、90°、+45°、-45°。这些层压板通常被用手放置且在高压釜中固化。这种过程不适合于大规模生产。
用于形成具有离轴层片的层压板的设备是已知的。例如，WO2008/057146公开了用于制造具有成±5°的纤维的两层离轴复合材料的设备。更详细地，WO2008/057146的设备被布置成使得预浸条带从被定位在两个施加轮上的多个供给卷轴被分配。这些施加轮是可操作的以绕固定心轴相对于彼此反向转动。预浸条带卷绕在心轴周围，在心轴上预浸条带被滚轴按压以形成管体。此后，将管体滑出心轴和狭缝，然后展开以形成条带。施加轮可能被认为是复杂的并且需要精确地对齐以实现所需的纤维角度。此外，设备没有实现包括离轴层片和其它取向如90°和45°的层压板的形成。
本发明的目的是提供用于形成具有离轴层片的层压板的设备，其克服了上文或其它问题的其中一个。更具体地，本发明的目的是提供用于形成具有离轴层片的层压板设备，其复杂度较低。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供了用于形成离轴复合材料的设备，该设备包括：
供给装置，其用于供给复合材料条带，该条带包括基质和彼此对齐的多个纤维；
固定心轴，其布置为接收来自供给装置的条带的一部分，心轴和供给装置被布置成使得条带被供给到心轴且纤维被定向成离轴于心轴的长形轴线。
其特征在于，驱动装置被配置为驱动所接收的条带绕心轴旋转并且沿心轴的长形轴线轴向移动，使得条带形成心轴上的管体，该心轴被配置为从心轴的端部分配管体，使得分配的管体在被压成另外的条带或板材时具有拥有相对于另外的条带或板材的长度是离轴的方向的纤维。
优选地，复合材料的条带是预浸条带。
可选择地，复合材料的条带是任何连续的纤维塑性材料。
可选择地，复合材料的条带是任何长纤维塑性材料。
优选地，驱动装置被布置为接合心轴上的管体的表面。优选地，驱动装置包括皮带，该皮带布置为啮合管体的一部分，使得皮带的移动引起管体通过皮带相对于心轴移动。
优选地，驱动装置还包括马达，该马达布置为优选通过齿轮组件来驱动皮带。优选地，皮带的至少一部分在第一皮带轮和第二皮带轮之间延伸，其中皮带被布置为将预浸管体接合在第一皮带轮和第二皮带轮之间。优选地，第一皮带轮和第二皮带轮中的一个或两者的一部分是可调节的，使得预浸管体的被皮带接合的一部分是可调节的，优选调节皮带围绕心轴延伸的程度和/或皮带相对于心轴的长形轴线的角度。任选地，驱动装置还包括凸缘，其是可操作的以防止管体在心轴上的旋转和轴向运动使皮带从第一皮带轮和第二皮带轮中的至少一个脱离。
优选地，供给装置包括复合材料的卷轴，其布置为相对于固定支座旋转，优选绕旋转轴线旋转。优选地，旋转轴线关于心轴的长形轴线倾斜。优选地，固定支座是可约束至地面的。
优选地，供给装置被可操作地连接到第二驱动装置，第二驱动装置是可操作的以驱动卷轴旋转。优选地，第二驱动装置包括布置为优选通过齿轮组件驱动卷轴的马达。
优选地，第一驱动装置和第二驱动装置由控制单元控制。优选地，控制单元被配置为致动第一驱动装置和第二驱动装置两者以同时驱动。优选地，控制单元被配置为致动第一驱动装置和第二驱动装置两者以同时停止驱动。
优选地，复合材料包括在未固化树脂基质中的单向纤维。优选地，复合材料的纤维包括碳纤维或玻璃纤维。
优选地，预浸材料的基质包括以下材料中的一种或多种：聚丙烯、PA6、PEEK和其它热塑性材料。
任选地，供给装置的供给条带材料的纤维大体上对齐到条带的长度。
可选择地，供给的条带材料的纤维大体上垂直于条带的长度对齐。
优选地，预浸条带的纤维相对于心轴的长形轴线被供给的角度在5°至85°之间。更优选地，其在30°至60°之间。更优选地，其约为45°。优选地，固定支座的位置是可调节的，使得纤维相对于心轴的长形轴线被供给的角度是可调节的，从而调节从心轴分配的另外的条带中纤维的角度。
优选地，离轴复合材料包括铺叠件，该铺叠件被界定为包括多个复合条带或板材的层片的夹层结构。
优选地，从心轴分配的条带或板材包括两个层片，其中，在第一片层中纤维相对于心轴的纵向轴线的角度与在第二片层中纤维相对于心轴的纵向轴线的角度相等并且相反。更优选地，在第一片层中相对于条带的长度方向(或心轴的长形轴线)的角度在5°-85°之间，并且在第二片层中纤维相对于条带或板材的长度方向(或心轴的长形轴线)的角度在-5°至-85°之间。更优选地，其约为45°和-45°。更优选地，其约为30°和-30°。
优选地，供给装置和心轴被配置成使得条带被卷绕在心轴周围以界定管体，优选这种被供给的条带部分重叠已经接收在心轴上的条带的相邻部分，以界定重叠区域。优选地，重叠区域横跨条带的宽度为约10mm，或约条带宽度的0.5％-5％。更优选地，其约为11mm。
优选地，设备还包括焊接元件，焊接元件被布置为一旦条带的一部分接收在心轴上就将条带的该部分连接到心轴上的条带的相邻部分，从而形成管体。优选地，焊接元件被布置为将条带在重叠区域处连接。
优选地，焊接元件包括热风焊机。优选地，设备还包括引导元件，引导元件靠近焊接元件被布置，以确保条带的相邻部分在焊接之前优选以正确的重叠被对齐。
优选地，设备还包括按压元件，按压元件被布置为一旦条带被接收在心轴上就按压该条带。优选地，按压元件靠近焊接元件被布置，优选使得条带的相邻部分在焊接之前被压成对齐，和/或优选使得条带的相邻部分在焊接部下游被按压。
任选地，按压元件包括被设置为将重叠区域压靠心轴的表面的第一滚轴。
可选择地，按压元件包括设置为将重叠区域压靠第二滚轴的第一滚轴，其中第二滚轴设置在心轴的表面下方。优选地，心轴包括用于容纳第二滚轴的中空部分。
优选地，设备被配置成使得预浸条带材卷绕在心轴周围，以形成在心轴的外表面上的连续的管体。优选地，管体是单一片层厚。
优选地，心轴的外表面是大体上圆柱形的。优选地，心轴长度在2米和5米之间。更优选地，其约为3.6米。
优选地，设备还包括靠近供给装置设置的加热元件，其是可操作的以便一旦条带从供给装置分配就软化该条带。
优选地，心轴包括用于接收条带的接收区段。
心轴可以包括用于将管体切割成给定长度的部分的切割区段。
优选地，心轴包括用于分配管体的分配区段。优选地，分配区段定位在心轴的第一端处，并且包括锥形区段，该锥形部被布置成使得心轴的直径在其尖端处较窄。优选地，接收区段被设置在心轴的第一端和第二端之间。
优选地，切割区段包括切割环，该切割环围绕心轴设置，并且优选地是可操作的以沿着与管体的轴线大体上相同的轴线移动。
优选地，切割环是可操作的以在切割开始位置和切割结束位置之间移动。
优选地，切割环是可操作的，以从切割开始位置移动到切割结束位置，以匹配管体的轴向运动，同时执行切割操作。优选地，环形切割单元是可操作的，以便以与管体的轴向运动大体上相同的速度移动，同时执行切割操作。
优选地，切割环是可操作的，以从切割结束位置返回到切割开始位置，同时执行返回操作，使得环形切割单元是可操作的以便以距离心轴的第一端的固定距离开始另一切割操作。
任选地，固定距离大体上等于另外的板材被压缩时的宽度，使得可形成正方形的另外的板材。固定距离可以是切割器的数目、心轴直径和管体的旋转速度中的一种或多种被执行的直接结果。
优选地，切割环包括一个或更多个刀头。优选地，切割环接合刀头，从而切割管体，同时执行切割操作。优选地，切割环与刀头脱离同时执行返回操作。
优选地，刀头包括一个或多个可旋转切割轮，其被设置为在大体上横向于管体的纵向轴线的方向上进行切割。
优选地，所述可旋转切割轮或每个可旋转切割轮被设置成使得管体的旋转迫使所述可旋转切割轮或每个可旋转切割轮进入管体中，从而切割管体。
可选择地，切割环包括一个或多个激光切割元件。可选择地，切割环包括一个或多个镶金刚石的切割元件。
优选地，通过未切割管体沿心轴的运动，管体的切割部分从切割区段被推进。
优选地，驱动装置设置在分配区段和焊接元件之间。
优选地，心轴以相对于地面的悬臂布置在第二端处被支撑。
优选地，设备还包括接收装置，其是可操作的，以便一旦管体从心轴的分配区段被分配就接收该管体。
可选择地，设备还包括平化区段(flatteningsection)，其用于平化由切割区段分配的管体部分。
优选地，接收装置包括卷轴，其可旋转地安装到支撑结构。优选地，卷轴绕旋转轴线是可旋转的，该旋转轴线被定向成大体上垂直于心轴的长形轴线。优选地，卷轴借助于第三驱动装置优选地通过齿轮组件是可旋转的，其中驱动装置是可操作的以实现卷轴的旋转，使得管体被推离分配区段并且被推到接收装置的滚轴上。
优选地，控制单元被配置为根据第一驱动装置和第二驱动装置来控制第三驱动装置，使得所分配的条带被推离分配区段并且被推到接收装置的滚轴上。
优选地，支撑结构被配置为实现滚轴接收装置绕大体上对齐到心轴的长形轴线的轴线旋转。优选地，支撑结构借助于第四驱动装置优选地通过齿轮组件是可旋转的，其中第四驱动装置是可操作的以实现支撑结构的旋转，使得其绕管体旋转，以防止管体在从心轴的分配区段被分配时扭转。优选地，控制单元控制第四驱动装置，使得支撑结构以大体上与管体在心轴上的速率相同的速率旋转。
优选地，支撑结构包括被设置成在固定支座内旋转的卷筒，其中卷轴在第一点和第二点处被连接到卷筒，使得卷轴的旋转轴线延伸横跨卷筒的直径。
优选地，切割元件设置在心轴的分配区段和接收滚轴之间，该切割元件是可操作的以便在沿平行于卷筒的旋转轴线的直线的第一点和第二点处切割管体，其中第一点和第二点在径向彼此相对。
优选地，展开元件设置在切割元件和接收滚轴之间，其中展开元件包括引导装置，引导装置配置为在切割的管体被接收装置接收之前将切割的管体引导成大体上平的条带。
优选地，展开元件和切割元件被设置在卷筒上，使得其与卷筒一起旋转。
优选地，按压元件被设置在分配区段和接收装置之间，并且优选在切割元件的上游和/或下游，该按压元件被配置为在从分配区段分配的管体被接收滚轴接收之前按压从分配区段分配的管体。优选地，按压元件被设置在卷筒上，使得其与卷筒一起旋转。
优选地，平化区段包括多对滚轴。优选地，在每对中的滚轴被设置在管体的长形轴线的相对侧处。
优选地，滚轴相对于管体的轴线横向对齐。优选地，在每对中的滚轴被定位在相同的垂直纵向平面中。优选地，多对滚轴从最接近切割区段的接收端和离切割区段最远的分配端相继地被定位。
优选地，多对滚轴中的每对中的滚轴之间的距离从接收端至分配端相继减小，使得被推进经过平化区段的管体逐渐被平化，从而形成包括两个片层的板材，其中在第一片层中纤维的角度与在第二片层中纤维的角度相等并且相反。
优选地，管体的轴向运动推进管体经过平化区段，迫使管体被多对滚轴中的每一对滚轴平化。
优选地，心轴的外表面包括允许管体在心轴上相对运动的外表面，优选该外表面包括特氟隆涂层。
优选地，被心轴分配的离轴条带包括2层片条带，其具有第一条带和第二条带，该第一条带具有相对于条带的长度成正角的纤维，该第二条带具有相对于条带的长度成负角的纤维。
优选地，该设备包括结合区段，其是可操作的以将由平化区段分配的复合材料的多个板材结合在一起，以形成单一的多层片板材。优选地，被结合的材料既包括由平化区段分配的2层片离轴复合材料，又包括轴上复合材料。
优选地，各层片被布置成，使得从顶层片到中间层片的层片中的纤维的取向相同于从底层片到中间层片的层片中的纤维的取向。
优选地，被结合的材料具有3层，从而中心层是轴上复合材料的单一层片，并且其它层是从平化区段分配的2层片离轴复合材料。
可选择地，任意奇数层可以被结合，从而从顶层片到中间层片的层片中的纤维的取向相同于从底层片到中间层片的层片中的纤维的取向。
优选地，材料通过超声焊接被结合。优选地，材料在多个结合点处被结合。优选地，结合点位于远离边缘和顶部边缘的约1/4宽度处。
根据本发明的第二方面，提供一种形成离轴复合材料的方法，方法包括：
将复合材料条带从供给装置供给到固定心轴，该条带包括基质和相互对齐的多个纤维，其中心轴和供给装置被布置成使得预浸条带被供给到心轴且纤维被定位成离轴于心轴的长形轴线。
其特征在于，方法包括以下步骤：使用驱动装置驱动所接收到的条带以绕心轴旋转并且沿着心轴的长形轴线轴向移动，使得预浸条带在心轴上形成管体；
和以下步骤：从心轴的端部分配管体，使得分配的管体在被压成条带或板材时具有拥有相对于条带或板材的长度是离轴的方向的纤维。
优选地，在将条带供给到心轴之前，方法包括以下步骤：将多个预浸材料的条带连接以形成较宽的条带材料，较宽的条带材料由供给装置分配。优选地，方法包括将第一条带材料连接到预浸材料的第二条带以形成较宽的条带材料的步骤。
优选地，第一条带从可旋转地安装在第一固定支座上的卷轴被分配，并且第二条带从可旋转地安装在第二固定支座上的卷轴被分配，其中第一条带和第二条带紧邻彼此被供给到按压元件中，优选地，使得第一条带和第二条带重叠约5mm-20mm。优选地，按压元件包括多个滚轴，其被配置为在重叠部处使第一条带和第二条带按压在一起。优选地，焊接元件被布置成在重叠部处将第一条带和第二条带焊接在一起，优选地焊接元件定位在按压元件的滚轴的上游和/或下游和/或之间。
优选地，方法包括将条带卷绕在心轴周围以形成条带的管体的步骤。
优选地，方法包括以下步骤：一旦条带的一部分接收在心轴上就借助于焊接元件将条带的该部分连接到已经在心轴上的条带的相邻部分。
优选地，方法包括以下步骤：从心轴的分配区段分配管体，其中分配区段包括锥形部分，该锥形部被布置成使得心轴的直径在其尖端处较窄。
优选地，方法包括以下步骤：将分配的条带收集为在接收装置上的卷轴，该卷轴具有大体上垂直于心轴的旋转轴线定向的旋转轴线。
可选择地，方法包括使用切割区段将管体切割成段的步骤。可选择地，方法包括平化管体的切割区段以形成板材的步骤。
优选地，收集分配的条带的步骤包括以下步骤：通过可旋转支撑结构，使卷轴绕对齐到心轴的长形轴线的轴线旋转。
优选地，方法还包括以下步骤：与接收装置的滚轴的条带一起铺设一个或多个另外的条带，以形成复合铺叠件，方法包括：
邻近来自接收滚轴的卷轴布置该另外的条带或每个另外的条带的卷轴，使得在被分配时的来自接收滚轴的条带和该另外的条带或每个另外的条带当被按压元件接收时被铺设在一起，按压元件优选包括多个滚轴。优选地，该另外的条带或每个另外的条带包括布置成其中纤维定向成不同于来自接收滚轴的条带的纤维的条带材料。优选地，方法还包括以下步骤：通过设置在按压元件下游的焊接元件，将条带部分地固结在一起。
可选择地，方法还包括将多个复合材料板材结合的步骤，方法包括：
将由平化区段分配的多个板材布置成层。
使用超声焊接将各层结合在一起。
优选地，被结合的材料既包括由平化区段分配的2层片离轴复合材料，又包括轴上复合材料。优选地，各层片被布置成，使得从顶层片到中间层片的层片中的纤维的取向相同于从底层片到中间层片的层片中的纤维的取向。
优选地，被结合的材料具有3层，从而中心层是轴上复合材料的单一层片，并且其它层是从平化区段分配的2层片离轴复合材料。
可选择地，任意奇数层可以被结合，从而从顶层片到中间层片的层片中的纤维的取向相同于从底层片到中间层片的层片中的纤维的取向。
优选地，材料在多个结合点处被结合。优选地，结合点位于距离材料的边缘或角落的短距离处。优选地，存在四个结合点，每一个位于靠近材料的角落处。
所有在此描述的特征可以以任何组合形式与任何上述方面进行组合。
附图简述
为了更好地理解本发明，并且为了示出可以如何实施相同的实施方案，现在将通过示例参考附图，在附图中：
图1显示了根据本发明示例性实施方案的用于形成离轴复合材料的层压板的设备的透视图；
图2显示了图1的设备的引导元件的透视图；
图3显示了图1的设备的驱动装置的透视图；
图4显示了图1的设备的接收装置和旋转支撑结构的透视图；
图5显示了图1的设备的切割元件和展开元件的透视图；
图6显示了用于连接复合材料的条带的设备的透视图；
图7显示了用于形成复合材料的铺叠件的设备的透视图；
图8是设备的可选择的切割区段的示意性透视图；
图9是可选择的切割区段的示意性端视图；以及
图10是包含可选择的切割区段的设备的实施方案的示意性侧视图。
示例性实施方案的详细描述
图1显示了用于形成预浸复合材料层压板的设备100的示例性实施方案。该设备包括用于向固定心轴300供给预浸条带400的供给装置200。预浸条带400形成为心轴300上的管体410，并且被驱动成既相对于心轴旋转又沿着心轴轴向移动。通过这种方式，其可以从心轴300的端部被分配并且被形成为具有离轴纤维的另外的预浸条带420，如将在下面更详细地讨论的。
首先考虑供给装置200，在本示例中，供给装置200包括预浸条带400的卷轴210，其可旋转地安装到支座220。应当理解的是，供给装置的其它配置是可能的，例如，预浸条带400可以以条带的形式直接从输送机进给到心轴300，因而不需要中间卷轴210。然而，返回参照本配置，卷轴210在其端部处被连接到支座220，并且是可操作的以绕旋转轴线230旋转。支座220在使用中保持静止，然而可以调节旋转轴线230相对于心轴300的长形轴线的取向。这种调整用于改变纤维在管体410和条带420上的取向，如将在下面更详细地讨论的。
在一个示例中，预浸管体410绕心轴300的旋转导致预浸条带400从卷轴210被拉动，使得其被分配到心轴上而不需要如下面所讨论的驱动装置240。然而，在这个示例中，卷轴210可操作地连接到驱动装置240，该驱动装置240是可操作的以驱动卷轴210旋转。更详细地，驱动装置240包括马达(未示出)，该马达被布置成通过齿轮组件(未示出)驱动卷轴210。驱动装置240可选择地配置成当单独的驱动装置800致动时驱动卷轴210，该单独的驱动装置800是可操作的以引起管体410在心轴300上旋转。这种布置借助于控制单元500(未示出)实现，该控制单元500被连接到驱动装置800和240两者并且控制驱动装置800和240两者的操作。相比其中预浸条带210仅仅通过由管体410在心轴300上的旋转提供的力从卷轴220分配的装置，驱动装置240的优点是，其减少了预浸条带210上的张力。控制单元500还配置成控制驱动器装置240，以防止一旦管体410的旋转被驱动装置800停止和/或降低时卷轴210过度旋转。通过这种方式，卷轴210的过度展开被阻止。
由控制单元500(通过驱动装置240)控制卷轴210的旋转速率，使得预浸条带400保持恒定的供给速率。例如，当预浸条带400在卷轴210上的量减小时，在卷轴的外周处的直径减小，因此，为了补偿，控制单元500(未示出)增加卷轴的旋转速率。
现在更详细地考虑心轴300。心轴300关于轴线302是长形的并且具有近端310和远端330。在近端310和远端330之间存在用于接收预浸条带400的圆柱形成形部分350，并且管体410形成在该圆柱形成形部分350上。
在近端310处，心轴300由结构支座312A、312B支撑，其使心轴300保持在相对于地面大体上水平的固定的位置。
在远端330处，心轴300包括分配部分332，其具有被布置成从成形部分350的直径逐渐减小到较小直径的锥形部。在本实施方案中，外表面逐渐变细使得其关于心轴的对称轴线倾斜约20°。然而，应当理解的是，可以使用其它合适的角度。
该预浸条带400被供给到心轴300，使得其卷绕在心轴的成形部分350周围以形成管体410。更详细地说，该预浸条带400卷绕在心轴周围，使得随后铺设的部分400A在预浸条带400的已经铺设在成形部分上的部分400B的顶上并且沿着其边缘被部分地叠加。因此，产生了重叠区域412，其通常宽5-20mm，但是应当理解的是，根据预浸条带400的总宽度和心轴300的尺寸可以使用不同量的重叠。
在一个示例中，心轴300的成形表面350包括不粘涂层，其允许预浸管体410在心轴300上相对运动。这种涂层的示例是聚四氟乙烯。
焊接元件600被布置为在重叠区域412处将部分400A和400B焊接在一起。更详细地，焊接元件包括热风焊机，其是可操作的以向重叠区域412供给约650℃的热空气。热空气导致部分400A和400B固结/部分地固结在一起。
按压元件700靠近焊接元件600设置，并且是可操作的以按压重叠区域412，使得其被正确地对齐/固结。在本示例中，按压元件包括位于心轴300外部的第一滚轴710A和位于心轴300内的第二滚轴710B(未示出)。滚轴710A、710B被定向成使得其旋转轴线大体上垂直于重叠区域412的边缘，并且被定向成使得当管体410在心轴上旋转时重叠区域412在滚轴710A、710B之间被供给。应当理解的是，在另一示例中，按压元件700可以只包括第一滚轴710A，其被布置靠着心轴300的成形表面350按压重叠区域412。
在此示例中，因为按压元件700被布置为在重叠区域412已经被焊接后按压重叠区域412，所以按压元件700在焊接部的下游。然而，在其它实施方案中应当理解的是，按压元件700可以另外或可选择地定位成作用在重叠区域412的在焊接部上游的一部分上。
图2显示了引导元件750，其被设计为确保预浸条带400在焊接前在重叠区域412处被正确地对齐。更详细地，引导元件包括“S”形构造，其中第一通道752用于接收即将被接收在心轴300上的预浸条带400A，且第二通道754用于接收已经在心轴上的预浸条带400B。如所示，通道752、754沿相反的方向延伸，并且第一通道752被布置成使其入口752对齐来自供给装置200的条带供给，以直接从其接收预浸条带，而第二通道的入口755被对齐以当条带400B在心轴上旋转时接收条带400B。这种布置是通过将第二通道754的一部分连接到心轴实现的。引导元件的优点是，在条带退出导向元件750后，在通道752、754之间的间隙756允许来自焊机的热空气立即在条带400A、400B之间行进。这种布置提高了焊接过程的效率。
如在图3中最佳看到的，驱动装置800靠近心轴300的成形表面350被可操作地布置，使得其可以驱动管体410相对于心轴300旋转，并且驱动管体410沿着心轴300轴向移位。更详细地，驱动装置800包括围绕第一皮带轮820、第二皮带轮830、第三皮带轮840和第四皮带轮842延伸的第一皮带810，这些皮带轮全部可旋转地安装到固定支座850。也被附接到固定支座850的马达860被布置为通过第二皮带870和齿轮组件(未示出)驱动第四皮带轮842，从而获得所需转速。第一皮带轮820和第二皮带轮830被布置成使得皮带810围绕成形部分350周向延伸同时沿心轴300的长形轴线302部分地延伸。用这种方式，皮带810是可操作的以啮合管体410并且驱动其绕心轴的长形轴线310旋转，同时驱动其沿心轴300的长形轴线310移动。管体410的这种驱动导致预浸条带400从供给装置200被分配，并且随后形成为管体410的一部分，如将在下面更详细地描述的。
在该示例中并且如在图1中最佳看到的，皮带810围绕心轴的下表面延伸，但是还应当理解的是，通过将皮带布置成围绕心轴300的侧部或顶部延伸可实现同样的效果。
第一皮带轮820和第二皮带轮830的位置通过例如在高度方向上以及此外沿着地面移动固定支座850是可调节的。通过这种方式，可以调节皮带810啮合管体410的角度和皮带810啮合管体的程度。相应地，第四皮带轮842的位置也相对于固定支座850是可调节的，使得其可以拉紧皮带810中的松弛部，皮带810中的松弛部通过调节第一皮带轮820和第二皮带轮830的位置而发生。
虽然已经示出了具有四个皮带轮的驱动装置800的示例，但是应当理解的是，驱动装置800的其他配置是可能的，例如，驱动装置800可以配置成没有第三皮带轮。
在纤维布置成使得其对齐到条带的长度的实例中，固定支座850相对于心轴300被定位成使得皮带810对齐到形成管体410的复合材料中的纤维。然而，应当理解的是，在条带中的纤维正交于其长度的实例中，皮带垂直于纤维。
如在图1和图4中最佳看到的，接收装置900紧邻心轴300的远端330设置，并且被布置成一旦条带420从心轴的锥形分配部分332被分配就接收条带420。更详细地，接收装置900包括预浸条带420的卷轴910，其可转动地安装到旋转支撑结构1000的卷筒1010，如将在下面更详细地讨论的。应当理解的是，接收装置的其他配置是可能的，例如，预浸条带420可以直接从心轴300被供给到输送机，从而避免对中间卷轴910的需求。然而，返回参照本配置，卷轴910横跨卷筒的直径在其端部处被连接到卷筒1010，并且是可操作的以绕旋转轴线930旋转。在使用中卷筒1010绕心轴的长形轴线302旋转，如将在下文更详细地讨论的，但是，在该旋转期间，卷轴910的旋转轴线930保持大体上垂直于心轴300的长形轴线302。
卷轴910可操作地连接到驱动装置940，驱动装置940是可操作的以驱动卷轴910旋转。更详细地，驱动装置940包括马达(未示出)，该马达被布置为通过齿轮组件(未示出)驱动卷轴910。驱动装置940可选地被配置为在驱动装置800致动时驱动卷轴910，驱动装置800是可操作的以引起管体410在心轴300上旋转。这种布置通过控制单元500实现，过控制单元500连接到驱动装置800和驱动装置940两者并且控制驱动装置800和驱动装置940两者的操作。控制单元500还被配置为控制驱动装置940，以便一旦管体410的旋转已经被驱动装置800停止时防止卷轴910的旋转。通过这种方式，卷轴910的过度展开被阻止。
卷轴910的旋转速率由控制单元500(通过驱动装置940)控制，使得卷轴910可以以恒定的供给速率接收预浸条带420。例如，当在卷轴上的预浸条带420的量的增加时，在卷轴的外周处的直径增大，因此，为了补偿，控制单元500减小卷轴的旋转速率。
旋转支撑结构1000被布置为容纳接收装置900。更详细地，旋转支撑结构1000包括可旋转的卷筒1010，其布置为在固定支座1020内旋转。卷筒1010围绕轴线1002布置，轴线1002对齐到心轴的长形轴线302。
卷筒1010被可操作地连接到驱动装置1040，该驱动装置1040是可操作的以驱动卷筒1010旋转。更详细地，驱动装置1040包括马达(未示出)，该马达被布置成通过齿轮组件(未示出)驱动卷筒1010。驱动装置1040可选地被配置为在驱动装置800(其是可操作的以引起管体410在心轴300上旋转)致动时驱动卷筒1010。这种布置是通过控制单元500实现的，控制单元500连接到驱动装置800和驱动装置1040两者并且控制驱动装置800和驱动装置1040两者的操作。控制单元500还被配置为控制驱动装置1040，使得卷筒1010以与管体410在心轴300上相同的速率旋转。通过这种方式，当管体410从心轴300被转移到接收装置900时，管体410的扭转被防止。
如在图5中最佳看到的，切割元件1100被设置在卷筒1010上，使得其与卷筒1010一起旋转，并且被定位在心轴300的分配区段332和接收装置900之间。切割元件1100包括两个刀片1110A、1110B(未示出)，其被布置成将预浸管体410切成条带420。更详细地，刀片1110定位成与接收装置900的旋转轴线930一致，并且关于卷筒1010的旋转轴线1002相对于彼此对称地定位。刀片被定向成使得切割部分正交于管体410的侧部并且延伸穿过管体410的侧部。通过这种方式，当管体410朝向接收装置900被供给时，其被两个刀片1110A、1110B沿平行于卷筒的旋转轴线302的两条线切割，并且转换成两个条带420A、420B。
展开元件1200被设置在卷筒1010上，使得其与卷筒1010一起旋转，并且被定位在切割元件1100和接收装置900之间。展开元件1200包括两个引导件1210A、1210B(未示出)，其被布置为引导切割的预浸管体410，使得其重新成形为适合于被卷在接收装置900的滚轴910上的大体上平的条带420。更详细地，引导件1210被定位成与接收装置900的旋转轴线930一致，并且关于卷筒1010的旋转轴线1002相对于彼此对称地定位。
值得注意的是，卷筒1010的直径大于心轴300的直径。这种布置用于使从心轴分配的管体410能够在卷筒1010内被完全展开成平的条带420A、420B。
如在图1和图5中最佳看到的，按压元件1300(未示出)可以设置在切割元件1200和接收装置900之间，并且另外或可选择地，按压元件还可以定位在切割元件和心轴300的分配部分330之间。按压元件1300包括两个反向旋转的滚轴1310A、1310B(未示出)，其附接到卷筒1010，使得其与卷筒1010一起旋转。滚轴1310A、1310B布置在切割的预浸条带420A、420B的两侧上，使得当预浸条带410穿过滚轴1310A、1310B之间时，其在被接收滚轴910接收之前被按压。
切割区段的可选择的实施方案在图8、图9和图10中所示。可选择的切割区段与前面的实施方案共用旋转支撑结构1000，但是具有不同的切割装置2000，该切割装置包括安装在横向支撑2012a和2012b上的切割环2010。马达2014驱动皮带2016，皮带2016以与预浸材料的管体410的前进相匹配的速度沿横向支撑2012驱动切割环2010。刀头2018a、2018b、2018c、2018d、2018e、2018f、2018g和2018h位于切割环2010上，并且如在图9中可以看出，向切割环的内周内突出，以允许与管体410接合以允许对其切割。皮带2016可以驱动刀头2018a-h的接合/脱开。
为了垂直于管体410的纵向轴线切割管体410，以与管体410沿心轴前进的相同的速度移动切割环是很有必要的。匹配马达2014的速度以确保切割环2010以与管体410相同的速度前进允许切割的位置相对于管体的纵向轴线保持固定。在管体410形成并且沿着心轴移动的同时，切割环2010围绕心轴(以及此外管体410)的纵向轴线移动允许刀头2018产生切割。
切割操作必须在管体420从图8中所示的横向支撑2012a和2012b的右手端行进到这些支撑的左手端期间被执行。在这段时间内，切割环2010沿着横向支撑2012a和2012b被驱动以执行切割。当切割已经完成时，然后切割头2018脱开并且切割环2010返回到如图8中所示的横向支撑2012的右手端，以用于切割管体410的另一区段。
当管体的切割区段走出切割装置2000时(如在图8中所示在左手端上)，其继续前进到平化区段2500。如在图10中所示的平化区段2500提供变窄的楔形空间，管体410的切割区段被驱动装置800推动到楔形空间中。平化区段2500包括若干组滚轴2510，其以逐渐变窄的构造被放置，以促使切割的管体形状成为由预浸条带400形成的平化的双层片板材2600。应当理解的是，平化的双层片板材2600包括具有与纤维离轴对齐的第一层，该纤维以关于心轴的纵向轴线的对称的负角对齐。两层可以被分离并且在创建多层材料中使用，也许带有轴上中心层且其中上面提到的离轴层的材料位于轴上材料的任一面上。
基于被切割装置2000切割的管体410的长度，离轴材料的长方形或正方形区段将通过本文所述的机器来生产。材料的这些离轴层可以与轴上层以及此外不同程度的离轴对齐的层叠合，以产生具有在多个方向上的极好的强度性能并且例如具有比钢显著低的重量但是具有相应的或改善的强度特性的材料。
值得注意的是，其中在从顶部层片到中间层片的层片中的纤维取向与在从底部层片到中间层片的层片中的纤维取向相同的多层板材已经被发现具有极好的强度特性。
例如，3层/5层片材料可以被形成，从而中心层为轴上复合材料的单一层片，并且其它层为从平化区段2500分配的2层片离轴复合材料，应当理解的是，任意奇数层可以以类似的方式被结合以生产非常强的材料。
离轴板可以适当地以1m2的区段以单一的离轴层或者以如上所述的多个层被提供。本文所描述的层可以通过合适的超声焊接或适合于形成管体410的材料的其它焊接形式焊接在一起。
在一个示例中，材料在四个结合点处被超声焊接，该四个结合点分别定位成朝向板材的角，并且远离板材的边缘约板材宽度的1/4。
考虑到预浸条带400的材料，其可以是本领域已知的任何构造的预浸材料。更详细地，材料包括在未固化的树脂基质中的单向纤维。纤维通常是碳纤维或玻璃纤维，并且基质通常包括以下材料中的一种或多种；热塑性。
纤维被定向成使得其在条带400的宽度方向上对齐(例如，纤维被卷时平行于卷轴210的旋转轴线230)，但是应当理解的是，纤维还可以沿条带的长度方向被对齐。
由于支座220被定位成使得条带400的卷轴210的旋转轴线230与心轴300的长形轴线302成一定角度，因此条带400中的纤维与心轴300的长形轴线302成一角度被供给，该角度通常约为60°。因此，当条带400形成为心轴上的管体410时，应当理解的是，纤维被布置为形成螺旋线。
因此，当管体410被切割并且压平以形成2层片条带420时，在第一层片420A中的纤维相对于条带的长度成正角，且在第二层片420B中的纤维相对于条带的长度成负角。通过这种方式，接收装置的卷轴910收集具有成角度层片取向的两个层片厚的条带。应当理解的是，当支座220的角度被调节以改变旋转轴线230与长形轴线302的对齐时，层片420A、420B中的纤维角度也被调节。通常，设备被配置为生产具有成+45/-45或+30/-90纤维的条带，但是应当理解的是，一系列的角度是可能的。
一种使用设备100的方法现在将参照上面的描述进行描述。预浸条带400从供给装置200的卷轴210被供给到心轴300的成形区段350。这是通过供给装置200的驱动装置230和靠近心轴300的驱动装置800两者同时致动实现的。预浸条带400然后被卷绕在心轴300的周围以形成管体410。通过焊接元件600和按压元件700，管体在重叠区域412处被固定在一起。在下游，驱动装置800啮合管体410并且引起其绕心轴旋转并且沿着心轴轴向移动，使得其从心轴300被分配。然后，管体410被切割元件1100切割并且通过展开元件1200展开成条带420。条带420然后被收集作为在接收装置900上的卷轴910。
一旦卷轴910变满时，驱动装置230、800、940和1040被停止。条带420然后靠近卷轴910被切割以使卷轴能够移除。卷轴910然后被替换，并且条带420被附连到新的卷轴。驱动装置230、800和1000然后可以重新开始，并且成形过程继续进行。
一旦供给装置200的卷轴210变空，驱动装置停止并且旧卷轴210被替换为新卷轴，并且新卷轴的条带被紧固到旧卷轴的条带的端部。
为了使图1中描述的过程开始，首先来自供给装置200的条带被手动放置在心轴300上。然后条带被手动卷绕在心轴300周围以形成管体410。管体在心轴300上被手动旋转，直到其与驱动装置800接合。其后，驱动装置用于转动管体，直到其从心轴300被分配。已分配的管体410然后被手动引导穿过切割元件1100和按压元件1300并且被附接到接收装置900。其后，使用控制单元500和相关驱动装置：240、800、940、1040，该过程可以自动化。
在上面和图1中描述的过程之前，多个条带可以通过图6中所示的过程形成在一起，如将在下面更详细地讨论的。
因此，参考图6a，并且作为过程1500的一部分，第一条带1510被连接到第二条带1520，以形成较宽的第三条带1530。更详细地，第一条带1510被布置在第一卷轴1512上，并且第二条带1520被布置在第二卷轴1522上。第一卷轴的旋转轴线1514和第二卷轴的旋转轴线1524彼此对齐，并且被布置成使得轴线1524位于轴线1514的前部和下方。通过这种方式，当条带1510、1520两者被供给到按压元件1540中时，条带1510被定位在条带1520上方并且可以部分重叠条带1520以产生沿着条带的边缘延伸的重叠区域1512。
按压元件1540包括多个滚轴1542、1544，1546，其被布置为引导条带并且使条带在重叠区域1512处按压在一起。更详细地，滚轴1542被布置为接收条带1510、1520并且将其引导在滚轴1544、1546之间，滚轴1544、1546由驱动装置1560驱动以逆向旋转并且提供压力。
在下游，另外的滚轴1548和1550接收条带1510、1520并且被布置在焊接元件1570的两侧上。焊接元件1570的作用为将条带1510，1520在重叠区域1512处焊接在一起以形成条带1530。焊机1570为热风焊机并且等效于如上所述的焊机600。
条带1530然后被收集作为卷轴1532，卷轴1532由驱动装置1534驱动以旋转。卷轴1532在卷满时可以通过切割条带1530被移除。移除的卷轴可以随后附接到固定支座230，以形成设备100的卷轴210，如在图1中所示。可选择地，卷轴1532、210可以被省去，并且条带1530直接供给到心轴300作为条带400。
可选择地，条带1530的宽度通过重复在图6a中所示的过程而进一步增加，使得两个条带1530(未示出)被连接以形成较宽的条带1536(未示出)。
通常，单个卷轴的条带宽度约3.5cm，因此，两个连接在一起的条带宽度约为7.0cm，但是应理解的是，其它尺寸的条带也可以使用。
在根据图1的设备100的过程之后，通过图7中所示的过程2000，条带430可以与其它层的条带合并，如将在下面更详细地讨论的。
因此，参考图7，并且作为过程2000的一部分，条带430A、430B的两个部分被布置为夹在条带2010A、2010B的另外的部分之间。更详细地，条带430A、2010A、2010B和430B被布置在各自的卷轴2012A、2012B、2012C、2012D上。卷轴2012的各自的旋转轴线2014A、2014B、2014C、2014D彼此对齐，并且被布置成这样：轴线2012B在轴线2012A的前部和下方；轴线2012C在轴线2012B的前部和下方；轴线2012D在轴线2012C的前部和下方。通过这种方式，条带2010A、430A、430B、2010B被供给到按压元件2020中，使得其可以彼此重叠。
按压元件2020包括反向旋转的滚轴2020A、2020B，其被布置为引导和按压在其之间被供给的条带2010A、430A、430B、2010B。
在按压元件2020下游，固化元件2030的作用是将条带2010A、430A、430B、2010B部分地固结在一起。固化元件2030可以是如上所述的热空气装置，或者可以是超声装置。
部分固结条带2010A、430A、430B、2010B此后构成铺叠件2300。铺叠件2300可以通过已知的装置被切割成一定尺寸并且被加工以形成各种复合部件。
条带2010A、430A、430B、2010B可以具有各种纤维取向，例如：条带2010A包括90°和0°的两个层片；条带2010B包括0°和90°的两个层片；条带430A包括45°和-45°的两个层片；条带430B包括-45°和45°的两个层片。通过这种方式，[45/-45/90/0]S的铺叠件被给出。
还应当理解的是，通过提供另外的卷轴2012，此过程2000可以用于将不同数量的条带连接在一起。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的全部特征，和/或如此公开的任何方法或过程的全部步骤，可以以任何组合来组合，除了其中这类特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合之外。
除非另外明确声明，否则本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以被用于相同目的、等效目的或类似目的的可选择特征所替换。因此，除非另外明确说明，所公开的每个特征仅是一般的一系列等效或类似特征中的一个示例。
本发明不限于前述实施方案的细节。本发明延伸到本说明书(包括所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征中的任何新颖的特征或任何新颖的组合，或延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖的步骤或任何新颖的组合。

Claims (40)

1.一种用于形成离轴复合材料的设备，所述设备包括：
供给装置，其用于可操作地供给复合材料的条带，所述条带包括基质和彼此对齐的多个纤维；
固定心轴，其布置为接收来自所述供给装置的所述条带的一部分，所述心轴和所述供给装置被布置成使得所述条带被供给到所述心轴且所述纤维被定向成离轴于所述心轴的长形轴线，
驱动装置，其配置为驱动所接收的条带绕所述心轴旋转并且沿所述心轴的所述长形轴线轴向移动，使得所述条带形成在所述心轴上的管体，
其中，所述心轴配置为从所述心轴的端部分配所述管体，使得所分配的管体在被压成另外的条带或板材时具有拥有相对于所述另外的条带或板材的长度是离轴的定向的纤维。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述复合材料的条带是任何连续纤维塑性材料或任何长纤维塑性材料。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述复合材料的条带是预浸条带。
4.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述供给装置的所供给的条带材料的纤维与所述条带的长度大体上对齐。
5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述复合材料的条带的纤维相对于所述心轴的所述长形轴线被供给的角度在5°至85°之间。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述复合材料的条带的纤维相对于所述心轴的所述长形轴线被供给的角度约为45°。
7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述固定支座的位置是可调节的，使得所述纤维相对于所述心轴的所述长形轴线被供给的角度是可调节的，从而调节从所述心轴分配的所述另外的条带中的纤维的角度。
8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述驱动装置被布置为接合所述心轴上的所述管体的表面。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述驱动装置包括布置为啮合所述管体的一部分的皮带，使得所述皮带的运动引起所述管体通过所述皮带相对于所述心轴移动。
10.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述供给装置包括被布置成相对于固定支座旋转的复合材料的卷轴。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述供给装置被可操作地连接到第二驱动装置，所述第二驱动装置是可操作的以驱动所述卷轴旋转，
其中所述第一驱动装置和所述第二驱动装置由控制单元控制，所述控制单元配置为致动所述第一驱动装置和所述第二驱动装置两者以同时驱动。
12.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，从所述心轴分配的所述条带或板材包括两个层片，并且其中，在第一层片中的纤维相对于所述心轴的纵向轴线的角度与在第二层片中的纤维相对于所述心轴的纵向轴线的角度相等并且相反。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，在所述第一层片中相对于所述心轴的所述长形轴线的长度方向的角度在5°-85°之间，并且在所述第二层片中的纤维相对于所述心轴的所述长形轴线的角度在-5°至-85°之间。
14.根据权利要求15所述的设备，其中，在所述第一层片中相对于所述心轴的所述长形轴线的长度方向的角度约为45°，并且在所述第二层片中的纤维相对于所述心轴的所述长形轴线的角度约为-45°。
15.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述设备还包括焊接元件，所述焊接元件布置为一旦所述条带的一部分接收在所述心轴上就将所述条带的该部分连接到在所述心轴上的条带的相邻部分，从而形成所述管体。
16.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述心轴的外表面大体上是圆柱形的。
17.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述设备还包括靠近所述供给装置设置的加热元件，所述加热元件是可操作的以便一旦所述条带被从所述供给装置分配就软化所述条带。
18.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述心轴包括用于分配所述管体的分配区段，并且其中所述分配区段被定位在所述心轴的第一端处，并且所述分配区段包括锥形区段，所述锥形部被布置成使得在其尖端处所述心轴的直径较窄。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述设备还包括接收装置，所述接收装置是可操作的以便一旦所述管体被从所述心轴的所述分配区段分配就接收所述管体，所述接收装置包括卷轴，所述接收装置的所述卷轴可旋转地安装到支撑结构并且绕定向为大体上垂直于所述心轴的所述长形轴线的旋转轴线是可旋转的，
其中，所述支撑结构被配置为使所述滚轴接收装置能够绕大体上对齐到所述心轴的所述长形轴线的轴线旋转，使得当所述管体从所述心轴的所述分配区段分配时所述滚轴接收装置与所述管体一起旋转，以防止所述管体扭转。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，切割元件被设置在所述心轴的所述分配区段和所述滚轴接收装置之间，所述切割元件是可操作的以沿着平行于所述滚轴接收装置的旋转轴线的直线的第一点和第二点切割所述管体，其中所述第一点和所述第二点径向彼此相对，以及
其中展开元件被设置在所述切割元件和所述滚轴接收装置之间，其中所述展开元件包括引导装置，所述引导装置配置为在切割的管体被所述接收装置接收之前将所述切割的管体引导成大体上平坦的条带。
21.根据权利要求1至18中任一项所述的设备，其中，所述心轴包括切割区段，所述切割区段是可操作的以将所述管体切割成给定长度的部分。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述切割区段包括切割环，所述切割环围绕所述心轴设置并且是可操作的以沿着大体上相同于所述管体的所述轴线的轴线移动，
其中，所述切割环是可操作的，以在执行切割操作的同时在切割开始位置和切割结束位置之间以大体上相同于所述管体的轴向运动的速度移动。
23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述切割环是可操作的，以在执行返回操作时从所述切割结束位置返回到所述切割开始位置，使得所述环形切割单元是可操作的以便以距离所述心轴的所述第一端的固定距离开始另一切割操作。
24.根据权利要求22或23所述的设备，其中所述切割环包括一个或更多个刀头，并且其中所述切割环接合所述刀头从而在执行所述切割操作时切割所述管体，并且其中所述切割环在执行返回操作时脱离所述刀头。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述刀头或每个刀头包括一个或更多个可旋转的切割轮，所述切割轮被设置为在大体上横向于所述管体的纵向轴线的方向上进行切割，
其中所述可旋转切割轮或每个可旋转切割轮被设置成使得所述管体的旋转迫使所述可旋转切割轮或每个可旋转切割轮进入所述管体中，从而切割所述管体。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的设备，其中所述设备还包括平化区段，所述平化区段用于平化被所述切割区段分配的管体部分，使得形成包括两个层片的板材，其中在第一层片中的纤维的角度与在第二层片中的纤维的角度相等并且相反。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述平化区段包括多对滚轴，并且其中：
每对中的滚轴被设置在所述管体的长形轴线的相对侧处，
所述滚轴相对于所述管体的所述轴线被横向对齐，
每对中的滚轴被定位在相同的垂直纵向平面中，并且
所述多对滚轴从最接近所述切割区段的接收端和离所述切割区段最远的分配端相继地被定位，所述多对滚轴中的每对中的滚轴之间的距离从所述接收端至所述分配端相继地减小，使得被推进经过所述平化区段的管体逐渐被平化。
28.根据权利要求26或27所述的设备，其中所述管体的轴向运动推进所述管体经过所述平化区段，迫使所述管体被平化。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的设备，其中，所述设备包括结合区段，所述结合区段是可操作的以将由所述平化区段分配的复合材料的多个板材结合在一起，以形成单一的多层片板材。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述复合材料的多个板材的层片被布置成使得从顶层片到中间层片的所述层片中的纤维的取向与从底层片到中间层片的所述层片中的纤维的取向相同。
31.根据权利要求29或30所述的设备，其中，所述材料通过超声焊接被结合。
32.一种形成离轴复合材料的方法，所述方法包括：
将复合材料的条带从供给装置供给到固定心轴，所述条带包括基质和多个相互对齐的纤维，其中所述心轴和所述供给装置被布置成使得所述预浸条带被供给到所述心轴且所述纤维被定向成离轴于所述心轴的长形轴线，
使用驱动装置驱动所接收的条带绕所述心轴旋转并且沿着所述心轴的所述长形轴线轴向移动，使得所述预浸条带在所述心轴上形成管体；
从所述心轴的端部分配所述管体，使得所分配的管体在被按压成条带或板材时具有拥有相对于所述条带或板材的长度是离轴的定向的纤维。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，在将所述条带供给到所述心轴之前，所述方法包括以下步骤：将预浸材料的多个条带连接以形成较宽的条带材料，所述较宽的条带材料由所述供给装置分配。
34.根据权利要求35或36所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：一旦所述条带的一部分接收在所述心轴上就通过焊接元件将所述条带的该部分连接到已经在所述心轴上的条带的相邻部分。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：将所分配的条带收集为在接收装置上的卷轴，所述卷轴具有大体上垂直于所述心轴的旋转轴线定向的旋转轴线，
其中，收集所分配的条带的步骤包括以下步骤：通过可旋转的支撑结构使所述卷轴绕对齐到所述心轴的所述长形轴线的轴线旋转。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述方法还包括与所述接收装置的滚轴的条带一起铺设一个或更多个另外的条带以形成复合铺叠件的步骤，所述方法包括：
邻近来自所述接收滚轴的卷轴布置所述另外的条带或每个另外的条带的卷轴，使得在被分配时来自所述接收滚轴的条带和所述另外的条带或每个另外的条带在被按压元件接收时被铺设在一起，所述按压元件优选包括多个滚轴，
其中，所述另外的条带或每个另外的条带包括被布置成其中所述纤维定向成不同于来自所述接收滚轴的所述条带的纤维的条带材料。
37.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，其中，所述方法包括使用切割区段将所述管体切割成段的步骤。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：将管体的所切割的段平化以形成板材，所述板材具有拥有相对于所述条带或所述板材的长度是离轴的定向的纤维。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述方法还包括将复合材料的多个板材结合的步骤，所述方法包括：
将多个板材布置成层，
使用超声焊接将所述层结合在一起。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述层片被布置成使得从顶层片到中间层片的所述层片中的纤维的取向与从底层片到中间层片的所述层片中的纤维的取向相同。
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