CN106799878B - 用于增强多孔材料的方法及针 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于增强多孔材料(1)的方法，包括：在多孔材料(1)中制造从多孔材料(1)的第一表面延伸到多孔材料(1)的第二表面的通孔；穿过通孔(2)从多孔材料(1)的第一表面到达多孔材料(1)的第二表面；在多孔材料(1)的第二表面处抓住至少一个纤维束(3)；以及将至少一个纤维束(3)拉到多孔材料(1)中的通孔(2)中，其中在多孔材料(1)中制造通孔(2)包括利用旋转和/或振荡针(8)穿透多孔材料(1)。

Description

用于增强多孔材料的方法及针

技术领域

本发明涉及一种用于增强多孔材料的方法以及涉及一种在这种方法中使用的针。本发明特别涉及增强作为夹层式部件的芯部的多孔材料。本发明更具体地涉及用于航空器或航天器的夹层式部件的增强多孔材料。

背景技术

虽然适用于制造和/或增强各种部件，例如，用于运输工业中的陆运、空运或水运车辆，但将参考用于商用航空器的部件更详细地解释本发明及其所基于的问题。

由于其优越的刚性或强度与密度的比，夹层结构广泛地用于航空器结构领域。夹层式部件通常由上和下覆盖层或表面组成，在它们之间布置蜂窝状芯结构以增加部件的刚性，其中芯结构由具有六边形横截面的垂直延伸的孔组成。在芯结构被相应地实现的情况下，夹层构造还可以具有其他性能，例如声或热的绝缘性能。

刚性多孔材料用作具有蜂窝结构的设计的替代。与蜂窝结构相比，多孔或泡沫材料在热和声的绝缘以及部件制造方面提供了某些优点。通过利用缝合技术将纤维或线结合到由多孔材料制成的部件中，与具有相当密度的蜂窝状芯结构的夹层结构相比，可以实现优异的机械性能。在树脂渗透过程之后，被纤维渗透的区域有助于多孔材料的机械增强。在替代方法中，多孔材料直接渗入由纤维和固化基质材料制成的预固化针。

在许多已知的缝合方法中，如在US 6,187,411 B1中描述的那种，针最初穿透多孔材料并同时将线引入多孔材料中。在多孔材料的穿刺期间，线基本上在整个长度上平行于针延伸。因此，穿刺孔的孔尺寸由针的直径和线的厚度限定。因此，针从多孔材料退出后残留的孔相对于引入的线的厚度可以较大。这导致孔的未被纤维填充的区域在树脂浸润之后被树脂填充，使得机械性能基本上基于渗透的树脂。

DE 102005024408 A1描述了一种称为“束缚的泡沫芯部”的技术，其构成对纤维或纤维束的多孔材料的增强的改进，其中引入的纤维或多或少地仅仅用于改善多孔材料芯部的机械性能。为此，首先通过用针刺穿多孔材料而在从第一表面延伸到第二表面的多孔材料中制造通孔。然后，针在第二表面处利用钩抓住纤维束，该纤维束被针连续地拉回到通孔中，使得通孔的横截面基本上完全被纤维束填充。

对于某些结构应用，需要非常高的芯部密度和/或芯部高度(即相应的夹层部件的厚度)，以实现良好的重量性能和损伤公差，同时维持高的弯矩。然而，可实现的芯部厚度和芯部密度常常受到所使用的针的最大长度和/或稳定性的限制。

发明内容

本发明的目的是提供用于增强具有较高密度和/或厚度的芯部材料的解决方案，同时保持良好的重量/成本比。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求12的特征的针来实现。

根据本发明的第一方面，一种用于增强多孔材料的方法包括在多孔材料中制造从多孔材料的第一表面延伸到多孔材料的第二表面的通孔。该方法还包括穿过通孔从多孔材料的第一表面到达多孔材料的第二表面。该方法还包括在多孔材料的第二表面处抓住至少一个纤维束。该方法还包括将至少一个纤维束拉入多孔材料的通孔中。在多孔材料中制造通孔包括利用旋转和/或振荡针来穿透多孔材料。

根据本发明的第二方面，用于使用根据本发明的第一方面的方法增强多孔材料的针包括圆柱轴。针还包括在圆柱轴的尖端处的切削刃。针还包括集成到圆柱轴中的钩，以用于抓住纤维束。

本发明的一个想法是通过采用针来改进束缚泡沫芯部技术，以这种方式有效地减小穿透多孔材料的芯部所需的力，并因此提高制造更高的芯部密度和厚度且没有任何显著的成本或重量增加的可能性。

束缚泡沫芯部技术基于消除在孔的制造期间同时引入用于增强多孔材料的纤维束的想法。首先在第一步骤中在多孔材料中制造通孔，以便随后将在第二表面的另一侧上可用的纤维束沿第一表面的方向拉入通孔中。所讨论的多孔材料可以在相对表面具有三维几何形状，其中平行表面仅存在于简单实施例中。夹层结构经常具有三维曲率，厚度的突然变化等特征。

本发明采用具有振动/振荡和/或旋转运动的针，以便更好地穿透多孔材料。为此目的，传统的针可以由根据本发明的针代替，该针基本上用作具有切割/钻孔刃和/或尖端的钻头。然而，根据本发明，针也可以利用振动/振荡运动，没有任何旋转。根据使用情况，这种振荡运动的不同频率可能是有利的。例如，针可以在超声波状态振荡。本领域技术人员将容易地认识到，根据具体应用，其它振荡频率可能是优选的。同时，根据本发明的针配置有用于接收纤维束的钩。因此，根据本发明的针组合了钻头的特征与更常规的缝纫针的特征。对于振荡和/或旋转(即钻孔)运动，针可以连接到机械和/或电钻机构，其提供扭矩和轴向力以构建通孔。针可以具有尽可能小的轴直径，以避免制造具有过大截面的通孔。特别地，针轴的横截面可以不超过待拉动穿过通孔的纤维束的厚度(或者不大于处于拉伸的初始状态中的纤维束的单一厚度的两倍)。利用根据本发明的方法和针，可以制造更高的芯部密度和厚度，而没有任何显著的成本或重量增加，例如芯部厚度大于100mm，芯部密度大于70kg/m³。根据本发明的针可具有小于一毫米的轴厚度。然而，对于特定使用情况，一或几毫米，如2，3或4mm，的轴厚度可能是优选的。

在本发明的上下文中使用的术语“多孔材料”是指适合用作夹层结构中的芯部材料的任何芯部材料。多孔材料优选地由实际的多孔材料组成，但是在本发明的上下文中也可以由例如毛毡的纺织品或任何其它无纺布组成。例如，所述方法同样允许利用无问题的纺织半成品，特别是毛毡或无纺布，以便改进它们在另一维度上的性能。在本发明的上下文中，术语“纤维束”是指由多根单根纤维或单丝、单根纤维以及通过扭绞单根纤维或纤维束产生的纱线组成的粗纱。术语“纤维束的厚度”在本发明的上下文中是指压缩形式的所有单根纤维的总和。

多孔材料可以由任何任意的多孔材料组成，但是高质量的PMI刚性多孔材料在航空领域可能是有利的。自然地，也可以使用由例如聚氯乙烯或聚氨酯组成的其它多孔材料。代替使用根据本发明的用于增强多孔材料的方法，本发明的方法也可以用于增强织物，例如毛毡或任何其它无纺布，在本发明的上下文中，其也可以是归入一般术语“多孔材料”。

通孔可以以任何角度位置产生在多孔材料中。特别地，通孔的取向可以单独地适配于待增强的多孔材料的相应形状以及在操作条件下预期的负载情况。该方法使得可以根据特定的负载和应用来定制夹层结构变的可能。

如上所述，至少一个纤维束在多孔材料的第二表面的另一侧上可用。为了容易地抓住纤维束，其可以保持在通孔的区域中，例如，在第二表面附近以直的、伸长的方式保持，以便利用钩等可靠地抓住纤维束。当抓住这种直的、伸长的纤维束以便穿过通孔拉动纤维束时，它可以形成最初状态的两倍，并形成环。由于这种措施，最终延伸穿过通孔的(单)细丝的数量是初始状态下纤维束的单根纤维的数量的两倍。或者，可能已经产生了被抓住或抓取的环，使得折叠过程被消除。所使用的纤维材料可以由例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、金属纤维或玻璃纤维构成，其中也可以使用任何其它纤维材料。

根据本发明的方法可以改善在各种领域中使用的多孔材料的特定机械性能。这种类型的增强多孔材料主要用于重要的是以低材料成本和小重量实现严格的刚性要求的应用中。航空和航天领域是使用这种增强多孔材料的领域的一个经典实例，即因为在这种情况下总是要求关于结构部件的刚性或强度和可能的最小重量。在航空和航天工程中，例如，根据本发明的方法使得通过利用根据本发明的方法制造襟翼、方向舵或机身结构以及内部的镶板部件或部件成为可能。此外，本发明的方法还可以用于汽车、建筑或家具工业以及任何其它工业分支，其中所使用的材料常常必须满足严格的刚性要求，并且重量需要同时最小化。根据本发明的方法也可以用于所有的、不仅前述刚性性质而且热和/或声的绝缘性也能都很重要的情况，因为这些是用于该方法的材料的固有性质，因为它们能够容易地压缩。

为了通过所述方法用纤维束增强多孔材料，需要执行该方法多次，以便在多个位置将纤维束引入到多孔材料中。因此，该方法在至少一个纤维束穿过通孔被拉入多孔材料之后在另一个位置重新开始。代替仅通过该方法在多孔材料的一个位置处产生一个孔以便随后拉动通过纤维束，该方法也可以在多个位置同时进行。例如，多孔材料可以同时被多个针穿孔，并且可以在多孔材料的另一侧上获得相应数量的纤维束，使得它们可以被针抓住或抓取并穿过由针制造的通孔被拉入多孔材料。如果能够以合适的方式构造纤维束可用的过程，则还可以生产连接多个孔的纤维束。

本发明的有利实施例和改进能够在从属权利要求中找到。

根据该方法的一个实施例，针可以钻入多孔材料中以制造通孔。钻孔可以通过针的旋转运动来执行，针可以被配置为具有螺旋槽和切削刃的钻头。

根据针的实施例，圆柱轴可以形成有至少一个螺旋槽。特别地，圆柱轴可以形成有多个螺旋槽。螺旋槽特别适合于有效地在钻孔过程中去除多余的材料。

根据所述方法的一个实施例，至少一个纤维束可以通过钩在针中而被抓住。为此目的，针可以包括具有孔眼的尖端，该孔眼在一侧设置有开口，使得纤维束可以在针尖的区域中通过该侧向开口插入孔眼中。然而，针的其它构造也可以提供钩住纤维束的装置。

根据该方法的实施例，至少一个纤维束可以钩在集成到针中的凹槽中。相应地，根据针的实施例，钩可以形成为针的圆柱轴内的凹槽。因此，针可以被配置为具有用于拾取和抓住纤维束的集成有钩状凹槽的钻头。可以通过针的旋转来执行钻孔。在另一步骤中，可以将纤维束插入针的凹槽中，以便钩住纤维束并将其拉入通孔中。

根据针的实施例，凹槽至少部分地围绕圆柱轴的侧表面延伸。该实施例提供了进入针的中心负载引入。圆柱轴可以以实心方式形成，没有可能削弱轴的结构的任何显著的孔、底切、洞等。由此，可以提供具有最佳强度和负载能力的针。

根据该方法的实施例，在制造通孔之前和/或期间加热针。因此，可以将热量附加到穿透过程中以便于易于该过程实施。针可以在多孔材料穿孔之前直接加热和/或设计成使得旋转或振荡运动在多孔材料穿透期间产生摩擦热。

根据该方法的一个实施例，在多孔材料中制造通孔可以包括预钻通孔。例如，在使用针穿透多孔材料并穿过通孔拉动纤维束之前，可以包括钻孔步骤。该钻孔步骤可以通过可以是机械的、光学的(例如激光器)或声学的(例如超声波)或类似的单独的钻机等来执行。或者，可以采用任何其它已知的钻孔方法。像这样，可以易于针的随后穿透，例如，在多孔材料具有非常高的密度的情况下。然后针可以随后扩宽预先钻好的通孔。

根据该方法的一个实施例，将至少一个纤维束拉入通孔可以包括将针拉入通孔，使得至少一个纤维束跟随针。因此，当纤维束被拉入通孔中时纤维束不平行于针的轴延伸，而是跟随针并且仅在针的尖端的区域中与针重叠，在针的尖端的区域中针具有其最小厚度并且仅对纤维束的厚度稍微有影响。这防止当针退出时制造的通孔的不期望地变大。

根据该方法的一个实施例，通孔可以被制造成具有小于被牵引穿过其中的纤维束的厚度的两倍的横截面，使得纤维束在被拉动通过时被压缩。为了防止在多孔材料中制造的通孔主要由树脂填充，使得夹层式部件的重量不期望地增加，并且刚性性能将减弱，该通孔具有小于被拉过的纤维束的厚度的横截面，使得纤维束在被拉动穿过时被压缩，并且通孔可能稍微变宽。这不仅使得维持夹层式部件的低密度变的可能，而且确保纤维束的单个纤维基本上以直线方式延伸通过通孔，因为在此压缩过程中单个纤维被拉直。

根据该方法的一个实施例，该方法还可以包括剪切拉入通孔中的至少一个纤维束，使得其端部与第一表面和第二表面中的至少一个平齐。根据该方法的替代实施例，该方法还可以包括抵靠第一表面和第二表面中的至少一个放置被拉入通孔中的至少一个纤维束。如果待增强的多孔材料构成夹层结构，则第一表面和/或第二表面可以由夹层结构的覆盖表面或覆盖层形成。在这种情况下，预先制造的通孔延伸穿过多孔材料以及覆盖多孔材料的两个覆盖层，使得纤维束也延伸穿过这三个层。自然地，还可以以上述方式将纤维束引入裸露的多孔材料中，并且随后为两侧提供相应的覆盖层，其中纤维束的突出端部放置并结合或层压在覆盖层和多孔材料之间。

根据该方法的实施例，该方法还可以包括在第一表面和第二表面中的至少一个上形成覆盖层。该方法因此可以制造和/或增强夹层式部件。夹层式部件可以包括具有至少一个通孔和布置在通孔中的至少一个纤维束的多孔材料芯部。因此，多孔材料的芯部可以包含在第一和第二表面之间延伸的多个通孔。在这种情况下，纤维束被拉动穿过这些通孔中的每一个。在这种情况下，纤维束的单个纤维可以以直线方式延伸穿过相应的通孔。通孔可以具有基本上被至少一个纤维束完全填充的横截面。所述至少一个通孔的横截面可以小于被牵引穿过通孔的至少一个纤维束的厚度的两倍，使得当纤维束被拉入通孔中时纤维束被压缩。夹层式部件还可以包括形成在第一表面和第二表面上的覆盖层，每个表面一个覆盖层。至少一个纤维束的端部可以与第一表面和第二表面中的至少一个平齐，或者可以平坦地抵靠第一表面和第二表面中的至少一个。

这种夹层式部件可以具有良好的强度或刚性和低重量。刚性和重量之间的优化比率基于这样的事实，即通孔基本上被纤维束完全填充，使得通孔中的树脂含量可以保持在低水平。由于夹层式部件的刚性性能，它可以用于所有的、重要的是获得良好的刚性同时保持尽可能低的重量的应用中。因此，本发明的夹层式部件的一个重要应用是航空和航天领域，因为在这种情况下自然总是需要重量最小化。在航空和航天领域中，可以制造例如根据本发明的夹层式部件形式的襟翼、方向舵或机身结构以及内部的镶板部件或部件。其它应用领域例如是汽车工业、建筑工业或家具工业以及任何其他工业分支，其中刚性和重量之间的优化比率通常是重要的。

由于夹层式部件通常由至少三层(芯部和两个覆盖层)组成，所以多个通孔可以从一个覆盖层直接延伸到另一个覆盖层，即夹层式部件的第一和/或第二表面由覆盖层形成。因此，纤维束可以延伸穿过包括覆盖层的整个夹层式部件。

根据该方法的一个实施例，该方法还可以包括用基质材料，例如树脂等，填充包含至少一个纤维束的通孔。为了最终在单个纤维之间以及在纤维和多孔材料之间制造结合，包含至少一个纤维束的通孔可以在随后的步骤中用树脂渗透。渗透可以通过例如对多孔材料的一侧施加真空以通过通孔牵引位于另一侧的树脂来实现。或者，可以采用任何其它已知的渗透方法。

附图说明

将参考随附的附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明。

随附的附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。通过参考以下详细描述，本发明的其它实施例和本发明的许多预期优点将更容易理解，因为通过参考以下详细描述它们变得更好理解。附图的元件不一定相对于彼此成比例。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记表示相同或功能相似的部件。

图1示出了根据本发明的实施例的方法的初始状态。

图2示出了紧接着图1中的初始状态的方法的几个步骤。

图3示出了紧接着图2中的步骤的方法的另一步骤。

图4示出了在图2-3中的步骤之后具有引入的纤维束的多孔材料。

图5示出了使用根据本发明另一实施例的方法增强的夹层式部件。

图6示出了使用根据本发明的又一个实施例的方法增强的夹层式部件。

图7示出了根据本发明的另一实旋例的针。

图8示意性地示出了图1-4的方法的选定步骤。

具体实施方式

尽管在此示出和描述了特定实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代和/或等效执行可以替代所示出和描述的具体实施例。通常，本申请旨在覆盖本文所讨论的具体实施例的任何改进或变化。

图1示出了穿透多孔材料1之前的针8。针8在其尖端具有孔眼区域，该孔眼区域在一侧开口并且用作抓住纤维束3的钩11(参见图2和图3)。多孔材料1由例如PMI刚性多孔材料或较低质量的多孔材料构成，例如多孔PVC材料或多孔聚氨酯材料。多孔材料1还可以由纺织材料组成，例如毛毡或任何其它无纺布。根据图1，针8相对于竖直线成角度a对准。角度a可以在0和90°之间变化，以便以任意角度a将纤维束引入到多孔材料1中。这可以实现“定制的”增强，以便特别考虑到多孔材料1在夹层结构中将承受的某些负载情况。尽管由于二维图形仅仅二维地示出了角度a，但该角度a当然也可以是立体角，使得通孔和随后位于其中的纤维束可以以任意立体角布置在多孔材料1中。

在一个实施例中，针8可以具有圆柱轴9，其朝向针8的尖端逐渐变细。在尖端的区域中，针8可以具有孔眼，然而，孔眼在一侧上设置有开口以便因此将纤维束3引入到针8的孔眼区域中。因此，针8的孔眼区域可以由连续延伸到尖端的第一分支和沿圆柱轴9方向向后延伸的第二分支组成，然而，没有从尖端到达所述轴(以凸形弯曲的方式)。然而，如将结合图7解释的，针8可以以各种不同的方式构造，特别地，针8可以形成为“钻针”，其将缝纫针的特征与钻头的特征组合。图1中的箭头示出针8的穿孔运动，如将结合图2在下面进一步详细描述。这特别包括针8的旋转和/或振动和/或振荡运动。

图2示出了方法M的一个阶段，其中针8刚刚使用其尖端穿透多孔材料1。由于这种穿透，在多孔材料1中制造通孔2，其以立体角a延伸穿过多孔材料1。在紧邻多孔材料1的下侧的附近成形为环的纤维束3(例如，24K粗纱)在针的出口点的区域中位于多孔材料1下方。因此，纤维束3的这个环可以被针8握住或抓住，以便当针8缩回时将纤维束3拉到多孔材料1中。

如图2中的箭头所示，用针8刺穿多孔材料1包括使针8旋转和/或振动和/或振荡。针8的旋转和/或振动运动有效地减小了穿透多孔材料1所需的力，并且提高了制造更高的芯部密度和厚度而没有任何显著的成本或重量增加的可能性。针8可以如图2所示构造。或者，针8也可以成形为类似于如图7所示钻头，以便通过“钻”通孔2来获得更好的穿透性能。为了进一步便于多孔材料1的穿透，方法M可以进一步包括加热针8和/或用独立的钻等预钻通孔2，例如，该独立的钻为机械钻或激光器或类似物的形式。例如，通孔2可以用独立的钻预先钻孔，然后在二次钻孔和/或刺穿步骤中用形成类似于钻头的针8扩宽。

虽然为了清楚起见在图2中纤维束3以环的形式示出，但是纤维束3实际上可以布置在多孔材料1的下面并且被与其平行地直线拉伸，以便借助于针8将在多孔材料1下面的该拉伸的纤维束3抓住。纤维束3可以具有单一厚度S，使得根据图2的环形纤维束部分大致具有双倍厚度2S。

在图3中，针8已经再次从多孔材料1缩回。由于该缩回，被针8握住或抓住的纤维束3被拉入多孔材料1的下侧的通孔2中。当纤维束3穿透到通孔中时，纤维束3可被压缩。这种压缩可以发生在针8，并且因此通孔2，具有小于被拉入的纤维束的双倍厚度2S的横截面的情况下。纤维束3的单个纤维基本上直线对齐并且在通孔2中由于该压缩和由针8施加在纤维束上的张力而被此紧密地压靠，使得仅仅非常细小的中间空间保留在单个纤维之间。

在图4中，整个纤维束3以角度a被拉入多孔材料1中，其中针8已经与纤维束3分离。例如，纤维束3现在可以与多孔材料1的两侧齐平地切除，以便随后用树脂渗透通孔2，如图5所示。或者，如图4所示的纤维束3的端部可以放置为抵靠在多孔材料1的两个表面上并结合到其上。例如，可以通过层压覆盖层7到多孔材料的两个表面来实现接合，但是覆盖层7在图5中未示出，使得纤维束3的端部紧密地邻接并粘合到多孔材料1的表面。

作为在夹层式部件的芯部中仅仅制造一个通孔2以便拉过纤维束3的以上述方式的替换例，还可以如图6所示用针8另外穿透覆盖层7，以便随后将纤维束3拉过整个夹层式部件5，其中纤维束的端部可以再次平坦地贴靠并粘合到覆盖层7上或者与覆盖层7齐平地切割，如图6所示。夹层式部件5可以是例如航空器或航天器的容舱内衬的一部分。或者，夹层式部件5可以是航空器或航天器的襟翼、方向舵或一般机身结构的一部分。

图7示出了根据本发明的另一实施例的针8。该针8可以替代地应用于图1-4所示的方法M中。与图2所示的针8相反，图7中的针8形成为“钻针”。针8具有圆柱轴9，圆柱轴具有环绕圆柱轴9的侧表面的螺旋槽12。在圆柱轴9的尖端处设置有切削刃10。在圆柱轴9的尖端附近，钩11被集成到圆柱轴9中以抓住(成环的)纤维束3。钩11形成为圆柱轴9内的凹槽13，其至少部分地环绕圆柱轴9的侧表面。凹槽13类似地形成到螺旋槽12，然而它被以与螺旋槽12不同的倾斜角度布置。本领域技术人员将意识到，出于钩住纤维束3的目的可以提供钩11的多个不同实施例，并且所示的构造是纯粹实施例性的。

图8示意性地示出了图1-4的方法M的选定步骤。方法M包括M1，在多孔材料1中制造通孔2，该通孔2从多孔材料1的第一表面延伸到多孔材料1的第二表面。该步骤包括利用旋转和/或振荡的针8穿透多孔材料1。具体地，针8可以钻入多孔材料1中以制造通孔2。为此，可以通过被钩在集成到针8中的凹槽13而抓住至少一个纤维束3。可选地，针8可以另外被加热。加热可以在对多孔材料1穿孔之前和/或期间进行。此外，通孔2可以在用针8穿透多孔材料1之前被可选地预钻孔。

方法M还包括M2，通过通孔2从多孔材料1的第一表面到达多孔材料1的第二表面。方法M进一步包括M3，在多孔材料1的第二表面抓住至少一个纤维束3。方法M还包括M4，将至少一个纤维束3拉入多孔材料1中的通孔2中。

可选地，方法M可以包括M5，剪断拉入通孔2中的至少一个纤维束3，使得其端部与第一表面和第二表面中的至少一个平齐。或者，方法M可以可选地包括M5′，将拉入通孔2中的至少一个纤维束3抵靠第一表面和第二表面中的至少一个地放置。此外，方法M可以可选地包括M6，在第一表面和第二表面中的至少一个上形成覆盖层7。此外，方法M可以可选地包括M7，用基质材料填充包含至少一个纤维束3的通孔2。

在前述详细描述中，出于简化本公开的目的，将各种特征分组在一个或多个实施例中。应当理解，上述描述旨在是说明性的，而不是限制性的。其旨在涵盖所有替代方式，改进例和等同物。在回顾上述说明书时，许多其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。

选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够最佳地利用本发明以及具有适合于预期的特定用途的各种修改的实施例。在回顾上述说明书时，许多其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。

附图标记列表

1 被增强的多孔材料

2 通孔

3 纤维束

4 穿孔角a

5 夹层式部件

6 平齐邻接纤维端部

7 覆盖层

8 针

9 圆柱轴

10 切削刃

11 钩

12 螺旋槽

13 凹槽

100 航空器

M 方法

M1 方法步骤

M2 方法步骤

M3 方法步骤

M4 方法步骤

M5 方法步骤

M6 方法步骤

M7 方法步骤

Claims (14)

1.一种用于增强多孔材料(1)的方法(M)，其包括：

在多孔材料(1)中制造通孔(2)的步骤(M1)，所述通孔从多孔材料(1)的第一表面延伸到多孔材料(1)的第二表面；

穿过通孔(2)从多孔材料(1)的第一表面到达多孔材料(1)的第二表面的步骤(M2)；

在多孔材料(1)的第二表面处抓住至少一个纤维束(3)的步骤(M3)；以及

将至少一个纤维束(3)拉入到多孔材料(1)中的通孔(2)中的步骤(M4)，

其中，在多孔材料(1)中制造通孔(2)的步骤(M1)包括利用旋转和/或振荡针(8)穿透多孔材料(1)。

2.根据权利要求1所述的方法(M)，其中针(8)钻入多孔材料(1)中以制造通孔(2)。

3.根据权利要求1或2所述的方法(M)，其中在多孔材料(1)中制造通孔(2)的步骤(M1)包括预钻通孔(2)。

4.根据权利要求1或2所述的方法(M)，其中至少一个纤维束(3)通过被钩在针(8)中而被抓住。

5.根据权利要求4所述的方法(M)，其中至少一个纤维束(3)被钩在集成到针(8)中的凹槽(13)中。

6.根据权利要求1或2所述的方法(M)，其中在制造通孔(2)的步骤(M1)之前和/或期间加热针(8)。

7.根据权利要求1或2所述的方法(M)，其中将至少一个纤维束(3)拉入到通孔(2)中的步骤(M4)包括将针(8)拉入通孔(2)，从而使得至少一个纤维束(3)跟随针(8)被拉入通孔(2)。

8.根据权利要求1或2所述的方法(M)，其中，通孔(2)被制造为具有小于被拉动穿过通孔的纤维束(3)的厚度的两倍的横截面，使得纤维束(3)在被拉动穿过时被压缩。

9.根据权利要求1或2所述的方法(M)，还包括：剪切拉入通孔(2)中的至少一个纤维束(3)的步骤(M5)，使其端部与第一表面和第二表面中的至少一个平齐；或者

抵靠第一表面和第二表面中的至少一个放置拉入通孔(2)中的至少一个纤维束(3)的步骤(M5')。

10.根据权利要求1或2所述的方法(M)，还包括：在第一表面和第二表面中的至少一个上形成覆盖层(7)的步骤(M6)。

11.根据权利要求1或2所述的方法(M)，还包括：

用基质材料填充包含至少一个纤维束(3)的通孔(2)的步骤(M7)。

12.一种用于使用根据权利要求1至11中任一项所述的方法(M)增强多孔材料(1)的针(8)，所述针(8)被配置为钻头，并且能够连接到提供扭矩和轴向力以构建通孔的机械和/或电钻机构，所述针(8)包括：

形成有至少一个螺旋槽(12)的圆柱轴(9)；

在圆柱轴(9)的尖端处的切削刃(10)；以及

集成到圆柱轴(9)中以抓住纤维束(3)的钩(11)。

13.根据权利要求12所述的针(8)，其中所述钩(11)形成为圆柱轴(9)内的凹槽(13)。

14.根据权利要求13所述的针(8)，其中所述凹槽(13)至少部分地围绕圆柱轴(9)的侧表面延伸。

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