CN108698264A - 用于注射模制包含至少一个插入层合体的复合材料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于注射模制包含至少一个层合体(1)的复合材料的设备。该设备包括模具(2)，该模具包括多个模具部分(3，4)，每个模具部分具有限定模制表面的第一侧面(5，6)。模具部分(3，4)中的至少一个是可移动的，使得该模具(2)在开放状态和闭合状态之间是可移动的。具有用于接触该层合体的夹持器的一个或多个制动臂也包括在根据本发明的设备中。从而，该制动臂(7，7’，8和8’)被布置为使得其在收缩位置和伸展位置之间是可移动的。本发明进一步涉及用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的相应方法。

Description

用于注射模制包含至少一个插入层合体的复合材料的设备和 方法

技术领域

本发明涉及用于注射模制包含至少一个层合体(层压材料，laminate)的复合材料的设备的领域。本发明进一步涉及用于注射模制复合材料的方法，所有对应于独立权利要求的前序部分。

背景技术

注射模制是制造物品的方法，其中将模具用于赋予最初至少部分地流动的材料以形式或形状，借此那些形式或形状由模具确定。可以通过注射模制实现各种复杂形状。此外，注射模制的良好建立的技术允许制造复合材料外的形式和形状。这可以包括方法诸如将不同的材料层状注射至模具，或区室化模具和注射材料至各自的隔室。注射模制可以通过在模具中处理各种镶嵌物进一步产生复合材料。一个特别具有挑战的类型的注射模制是用二次模制(overmolding)的注射模制材料来二次模制层合体。挑战是出于注射过程本身诱导可以在层合体上具有剪切效果的流体动力学力的事实。最后，这可以导致得到的形状中层合体的误置和铅字(letter)的结构缺失。同时，将层合体固定在模具内将不令人满意地引起斑点，其中二次模制不能以层合体被充分封装的方式进行。

具有层合体的复合材料可用于各种应用。层合体可以诱导产品在特定轴线上的稳定性增加，而同时相对轻的重量，且甚至如果如此要求，基本上是刚性的，并在另一个轴线上配有断裂点。

文献DE102009024789A1(Reese,E.)描述了用于通过注射模制由纤维增强的热塑性材料制造成型件(form)的方法，借此纤维镶嵌物将被热塑性塑料完全夹住。因此，提出了包括在两侧配有固定元件的两个模具部分(部件，portion)的模具。这些固定元件可朝向彼此移动。该方法要求完全闭合模具以完全夹住和塑性变形纤维镶嵌物。在这种闭合之后，固定臂将纤维网保持到二次模制发生的位置。该方法不适用于处理单向纤维，尽管其不需要预成型或预模制步骤。

因此本领域要求具有用于注射模制具有层合体的复合材料的设备和对应的方法，其缓解了模具内层合体的弯曲且同时保证了得到的产品的结构要求所需的层合体的封装。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于注射模制复合材料的设备，其克服了现有技术水平的至少一个缺点。特别地，将提供用于注射模制复合材料的设备，其允许制造包含至少一个层合体的复合材料，其易于使用且显著降低层合体在模具内由二次模制的注射流引起的相对移动。本发明的进一步具体的目的是提供用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的对应的方法，其便于执行且减少得到的部件的变形和不希望的特征的事件。根据本发明的独立权利要求的表征部分的设备和方法已经解决了这些目标中的至少一个。

本发明的一个方面涉及用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的设备。在本发明的意义上，可以将层合体理解为以下材料：其自身可以是至少两种另外的材料的复合材料，其中至少一个材料是在层合体的纵向延伸的材料。层合体可以但是不需要嵌入在另一种材料中。根据本发明的意义的层合体的一种具体形式是包括在层合体的纵向上延伸的增强纤维的层合体。这种纤维常见地嵌入到合适的树脂的基体中。在该具体类型的层合体的具体实施方式中，纤维选自包括玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、尼龙纤维或天然纤维组成的组，诸如例如大麻纤维。在基体材料中，利用来自硬塑料(热固性塑料，duroplast)、弹性体或热塑性塑料的组的最常见的材料。

出于本发明的目的，不需要将层合体封装在基体中。根据本发明的层合体可以由作为束本身的纤维组成。

在本发明的意义上，可以将层合体进一步定义为具有单向的连续纤维的纤维增强的复合材料。

本发明的设备包括含多个模具部分的模具。模具部分中的每一个具有限定模制表面的第一侧面。进一步地，模具部分中的至少一个相对于模具部分中的其它至少一个是可移动的，使得模具在开放状态和闭合状态之间是可移动的。其中，模具部分的模制表面共同限定模具型腔(模腔，mold cavity)。设备进一步包括一个或多个制动臂，其具有用于接触层合体的夹持器，并且制动臂被布置使得其在收缩位置和伸展位置之间是可移动的。

在本发明的意义上，当其进一步远离各个模具部分的模制表面然后当处于收缩位置并延伸至模具型腔时，发现制动臂处于伸展位置。类似地，当其相比伸展位置相对接近各个模具部分的表面时，夹持器处于收缩位置。

在具体的实施方式中，制动臂的夹持器部分与各自模具部分的表面平齐，当处于收缩位置时，制动臂相关联。

在具体的实施方式中，多个模具部分包括彼此基本上互补的至少一对模具部分。在本发明的意义上，当布置两个模具部分时，这对模具部分基本上彼此互补，这样当它们彼此相互作用时形成腔体，分别是当模具处于闭合状态以及这对模具部分的两个模具部分的模制表面限定共同形成的模具型腔时。在具体的实施方式中，第一模具部分是核心模具部分以及第二模具部分是型腔(腔体，cavity)模具部分。

在进一步具体的实施方式中，模制表面被布置使得当处于开放状态时彼此面对。

在本发明的具体的实施方式中，制动臂可滑动地耦接至各自的模具部分。在进一步具体的实施方式中，制动臂被布置在模具部分中的任一个处，使得它们通过模具表面延伸至模具型腔，在闭合模具之前各自到模具部分之间的距离。

在本发明的意义上，夹持器应该包括适用于防止层合体在注射模制过程中从其位置移位或弯曲的任何装置。具体地，不应将这种夹持器解释为限于单独执行夹持功能的设备。在最基础的实施方式中，根据本发明的夹持器被配置为与另一制动臂的第二夹持器支架互相作用的支架，使得层合体保持在适当位置上。

在本发明的进一步的实施方式中，将夹持器配置为具有用于增加与待保持的层合体的摩擦的结构的平坦的前缘。在具体的实施方式中，平坦的前缘具有在二次模制注射步骤期间用于二次模制流的通道。

在具体的实施方式中，夹持器具有用于接触待保持的层合体的基本上长方形的接触表面。在进一步的实施方式中，将夹持器的基本上长方形的接触表面的长尺寸选择为能够具有大于待保持的层合体的宽度的尺寸。

在具体的实施方式中，将夹持器配置为具有用于接触层合体的隆起表面。

在最基础的实施方式中，夹持器被布置能够通过接触它来保持层合体并用相对的夹持器来保持它，通过模具部分的第一侧面形成的多个相对的夹持器或相对的模制表面被布置为与所述夹持器相对。

在进一步具体的实施方式中，夹持器被布置为通过接触层合体允许在层合体上的夹持、夹紧或压折移动。在具体的实施方式中，整体形成以及一片片形成夹持器。

在具体的实施方式中，夹持器，优选地适于接触层合体的夹持器的前端表面是齿形、隆起形、斜面形或具有沟槽的横条纹形中的任一种。在进一步优选的实施方式中，所述锯齿、隆起或沟槽适于允许在注射模制流程期间二次模制的材料流过。

在本发明的具体的实施方式中，制动臂包括耦接至夹持器并可滑动地由各自的模具部分接收的至少一个轴。各自的模具部分可以配置另外的导航，使制动臂从收缩位置向伸展位置线性运动。在进一步具体的实施方式中，制动臂包括多个轴，各个或以单个夹持器结束或在一个整体的夹持器中共同地结束。

在具体的实施方式中，夹持器与至少一个轴是一个整体。在可替换的实施方式中，夹持器和至少一个轴是单独的元件，它们被连接在一起形成制动臂。

在具体的实施方式中，各个夹持器由至少两个轴支撑，至少两个轴可滑动地收缩至各自的模具部分。这允许精确的转向和因此就层合体而言夹持器的制动力的用量。

在具体的实施方式中，将制动臂的轴选择为长度对应于致动所讨论的制动臂的致动器的第一冲程。在具体的实施方式中，轴是可伸缩的，能够容纳至少第二冲程，并借此冲程的总和大于伸缩轴的拔出长度，但是等于充分延伸的伸缩轴。

在具体的实施方式中，各自的模具部分限定用于至少一个制动臂的凹槽，其被配置为当制动臂处于收缩位置时接收夹持器的至少一部分。

在进一步具体的实施方式中，模具部分限定用于模制表面处的至少一个制动臂的凹槽，使得制动臂处于收缩位置以及夹持器的外表面与邻接凹槽的模制表面的一部分基本上平齐。换句话说，在操作期间，夹持器的前缘据说可以形成待因此生产的成型件的模制表面的一部分。在可替换的实施方式中，然而，凹槽以夹持器的前缘的部分，即接触层合体的夹持器的部分完全收缩到模具部分的凹槽中的形式形成。

在本发明的具体的实施方式中，制动臂成对地布置。各个制动臂具有相对的制动臂，使得这对制动臂的夹持器适合将层合体保持在适当的位置(in place)上。在具体的实施方式中，夹持器被布置为互补的支架，在置于伸展位置时，两者在某种程度上啮合位于支架之间的层合体，层合体保持在适当的位置上。这种啮合可以但不需要包括夹紧各个层合体。

在具体的实施方式中，这对制动臂被配置为能够相对彼此对称。在可替换的实施方式中，这对制动臂在结构上彼此不同。在进一步具体的实施方式中，这对制动臂可以具有类似的冲程，朝向彼此移动。在可替换的实施方式中，朝向彼此的这对夹持臂的冲程是不同的。在进一步具体的实施方式中，制动臂可以与相对侧上的多个制动臂配对，每个具有朝向所述第一制动臂的单独冲程。

在具体的实施方式中，具有它们各自的夹持器的制动臂被布置为能够提供待实现的成型件的形状。相对的夹持器可以被布置为能够以期望的形式实现具体的几何形状的方式彼此互锁。

在具体的实施方式中，设备包括至少两个制动臂，借此第一制动臂可移动地耦接至第一模具部分以及第二制动臂可移动地耦接至第二模具部分。它们可移动地耦接使得当模具处于闭合状态时，第一制动臂的夹持器与第二制动臂的夹持器相对。

在具体的实施方式中，制动臂的至少一个的夹持器限定延伸通过夹持器并被配置为接受二次模制的材料的一个或多个通道。

在具体的实施方式中，模具包括至少一个注射浇口(浇道，gate)。在进一步具体的实施方式中，模具包括多个注射浇口。在更进一步具体的实施方式中，注射浇口被布置在模具部分中的一个上或其至少附近。在本发明的意义上，注射浇口适于在模具移动到闭合状态时将二次模制的材料注射到模具型腔中。为此，模具不需要到达完全的闭合状态。这意味着当模具从开放状态移动到闭合状态时，注射已经可以进行。在具体的实施方式中，凹槽形成注射浇口，凹槽由处于闭合位置的至少两个模具部分形成。这可以通过将模具部分配备各自的沟槽实现，沟槽彼此互补并在模具部件互锁时形成低通过量的二次模制材料的通道。

在本发明的具体的优选的实施方式中，多个注射浇口被布置为使得各个注射浇口远离另一个注射浇口。

在具体的实施方式中，注射浇口被布置为能够单独操作。

在具体的实施方式中，制动臂被单独激活。优选地，致动它们使得至少一个制动臂能够进行多水平冲程。在本发明的意义上，多水平冲程可以但不需要是逐渐的多水平冲程，但是可以是指制动臂能够进行至少两个连续的冲程。在优选的实施方式中，至少一个驱动选自由以下各项组成的组：液压驱动、气动驱动或机电(electro-mechanical)线性致动器。出于本发明的目的，可以将冲程定义为因此致动的对象的至少线性运动至少基本上是可逆的。因此，对于以上进一步描述的具体实施方式，可以将多水平冲程定义为执行至少两个、优选地多个连续的平移运动的能力。出于该目的，可以通过能够执行这种多水平冲程的驱动单独致动或可替换地通过根据制动臂所需冲程数的多个驱动致动制动臂。在根据本发明的设备中，致动制动臂的不同的方式对于各个制动臂可以是单独的。这意味着适于进行仅一个冲程量的制动臂可以成对出现或简单地恰好出现在相同的实施方式中，如同制动臂能够进行多水平冲程一样。

在本发明的具体的实施方式中，制动臂由至少一个液压驱动、优选地由两个液压驱动而致动，使得所讨论的制动臂能够进行至少双水平冲程。

因此提供了具有各种有利实施方式的设备，其能够注射模制包含至少一个层合体的复合材料，并基本保证层合体表面在二次模制期间遭受尽可能少的位移，而同时相对于期望成型件的几何形状和层合体在模具中的放置是高度可定制的。

对于本领域的技术人员而言显而易见的是可以以任何组合执行本发明来实现上述的所有实施方式，只要它们不是明确地排他性的。对于本领域技术人员而言进一步显而易见的是提供进一步有利的执行过程的许多上述实施方式自身对于执行本发明的基础发明构思是兼容的。

本发明的另一个方面是用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的方法。该方法包括相对于模具的多个模具部分放置层合体，其中模具部分中的至少一个相对于模具部分中的其它至少一个是可移动的，使得模具在开放状态和闭合状态之间可移动的，其中模具部分的模制表面共同限定模具型腔。进一步地，方法包括放置层合体使得当模具处于闭合状态时，层合体至少部分地设置在模具型腔内的步骤。根据本发明的方法包括通过在收缩位置和伸展位置之间移动夹持器来移动至少一个可移动耦接至各自的一个模具部分的第一侧面的夹持器与层合体接触的进一步的步骤，其中相比于处于收缩位置时，在伸展位置时的夹持器更加远离各自的模制部分的模制表面。方法要求进一步用二次模制材料注射模具型腔以及将夹持器从伸展位置移动到收缩位置。

在本发明的具体的实施方式中，方法要求进一步提供上述的设备。

在本方法的进一步的实施方式中，将夹持器从伸展位置移动到收缩位置的步骤是顺序移动，并具体包括将夹持器从伸展位置连续地移动到收缩位置。

在本发明的意义上，技术人员可以将夹持器的连续移动限定作为从一个夹持器，优选地模具的一个内侧闭合至注射浇口的模具的一个内侧开始，并在一系列夹持器进行那些收缩步骤之后终止的移动。顺序不需要是注射浇口在模具表面上的布置顺序。对于包括各种腔体和腔室的复杂形式而言，从相对侧，另外从模具中间开始，以及随着二次模制材料到达夹持器接触层合体的位置连续去除夹持器可能是有益的。

在具体的实施方式中，该方法包括随着在注射步骤期间二次模制材料前进而将夹持器从伸展位置移动至收缩位置的步骤。在进一步具体的实施方式中，注射二次模制材料与从伸展位置移动夹持器至收缩位置同步。在本发明的进一步具体的实施方式中，后者步骤还与模具部分的闭合移动同步。在更进一步具体的实施方式中，后者步骤与致动各自的制动臂的进一步的冲程同步，所讨论的夹持器固定在各自的制动臂上。

在一个可替换的实施方式中，夹持器不是连续地从伸展位置移动到收缩位置，但是是完全同步地。

在根据本发明的事物的具体实施方式中，要求进一步的步骤，其包括向层合体施加张力(拉力，tension)。可以通过两个邻近的制动臂施加所述张力，它们的冲程可以被布置为它们在基本上平行的轴线上移动。在本发明的意义上，当两个轴线围成的角度不大于5度时，轴线基本上彼此平行。这种偏移可能被要求调整预期的成型件的具体几何形状，且对于施加所述张力是不可容忍的。

在本发明的意义上，该张力是指在沿着层合体的两点上施加力，其在基本上相反的方向上作用，使得层合体更好地适于抵抗在二次模制注射期间施加的任何剪切力。

在具体的实施方式中，通过使用层合体的重力施加层合体的张力。首先将层合体保持在第一组夹持器中，并在一侧释放，其中通过重力向下拖拽。然后，从第一组下游的第二组制动臂延伸以保持层合体的悬挂部分。已经出乎意料地发现由两组间隔开的制动臂所产生的张力的量可以足以显著降低层合体由于注射模制步骤期间流体的力导致的位移。一旦将这种张力施加于层合体，不需要将模具保持在相同的方位，而可以转动、移动或作其他处理。

在具体的实施方式中，二次模制材料包括热塑性材料。用一旦热量高于某个温度基本上接收流体性质的热塑性材料进行注射模制是本领域已知的，并可以容易地由本领域技术人员适于本发明。在纯热塑性注射模制的可替换实施方式中，可以使用化学诱导的硬化，其中使用了在接触时发生化学反应将二次模制材料硬化至其最终形式的多种材料。

在进一步具体的实施方式中，二次模制材料包括多种纤维。在该实施方式的具体的实施例中，多种纤维可以由短切玻璃纤维组成。

在具体的实施方式中，随着注射的二次模制材料达到它们，注射模制与一系列制动臂从伸展位置连续地移动至收缩位置同步。

在本发明的进一步具体的实施方式中，该方法包括移动至少一个夹持器脱离与层合体的接触以允许二次模制材料在夹持器和层合体内流动。在优选的实施方式中，随着二次模制材料流达到所述夹持器进行这种步骤。在根据本发明的特别优选的方法中，根据模具的几何形状以及注射的二次模制材料的粘度和流体动力学预定和选择收缩该夹持器的顺序。在具体的实施方式中，将剪切控制用于进行所需的注射和收缩夹持器的同步。

利用该方法，提供了用于注射模制包含层合体的复合材料的方法，其允许在各种复杂的模型中处理单向纤维复合材料。因此缓解了剪切力导致的所得到的模具的膨化变形和位移以及最终质量损失，和一个力方向上单向纤维的材料不稳定的问题。对于本领域普通技术人员来说，以上方法步骤证明适于以任何组合进行来实现本发明的方案，只要它们不互相排斥。

以下将通过具体实施例和示意图来说明本发明，但是不限于此。为了理解类似元件，在不同的示意图中提供了相同参考编号。

附图说明

图示出了：

图1a根据本发明的设备的示意性模具；

图1b具有处于伸展位置的制动臂的图1a的模具；

图1c具有进一步由额外的冲程延伸的一个制动臂的图1b的模具；

图1d图1a的模具的闭合步骤；

图1e所述模具的另一闭合步骤；

图1f仍进一步延伸的额外的冲程闭合的模具；

图1g闭合且准备用于二次模制的模具；

图1h注射了二次模制材料的闭合模具；

图2a-2d二次模制层合体的变化；

图3a用于根据本发明的设备的模具的可替代设置；

图3b具有啮合的夹持器的图3a的相同模具；

图3c相同模具围绕位置并注射了二次模制材料；以及

图4a具体实施方式中的夹持器的细节表示。

具体实施方式

图1a描绘了用于根据本发明的大部分基础实施方式的设备的模具。模具2包括多个模具部分3，4。该模具部分3，4可以由经得起摩擦和注射模制设备中的温度的合适的材料制造，诸如例如钢、合金或铝。每个模具部分3，4被布置为使得其面对另一个模具部分3，4。第一模具部分3被设置为能够形成腔体并具有形成模制表面的第一侧面5。第二模具4被构造为使得其与第一模具部分3基本上互补并也具有限定模制表面的第一侧面6，该模制表面基本上凸出到由第一模具部分3的第一侧面5形成的腔体中。两个模具部分3，4相对于彼此是可移动的。这最常见地由液压机实现，而且电动和机械的是本领域最常用的。模具部分3，4可以包含进一步的注射浇口(未示出)并可能配有进一步的电子设备，诸如预热系统，所有都取决于为生产设计的复合材料的性质。在目前所示的实施方式中，将第一模具部分设计成腔体模具部分3，将第二模具部分4设计成核心模具部分4。进一步地在目前的实施方式中，一对制动臂7，7’，8，8’各自的模具部分3，4终止于夹持器9，10，且各自由驱动14，13致动。为了目前的实施例，将腔体模具部分3的制动臂7,7’平行布置，使得它们终止于夹持器9并适于将所述夹持器9移动到伸展位置。图1a中针对两个模具部分3，4所挑选的位置是收缩位置。为此目的，可以将制动臂7，7’，8，8’安装在各自的模具部分3,4中合适的轴承(没有明确示出)中。进一步地，由图1a显而易见的是，夹持器9，10具有它们自己的表面11，12，其形成由模具部分3，4的第一侧面5，6所限定的模具表面的一部分。腔体模具部分3的夹持器9的腔体侧面11是凹入的并与腔体模具部分3的模制表面5平齐。因此，核心夹持器表面12是突起形状，并基本上遵循核心模具部分4的模制表面的半径，并与相对侧上的腔体部分基本上互补。为了示出目的，在两个元件之间的中间示出了富含单向的纤维的化合物1的位置。

图1b示出了相同的模具，其中制动臂7，7’，8，8’处于伸展位置，从而夹持器9，10的夹持器表面11，10与层合体1接触。这种移动由致动器13，14启动的第一冲程实现，致动器13，14可以是线性机电致动器、气压致动器或液压致动器。

为了建立图1c所示的本发明的具体实施方式中层合体的完全接触，将核心模具部分的致动器13适应为施加进一步的第二冲程15，15’。这仅是出于在核心侧上的示出目的，尽管其同样可以等同地布置在腔体侧或两侧上。夹持器9，10现在彼此接触。

图1d示出了通过在线性闭合移动A，B中使模具部分3，4朝向彼此移动开始闭合模具的过程。出于示意性de原因，仅示出了这种移动作为模具部分3，4两者的线性运动。此处最常见的是仅有一个模具部分朝向另一个移动。同时，通过啮合腔体模具部分致动器14从而收缩腔体模具部分3的制动臂和夹持器9。以这种状态仍充分延伸核心模具部分4的制动臂8，8’的冲程15，15’和伸展8，8’。

图1b示出了现在等同地收缩至收缩位置的核心模具部分4的制动臂，借此腔体模具部分3的夹持器9已经处于其完全收缩位置并与模具部分腔体3的模制表面基本上平齐。这终止于图1f，其中模具部分3，4完全闭合，且因此限定模具型腔16，但是仍通过额外的冲程15，15’延伸制动臂8，8’并将其延伸到模具型腔16中。夹持器表面11，12彼此接触以将层合体保持在适当的位置上。图1g示出了如何除去进一步的冲程，仍然闭合模具部分3，4且形成模具型腔16。该步骤可以是二次模制的注射的起始点或其已经与二次模制的注射同步进行，或其可以已经与二次模制的注射具同步进行。图1h中示出了二次模制注射，其中层合体和二次模制材料17两者填充模具型腔。

由于基于图1a-1f的描述对于本领域技术人员变得更显而易见，可以将模具部分、模具型腔的几何形状和模具表面容易地改动为适合多种可能的复合材料形式。进一步地，包含在一对制动臂的一个或另一个上的进一步冲程可以进一步允许匹配层合体在复合材料中所得到的位置。这在图2a-2d中示例性地示出，其中如图2a或2b所示，层合体1采用复合材料内不同的位置且暴露于二次模制材料17的侧面，或如图2c所示完全封装在二次模制材料中。图2d示出了具体的实施方式，其中多种层合体通过二次模制材料层分隔。

为了生产更加复杂的成型件，可以将模具2适应配置和所需的制动臂来适合这种几何形状。

图3a示出了具体的实施方式，其中将生产包含多种层合体1’，1”和1”’的复合材料。各自的模具部分3，4包括多个制动臂7，7’，7”，8，8’，8”，8”’。左边的模具部分被构造为腔体模具部分3并配有三个制动臂7，7’，7”，7”’，它们中的每个以不同形状的具有可替换的夹持器表面11’，11”，11”’的夹持器9，9’，9”终结。仍制造这些夹持器表面11’，11”，11”’使得与腔体模具部分3的模具表面5基本上平齐。为了简化起见，示出制动臂7，7’，7”由单个致动器14致动。事实上，不同的制动臂7，7’和7”中的每个可以配有单个致动器。更进一步地，可以由多个致动器自身致动各个制动臂7，7’，7”，例如当希望或要求多个冲程时。

核心模具部分4中的布置是类似的。这里，各自四个制动臂8，8’，8”和8”’，各自单独成型的夹持器10，10’，10”，10”’，以及建立单个夹持器表面12’，12”，12”’，12””。类似地，如由单个致动器13致动每个制动臂8，8’，8”，8”’示出，其已经解释了腔体模具部分3可以被用于每个制动臂的多个致动器替代。

图3b示出了制动臂现在是完全伸展的并接触夹持器9，9’，9”，10，10’，10”，10”’的层合体。这已经通过从致动器13，14延伸制动臂一个冲程实现。

图3c示出了完全闭合的模具且现在用于两个模具部分3，4的制动臂完全收缩的。已经形成模具型腔且注射二次模制材料17使得已经生产具有部分层合体增强材料的复杂形状。

在区域(compass)中使用的材料作为层合体，该材料具有一层或多层材料本身。例如，层合体可以是使用基体材料连续或不连续连接在一起使用的单向纤维。合适的基体材料是环氧树脂、树脂或其他热塑性材料。纤维可以包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、织物、纺织品、天然纤维或这些类型的纤维的任何组合的层。

图4a和4b中示出了夹持器的进一步的细节。图4a中示出的夹持器10，11具有通过导管10.2隔开的端面，在图4a中用俯视图中描绘了该端面。夹持器表面10.1，10.3由两个不同的元件形成。最内部的夹持器表面10.1由基本上矩形的表面形成，其中，侧面10.3基本上是梯形形式。夹持器的侧面所适应的几何形状可以帮助引导二次模制材料流入模具型腔。进一步地，侧面10.3可以达到相对于最内部表面10.1的角。角可以是正的或负的，这取决于是否由夹持器10，11将形成至夹具的夹住力或类似对应物。

图4b中以侧面切割图示出了图4a的相同实施方式。夹持器10，11附接至两个制动臂7。并且最内部表面10.1通过导管10.2彼此隔开，并进一步由端部侧面10.3的另一导管10.2隔开。

导管可以进一步帮助确保注射模制期间二次模制的材料的流动。进一步地，其可以帮助升高层合体上的夹持。

以下阐述了在本文中公开的设备和方法的一些实施方式。

实施方式1：一种用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的设备，该设备包括：a)模具，其包括：多个模具部分，每个模具部分具有限定模制表面的第一侧面，并且其中，该模具部分中的至少一个相对于模具部分中其它至少一个是可移动的，使得模具在开放状态和闭合状态之间是可移动的，其中模具部分的模制表面共同限定模具型腔；以及b)一个或多个制动臂，其具有用于接触层合体的夹持器，并且借此制动臂被布置为使得其在收缩位置和伸展位置之间是可移动的。

实施方式2：根据实施方式1的设备，其中，制动臂中的至少一个可滑动耦接至各自的模具部分。

实施方式3：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，制动臂中的至少一个包括至少一个轴，所述轴被耦接至夹持器并可滑动地由各自的模具部分接收。

实施方式4：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，对于制动臂中的至少一个，各自的模具部分中的模制表面限定配置为当制动臂处于收缩位置时接收夹持器的至少一部分的凹槽。

实施方式5：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，对于制动臂中的至少一个，各自的模具部分中的模制表面限定配置为当制动臂出于收缩位置时接收夹持器的凹槽使得夹持器的外表面与邻接凹槽的模制表面的一部分基本上平齐。

实施方式6：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，制动臂被成对地布置，每个制动臂具有相对的制动臂，使得这对制动臂的夹持器适合将层合体保持在适当的位置上。

实施方式7：根据前述实施方式中任一项的设备，包括至少两个制动臂，第一制动臂可移动地被耦接至第一模具部分，以及第二制动臂可移动地被耦接至第二模具部分，使得当模具处于闭合状态时，第一制动臂的夹持器与第二制动臂的夹持器相对。

实施方式8：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，制动臂中的至少一个的夹持器限定延伸通过夹持器并被配置为接受二次模制材料的一个或多个通道。

实施方式9：根据前述实施方式中任一项的设备，其中，模具包括至少一个注射浇口，特别是多个注射浇口，并且进一步特别是模具部分中的至少一个包括注射浇口。

实施方式10：根据前述实施方式中任一项的设备，借此单独致动制动臂，特别是致动该制动臂使得至少一个制动臂能够进行多水平冲程，制动臂选自由以下各项组成的组的至少一个驱动而致动：液压驱动、气动驱动或机电线性致动器。

实施方式11：根据实施方式10的设备，借此制动臂由至少一个液压驱动、特别是两个液压驱动而致动，使得制动臂能够进行双水平冲程。

实施方式12：一种注射模制包含至少一个层合体的复合材料的方法，包括：特别地，提供根据前述实施方式中任一项的设备；相对于模具的多个模具部分放置层合体，其中：模具部分中的至少一个相对于模具部分中的其它至少一个是可移动的，使得模具在开放状态和闭合状态之间是可移动的，其中，模具部分的模制表面共同限定模具型腔；以及放置层合体使得当模具处于闭合状态时，层合体至少部分地设置在模具型腔内；以及通过在收缩位置和伸展位置之间移动夹持器，移动至少一个可移动耦接至各自的一个模具部分的第一侧面的夹持器与层合体接触，其中相比于处于收缩位置时，在伸展位置时的夹持器更加远离各自的模制部分的模制表面，用二次模制材料注射模具型腔以及将夹持器从伸展位置移动至收缩位置，特别是将夹持器从伸展位置连续移动到收缩位置。

实施方式13：根据实施方式12的方法，包括向模具内的层合体施加张力。

实施方式14：根据实施方式12或13中任一项的方法，其中，二次模制材料包括热塑性材料。

实施方式15：根据实施方式12-14中任一项的方法，其中，二次模制材料包括多种纤维。

实施方式16：根据实施方式12-15中任一项的方法，包括移动至少一个夹持器脱离与层合体的接触以允许二次模制材料在夹持器和层合体之间流动。

实施方式17：根据实施方式1-11中任一项的设备用于二次模制注射模制单向纤维材料束的设备的应用，特别是包含单向纤维材料束的层合体。

对于本领域技术人员完全显而易见的是，所有示出的具体实施方式和实施例决不限制本发明的范围，且可以容易地将一般的公开内容采用于具体的实施方式，使得可以实现进一步的优势。本申请要求Georg Kaufmann Formenbau AG在2016年3月07日提交的申请号CH:00291/16的优先权，通过引用将其合并到本文中。

Claims (17)

1.一种用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的设备，所述设备包括：

a)模具，其包括：

多个模具部分，每个模具部分具有限定模制表面的第一侧面，并且其中，所述模具部分中的至少一个相对于所述模具部分中的其它至少一个是可移动的，使得所述模具在开放状态和闭合状态之间是可移动的，其中所述模具部分的所述模制表面共同限定模具型腔；

b)一个或多个制动臂，其具有用于接触所述层合体的夹持器，并且借此所述制动臂被布置为使得其在收缩位置和伸展位置之间是可移动的。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述制动臂中的至少一个可滑动地耦接至各自的模具部分。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述制动臂中的至少一个包括至少一个轴，所述轴被耦接至所述夹持器并可滑动地由各自的模具部分接收。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，对于所述制动臂中的至少一个，各自的模具部分的所述模制表面限定配置为当所述制动臂处于所述收缩位置时接收所述夹持器的至少一部分的凹槽。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，对于所述制动臂中的至少一个，各自的模具部分的所述模制表面限定配置为当所述制动臂处于所述收缩位置时接收所述夹持器的凹槽，使得所述夹持器的外表面与邻接所述凹槽的所述模制表面的一部分基本上平齐。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述制动臂被成对地布置，每个制动臂具有相对的制动臂，使得该对制动臂的所述夹持器适合将层合体保持在适当的位置上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括至少两个制动臂，借此

第一制动臂可移动地耦接至第一模具部分，以及

第二制动臂可移动地耦接至第二模具部分，使得

当所述模具处于闭合状态时，所述第一制动臂的所述夹持器与所述第二制动臂的所述夹持器相对。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述制动臂中的至少一个的所述夹持器限定延伸通过所述夹持器并被配置为接收二次模制材料的一个或多个通道。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述模具包括至少一个注射浇口，特别是多个注射浇口，并且进一步特别是所述模具部分中的至少一个包括注射浇口。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，借此单独致动所述制动臂，特别是致动所述制动臂使得至少一个制动臂能够执行多水平冲程，所述制动臂由选自由以下各项组成的组的至少一个驱动而致动：液压驱动、气动驱动或机电线性致动器。

11.根据权利要求10所述的设备，借此所述制动臂由至少一个液压驱动、特别是两个液压驱动而致动，使得所述制动臂能够执行二水平冲程。

12.一种用于注射模制包含至少一个层合体的复合材料的方法，包括：

特别地，提供根据前述权利要求中任一项所述的设备；

相对于模具的多个模具部分放置层合体，其中：

所述模具部分中的至少一个相对于所述模具部分中的其它至少一个是可移动的，使得所述模具在开放状态和闭合状态之间是可移动的，其中，所述模具部分的模制表面共同限定模具型腔；以及

放置所述层合体使得当所述模具处于闭合状态时，所述层合体至少部分地设置在所述模具型腔内；以及

通过在收缩位置和伸展位置之间移动夹持器，移动至少一个可移动耦接至各自的一个所述模具部分的第一侧面的夹持器与所述层合体接触，其中相比于处于所述收缩位置时，在所述伸展位置时的所述夹持器更加远离各自的模制部分的所述模制表面，

利用二次模制材料注射所述模具型腔以及将所述夹持器从所述伸展位置移动至所述收缩位置，特别是将所述夹持器从所述伸展位置连续移动到所述收缩位置。

13.根据权利要求12所述的方法，包括向所述模具内的所述层合体施加张力。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中，所述二次模制材料包括热塑性材料。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述二次模制材料包括多种纤维。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，包括移动所述至少一个夹持器脱离与所述层合体的接触以允许二次模制材料在所述夹持器和所述层合体之间流动。

17.根据权利要求1-11中任一项所述的设备用于二次模制注射模制单向纤维材料束的应用，特别是包含单向纤维材料束的层合体。