CN108712950B - 向干燥纤维施加粘合剂生产预制件的方法及相应的机器 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种通过在铺设表面上铺设纤维来生产预制件的方法，该方法包括在至少一根连续扁平干燥纤维(91)上施加粘合剂，该纤维包括两个相反的主面(91a，91b)，借助于铺设头铺设所述具有粘合剂的所述纤维，以形成预制件。在纤维上施加粘合剂是借助于至少一个纤维化喷嘴(50)进行，所述纤维化喷嘴(50)包括供有液体或糊状粘合剂的排放孔(53)，以及一个或多个供有加压气体的注射孔(57)，以这样一种方式，使得所述喷嘴能够以细丝螺旋(92)的形式输送粘合剂，细丝螺旋沉积在在喷嘴下方运行的纤维的第一主面(91a)上以获得具有粘合剂细丝(93，94)的纤维。

Description

向干燥纤维施加粘合剂生产预制件的方法及相应的机器
技术领域
本发明涉及一种通过在干燥纤维上施加粘合剂和通过铺设所述纤维来生产预制件的方法。本发明还涉及一种由所述预制件生产复合材料部件的方法，以及一种用于生产这种预制件的纤维铺设机。
背景技术
已知用于施加或铺设纤维的机器被用于在铺设工具(例如阳模或阴模)上自动铺设由一根或多根纤维形成的宽条带，所述纤维特别是通常被称为丝束(tow)的带状扁平连续纤维，特别是由多根碳的线或细丝构成的碳纤维。
这些机器通常包括纤维施加头，该纤维施加头包括引导装置，以将纤维引导到铺设表面。这些机器还包括纤维储存装置(例如偏移粗纱架)和将纤维从所述储存装置传送到所述头的传送装置，并且可选地包括铺设头的移位系统。在由多根纤维形成的条带的情况下，所述头的引导装置使得可以将带状的纤维带到铺设表面，其中纤维被布置成基本上平行地边对边。对于与纤维接触的铺设，这些机器(通常称为纤维铺放机)包括具有压实辊的头，该压实辊用于与铺设表面抵靠接触以施加条带，其中所述引导装置将纤维以条带的形式引导到辊。
施加的纤维可以是用热塑性或热固性聚合物预浸渍的纤维，或者是具有粘合剂的干燥纤维，以便在铺设期间赋予纤维粘性。
在铺设用聚合物预浸渍的纤维的情况下，在铺设之后获得的称为预浸渍的预制件随后通过烘箱硬化或聚合以获得复合材料部件。
在具有粘合剂的干燥纤维的情况下，在硬化步骤之前聚合物被注射或注入到所谓的干燥的预制件中。具有粘合剂的干燥预制件包含少量(通常小于5重量％)的粘合剂，这使得可以保持预制件的内聚力，同时仍允许其后期的浸渍。
对于具有粘合剂的干燥纤维的铺设，第一种技术在于通过原料供应器(supplierof raw material)来实施已经用粘合剂覆盖的纤维。目前提出这种纤维，称为粉末状和/或纱帐状，装在筒管中，其中粘合剂在纤维的一个表面或每个表面上具有粉末和/或纱帐(veil)的形状。将粘合剂施加在纤维的宽条带上，然后将该条带切割成几根校准到所需宽度的纤维，以便其在自动铺设机中使用。该技术具有实施昂贵产品的缺点，难以用于某些应用，特别是在汽车领域。此外，在切割过程中，在纤维边缘上切割细丝，这会使机器产生大量污垢。
第二种解决方案在于借助于喷嘴，特别是唇形喷嘴，例如在专利文献FR2882681中描述的头上，或在如文献FR3016827中所述的粗纱架上，在干燥纤维上在线涂覆粘合剂。在专利文献FR2999973中，提出了将粘合剂以线的形式施加在纤维上，特别是在粗纱架上。
发明内容
本发明的目的是提出一种现有技术中提出解决方案的替代解决方案。
为此效果，本发明提出了一种通过在铺设表面上铺设纤维来生产预制件的方法，所述方法包括将液体或糊状粘合剂施加到至少一根连续扁平干燥纤维上，所述纤维包括两个相反的主面，通常称为丝束，优选为单向的，以及借助于铺设头铺设所述具有粘合剂的纤维，以便形成预制件，其特征在于，在纤维上施加粘合剂是借助于至少一个纤维化喷嘴进行，所述纤维化喷嘴包括：供有加压液体或糊状粘合剂的排放孔，以及一个或多个供有加压气体(例如压缩空气)的注射孔，以这种方式使得所述喷嘴能够以螺旋细丝的形式输送粘合剂，细丝螺旋沉积在喷嘴下方运行的纤维的第一主面上，以获得具有粘合剂细丝的纤维。
根据本发明，借助于纤维化喷嘴将粘合剂施加到干燥纤维上，细丝螺旋特别是以或多或少规则的重叠环的形式沉积在面向喷嘴布置的纤维的主面上。根据本发明的方法使得可以通过使用廉价的材料铺设所述具有粘合剂的干燥纤维。使用纤维化喷嘴允许简单且精确地施加粘合剂。粘合剂的细丝形成一种纱帐(veil)，允许预制件的后期注入。
所述纤维优选是单向的并且由多根线或细丝形成，例如在碳的情况下为12K至50K的纤维，对于玻璃为1200Tex至9600Tex的纤维。所述纤维具有例如八分之一英寸，四分之一英寸或半英寸(1/8"，1/4"或1/2")的宽度。在本文件中，术语“纤维”也表示宽度大于半英寸的纤维，在铺放技术中通常称其为带。
可以实施不同类型的干燥纤维。作为非限制性实例，所用的干燥纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维和/或天然纤维，例如亚麻纤维。
所用粘合剂可包含一种或多种热固性聚合物，例如环氧聚合物、聚酯、乙烯基酯、酚醛树脂、聚酰亚胺或双马来酰亚胺，或一种或多种热塑性聚合物，例如聚酰胺、热塑性聚酯、聚醚砜、聚醚醚酮、热塑性聚氨酯、热塑性环氧化物或聚烯烃。根据一个实施方式，所述粘合剂是热塑性共聚酯。
根据一个实施方式，在粘合剂的施加期间，沉积在纤维的第一主面上的细丝螺旋在纤维的纵向边缘处折叠并且被压平至纤维的第二主面，以这样的方式获得在每个主面上具有粘合剂细丝的纤维。令人惊讶的是，发明人观察到，当螺旋的宽度大于纤维的宽度时，延伸超出纵向边缘的螺旋部分沿着两个纵向边缘被压平至纤维的第二面。不受任何理论束缚，本发明人认为螺旋形细丝通过喷嘴喷射到第一主面上，并且在喷射速度的作用下，延伸超出边缘的螺旋部分沿边缘折叠并在与喷嘴相反的主面上压平。更优选地，在喷嘴前通过的干燥纤维最多为1/2"宽。
因此根据本发明的方法使得可以获得干燥纤维，该干燥纤维具有通过纵向边缘在两个主面上延伸的细丝，保证了包括各种细丝的纤维的保持，便于铺设操作并使得可以获得良好的铺设质量。在其两个主面上具有粘合剂的干燥纤维的使用有利于预制件的两层(plies)之间的粘合，并且最终改善所得预制件的内聚力。而且，根据本发明的方法使得可以借助于单个喷嘴在两个主面上施加粘合剂，并且因此简化并限制粘合剂施加装置的尺寸。
根据一个实施方式，在粘合剂施加期间，来自纤维的两个纵向边缘的细丝螺旋部分通过彼此叠加而被压平至第二主面。细丝螺旋的宽度被限定成使得它们在纤维的第二面上叠加，因此改善了纤维的保持。
根据一个实施方式，在通过纤维化喷嘴之后，纤维通过校准和/或压延系统，纤维在每个主面上受到压力以便校准纤维的宽度，和/或压缩纤维的厚度。
在该压延过程中，优选在每个面上，在纤维上施加的粘合剂细丝被挤向纤维并与包括细丝的纤维结合，因此保证了粘合剂与纤维的良好粘合。在施加粘合剂之后立即进行校准和压延使得可以获得校准的干燥纤维，这有助于将纤维传送到铺设头，而几乎没有污垢并提供良好的铺设质量。
根据一个实施方式，在施加粘合剂之后，纤维设置有粘合剂细丝，所述粘合剂细丝的直径在0.02mm和0.10mm之间，优选在0.04mm和0.06mm之间。
根据一个实施方式，在施加粘合剂之后，具有粘合剂细丝的纤维包含2重量％至10重量％的粘合剂，在铺设之后，对获得的预制件进行添加聚合物的操作。
根据一个实施方式，在线进行粘合剂的施加，该方法包括将至少一种干燥纤维从储存和分配系统传送到铺设头，以便将所述纤维铺设在铺设表面上，在铺设期间，在储存和分配系统中或在纤维在储存系统和所述头之间的传送期间进行在纤维上施加粘合剂。使用干燥纤维进行铺设，并且当铺设发生时，借助于一个或多个根据纤维速度致动的喷嘴在线进行粘合剂的施加。优选地，在纤维上施加粘合剂是在纤维的储存和分配系统中进行，所述方法包括将具有粘合剂的纤维传送到铺设头。令人惊讶的是，发明人注意到，铺设具有在线施加的粘合剂的纤维使得可以进行铺设，而无需加热所述头中的粘合剂，刚刚施加的粘合剂保持足够的粘性，使得允许所述纤维粘附到铺设表面和/或粘附到具有预先铺设在所述铺设表面上的粘合剂的一根或多根纤维上。
根据一个实施方式，所述传送借助于柔性管在纤维通过的内部通道中通过。令人惊讶的是，本发明人注意到在粗纱架中已经用粘合剂覆盖的纤维可以在管中传送，而不会劣化并且不会堵塞管，同时仍然允许铺设而无需加热所述头中的粘合剂。
根据另一个实施方式，具有粘合剂的纤维卷绕到筒管中，所述筒管然后被装入铺设机的储存和分配系统中，以便进行铺设操作。
在在线施加的情况下，所述方法包括借助于铺设头铺设由一根或多根纤维形成的条带，所述铺设头优选地具有施加辊，以便抵靠铺设表面与所述条带接触铺设，由几个纤维化喷嘴进行粘合剂的施加，每个喷嘴在单根纤维上独立地施加粘合剂，可通过普通供应系统向所述喷嘴供应粘合剂，每个喷嘴根据在所述喷嘴下方运行的纤维的运行速度致动。
根据一个实施方式，具有粘合剂的纤维就在借助于施加辊或压实辊与施加表面接触施加之前通过张力限制系统，以便限制在施加辊处的纤维的张力，所述张力限制系统包括至少一个滚筒，所述纤维能够部分地缠绕在所述滚筒上，以及用于驱动所述滚筒旋转的驱动装置，所述驱动装置由机器的控制单元控制，使得滚筒的圆周速度大于施加辊处纤维的运行速度。
就在纤维铺设之前使用张力限制系统使得可以限制，甚至抑制，铺设期间的压实力，并且因此降低之前铺设的纤维的移位风险，特别是在铺设干燥预制件的情况下。
根据一个实施方式，所述铺设包括生产以不同取向叠加的纤维的层(plies)，所述层包括相邻纤维，不是边对边的(edge-to-edge)，而是在它们之间具有限定的间隙，以便于预制件的后期注入，纤维层之间的间隙以这样的方式布置使得在预制件的厚度中形成注入通道用于注入。相邻纤维之间的间隙可以在纤维条带的铺设期间，借助于合适的头和/或合适的校准和压延系统获得，和/或在铺设之前通过在软件中编程该间距在两条相邻纤维条带之间获得。该间距例如在0.5mm和4mm之间，优选在1mm和3mm之间。
本发明的目的还在于一种制造复合材料部件的方法，其特征在于，包括
-通过如上所述的纤维的铺设生产预制件；
-在预制件中浸渍聚合物的步骤，所述浸渍步骤包括
-在干燥预制件的情况下，通过注入或注射添加一种或多种聚合物，
-或者在具有一定量的用于形成最终基质的粘合剂的预制件的情况下，加热预制件以便在整个预制件中浸渍形成粘合剂的聚合物；并且，可选地
-硬化的步骤。
根据第一实施方式，根据本发明的方法包括干燥预制件的生产，包括在干燥纤维上施加粘合剂，以形成包含小于10重量％粘合剂，优选小于5重量％粘合剂的干燥预制品，所述干燥预制件随后进行聚合物浸渍操作以形成复合材料部件。
根据第二实施方式，所述方法是一种生产预浸渍型预制件的方法，包括施加由一种或多种聚合物形成的粘合剂，以形成包含至少30重量％的粘合剂，优选至少40％重量的粘合剂的预浸渍的预制件，然后将预浸渍的预制件进行浸渍操作，以浸渍到纤维中的粘合剂芯，然后进行硬化操作。
所述预制件优选以高速平坦地铺设，并经历成形步骤，以使预制件成形为其最终所需形状。
本发明的目的还在于一种纤维铺设机，其包括
-铺设头，包括用于将一根或多根纤维引导到铺设表面的引导装置，以及优选地用于与铺设表面抵靠接触的施加辊，
-储存和分配系统，用于储存和分配至少一根扁平连续纤维，
-传送装置，用于将纤维从所述储存和分配系统传送到铺设头，和
-施加装置，用于在干燥纤维上施加粘合剂，
其特征在于，所述施加装置包括至少一个纤维化喷嘴，所述纤维化喷嘴包括供有加压液体或糊状粘合剂的排放孔和一个或多个供有加压气体的注射孔，使得所述喷嘴能够以螺旋细丝形式输送粘合剂，所述喷嘴由控制系统根据面向喷嘴的纤维的运行速度控制，所述喷嘴布置在铺设头的上游，优选布置在纤维储存和分配系统中。
所述喷嘴包括例如腔室，供应孔向其供应加压粘合剂并且所述腔室具有排放孔和阀，所述阀可移动地安装在所述腔室中并且通过致动装置在关闭位置和打开位置之间致动，在所述关闭位置排放孔关闭，在所述打开位置加压的粘合剂被输送通过其排放孔。
根据一个实施方式，所述机器包括布置在施加装置下游的纤维校准和/或压延系统，以便校准纤维的宽度和/或压缩纤维的厚度。
根据一个实施方式，所述铺设头在引导系统的上游具有张力限制系统，其能够限制纤维的张力。
根据本发明的机器可以是：
-一种接触施加单根纤维或由多根纤维形成的宽条带的纤维放置机，或
-一种无接触施加机，例如用于施加纤维或由一根或多根纤维形成的条带的细丝缠绕机。
在纤维放置机的情况下，所述头包括用于与纤维接触铺设的施加辊，所述机器还可包括铺设头移位系统。根据一个实施方式，所述储存和分配系统被布置在距铺设头一定距离处，例如布置在地面上或安装在所述头移位系统的一个元件上。
附图说明
参考附图，在本发明的特定实施方式的以下详细说明性描述中，本发明将会被更好地理解，并且其他目的、细节、特征和优点将更清楚地展现，其中：
-图1是根据一个实施方式的纤维铺设机的示意性侧视图；
-图2是图1的机器的粗纱架的局部放大图，示出了在纤维上施加粘合剂的装置；
-图3是图2的纤维化喷嘴的局部示意图；
-图4和5分别是根据本发明的具有粘合剂的纤维的照片，分别显示在面向喷嘴的第一主面上的粘合剂细丝，以及在纤维的第二主面上重叠的粘合剂细丝；及，
-图6是根据替代实施方式的纤维施加头的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的纤维放置机，其允许在模具上接触铺设由多根纤维形成的条带。所述机器包括移位系统1，该移位系统1在这里由本身已知的六轴多关节机器人类型的多关节臂11形成，其可移动地安装在固定到地板上的线性导轨12上。多关节臂11通过其基部112固定在滑架13上，滑架13安装成在导轨12上滑动。放置头2安装在多关节臂的端腕部11a处。所述头以本身已知的方式包括用于将多根条带形式的纤维引导到施加辊或压实辊21的引导装置，其中压实辊能够与模具接触以施加条带。所述头还包括切割装置，以便单独切割每根纤维；以及布线装置，以便重新布线刚切割的每根纤维，以便能够在任何时间停止和开始纤维的施加，以及选择条带的宽度；以及阻挡装置，以便阻挡刚切割的纤维。举例来说，所述机器包括如专利文献WO2008/132299中所述的铺设头。
这里提供的机器用于铺设扁平纤维91，也称为股线，例如装在筒管中的碳纤维型或玻璃纤维。所述储存和分配系统包括粗纱架3，以便容纳干燥纤维的筒管，并且彼此独立地各自输送纤维。无论是否致动，每个筒管都安装在心轴31上。粗纱架也安装在从动滑架32上，从动滑架32布置在导轨12上并且机械地连接到承载机器人的滑架13。在所示的实施方式中，提供所述机器用于铺设八根纤维91的条带，其中粗纱架包括八个纤维筒管90。
用于将纤维从粗纱架传送到放置头的传送装置在这里由柔性管形成，例如在专利文献WO2012/160270中所描述的。示意性地如附图标记40所示，所述管聚集成束，并且放置在柔性护套41的内部通道中，任选地被冷却以冷却纤维。
根据本发明，所述机器具有在这里布置在粗纱架3上的粘合剂施加装置5，其设置成通过将液体或糊状形式的粘合剂喷射到每根干燥纤维的两个主面上来施加。参考图2和3，所述施加装置包括用于每根纤维的一个纤维化喷嘴50，其中喷嘴连接到供应系统71，供应系统71向几个喷嘴供应加压粘合剂。
喷嘴布置在从其筒管展开的每根纤维91上方。本身已知的每个纤维化喷嘴5包括腔室51，腔室51具有供应孔52，其通过供应管道72连接到供应系统71，以及排放孔53。阀54可移动地安装在腔室中并且可以在关闭位置和打开位置之间移位，在所述关闭位置，阀门与腔室的下部配合，形状为阀座，以关闭排放孔，在所述打开位置，阀与所述阀座保持一定距离，以便打开排放孔。所述阀通过致动系统控制为打开和关闭，该致动系统包括杆55，杆55在腔室中大致轴向延伸并且在其自由端承载阀54。所述杆可以通过致动装置56平移操纵，以便使阀在其两个位置之间移位。这些致动装置(例如电动或气动型)由控制系统73控制。在粘合剂具有适合于借助于喷嘴施加的粘度的温度下，供应系统71可以为每个喷嘴供应加压的粘合剂。
所述喷嘴还包括注射通道57，注射通道57供有压缩空气，以便在细丝从排放孔出来的方向上形成空气流。注射通道具有在排放孔周围以规则角度间隔分布的注射孔57a。所述喷嘴具有例如八个注射通道。所述注射通道向环形室58开放，环形室58通过导管59a连接到压缩空气源59。注射通道以这种方式布置和定向，使得从排放孔出来的粘合剂细丝以圆周运动被驱动并且被拉伸并构造成螺旋形，例如图2和3的附图标记92所示。
所述喷嘴通过喷射(喷嘴和纤维没有接触)将粘合剂以细丝的形式施加到纤维上，细丝来到纤维的两个主面上。调节每个喷嘴，使得沉积在面向喷嘴的第一主面91a上的细丝螺旋的宽度D2大于纤维的宽度D1，如图3所示。如此喷射到第一主面上的细丝螺旋具有延伸超出纤维的纵向边缘91c的螺旋部分，其围绕所述边缘折叠并且被压平至纤维的第二主面91b。这种在两个面上施加粘合剂特别是通过调节注入的空气流、喷嘴中粘合剂的压力和温度以及喷嘴与纤维之间的距离来获得。
优选地，来自纵向边缘的细丝螺旋部分与来自另一纵向边缘的螺旋细丝部分叠加。如此在每个主面上向纤维提供细丝形式的粘合剂，主面的细丝在穿过纵向边缘的另一个主面上延伸。这样施加的这些粘合剂细丝使得可以保持形成纤维的各种细丝。
举例来说，所述喷嘴具有直径约0.3mm的排放孔。从排放孔出来的细丝被来自注射通道的空气流拉伸，使得纤维在其两个主面上具有直径约0.05mm的细丝。
图4和5中的照片显示了在根据本发明施加粘合剂之后获得的纤维的实例，图4中的照片显示了在面向喷嘴布置的纤维第一主面上的细丝93，而图5中的照片显示了在纤维第二主面上的细丝94。
控制系统73连接到用于接收表示每根纤维的运行速度的信息的传感器。每根纤维例如通过具有编码器的辊76，该辊76经由附图标记77示意性表示的线路连接到控制系统，以便传达纤维的运行速度。对于每根纤维，控制系统根据纤维的运行速度控制与纤维联系的喷嘴的阀的打开和关闭，以便在纤维向前移动时及在其由铺设头施加时在线施加所需量的粘合剂。
在施加装置的上游，每根干燥纤维通过第一校准系统6，这使得可以在施加粘合剂之前将纤维校准到所需宽度。该校准系统例如包括对于每根纤维的截头管，该截头管具有沿下游方向减小的矩形截面，管在其下游端的截面宽度对应于纤维的所需宽度。
在施加装置的下游，每根纤维通过校准和压延系统8，这使得可以校准纤维的宽度并压缩纤维的厚度。所述系统例如包括对于每根纤维的两个压延轮，纤维在两个压延轮之间通过。第一轮81包括具有矩形截面的环形凹槽，其宽度对应于纤维的所需宽度。第二轮82具有肋，该肋插入第一轮的凹槽中。插入凹槽中的肋形成通道，该通道的截面对应于纤维的所需截面。在纤维在两个轮子之间通过期间，粘合剂的细丝被挤向形成纤维的细丝，因此提供了粘合剂细丝与纤维细丝的机械紧固。举例来说，由喷嘴施加的直径为0.05mm的粘合剂细丝在压延后具有约0.07mm的截面。
在纤维的每个主面上存在粘合剂细丝与该压延步骤相结合使得可以获得校准的干燥纤维，这有助于将纤维传送到所述头并且在所述头中，几乎没有污垢，并保证铺设质量。
所述粗纱架还可以具有例如专利文献WO2006/092514中所描述的张力限制系统42(图1)，其中纤维在施加装置的出口处通过，以便在纤维进入传送管之前限制纤维中的张力。
举例来说，放置在粗纱架中的纤维是干燥碳纤维，其由大量碳丝和约0.2％重量的少量施胶树脂组成。该机器用于生产干燥的预制件，在通过纤维喷嘴将粘合剂以细丝形式喷射到两个主面上施加之后，每根纤维包含约5％重量的粘合剂。所述粘合剂包括例如热塑性共聚酯。所述粘合剂还可包括一种或多种试剂或功能性填料，以赋予预制件各种机械和/或电性能，例如改善其导电性、注入渗透性、可成形性和/或抗冲击性的试剂或填料。
干燥的预制件可以借助于铺设头通过铺设几个叠加的层来获得，粘合剂在通过所述头施加纤维时被施加在纤维上。由于用新施加在纤维上的粘合剂进行铺设，因此粘合剂没有完全结晶，并保持粘性。因此，不必在所述头处加热粘合剂以保证预制件的内聚力。
在生产干燥的预制件之后，可以对干燥的预制件进行注入或注射热塑性或热固性聚合物的注入或注射操作，然后进行硬化操作以获得复合部件。该硬化操作包括在热塑性聚合物的情况下称为固结的操作，和在热固性聚合物的情况下称为固化的操作。
可以通过铺设几个层来获得具有所需尺寸的板形式的预制件。然后可以对预制件进行成形，优选热成形的操作，其中施加到纤维上的粘合剂使预制件变形并保持其形状。可以将预制件放置在其中将进行成形操作的成形工具中，该成形工具对应于所需复合材料部件的最终形状，然后通过注射或注入进行聚合物的浸渍操作。
根据另一个实例，所述机器用于生产包含至少40重量％粘合剂的预浸渍预制件，粘合剂之后形成最终部件的聚合物基质。然后可以对铺设后得到的预制件进行加热和加压操作，以便在整个预制件上均匀地浸渍聚合物，然后进行硬化操作以获得复合部件。
图6示出了根据替代实施方式的纤维放置头。放置头102包括施加辊121，引导系统122，其使得能够以根据两个引导平面P1、P2布置的两层纤维191a、191b的形式在辊的方向上引导纤维，以便形成纤维条带，其中纤维被布置成大致边对边。该引导系统包括例如其中纤维通过的引导通道，其呈楔子和两个侧板的形状(未示出)，在中心部分122a的组装界面处形成。所述引导系统安装在支撑结构(未示出)上，所述头通过该支撑结构组装到上文描述的机器人的腕上。或者，所述头是固定的，并且模具的铺设表面相对于所述头能够移位，以便进行铺设操作。所述头在引导系统的两侧还包括切割装置123、阻挡装置124和重新布线装置125。
所述头具有张力限制系统142，该张力限制系统142布置在引导系统122的上游，进入所述头的纤维通过该张力限制系统142以限制，甚至抑制，由辊施加在纤维中的张力，并且因此使得可以减少，甚至抑制，施加辊施加的压实力。该张力限制系统有利地用于厚预制件的情况，厚预制件包括许多层和/或由具有高滴定(titration)的纤维获得，特别是在玻璃纤维的情况下。在辊子处纤维中的张力例如在0g和100g之间，并且压实力在0N/mm和10N/mm之间，优选地在0N/mm和5N/mm之间。
所述张力限制系统例如是上述专利文献WO2006/092514中描述的类型。对于每个纤维层，所述张力限制系统包括彼此平行的一个或多个(例如四个)滚筒1421，纤维层部分地缠绕在所述滚筒上。通过驱动装置驱动滚筒正向旋转。所述张力限制系统安装在所述头的支撑结构上。进入所述头的纤维通过偏转滑轮126朝向滚筒定向。在滚筒的出口处，纤维进入引导系统122。所述驱动装置由机器的控制单元控制，使得滚筒的圆周速度大于施加辊处纤维的运行速度，以便在纤维上施加牵引力，并因此将施加辊处纤维的卷取张力限制到无论纤维的运行速度如何为一个基本恒定的值。如上述文献中所述，带可以安装在每个滚筒周围，使得带在每个纤维和滚筒之间插入，每个带能够粘附到纤维上并且由滚筒根据纤维施加在带上的压力或多或少地驱动，所述压力与纤维上的卷取张力成比例。根据另一个实施方式，所述张力限制系统包括对于每个层的单个机动的滚筒，有或没有带。
尽管已经结合各种特定实施方式描述了本发明，但显然本发明决不受它们的限制，并且包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合，如果后者落入发明的范围。

Claims (13)

1.通过在铺设表面上铺设纤维来生产预制件的方法，包括：
-在包括两个相反的主面(91a，91b)的至少一根连续扁平干燥纤维(91)上施加粘合剂以便获得具有粘合剂的纤维，和
-借助于铺设头铺设所述具有粘合剂的纤维以形成预制件，
其特征在于，所述施加粘合剂是借助于至少一个纤维化喷嘴(50)进行，所述纤维化喷嘴(50)包括供有液体或糊状粘合剂的排放孔(53)，以及一个或多个供有加压气体的注射孔(57)，所述喷嘴能够以螺旋细丝(92)的形式输送所述粘合剂，细丝螺旋沉积在在喷嘴下方运行的所述纤维的第一主面(91a)上，以便获得具有粘合剂细丝(93，94)的纤维，
并且，特征在于，在施加粘合剂期间，沉积在所述纤维(91)的第一主面(91a)上的所述细丝螺旋在纤维的纵向边缘(91c)折叠并且被压平至纤维的第二主面(91b)，以这种方式使得在每个主面上获得具有粘合剂细丝(93，94)的纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在施加粘合剂期间，来自纤维(91)的两个纵向边缘(91c)的细丝螺旋部分通过互相叠加而被压平至第二主面(91b)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纤维在通过所述纤维化喷嘴之后通过校准和/或压延系统(8)，以便校准纤维的宽度和/或压缩纤维的厚度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在施加粘合剂之后，所述纤维具有粘合剂细丝，所述粘合剂细丝的直径在0.02mm至0.10mm之间。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在施加粘合剂之后，具有粘合剂细丝的纤维包含2重量％至10重量％的粘合剂。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在线进行粘合剂的施加，所述方法包括将至少一根干燥纤维(91)从储存和分配系统(3)传送到铺设头(2)以便在铺设表面上铺设所述纤维，在铺设期间，在所述储存和分配系统中或在所述纤维在储存系统和铺设头之间传送期间进行在纤维上施加粘合剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括借助于铺设头铺设由一根或多根纤维形成的条带，其中粘合剂的施加由几个纤维化喷嘴进行，每个喷嘴在单个纤维上独立地施加粘合剂。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述具有粘合剂的纤维紧接着在借助于施加辊(121)施加到施加表面上之前通过张力限制系统(142)，以便限制在该施加辊处纤维的张力，所述张力限制系统包括至少一个滚筒(1421)，所述纤维能够部分地缠绕在所述滚筒上；以及驱动装置，其用于驱动所述滚筒旋转，所述驱动装置由机器的控制单元控制，使得滚筒的圆周速度大于在所述施加辊处纤维的运行速度。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铺设包括生产以不同取向叠加的纤维的层，所述层包括相邻纤维，在相邻纤维之间具有限定的间隙。
10.一种制造复合材料部件的方法，其特征在于，其包括
-通过根据权利要求1至9中任一项所述的纤维铺设生产预制件；
-在所述预制件中浸渍聚合物的步骤，所述浸渍步骤包括
-通过注入或注射添加一种或多种聚合物，
-或加热所述预制件，以便在整个预制件中浸渍形成粘合剂的聚合物。
11.纤维铺设机，其包括
-铺设头(2，102)，其包括用于将一根或多根纤维(91)引导到铺设表面的引导装置(122)，
-储存和分配系统(3)，其用于储存和分配至少一根扁平连续纤维(91)，
-传送装置(40)，其用于将所述纤维从所述储存和分配系统传送到所述铺设头，和
-施加装置(5)，其用于在干燥纤维上施加粘合剂，
其特征在于，所述施加装置包括至少一个纤维化喷嘴(50)，其包括供有粘合剂的排放孔(53)和一个或多个供有加压气体的注射孔(57a)，以所述喷嘴能够以螺旋细丝(92)的形式输送粘合剂，所述喷嘴由控制系统(73)根据所述纤维的运行速度控制，所述喷嘴布置在所述铺设头的上游。
12.根据权利要求11所述的纤维铺设机，其特征在于，所述纤维铺设机 包括布置在所述施加装置下游的纤维校准和/或压延系统(8)，以便校准所述纤维的宽度和/或压缩所述纤维的厚度。
13.根据权利要求11或12所述的纤维铺设机，其特征在于，所述铺设头(2，102)在所述引导装置的上游设置有张力限制系统(142)，能够限制所述纤维的张力。
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