CN108883585A - 复杂形状的复合结构的制造 - Google Patents

Abstract

一种用于将纤维预成型件和预浸料层片成型为复杂的几何形状的热包模形成方法。为了使纤维预成型件成型，该热包模形成方法包括：a)将总数量的预成型件分成多个子预成型件(S1，S2，S3)；并且b)通过施加真空压力和热量相继地使每个子预成型件(S1，S2，S3)成型，其中所有子预成型件(S1，S2，S3)的成型在同一工具壳体(10)中在同一模制表面上进行。得到的成型预成型件(S1，S2，S3)为进行树脂灌注做好了准备。也可以使用同一种方法来使树脂浸渍的预浸料层片成型。

Description

复杂形状的复合结构的制造

本披露总体上涉及复合结构的制造。

附图说明

图1示出了可以如何将完整部件叠层分成三个子预成型件。

图2示意性地示出了根据本披露的实施例的用于形状形成三个子预成型件的设置。

图3示出了用于将隔膜附接到工具壳体上的实施例。

图4示出了用于将隔膜夹紧到工具壳体上的机构的特写视图。

图5-7示意性地示出了基于图2中示出的设置的热包模形成方法。

图8是根据本披露的实施例的热包模形成方法的流程图。

具体实施方式

近年来，纤维增强复合材料的使用在航空航天和汽车工业中变得更为普遍。这些复合材料在恶劣环境中展现出高强度以及耐腐蚀特性。此外，当与由金属构成的类似零件相比时，它们的轻质特性是特别有利的。

纤维增强复合物传统上由预浸料制成，这些预浸料由浸渍有可固化基质树脂(如环氧树脂)的连续纤维形成。预浸料中的树脂含量相对高，典型地是按重量计20％-50％。可以将预浸料的多个层片切割成用于铺放的尺寸，然后随后在模制工具上组装并且成型。在其中预浸料不能容易地适配成模制工具的形状的情况下，可以将加热施加于这些预浸料，以便使其逐渐变形成模制表面的形状。

最近，纤维增强聚合物复合物通过使用液体树脂灌注法进行制造，这些液体树脂灌注法包括树脂传递模制(RTM)和真空辅助树脂传递模制(VARTM)。为了通过树脂灌注法形成复合零件，首先将增强纤维层铺放在模具上以形成成型预成型件，并且然后将液体树脂直接原位注入该预成型件中。纤维层通常是呈基本上不含树脂的织物层片的形式。在树脂灌注后，根据固化周期固化该经树脂灌注的预成型件，以产生硬化的复合结构。树脂灌注诸如RTM不仅用于制造小型复杂形状的零件，而且还用于制造航空器的大零件，如整个机翼。

为了通过树脂灌注来形成复合零件，预成型件的叠层是制造过程中的重要元件。预成型件实质上是等待树脂的结构零件。对于某些航空器零件，在树脂灌注之前，将扁平的二维(2D)预成型件坯件成型为三维(3D)几何形状。预成型件坯件是以堆叠顺序组装的纤维层的叠层。这些纤维层典型地是连续的单向碳纤维的层片。取决于最终复合零件所希望的结构特性，这些层片可以彼此成不同的角度定向。例如，相对于叠层的长度，每个层片中的单向纤维可以以所选择的角度θ(如0°、45°或90°)定向。已经观察到，当高数量的层片被成型为形成复杂几何形状(如航空器的C形或U形翼梁)时，这些层片的起皱和纤维弯折成为问题。

披露了一种用于使具有复杂几何形状的纤维预成型件成型的方法(在此称为“热包模形成方法”)，其中可以铺放高数量的纤维层而没有褶皱形成或纤维弯折。总体上，该热包模形成方法包括：

a)将总数量的纤维预成型件分成多个子预成型件；并且

b)通过施加真空压力和热量相继地(即，按顺序)使每个子预成型件成型，其中所有子预成型件的成型在同一工具壳体中在同一模制表面上进行。

每个子预成型件由以堆叠顺序铺放的多个纤维层(或层片)组成。子预成型件的数量是2或更高，例如，2至5。当组合时，子预成型件提供完整部件叠层(有待用树脂灌注的最终预成型件)所需的总数量的层片。图1示出了可以如何将完整部件叠层分成三个子预成型件。完整部件叠层是指实现有待制造的部件零件的希望的机械性能所需要的数量的纤维层片。将该完整部件叠层分成或分组为更小的子组在此被定义为子预成型件。

通过少量黏合剂将子预成型件的纤维层片保持在适当位置(即“稳定”)，以保持纤维的对齐并稳定纤维层。黏合剂在随后的树脂灌注过程中将纤维保持在适当位置，这典型地需要将液体树脂加压注入预成型件。此种黏合剂可以以液体形式或粉末形式施加到每个纤维层片和/或相邻层片之间。

图2示出了根据一个实施例的用于进行热包模形成方法的设置。参照图2，提供了含有具有凸形模制表面的模具11的工具壳体10。作为初始步骤，将基本上平坦的子预成型件S1放置在模具11的模制表面的顶部上。然后将最下面的柔性隔膜12放置在该工具壳体10上并且紧固到该工具壳体10的周边上以形成气密密封。这样，密封腔室C1由最下面的隔膜12和该工具壳体10限定。将第二子预成型件S2放置在该隔膜12上方，并且将第二柔性隔膜13安排在最下面的隔膜12上方以包封该第二子预成型件S2并且在隔膜12与13之间限定气密密封的包封结构(enclosure)(或“格腔，pocket”)C2。接着，将第三子预成型件S3放置在该隔膜13上方，并且将第三柔性隔膜14安排在隔膜13上方以包封该第三子预成型件S3并且在隔膜13与14之间限定气密密封的格腔C3。可以使用常规的夹紧和密封机构将隔膜12、13和14附接到该工具壳体10上。作为实例，隔膜12、13和14中的每一个可以在其周边处附接到框架上，以通过被支撑的周边保持希望的隔膜形状。并且这些隔膜框架通过机械夹紧机构附接到该工具壳体10上，以便产生气密密封的腔室C1，并且限定相邻隔膜之间的密封格腔C2、C3。特别设计隔膜框架的形状以便将隔膜紧固到周边上并且产生密封。作为实例，图3示出了可以提供来将隔膜12、13、14牢固地紧固到该工具壳体的周边上的对应框架31、32、33。参照图3，该工具壳体的侧壁34被配置成与最低的对应框架33配合，以便将最低隔膜12紧固到该工具壳体上。将对应框架31、32、33通过夹具35机械地夹在一起并且夹紧到该工具壳体的侧壁34上。例如，在对应框架的表面上(如图4所示的)以及在该侧壁34的顶表面上添加橡胶密封件41当在夹紧力下时将产生气密密封。将密封腔室C1和格腔C2、C3中的每一个都连接到单独的真空源(未示出)上。参照图4，腔室C2和C3的真空源可以经由中空的对应框架的内壁中的穿孔42输送，并且然后将真空源经由真空管线连接到每个中空框架的外表面中的开口上，从而允许控制密封格腔C2和C3中的压力以便从其中抽空空气。注意，示出了三个子预成型件和三个隔膜，但是可以通过改变隔膜的数量来修改设置以便仅容纳两个子预成型件或多于三个子预成型件。

最初，部分地去除这些隔膜(12、13、14)之间的空气以便将子预成型件S2和S3牢固地保持在适当位置。接着，进行加热以软化这些子预成型件中的黏合剂并且使这些子预成型件能够失去其刚性。热量可以由该工具壳体10上方和/或与该工具壳体的一个或多个侧壁相邻的一排红外线灯提供。热量也可以通过将该工具壳体放置在烘箱中或者添加加热垫(直接放置在该隔膜组件的顶部上)来提供。

参照图5，在达到希望的温度时，以预定的速率，例如，约1毫巴/min或更快、更具体地在约1毫巴/min至约50毫巴/min的范围内，从该工具壳体10的密封腔室C1中抽空空气。当该密封腔室C1被抽空时，最下面的隔膜12被拉向该模具11，使得子预成型件S1贴合该模具表面的形状。与抽空密封腔室C1同时，来自密封格腔C2(在隔膜12与13之间)的空气通气至大气压，以便防止隔膜13、14与隔膜12同时被拉动，由此防止子预成型件S2和S3的过早成型。

参照图6，一旦密封腔室C1的真空水平达到至少10毫巴绝对压力的水平，例如，直到达到约250至约1000毫巴范围内的真空压力，将隔膜12与13之间(即，密封格腔C2)的空气以预定速率抽空，使得子预成型件S2贴合先前成型的子预成型件S1的外部几何形状，并且同时，将在隔膜13与14之间的密封格腔通气至大气压，以防止隔膜14与隔膜13同时被拉动，由此防止子预成型件S3的成型。可以以1毫巴/min或更快、更具体地在约1毫巴/min至约50毫巴/min范围内的速率从隔膜12与13之间的密封格腔C2中抽空空气。

参照图7，当隔膜12与13之间的密封格腔C2中的压力达到大于10毫巴绝对压力的压力时，例如，直到达到在约250至约1000毫巴范围内的真空压力时，将隔膜13与14之间(即，密封格腔C3)的空气以预定速率抽空，使子预成型件S3贴合先前成型的子预成型件S2的外部几何形状。可以以1毫巴/min或更快、更具体地在约1毫巴/min至约50毫巴/min范围内的速率从隔膜13与14之间的密封格腔C3中抽空空气。

在所有子预成型件的成型过程中保持加热。以这种方式，这些子预成型件可以在单个加热周期内进行。

一旦完成这些子预成型件的形状形成过程，就可以定制工具腔室与最下面的隔膜之间以及相继隔膜之间的压力，以便在方法的冷却阶段之前和期间优化子预成型件的压实。通过继续从工具壳体的密封腔室和隔膜间区域抽空空气直到达到希望的压力进行此种定制以实现希望的预成型件压实。可以定制子预成型件的压实以便控制最终预成型件的蓬松性，这进而可以影响材料的渗透性特征。可能需要定制蓬松性，以便将预成型件安装到用于树脂灌注的特定模具中，同时可能需要定制渗透性以便优化用于树脂灌注的纤维材料的特征。

在形状形成过程完成之后，冷却这些子预成型件。此时，这些子预成型件中的黏合剂重新固化，并且这些子预成型件保持其新形成的几何形状。在冷却这些子预成型件时，这些隔膜(12、13、14)之间以及隔膜12与工具壳体10之间的真空通过通气至大气中而被顺序地释放，并且成型的子预成型件被顺序地移除。最上面的隔膜14首先被抬离，这样使得可以移除成型子预成型件S3，然后移除隔膜13、子预成型件S2、隔膜12、并且然后子预成型件S1。空气然后被重新引入到该工具壳体10中，并且已经为重复该形状形成过程做好了准备。然后将所移除的子预成型件组装成最终的预成型件用于随后的树脂灌注。

用于热包模形成方法的柔性隔膜可以是聚酰胺的非弹性片材(例如，尼龙材料)或橡胶或硅酮的可弹性变形的片材，这些片材具有小于约100μm的厚度。如在此披露的柔性片材是指具有如通过ASTM D882测定的高于100％、例如100％至750％的失效伸长率的材料片材。

图8是用于参照图5-7描述的热包模形成方法的流程图。为了说明的目的披露了三个子预成型件，但是应该理解，该方法可以应用于任何数量的子预成型件，例如两个子预成型件或多于三个子预成型件。在图8的100中，将第一可模制的子预成型件放置在定位在工具壳体中的模具的模制表面的顶部上。在101中，将第一柔性隔膜放置在该工具壳体上并且紧固到该工具壳体的周边上以形成气密密封。这样，密封腔室由该第一隔膜和该工具壳体限定。在102中，将第二可模制的子预成型件放置在该第一隔膜上方，并且将第二柔性隔膜安排在该第二子预成型件上方以包封该第二子预成型件并且在该第一与第二隔膜之间限定气密密封的包封结构(或“格腔”)。在103中，部分去除在该第一与第二隔膜之间的空气以便牢固地将该第二子预成型件保持在适当位置。在104中，将第三可模制的子预成型件放置在该第二隔膜上方，并且将第三柔性隔膜安排在该第三子预成型件上方以包封该第三子预成型件并且在该第二与第三隔膜之间限定气密密封的包封结构(或“格腔”)。在105中，部分去除在该第二与第三隔膜之间的空气以便牢固地将该第三子预成型件保持在适当位置。在106中，将热量施加到这些子预成型件上以软化其中的黏合剂。

在107中，将空气以预定速率从该工具壳体的密封腔室抽空，并且将该第一隔膜拉向该模具表面，使该第一子预成型件贴合该模具表面的形状。与抽空该工具壳体的密封腔室同时，将来自该第一与第二隔膜之间的密封格腔的空气通气至大气压力，以便防止该第二和第三隔膜同时被拉动，从而防止该第二和第三子预成型件的过早成型。

在108中，一旦该工具壳体的密封腔室的真空水平达到至少10毫巴(TBC)绝对压力的水平，例如，直到达到约250至约1000毫巴范围内的真空压力，就将该第一与第二隔膜之间的空气以预定速率抽空，并且将该第二隔膜拉向先前成型的第一子预成型件，使得该第二子预成型件贴合该第一子预成型件的外部几何形状，并且同时，将第二与第三隔膜之间的密封格腔通气至大气压力以防止该第三隔膜同时被拉动，从而防止该第三子预成型件的过早成型。在109中，一旦该第一与第二隔膜之间的密封格腔的真空水平达到大于10毫巴绝对压力的水平，就将该第二与第三隔膜之间的空气以预定速率抽空，并且将该第三隔膜拉向先前成型的第二子预成型件，使得该第三子预成型件贴合成型的第二子预成型件的外部几何形状。如以上所披露的，在每个子预成型件的成型过程中，空气可以以1毫巴/min或更快、更具体地在约1毫巴/min至约50毫巴/min的范围内的速率抽空。

在110中，继续从该工具壳体和这些隔膜间区域抽空空气，直到达到希望的压力并实现希望的预成型件压实。在111中，将这些子预成型件冷却直到它们保持其刚性。

本披露的热包模形成方法允许子预成型件组装而没有相关的时间损失和多步骤工艺路线的成本。所披露的热包模形成方法还允许将形成技术应用于更宽范围的形成几何形状、层压堆叠序列和层片计数，从而提供预成型件形成技术的显著进步。

预成型件材料

本发明背景下的子预成型件和预成型件是构成复合物的增强部件的干纤维或干纤维层的组件，并且处于适于树脂灌注应用(如RTM)的形式。

待成型的子预成型件坯件由纤维材料的多个层或层片组成，该纤维材料可以包括单向纤维、非织造垫、织造织物、针织织物、和不卷曲织物。子预成型件坯件可以基本上是扁平的。“垫”是由随机安排的纤维制成的非织造纺织品织物，这些纤维如短切纤维长丝(用于生产短切原丝垫)或盘绕长丝(用于生产连续原丝垫)，其中施加黏合剂以保持其形式。合适的织物包括具有呈网格、丝束、带、稀松布、编织物等形式的定向或不定向对齐的纤维的那些。纤维层或织物中的纤维可以是有机或无机纤维、或其混合物。有机纤维选自坚韧或硬的聚合物，如芳族聚酰胺(包括Kevlar)、高模量聚乙烯(PE)、聚酯、聚对亚苯基-苯并二噁唑(PBO)、以及它们的混合组合。无机纤维包括由碳(包括石墨)、玻璃(包括E玻璃或S玻璃纤维)、石英、氧化铝、氧化锆、碳化硅和其他陶瓷制成的纤维。为了制造高强度复合结构，如飞机的主要零件，这些纤维优选具有≥3500MPa(或≥500ksi)的拉伸强度。

为了形成子预成型件坯件，可以将黏合剂组合物施加到每个纤维层(例如，单向纤维层)上，并且然后通过堆叠组装多个经黏合剂处理的纤维层。黏合剂可以在这些纤维层叠层之前或期间施加到这些纤维层上。这些纤维层的组装可以通过手工叠层工艺或自动化放置工艺如自动化铺带(ATL)和自动化纤维放置(AFP)或以宽的良好的或预制备的形式沉积纤维或层片的其他自动化方法进行。然后通过施加热量和压力将纤维层的堆叠体彼此层压。

在一些实施例中，根据希望的堆叠顺序和在最终预成型件的叠层内以0°(0度)方向定向的层片的数量来分子预成型件。两个或更多个柔性隔膜被安排成将子预成型件彼此分开并且为每个子预成型件限定单独的密封包封结构。控制相邻隔膜之间的压力然后允许单个子预成型件在同一个加热周期中单独并相继地成型，由此与用于制造成型预成型件的常规多步骤方法相比，防止不希望的褶皱形成并且提高工艺效率。

在一些实施例中，每个子预成型件含有连续单向纤维的多个层片，每个层片以相对于相邻层片的不同角度定向。每个子预成型件中的层片数可以是2至30。在一些实施例中，每个子预成型件含有有限数量的0度(0°)层片，例如1至10个层片。0度层片是指具有平行于叠层的长度或纵轴定向的单向纤维的层片。

黏合剂

用于黏合子预成型件中的纤维层的黏合剂可以呈各种形式，包括粉末、液体、糊剂、膜、纤维和非织造面纱。该黏合剂材料可以选自热塑性聚合物、热固性树脂及其组合。在某些实施例中，该黏合剂可以采取由热塑性材料或热固性材料形成的聚合物纤维、或热塑性和热固性材料的共混物的形式。

在一个实施例中，这些子预成型件中的黏合剂在环境温度(20℃-25℃)下是固体聚合物材料。当加热时，该黏合剂转变成熔融状态，使得子预成型件软化并且成型。形状形成温度由黏合剂的特性决定，并且可以被优化以使相邻纤维层片之间的摩擦最小化(在它们在形状形成过程中彼此滑过时)，以便不产生不希望的纤维扭曲或褶皱。特别合适的黏合剂是美国专利号8,927,662中所描述的热塑性塑料-环氧树脂黏合剂。此黏合剂含有环氧树脂和热塑性聚合物的共混物，并且可以以粉末形式施加到纤维层上。

另一种合适的黏合剂是美国公开号2014/0179187中描述的液体黏合剂组合物，其可以施加(例如通过喷涂)到干燥的纤维层上，随后干燥以去除溶剂。

如果以膜形式施加，可以将黏合剂树脂组合物沉积(例如通过流延)到离型纸上以形成膜，然后将该膜转移到纤维层上。将此种黏合剂膜插入子预成型件的纤维层之间。

在其他实施例中，该黏合剂是热塑性纤维(即，由热塑性材料形成的纤维)和热固性纤维(即，由热固性材料形成的纤维)的混合物。此类聚合物纤维可以作为由无规排列的聚合物纤维构成的有待插入相邻纤维层之间的非织造面纱结合到子预成型件中。此种非织造面纱可以通过加热软化以提供纤维层之间的黏合。作为实例，美国专利号8,703,630中披露的树脂可溶热塑性面纱将是合适的。

一种或多种黏合剂的总量足够小使得经黏合剂处理的子预成型件保持多孔，并且可渗透在树脂灌注工艺中使用的液体树脂。作为实例，子预成型件中的黏合剂材料的总量可以基于该子预型体的总重量是按重量计约20％或更少、例如按重量计约0.1％至约15％、在一些实施例中按重量计0.5％至10％。

预浸料叠层

在此披露的热包模形成方法也可以应用于预浸渍有可固化树脂的预浸料层片的组装。每个预浸料层片由浸渍有或嵌入可固化树脂中的增强纤维层组成。增强纤维层可以呈连续单向纤维或织造织物的形式。预浸料的总复合叠层可以分成子组，每个子组由两个或更多个预浸料层片组成，如在子预成型件的情况下。这些预浸料层片可以含有如以上对于子预成型件和预成型件所述的以不同取向定向的单向纤维。然后如上所述的相继地使这些子组成型。在这种情况下，在足以软化预浸料层片中的可固化树脂并且能够使预浸料层片成型的温度下施加热量，但该温度不足够高到引起基质树脂的完全固化。

Claims (20)

1.一种用于制造具有三维构造的纤维预成型件的形状形成方法，该形状形成方法包括：

(a)提供具有定位在其中的模具的工具壳体，所述模具具有非平面的模制表面；

(b)将第一可模制的子预成型件放置在该模制表面上；

(c)将第一柔性隔膜附接到该工具壳体上，以便限定以该第一隔膜和该工具壳体为边界的密封腔室并且将该第一子预成型件和该模具包封在所述密封腔室中；

(d)在该第一隔膜与第二柔性隔膜之间包封第二可模制的子预成型件，将该第二可模制的子预成型件放置在该第一隔膜上方，该第一隔膜和该第二隔膜限定气密密封格腔；

(e)向这些子预成型件施加热量；

(f)从以该第一隔膜和该工具壳体为边界的该密封腔室中抽空空气直到达到真空压力，使得该第一隔膜被拉向该模制表面，使该第一子预成型件贴合该模制表面，由此形成第一成型子预成型件，并且与从该密封腔室抽空空气同时，将该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔通气至大气压，以防止该第二隔膜同时被拉向该模制表面；

(g)从该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔中抽空空气直到达到真空压力，使得该第二隔膜被拉向该模具，使该第二子预成型件贴合该第一子预成型件的外表面，由此形成第二成型子预成型件；

(h)冷却这些成型子预成型件；并且

(i)将这些成型子预成型件组装成可以用液体树脂灌注的最终预成型件，

其中每个子预成型件包含彼此黏合的多个纤维层，并且每个子预成型件对液体树脂是可渗透的。

2.如权利要求1所述的形状形成方法，进一步包括：

在(d)与(e)之间，在该第二隔膜与第三柔性隔膜之间包封第三可模制的子预成型件，将该第三可模制的子预成型件放置在该第二隔膜上方，该第二和第三隔膜限定气密密封格腔；

与(g)同时，将该第二隔膜与该第三隔膜之间的该密封格腔通气至大气压，以防止该第三隔膜与该第二隔膜同时被拉向该模制表面；并且

在(g)与(h)之间，从该第二隔膜与该第三隔膜之间的该密封格腔中抽空空气直到达到真空压力，使得该第三隔膜被拉向该模具，使该第三子预成型件贴合该第二成型子预成型件的外表面，由此形成第三成型子预成型件。

3.如权利要求1所述的形状形成方法，其中

在(f)从以该第一隔膜和该工具壳体为边界的该密封腔室以约1至约50毫巴/min的速率抽空空气，并且

在(g)从在该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔以约1至约50毫巴/min的速率抽空空气。

4.如权利要求1或3所述的形状形成方法，其中

在(f)从以该第一隔膜和该工具壳体为边界的该密封腔室抽空空气直到达到在约250至约1000毫巴的范围内的真空压力，并且

在(g)从在该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔抽空空气直到达到在约250至约1000毫巴的范围内的真空压力。

5.如权利要求2所述的形状形成方法，其中从在该第二隔膜与该第三隔膜之间的该密封格腔以约1至约50毫巴/min的速率抽空空气。

6.如权利要求2所述的形状形成方法，其中从在该第二隔膜与该第三隔膜之间的该密封格腔抽空空气直到达到在约250至1000毫巴的范围内的真空压力。

7.根据权利要求1、3和4中任一项所述的形状形成方法，进一步包括，在(g)之后并且在(h)之前，从以该第一隔膜和该工具壳体为边界的该密封腔室以及从在该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔抽空空气，以实现这些子预成型件的进一步压实。

8.根据权利要求1、3、4和7中任一项所述的形状形成方法，进一步包括，在(d)与(e)之间，从在该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔中部分抽空空气以便将该第二子预成型件保持在适当位置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中每个子预成型件包含用于将这些纤维层黏合在一起的黏合剂，并且在(e)施加热量以软化这些子预成型件中的黏合剂。

10.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中每个纤维层包含由选自以下各项的材料形成的纤维：碳、芳族聚酰胺、玻璃、聚乙烯(PE)、聚酯、聚对亚苯基-苯并二噁唑(PBO)、石英、氧化铝、氧化锆、碳化硅及其组合。

11.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中这些柔性隔膜是聚酰胺片材或者橡胶或硅酮的可弹性变形的片材。

12.根据权利要求11所述的形状形成方法，其中每个柔性隔膜具有小于约100μm的厚度。

13.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中每个子预成型件包含多个单向纤维层。

14.根据权利要求13所述的形状形成方法，其中每个单向纤维层包含以相对于相邻层中的纤维成角度定向的纤维。

15.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中每个子预成型件中的纤维层的数量为2至30。

16.根据前述权利要求中任一项所述的形状形成方法，其中每个子预成型件包含多个单向纤维层，并且每个子预成型件中的至少一个层包含以相对于该子预成型件的纵轴0度方向(或平行于该纵轴)定向的纤维。

17.根据权利要求9所述的形状形成方法，其中该子预成型件中的黏合剂包含环氧树脂和热塑性聚合物的共混物。

18.一种制造纤维增强复合零件的方法，该方法包括：

用可固化液体树脂灌注通过根据权利要求1至17中任一项所述的方法生产的最终预成型件；并且

固化该经树脂灌注的预成型件。

19.如权利要求18所述的方法，其中该可固化液体树脂包含一种或多种热固性树脂以及固化剂。

20.一种用于使预浸料层片成型的方法，该方法包括：

(a)提供具有定位在其中的模具的工具壳体，所述模具具有非平面的模制表面；

(b)将第一可模制的预浸料叠层放置在该模制表面上；

(c)将第一柔性隔膜附接到该工具壳体上，以便限定以该第一隔膜和该工具壳体为边界的密封腔室并且将该第一预浸料叠层和该模具包封在所述密封腔室中；

(d)在该第一隔膜与第二柔性隔膜之间包封第二可模制的预浸料叠层，将该第二可模制的预浸料叠层放置在该第一隔膜上方，该第一隔膜和该第二隔膜限定气密密封格腔；

(e)向这些预浸料叠层施加热量；

(f)从以该第一隔膜和该工具壳体为边界的该密封腔室中抽空空气直到达到真空压力，使得该第一隔膜被拉向该模制表面，使该第一预浸料叠层贴合该模制表面，由此形成第一成型预浸料叠层，并且与从该密封腔室抽空空气同时，将该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔通气至大气压，以防止该第二隔膜同时被拉向该模制表面；

(g)从该第一隔膜与该第二隔膜之间的该密封格腔中抽空空气直到达到真空压力，使得该第二隔膜被拉向该模具，使该第二预浸料叠层贴合该第一成型预浸料叠层的外表面，由此形成第二成型预浸料叠层；

(h)冷却这些成型预浸料叠层；并且

(i)将这些成型预浸料叠层组装成最终的预浸料叠层，

其中每个预浸料叠层包含多个预浸料层片，每个预浸料层片包含浸渍有可固化树脂的增强纤维。