CN109383045B - 混合非织造复合部件 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是混合非织造复合部件。本文公开了形成复合部件的方法。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材。该方法包括将复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度，并且重新加热时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。

Description

混合非织造复合部件

技术领域

本公开内容大体上涉及热成形部件，并且更具体地涉及用具有不同熔解温度的第一热塑性材料和第二热塑性材料形成复合部件。

背景技术

由固结垫——其由掺混的增强纤维和热塑性细丝制造——形成部件包括将垫加热至热塑性细丝的熔解温度。但是，包括热塑性细丝的垫在成形阶段之前的加热阶段期间具有膨胀和胀大的倾向。这种膨胀和胀大可能使得部件形成模具难以闭合或甚至不可能闭合。另外地，垫的膨胀和胀大可导致形成部件的压力不足。通过增加施加至部件的压力来补偿不足的压力可能增加部件核心塌缩的风险。

发明内容

已经响应现有技术并且尤其是响应目前可用的技术尚未完全解决的与常规方法有关的问题和缺点，开发了本申请的主题。因此，已经开发了本申请的主题来提供克服了至少一些上面讨论的现有技术缺点的系统、装置和方法的实施方式。例如，根据一个实施方式，公开了用具有不同熔解温度的第一热塑性材料和第二热塑性材料形成非平面复合部件的方法。

本文公开了形成复合部件的方法。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材。该方法包括将复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度，并且重新加热时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例1。

增强纤维是碳纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例2，其中实施例2也包括上面根据实施例1的主题。

第一热塑性材料按体积计占复合部件的至少30％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例3，其中实施例3也包括上述根据实施例1-2中任一个所述的主题。

第二热塑性材料按体积计占复合部件的至少1％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例4，其中实施例4也包括上述根据实施例1-3中任一个所述的主题。

增强纤维按体积计占复合部件的至少45％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例5，其中实施例5也包括上述根据实施例1-4中任一个所述的主题。

在加热未固结垫之前，第一热塑性材料包括热塑性纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例6，其中实施例6也包括上述根据实施例1-5中任一个所述的主题。

在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例7，其中实施例7也包括上述根据实施例1-6中任一个所述的主题。

在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性粉末。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例8，其中实施例8也包括上述根据实施例1-6中任一个所述的主题。

将复合纤维增强的固结板材形成复合部件包括冲压成形操作。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例9，其中实施例9也包括上述根据实施例1和1-8中任一个所述的主题。

第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)或聚醚酮酮(PEKK)中的一种。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例10，其中实施例10也包括上述根据实施例1-9中任一个所述的主题。

期望的形状为非平面形状。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例11，其中实施例11也包括上述根据实施例1-10中任一个所述的主题。

第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维针刺入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例12，其中实施例12也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。

第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维缝合入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例13，其中实施例13也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。

第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且热塑性纤维针织入第一热塑性材料和增强纤维。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例14，其中实施例14也包括上述根据实施例1-11中任一个所述的主题。

该方法包括以随机定向掺混增强纤维、第一热塑性材料和第二热塑性材料，以形成未固结垫，然后加热未固结垫。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例15，其中实施例15也包括上述根据实施例1-14中任一个所述的主题。

本文也公开了复合部件。非平面复合部件包括随机定向的增强纤维，包括第一熔解温度的第一热塑性材料，和包括大于第一熔解温度的第二熔解温度的第二热塑性材料。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例16。

第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚酮酮(PEKK)。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例17，其中实施例17也包括上述根据实施例16的主题。

第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例18，其中实施例18也包括上述根据实施例16的主题。

第一热塑性材料按体积计占部件的至少30％，第二热塑性材料按体积计占部件的至少1％，并且增强纤维按体积计占部件的至少45％。该段落的前述主题表征了本公开内容的实施例19，其中实施例19也包括上述根据实施例16-18中任一个所述的主题。

本文进一步公开了形成固结垫的方法。该方法包括将第二热塑性材料与第一热塑性材料和增强纤维掺混以形成未固结垫。第一热塑性材料包括第一熔解温度并且第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度。该方法包括将未固结垫加热至第一温度，其中第一温度大于第二熔解温度。该方法包括在加热时，将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结垫。第二热塑性材料按体积计占部件的1％和5％之间。该段落的前述主题表征了本公开内容的

实施例20。

所描述的本公开主题的特征、结构、优势和/或特性可以以任何适当的方式在一个或多个实施方式和/或实施中组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节，以给予对本公开主题的实施方式的充分理解。本领域技术人员将认识到在没有具体实施方式或实施的一个或多个具体特征、细节、组件、材料和/或方法的情况下，可实施本公开的主题。在其它情况下，在某些实施方式中和/或实施中可认识到可能不存在于所有实施方式或实施中的另外的特征和优势。此外，在一些情况下，未详细显示或描述熟知的结构、材料或操作，以避免混淆本公开主题的方面。本公开主题的特征和优势从下面的描述和所附的权利要求中将变得更加显而易见，或可通过实践如下文阐释的主题而认知。

附图说明

为了可更容易理解本主题的优势，通过参考在附图中图解的具体实施方式，将提出上面简单叙述的主题的更具体描述。应理解，这些附图仅仅描绘了本主题的典型实施方式并且因此不视为限制其范围，将通过使用附图以另外的特征和细节描述和解释本主题，其中：

图1是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维的横截面；

图2是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维和第一热塑性材料的热塑性纤维的横截面；

图3是根据本公开内容的一个或多个实施方式的随机定向的增强纤维和第一热塑性材料和第二热塑性的热塑性纤维的横截面；

图4是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有正经受加热的未固结垫的压缩工具；

图5是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有固结垫的压缩工具；

图6是根据本公开内容的一个或多个实施方式的固结垫；

图7是根据本公开内容的一个或多个实施方式的具有固结垫的成形工具；

图8是根据本公开内容的一个或多个实施方式的成形的非平面复合部件；和

图9是根据本公开内容的一个或多个实施方式的形成复合部件的方法。

具体实施方式

遍及本说明书，提及“一个实施方式”、“实施方式”或类似语言意思是结合该实施方式描述的具体特征、结构或特性包括在本公开内容的至少一个实施方式中。遍及本说明书，出现短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似的语言可以但不必须都指相同的实施方式。类似地，使用术语“实施”意思是该实施具有结合本公开内容的一个或多个实施方式描述的具体特征、结构或特性，但是，缺少另外指示的表述相关，实施可与一个或多个实施方式相关联。

热成形结构或部件是通过如下形成的结构：将热塑性材料比如平面板材加热上至柔软成形温度(pliable forming temperature)或高于热塑性材料的熔解温度，并且然后运用成形工具(比如模具或冲压工具)，以使热塑性材料的平面板材形成更复杂的形状。当利用单一热塑性材料时，该过程相对简单。

近年来，许多应用已经使用复合纤维增强的热塑性材料。增强纤维使得热塑性材料增强，在许多应用中提供了加强的物理特性。为了使增强纤维充满(impregnate)热塑性材料或与热塑性材料混杂，将增强纤维与热塑性细丝、纤维、小球或粉末掺混或混杂并且形成平面板材。当平面板材被加热时，将它们压缩，以便使热塑性材料固结，并且减少空隙，其产生平面板材的压缩形式。相对容易形成平面板材，因为一致的压力和热可被施加至复合纤维增强的热塑性材料。

可通过更复杂的成形工具(比如冲压工具或模具)成形固结板材以形成更复杂的形状和结构。复合纤维增强的固结板材被再次加热至柔软成形温度或高于热塑性材料的熔解温度并且在压力下成形为成形工具的复杂形状。不幸地，在该第二加热过程中，复合纤维增强的固结板材经受各种复杂问题。随着复合纤维增强的固结板材被重新加热，在成形操作中部件形成之前，比如，例如，板材被冲压成形的冲压操作中，热塑性材料膨胀并且复合纤维增强的固结板材经受胀大或非均匀膨胀。根据一个实施例，胀大和膨胀可使得难以关闭模具或使得形成最终结构的压力不足。通过必须使用更高的压力，增加了制造成本并且在使用多个堆叠板材的夹心结构的情况下，可能出现核心塌缩。

本文所述的实施方式提供了对上述问题的解决方案。在一个实施例中，在复合纤维增强的固结板材中使用具有不同熔解温度的两种热塑性材料。利用不同的熔解温度，如果复合纤维增强的固结板材被重新加热至高于第一热塑性材料的熔解温度但是低于第二热塑性材料的熔解温度的温度，则仅仅第一热塑性材料将经受胀大和膨胀。第二热塑性材料将不会达到足以诱导胀大和膨胀的温度。利用在复合纤维增强的固结板材中分布的第二热塑性材料，第二热塑性材料的物理特性，比如其抗拉强度，将抵制或限制第一热塑性材料的胀大。

利用足够量的第一热塑性材料，复合纤维增强的固结板材将是柔软的并且能够形成由成形工具规定的平面形状或非平面形状。利用在复合纤维增强的固结板材内分布的足够量的第二热塑性材料，第二热塑性材料的物理特性将抵抗或限制第一热塑性材料的胀大和膨胀。

参考图1-3，显示了增强纤维102与第一热塑性纤维104和第二热塑性纤维106的掺混。增强纤维102、第一热塑性纤维104和第二热塑性纤维106形成未固结垫110，如图3中所描绘的。换句话说，在一些实施中，未固结垫110至少包括增强纤维102、第一多个热塑性纤维104和第二多个热塑性纤维106。但是，在其它实施中，未固结垫110仅仅包括增强纤维102、第一多个热塑性纤维104和第二多个热塑性纤维106。尽管描绘为热塑性纤维，但是垫110可包括纤维之外的热塑性元件，比如细丝、粉末或小球。

增强纤维102是随机定向纤维，如图1-3中描绘为黑色的。增强纤维102可由任何复合材料制造，所述复合材料包括碳纤维或其它热固性塑料。增强纤维102可具有不同的长度和直径。在一个实例中，增强纤维102介于一英寸和十英寸长之间，直径均匀。在其它实例中，增强纤维102的直径是非均匀的。

如图1中显示的随机定向的增强纤维102与如图2中显示的第一热塑性纤维104掺混。随着随机定向的多个第一热塑性纤维104与增强纤维102混合、组合或以其它方式合并，可进行掺混。第一热塑性纤维104由相对于下面更充分描述的第二热塑性材料具有低熔解温度的任何热塑性材料组合物制造。利用第一热塑性纤维104的熔解温度低于第二热塑性纤维106的熔解温度，与第二热塑性纤维106相比，第一热塑性纤维104将在更低的温度下熔解。

现参考图3，以较深线描绘的第二多个热塑性纤维106与第一热塑性纤维104和增强纤维102掺混。第二热塑性纤维106的相对量或体积小于第一热塑性纤维104的相对量或体积。在一些实施方式中，第二热塑性纤维106在总体积的1％和5％之间。第二热塑性纤维106的量可由其以多大程度在未固结垫110中分布所规定。另外，第二热塑性纤维106的抗拉强度越高，抵抗第一热塑性材料的胀大所需要的材料越少。即，复合纤维增强的固结板材将需要较少数量的具有更高抗拉强度的材料。材料具有较低的抗拉强度，可能需要更多的材料。

第一热塑性材料的相对量或体积大于第二热塑性纤维106的相对量或体积。在一些实施方式中，第一热塑性材料的量或体积将需要足以在成形操作期间，使得复合纤维增强的固结板材是柔软的并且形成成形工具的形状。在一些实施方式中，第一热塑性材料在总体积的30％和55％之间。剩余体积可为增强纤维102。在一些实施方式中，增强纤维在总体积的40％和70％之间。

增强纤维的各种组合预期在本文公开的范围内。在第一个实例中，未固结垫110包括按体积计50％的复合纤维，按体积计48％的第一热塑性材料，和按体积计2％的第二热塑性纤维106。在第二实例中，未固结垫110包括按体积计50％的复合纤维，按体积计48.5％的第一热塑性材料，和按体积计1.5％的第二热塑性纤维106。在第三实例中，未固结垫110包括按体积计45％的复合纤维，按体积计54％的第一热塑性材料，和按体积计1％的第二热塑性纤维106。

各种热塑性材料可用作第一热塑性材料和第二热塑性材料。在一些实施方式中，第一热塑性材料和第二热塑性材料是不同的热塑性材料。在一些实施方式中，第一热塑性材料和第二热塑性材料是具有不同熔解温度的相同材料。例如，第一热塑性材料可以为较低熔解温度的聚醚醚酮(PEEK)，而第二热塑性材料为较高熔解温度的PEEK。

本公开内容中考虑的热塑性材料包括但不限于：聚酰胺6(PA6)-熔解温度223℃；聚碳酸酯(PC)-熔解温度225℃；聚醚砜(PES)-熔解温度234℃-377℃；聚对苯二甲酸乙二酯(PET)-熔解温度265℃；聚酰胺6,6(PA6,6)-熔解温度275℃；聚苯硫醚(PPS)-熔解温度285℃-320℃；聚醚醚酮(PEEK)-熔解温度334℃；聚醚酮酮(PEKK)-熔解温度337℃；或聚醚酰亚胺(PEI)-熔解温度393℃。为了一般参考，提供了熔解温度并且不意味着是限制性的。

返回参考图3，第二热塑性纤维106可以在各种制造过程中与第一热塑性材料和增强纤维掺混。在一些实施方式中，第二热塑性纤维106针刺入未固结垫110，以提供均匀分布。在一些实施方式中，第二热塑性纤维106缝合入未固结垫110，以提供均匀分布。在一些实施方式中，第二热塑性纤维106针织入未固结垫110，以提供均匀分布。

参考图4，未固结垫110经受加热(由箭头154表示)。未固结垫110经受高于第二热塑性纤维106的熔解温度的第一加热温度。即，热源将未固结垫加热至高于第一热塑性材料的熔解温度和第二热塑性纤维106的熔解温度二者的温度。在该第一加热温度下，第一热塑性材料和第二热塑性纤维106二者被熔解并且是柔软的，允许形成固结垫。

现参考图5，当加热时，未固结垫110被压缩工具152压缩。热以及压缩工具152的压力将未固结垫110形成为复合纤维增强的固结板材100。利用压力和足够的热使第一热塑性材料和第二热塑性纤维106二者熔解，板材100是固结垫，其具有增强了第一热塑性材料204和第二热塑性材料206的固结混合物的增强纤维102。尽管为了简单，描述和描绘为平面板材，但是未固结垫110可被加热和压缩成其它更复杂的形状。板材100接着被冷却并且产生稳定的复合纤维增强的固结板材100。

参考图6，显示了复合纤维增强的固结板材100。复合纤维增强的固结板材100包括遍及板材分布的增强纤维102。复合纤维增强的固结板材100进一步包括遍及复合纤维增强的固结板材100分布的第一热塑性材料204和第二热塑性材料206。可快速和高效地制造大量的复合纤维增强的固结板材100，并且其准备在形成平面或非平面部件或结构中使用。

现参考图7，复合纤维增强的固结板材100被重新加热(由箭头164表示)。但是，在重新加热过程中，复合纤维增强的固结板材100被加热至第二温度。第二温度在第一热塑性材料204的熔解温度和第二热塑性材料206的熔解温度之间。即，复合纤维增强的固结板材100被加热至足以熔解第一热塑性材料204或使得第一热塑性材料204柔软的温度，但是未加热至足以熔解第二热塑性材料206或使得第二热塑性材料206柔软的温度。

在重新加热过程期间，第一热塑性材料204将变得柔软并且将响应成形工具162的力和压力以及遵照成形工具162的非平面形状。另外，如本文所讨论的，第一热塑性材料将经受膨胀力并且将倾向于在第二重新加热温度胀大。但是，因为第二热塑性材料206未被加热至高于其熔解温度的温度，因此第二热塑性材料206将抵抗或限制第一热塑性材料204的胀大和膨胀。因此，复合纤维增强的固结板材100的膨胀将小于不存在第二热塑性材料的复合纤维增强的固结板材的膨胀。

在重新加热至第二温度时，复合纤维增强的固结板材100将被成形工具162压缩、模制或挤压成非平面形状。在图解的实施方式中，复合纤维增强的固结板材100被压缩成凹形。非平面形状可为任意的许多复杂形状，其在本文未被明确讨论但是在本文考虑。所得非平面复合部件200接着被冷却至稳定温度。

尽管成形工具162被描绘为形成单一复合纤维增强的固结板材100，但是在一些实施方式中，多个复合纤维增强的固结板材100被堆叠并且被加热至第二温度和经受成形操作，以形成夹心部件和比单一复合纤维增强的固结板材100的厚度更厚的部件。

所得非平面复合部件200描绘在图8中。非平面复合部件200包括混杂在第一热塑性材料204和第二热塑性材料206中的增强纤维102。非平面复合部件200可包括各种比率的增强纤维102、第一热塑性材料204和第二热塑性材料206。

在一些实施方式中，增强纤维按体积计在部件200的40％和70％之间。在一些实施方式中，第一热塑性材料按体积计在部件200的30％和55％之间。在一些实施方式中，第二热塑性材料按体积计在部件200的1％和5％之间。

现参考图9，显示了方法300的一个实施方式。方法300包括在302处将未固结垫加热至高于第一热塑性材料和第二热塑性材料二者的熔解温度的温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维，并且在304处，在加热时，将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材。第一热塑性材料包括第一熔解温度。第二热塑性材料包括高于第一熔解温度的第二熔解温度。在306处，方法300包括将板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度。方法300另外地包括在308处当重新加热复合纤维增强的固结板材时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。然后，方法308结束。

在上述描述中，可使用某些术语，比如“上”、“下”、“上部”、“下部”、“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“之上”、“之下”等。在适当的情况下，使用这些术语，以当处理相对关系时，提供一些清楚的描述。但是，这些术语不旨在暗示绝对关系、位置和/或定向。例如，就物体而言，“上部”表面可简单地通过翻转物体而成为“下部”表面。但是，其仍是同一物体。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”和其变型意思是“包括但不限于”，除非另外明确指出。项目的列举性列出不暗示任何或所有的项目是相互排斥的和/或相互包括的，除非另外明确指出。术语“一(a、an)”和“所述(the)”也指“一个或多个”，除非另外明确指出。此外，术语“多个”可定义为“至少两个”。

另外，本说明书中，一个元件与另一元件“偶联”的情况可包括直接偶联和间接偶联。直接偶联可定义为一个元件与另一元件偶联并且有一些接触。间接偶联可定义为两个元件之间不彼此直接接触而是在偶联的元件之间具有一个或多个另外的元件的偶联。此外，如本文所使用的，将一个元件固定至另一元件可包括直接固定和间接固定。另外地，如本文所使用的，“相邻”并不必须表示接触。例如，一个元件可与另一元件相邻，而不与另一元件接触。

如本文所使用的，短语“至少一个”，当项目列举一起使用时，意思是可使用一个或多个列举项目的不同组合并且可能需要仅仅列举中的一个项目。项目可为具体物体、事物或类别。换句话说，“至少一个”意思是可使用来自列举的项目的任何组合或许多项目，但是并不是列举中的所有项目都是必须的。例如，“项目A、项目B和项目C的至少一个”可意思是项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可意思是，例如，但不限于，两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或一些其它适当的组合。

除非另外指出，术语“第一”、“第二”等在本文中仅仅用作标记，并且不旨在为这些术语涉及的项目强加顺序、位置或层次要求。而且，例如，提及“第二”项目不要求或排斥存在，例如，“第一”或较低编号的项目，和/或，例如，“第三”或较高编号的项目。

如本文所使用的，“配置为”进行具体功能的系统、装置、结构、制品、元件、组件或硬件的确能够进行具体功能，而不用任何改变，而不是仅仅在进一步修改之后具有进行具体功能的潜能。换句话说，为了进行具体功能而具体选择、产生、实施、使用、编程和/或设计“配置为”进行具体功能的系统、装置、结构、制品、元件、组件或硬件。如本文所使用的，“配置为”意思是现有的系统、装置、结构、制品、元件、组件或硬件的特征，其能够使系统、装置、结构、制品、元件、组件或硬件进行具体功能而不用进一步修改。出于本公开的目的，描述为“配置为”进行具体功能的系统、装置、结构、制品、元件、组件或硬件可另外地或可选地描述为“适于”和/或“可操作以”进行该功能。

本文包括的示意性流程图大体上作为逻辑流程图阐释。因此，描绘的顺序和标记的步骤表示呈现的方法的一个实施方式。可设想在功能、逻辑或效果上与阐释的方法的一个或多个步骤，或其部分等效的其它步骤和方法。另外，提供所采用的格式和符号，以解释方法的逻辑步骤并且理解为不限制该方法的范围。尽管各种箭头类型和线类型可在流程图中使用，但是它们理解为不限制相应方法的范围。事实上，一些箭头或其它连接符可用于仅仅指示方法的逻辑流程。例如，箭头可指示所描绘的方法列举的步骤之间未指定的持续时间的等待或监测周期。另外，进行具体方法的顺序可严格遵照或可不严格遵照所显示的相应步骤的顺序。

此外，本公开内容包括根据下述条款的实施方式：

条款1、一种形成复合部件的方法，所述方法包括：

将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维，其中第一热塑性材料包括第一熔解温度，其中：

第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度；并且

第一温度大于所述第二熔解温度；

当加热未固结垫时，将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材；

将复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中第二温度高于第一熔解温度并且低于第二熔解温度；和

当重新加热复合纤维增强的固结板材时，将复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。

条款2、根据条款1所述的方法，其中增强纤维为碳纤维。

条款3、根据条款1所述的方法，其中第一热塑性材料按体积计占复合部件的至少30％。

条款4、根据条款1所述的方法，其中第二热塑性材料按体积计占复合部件的至少1％。

条款5、根据条款1所述的方法，其中增强纤维按体积计占复合部件的至少45％。

条款6、根据条款1所述的方法，其中在加热未固结垫之前，第一热塑性材料包括热塑性纤维。

条款7、根据条款1所述的方法，其中在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性纤维。

条款8、根据条款1所述的方法，其中在加热未固结垫之前，第二热塑性材料包括热塑性粉末。

条款9、根据条款1所述的方法，其中将复合纤维增强的固结板材形成复合部件包括冲压成形操作。

条款10、根据条款1所述的方法，其中：

第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)；和

第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)或聚醚酮酮(PEKK)中的一种。

条款11、根据条款1所述的方法，其中期望的形状为非平面形状。

条款12、根据条款1所述的方法，其中第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且其中热塑性纤维针刺入第一热塑性材料和增强纤维。

条款13、根据条款1所述的方法，其中第二热塑性材料包括热塑性纤维，并且其中热塑性纤维缝合入第一热塑性材料和增强纤维。

条款14、根据条款1所述的方法，其中第二热塑性材料包括热塑性纤维，和其中热塑性纤维针织入第一热塑性材料和增强纤维。

条款15、根据条款1所述的方法，进一步包括在加热未固结垫之前，掺混以随机定向的增强纤维、第一热塑性材料和第二热塑性材料，以形成未固结垫。

条款16、一种复合部件，其包括：

随机定向的增强纤维；

包括第一熔解温度的第一热塑性材料；和

包括大于第一熔解温度的第二熔解温度的第二热塑性材料。

条款17、根据条款16所述的复合部件，其中第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚酮酮(PEKK)。

条款18、根据条款16所述的复合部件，其中第一热塑性材料为聚苯硫醚(PPS)并且第二热塑性材料为聚醚醚酮(PEEK)。

条款19、根据条款16所述的复合部件，其中第一热塑性材料按体积计占部件的至少30％，其中第二热塑性材料按体积计占部件的至少1％，并且其中增强纤维按体积计占部件的至少45％。

条款20、一种形成固结垫的方法，其包括：

将第二热塑性材料与第一热塑性材料和增强纤维掺混，以形成未固结垫，其中第一热塑性材料包括第一熔解温度，并且其中第二热塑性材料包括大于第一熔解温度的第二熔解温度；

将未固结垫加热至第一温度，其中第一温度大于第二熔解温度；和

当加热未固结垫时，将未固结垫压缩成复合纤维增强的固结垫。

本主题可以以其它具体形式体现而不背离其精神或本质特征。描述的实施方式在所有方面仅仅视为是示意性的而不是限制性的。在权利要求的等同含义和范围内的所有改变包括在它们的范围内。

Claims (10)

1.一种形成复合部件的方法，所述方法包括：

将未固结垫加热至第一温度，所述未固结垫包括第一热塑性材料、第二热塑性材料和增强纤维，其中所述第一热塑性材料包括第一熔解温度，其中：

所述第二热塑性材料包括大于所述第一熔解温度的第二熔解温度；并且

所述第一温度大于所述第二熔解温度；

当加热所述未固结垫时，将所述未固结垫压缩成复合纤维增强的固结板材；

冷却所述复合纤维增强的固结板材；

将所述复合纤维增强的固结板材重新加热至第二温度，其中所述第二温度高于所述第一熔解温度并且低于所述第二熔解温度；并且

当重新加热所述复合纤维增强的固结板材时，将所述复合纤维增强的固结板材形成期望的形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在加热所述未固结垫之前，所述第一热塑性材料包括第一热塑性纤维。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热塑性材料包括第二热塑性纤维，并且其中所述第二热塑性纤维针刺入所述第一热塑性材料和增强纤维。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热塑性材料包括第二热塑性纤维，并且其中所述第二热塑性纤维缝合入所述第一热塑性材料和增强纤维。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热塑性材料包括第二热塑性纤维，并且其中所述第二热塑性纤维针织入所述第一热塑性材料和增强纤维。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在加热所述未固结垫之前，掺混随机定向的所述增强纤维、所述第一热塑性材料和所述第二热塑性材料，以形成所述未固结垫。

7.一种复合部件，其通过根据权利要求1所述的方法形成，所述复合部件包括：

随机定向的增强纤维；

包括第一熔解温度的第一热塑性材料；和

包括大于所述第一熔解温度的第二熔解温度的第二热塑性材料。

8.根据权利要求7所述的复合部件，其中所述第一热塑性材料是聚苯硫醚并且所述第二热塑性材料是聚醚酮酮。

9.根据权利要求7所述的复合部件，其中所述第一热塑性材料是聚苯硫醚并且所述第二热塑性材料是聚醚醚酮。

10.根据权利要求7所述的复合部件，其中所述第一热塑性材料按体积计占所述复合部件的至少30％，其中所述第二热塑性材料按体积计占所述复合部件的至少1％，并且其中所述增强纤维按体积计占所述复合部件的至少45％。

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