CN110167731A - 一次性型芯以及制造部件的方法和部件本身 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造纤维增强部件(15)的一次性型芯，其具有硬支撑芯，该硬支撑芯由颗粒(8)、特别是矿物基础材料、玻璃、陶瓷和/或砂以及粘结剂制成。根据本发明，支撑芯具有由粘结剂和颗粒(18)构成的硬壳(22)以及由颗粒(18)构成的无粘结剂内芯(20)，在制造纤维增强部件(5)之后，可以从壳(22)中倒出该内芯。本发明还包括一种用于制造纤维增强部件(15)的方法，其中增强纤维(11)、特别是作为机织物、无纬织物和/或编织物连同基质一起布置在一次性型芯(1)上，并且该基质在成型模具(10)中借助增温和/或增压而部分硬化和/或完全硬化。根据本发明，在这样硬化之后，而型芯仍位于部件(15)内部时，至少一个加强元件(16)在压力下压装到部件(5)的外表面(17)上，随后才至少部分地移除一次性型芯(1)。作为补充或替代方案，型芯(1)包括壳(22)和疏松的芯(20)，并且在制造纤维增强部件(15)之后，从壳(22)中倒出疏松的芯(20)。

Description

一次性型芯以及制造部件的方法和部件本身
技术领域
本发明涉及一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯，其具有硬支撑芯，该硬支撑芯由颗粒、特别是矿物基础材料、玻璃、陶瓷和/或砂以及粘结剂制成。本发明还包括一种用于制造纤维增强部件的方法，其中增强纤维、特别是作为机织物、无纬织物和/或编织物连同基质一起布置在一次性型芯上，并且该基质在成型模具中借助增温和/或增压而完全硬化。本发明另涉及一种纤维增强部件，特别是底切部件和/或中空部件，其具有基体，该基体至少部分地由形成机织物、无纬织物和/或编织物的增强纤维与完全硬化的基质构成。本发明再包括一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯，其具有至少两个区段，在制造部件之后，能借助溶剂从部件中冲洗掉这些区段。本发明又包括一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯的制造方法，其中构造至少两个区段，并且型芯由这些区段组成。
背景技术
现有技术中已揭示用于制造纤维增强部件的可冲洗型芯。这类型芯的缺点在于，制造型芯以及制造部件本身均耗费成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种一次性型芯，其本身或由此制成的部件均能低成本地制造。
本发明用以达成上述目的的解决方案为根据独立权利要求特征所述的用于制造部件的一次性型芯、其制造方法和部件。
本发明提出一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯，其具有由颗粒和粘结剂制成的硬支撑芯。颗粒可以是矿物基础材料、玻璃、陶瓷和/或砂。部件例如也可以是结构性中空部件。
根据本发明，支撑芯具有由粘结剂和颗粒构成的硬壳。因硬壳给予型芯稳定性，可以将增强纤维放置到壳上以制造部件。
此外，支撑芯具有由颗粒构成的无粘结剂内芯。与壳相比，该支撑芯在制造纤维增强部件之后能更快速和/或更容易溶解。例如，可以从壳中倒出芯。据此，颗粒优选可自由流动。由此，能够以简单的方式从部件中移除颗粒，从而可以降低制造成本。如果颗粒因高压而相互粘附，则须首先使颗粒松散，这可以例如利用液体和/或机械方式实现。
在本发明的有利改进方案中，内芯的颗粒疏松。作为补充或替代方案，内芯的颗粒也可以压密和/或相互粘附。由此，各个颗粒离子彼此紧贴。由此，颗粒可以吸收芯内部的压力，例如，当将增强纤维与基质放置到型芯上或制造部件时，就会形成这种压力。由此防止型芯变形，从而在不变形的情况下制造部件。
同样有利的是，支撑芯采用快速原型方法制成。在此情形下，支撑芯可以例如印制而成。快速原型方法代表一种低成本又快速的支承芯制造方法。
也有利的是，粘结剂的浓度从支撑芯的外表面向其内部方向降低。在此情形下，该浓度也可以向横截面中心降低。此外，浓度可以呈线性、抛物线和/或指数方式降低。在此情形下，浓度可以例如从外表面上的100％降至内部中的0％。
还有利的是，壳的厚度小于5mm。壳的厚度也可以小于2mm。由此，一方面给予壳的稳定性。另一方面，芯中的颗粒尽可能不含粘结剂，这样就能在制造部件之后倒出特别多的颗粒。
就此也有利的是，壳的厚度为型芯在与之相关位置处的相应直径的3％至10％。由此，可以节省粘结剂，以节约成本，但仍给予型芯稳定性。
也有利的是，壳具有使支撑芯对外密封的分隔层。在此情形下，分隔层可以具弹性，作为补充或替代方案，该分隔层借由硅树脂层和/或塑料层构成。由此，可以在制造部件期间防止基质向内扩散。在制造部件期间，将基质连同增强纤维一起施加到型芯上，其中基质与增强纤维在增压和/或增温下连接成部件。通过分隔层防止基质至少部分地向内扩散到型芯中。向内扩散的缺点在于，基质会与颗粒结合，于是难以从部件中移除颗粒。
另外有利的是，粘结剂能借助溶剂来溶解，以便在制造纤维增强部件之后，可从该部件中冲洗掉该粘结剂。作为补充或替代方案，分隔层也可以能溶解。溶剂可以例如包含酸、碱、水和/或醇。由此，粘结剂和/或分隔层可以很容易从部件中冲洗掉。
还有利的是，壳具有至少一个开口区域，壳能在该开口区域中破裂形成开口。壳也可以从一开始就具有开口。在制造纤维增强部件之后，疏松芯可以经过开口淌出。在此情形下，开口可以例如布置在型芯的端面上。通过开口，可以特别简单地移除或冲洗掉颗粒和/或壳。
本发明还提出一种用于制造纤维增强部件的方法。在此情形下，将增强纤维连同基质一起围绕一次性型芯布置，以构成纤维增强部件。增强纤维可以包括机织物、无纬织物和/或编织物。然后，借助增温和/或增压使基质在成型模具中完全硬化。
根据本发明，在基质硬化之后，而型芯仍位于部件内部时，至少一个加强元件在压力下压装到部件的外表面上。随后才将一次性型芯至少部分地从部件中移除。如果型芯仍位于部件中，则有助于部件稳定，从而可以在部件不变形的情况下压装加强元件。
作为补充或替代方案，使用根据前述和/或下述一个或多个特征的型芯，其中所述特征可以单独地或以任意组合的形式存在。此外，型芯包括硬壳以及无粘结剂芯和/或疏松芯。在制造纤维增强部件之后，将芯从壳中移除、特别是冲出和/或倒出。由于芯构造为无粘结剂和/或疏松，因此能以简单的方式将其从部件中移除。如果颗粒因高压而相互粘附，则须首先使颗粒松散，这可以例如利用液体和/或机械方式实现。
在本发明的有利改进方案中，特别是在移除芯之后，也借助溶剂冲洗掉壳。在倒出芯之后，只有壳布置在部件中，此时为溶剂提供很大的作用面。溶剂就能特别快速地溶解壳。通过简单地倒出，就同样可以从部件中移除已溶解的壳。作为替代方案，也可以将壳保留在部件中。
同样有利的是，加强元件连同增强纤维和基质一起围绕一次性型芯布置。在此情形下，基质可以尚未完全硬化。作为补充或替代方案，加强元件可以包括未完全硬化的模压料。例如，模压料可以包含C-SMC(C片模塑料，C-Sheet-Molding-Compound)。在随后的步骤中，基质才可以连同加强元件或模压料一起完全硬化。由此，加强元件可以在加强元件完全硬化期间以材料配合方式与基质连接，进而与增强纤维连接。加强元件和基质与增强纤维由此具有稳定的连接，特别是材料配合的连接。
同样有利的是，将加强元件压装到部分硬化的基质上。在此情形下，基质也可以完全硬化。由此，部件已经具有一定的稳定性，这样就能将加强元件压装到部件上而不会造成损坏。加强元件可以是模压料，例如C-SMC(C片模塑料)。
本发明另外提出一种纤维增强部件，其具有基体，该基体至少部分地由增强纤维和完全硬化的基质构成。该部件可以例如是底切部件和/或中空部件。在此情形下，增强纤维可以形成机织物、无纬织物和/或编织物。
根据本发明，该部件根据前述和/或下述的一个或多个方法特征来制造。此外，基体在其外表面上具有至少一个以材料配合方式与其连接的加强元件。通过加强元件，增强部件的稳定性或刚性。
作为补充或替代方案，该部件构造为混合部件，其中一部分基质由模压料制成，其包括完全硬化的基质与疏松的增强纤维。作为补充或替代方案，加强元件也可以由模压料构成。可以采用简单的方式将模压料压装到部件上。此外，该部件甚至能至少部分地由模压料制成。
在有利改进方案中，加强元件包括加强肋和/或加强结构。加强肋可以简单又低成本地制造。加强结构赋予部件高度稳定性。
作为补充或替代方案，有利的是，加强元件由纤维复合材料和/或金属构成。在此情形下，纤维复合材料包含增强纤维和基质。纤维复合材料可以例如由与部件相同的增强纤维/基质混合物构成。这样，纤维复合材料就具有与部件基本上相同的性质，例如相同的热胀冷缩性。由此，例如减少因部件与加强元件之间的热胀冷缩性不同而产生的应力。纤维复合材料也可以包含C-SMC(C片模塑料)并且可以形成模压料。在此情形下，模压料可以特别简单地施加到外表面上并具成本效益。
还有利的是，基质与加强元件之间形成材料配合连接。在此情形下，加强元件可以包含模压料，特别是C-SMC。借助材料配合连接，给予部件与加强元件之间的高度坚固性。
还有利的是，加强元件中和/或上布置有至少一个紧固机构，例如螺纹嵌件、套筒、钩和/或孔。由此，紧固机构可以随同加强元件布置在部件上。在此情形下，无需对部件进行再加工就能将紧固机构布置于其上。
本发明提出一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯，其具有至少两个区段。在制造部件之后，能借助溶剂从该部件中冲洗掉这至少两个区段。在制造部件之后，从该部件中移除型芯以减轻部件的重量。另外，型芯可以具有前述和/或后述的一个或多个特征。
根据本发明，一次性型芯包括至少一个布置在两个区段之间的弹性和/或柔性补偿元件。补偿元件将两个区段以能相对移动的方式连接，以便能补偿两个区段之间的平动偏移和/或转动偏移。通过补偿元件，可以补偿导致平动偏移和/或转动偏移的型芯或区段的尺寸误差。举例而言，如果两个区段之间发生转动偏移，则可以借助弹性和/或柔性补偿元件使这两个区段相对旋转，以便补偿这个转动偏移。在此情形下，补偿元件在范围内拉伸和/或压缩，此时其继续连接两个区段。相比之下，如果发生平动偏移，例如当区段之间的距离过大时，则补偿元件可以压缩，使得该距离相应减小，此时其继续连接区段。
在本发明的有利改进方案中，补偿元件在相应区段的连接区域内以材料配合和/或形状配合方式与之连接。材料配合连接便于形成。形状配合连接特别稳固。在此情形下，连接区域可以布置在相应区段的端面。
同样有利的是，两个相互对应的区段与它们的连接区域以形状配合方式相互接合。例如，区段与连接区域可以相互接合，使得它们之间形成连接接头。连接接头也可以构造为铰链接头和/或活球接头。例如，借用活球接头，可以特别简单地补偿转动偏移，因为允许围绕三个相互正交的旋转轴线(在笛卡尔坐标系中可以是x轴、y轴和z轴)进行转动来补偿转动偏移。为此，活球接头可以在一个区段上具有球窝而在相对应的区段上具有对应的球头，其中球头以能转动的方式布置在球窝中。
也有利的是，补偿元件由弹性体、未硬化的热塑性塑料、未硬化的热固性塑料和/或处于固化状态但仍具弹性和/或柔性的粘合剂制成。热塑性塑料可以例如是聚乙烯醇。在此情形下，弹性体具有弹性和/或柔性。
未硬化的热塑性塑料和/或未硬化的热固性塑料可以例如用于固定两个区段。为此，热塑性塑料和/或热固性塑料在两个区段的拼合期间尚未完全硬化，使得它们可以很容易布置在区段之间。
为了连接两个区段，例如首先将热塑性塑料加热，将其放置在区段之间，随后再将其冷却。在制造部件之后，例如可以借助加热使热塑性塑料再具流动性，以便从部件中冲洗掉热塑性塑料。热塑性塑料可以例如是聚乙烯醇。
同样，也可以首先将热固性塑料加热，将其布置在区段之间，随后再将其冷却。在此情形下，热固性塑料例如比热塑性塑料和/或弹性体更加耐热。
作为补充或替代方案，补偿元件也可以由处于固化状态当仍具弹性和/或柔性的粘合剂制成。在此情形下，粘合剂可以例如呈液态到黏稠态，使得它可以很容易布置在区段之间。然后，粘合剂在一定时间后自行固化而无需额外的处理，由此简化型芯的制造。
在此情形下，弹性体、热塑性塑料、热固性塑料和/或粘合剂的混合物可以用作补偿元件。
同样有利的是，补偿元件包括膨胀材料，该膨胀材料在温度升高时膨胀，以便在部件的制造过程中，能压迫两个相邻的区段相互分开。由此，在部件的制造中，可以使区段压靠成型模具的内侧。由此，可以更精确地达成部件的形状。例如，由此减小型芯在成型模具中的游隙。
在此有利的是，膨胀材料包含蜡、硅树脂、塑料、脂和/或低熔点合金。例如，蜡、硅树脂和/或脂很容易从纤维增强部件中冲洗掉。
另外有利的是，这些区段一体构成、相互间隔和/或沿型芯的纵向并列。通过一体构成区段，可以特别简单又快速地制造这些区段。通过间隔，这些区段不会相互卡锁。如果区段沿纵向并列，则这些区段彼此间的连接区域保持最小。由此，不再需要补偿元件。
也有利的是，区段由颗粒构成，其包含颗粒和/或粘结剂。区段可以例如由多孔和/或具有间隙的颗粒构成。由此，可能精减区段的重量。此外，颗粒可以由易于加工的矿物基础材料、玻璃、陶瓷和/或砂构成。
还有利的是，区段的粘结剂和/或至少部分地补偿元件、特别是膨胀材料能借助溶剂来溶解，以便在制造部件之后，能从该部件中冲洗掉型芯。溶剂可以例如是酸、碱、水和/或醇。由此，可以在简单的工作步骤中借助溶剂从部件中冲洗掉粘结剂、补偿元件和/或膨胀材料。
同样有利的是，型芯具有至少部分地延伸贯穿区段和/或补偿元件的冲洗空腔，借助该冲洗空腔能加速溶解掉型芯。在冲洗空腔中，可以选择性引入溶剂，并且向各面溶解区段和/或补偿元件，由此更快速地冲洗掉型芯。
本发明进一步提出一种用于制造纤维增强部件的一次性型芯的制造方法。型芯可以根据说明书中至少一个前述特征和/或至少一个下述特征来构造。在该制造方法中，构造至少两个区段。然后，由这些区段组成型芯。
根据本发明，所述区段相互对齐，然后以形状配合方式与至少一个弹性和/或柔性补偿元件连接并且以能相对移动的方式相互连接。由此，可以补偿两个区段之间的平动偏移和/或转动偏移。型芯或区段的尺寸误差或制造公差可能引起平动偏移和/或转动偏移，这会导致有缺陷的部件。例如，可能因区段彼此间的距离过小而形成平动偏移。使用这种型芯制造的部件尺寸过小。借助弹性和/或柔性补偿元件，可以使两个区段对齐并连接，这样补偿这个平动偏移。为此，补偿元件也可以被拉伸和/或压缩以补偿平动偏移和/或转动偏移，此时该补充元件继续连接区段。
在该制造方法的有利改进方案中，型芯一体制成，随后分成区段。由此，例如可以首先检查是否以及如何形成型芯的平动偏移和/或转动偏移。此后，型芯可以有利地分成区段，以便产生最少的区段以补偿制造公差。作为替代方案，型芯的区段可以彼此分开制造。与更大的型芯相比，能够以更高的精度制造更小的区段。由此，从一开始就减少尺寸误差。
型芯或区段可以例如借助射芯方法和/或快速原型方法来制造。
还有利的是，将补偿材料引入两个区段之间的自由空间中，以构成补偿元件。在此情形下，可以注入、喷涂和/或刷涂补偿材料。补偿材料还可以是化学硬化和/或物理固化的粘合剂。化学硬化的粘合剂可以例如是双组分粘合剂。物理固化的粘合剂可以例如借助紫外线辐射来完全硬化。
还有利的是，补偿材料固化形成柔性和/或弹性补偿元件。借助补偿元件，可以补偿平动偏移和/或转动偏移。
附图说明
下面结合实施例描述本发明的更多优点。图中：
图1a示出具有转动偏移的一次性型芯的侧剖视图；
图1b示出具有转动偏移的一次性型芯的侧剖视图，其中具有两个区段和补偿元件；
图1c示出具有平动偏移的一次性型芯的侧剖视图；
图1d示出一次性型芯在成型模具中的侧剖视图；
图2示出一次性型芯与连接接头的局部放大侧剖视图；
图3a示出具有平动偏移的一次性型芯的侧剖视图；
图3b示出补偿平动偏移的一次性型芯的侧剖视图；
图4示出具有加强元件的部件的侧剖视图；
图5示出具有模压料的部件的侧剖视图；
图6示出具有加强元件和紧固机构的部件的侧剖视图；
图7示出具有壳的型芯的侧剖视图；以及
图8是具有分隔层的型芯的侧剖视图。
具体实施方式
图1示出用于制造具有转动偏移4的部件15(参见图4)的一次性型芯1。在本实施例中，型芯1弯曲或具有一定曲率。转动偏移4表示根据虚线形状的型芯1(其中型芯1应具有该形状)与实际型芯1(阴影表示的型芯1)的形状之间的偏移。为了更清楚地说明，图中夸大示出曲率或转动偏移4。其缺点在于，使用这样弯曲、扭曲或具有转动偏移4的型芯1会制造出有缺陷的部件15。
在本发明的一个方面，图1b中的一次性型芯1在型芯1的两个区段2a、2b之间包括至少一个弹性和/或柔性补偿元件3。当然，型芯1也可以具有更多个区段2。借助补偿元件3，两个区段2a、2b以能相对移动的方式相互连接，这样就能补偿平动偏移和/或如图所示的转动偏移4。
在此情形下，补偿元件3布置在相应区段2a、2b的连接区域7a、7b中。在本实施例中，连接区域7a、7b在端面布置在相应区段2a、2b处。通过补偿元件3，就形成区段2a、2b之间的连接。
在此情形下，型芯1可以例如分成两个区段2a、2b。但两个区段2a、2b也可以分开制造。
在此情形下，补偿元件3可以例如包括弹性体。由此，补偿元件3具弹性和/或柔性，使得两个区段2a、2b能相对移动。
但补偿元件3可以补充地或替代地是未硬化的热塑性塑料，例如聚乙烯醇。在此情形下，首先将热塑性塑料加热，借助刷涂、注射和/或喷涂将其引入区段2a、2b之间的自由空间6中(图中，该自由空间6中已经布置有补偿元件3)，并且再将其冷却，使得热塑性塑料再次固化。其优点在于，可以首先将区段2a、2b对齐，然后将经加热的热塑性塑料引入自由空间6中。如果热塑性塑料仍然受热，则区段2a、2b同样仍可相互对齐，以便补偿平动偏移和/或转动偏移4。在冷却之后，热塑性塑料为固体，使得区段2a、2b相对固定。此外，热塑性塑料可以通过进一步加热而再液化，以便可以重新对齐区段2a、2b和/或在制造部件15之后从其中冲洗掉热塑性塑料。
补偿元件3也可以是未硬化的热固性塑料。正如热塑性塑料，将该热固性塑料引入自由空间6中。此外，区段2a、2b可以如同在热塑性塑料中那样对齐并且借助热固性塑料来固定。
补偿元件3也可以补充地或替代地是处于固化状态但仍具弹性和/或柔性的粘合剂。这样就能特别简单连接两个区段2a、2b。可以将粘合剂刷涂、喷涂和/或喷射到连接区域7a、7b上。随后，两个区段2a、2b可以拼合，其中粘合剂独立地完全硬化。
补偿元件3也可以补充地或替代地包括膨胀材料，该膨胀材料在温度升高时膨胀。两个区段2a、2b因在制造部件15期间膨胀而在其轴向上相互压开。在此情形下，膨胀使型芯1压靠成型模具10的内侧(参见图1d)，使得布置在型芯与成型模具10之间的增强纤维11压在成型模具10的内侧上。由此，部件15呈现成型模具10的内部形状。由此，例如还能减小型芯1与成型模具10之间的游隙。
图1c示出图1b中的一次性型芯1，其中图1b中的型芯1的转动偏移4得到补偿。为此，弹性和/或柔性补偿元件3布置在两个区段2a、2b之间。两个区段2a、2b还彼此相对移动(与图1b或本图所示的虚线轮廓相比)，以便补偿转动偏移4。在此情形下，补偿元件3在拉伸区域8中受到拉伸。补偿元件3例如还可以具有压缩区域9，补偿元件3在该压缩区域受到压缩。在此情形下，补偿元件3继续连接两个区段2a、2b。
图1d示出成型模具10中的一次性型芯1。在此情形下，区段2a、2b借助补偿元件3以能相对移动的方式拼合。此外，转动偏移4(参见图1a至图1b)得到补偿，以补偿尺寸误差或缺陷容限。型芯1与成型模具10之间布置有增强纤维11。增强纤维11可以浸渍有基质，该基质通过增温和/或增压而完全硬化，从而形成部件15。但也可以在增温和/或增压期间才引入基质。在部件15的冷却阶段之后，基质已经固化并与增强纤维11a形成复合。此后，可以将部件15从成型模具10中取出。
为了精减纤维增强部件15的重量，可以从部件15中冲洗掉型芯1。为此，通过开口(图中未示出)将溶剂引入部件15中，使得区段2a、2b和补偿元件3可以溶解并随后冲洗掉。
图2示出根据替代实施例的一次性型芯1的局部放大侧剖视图。区段2a、2b之间又布置有弹性和/或柔性补偿元件3，该补偿元件使两个区段2a、2b以材料配合方式连接。在此情形下，补偿元件3又布置在区段2a、2b之间的自由空间6中。正如图1a和图1b，型芯1具有转动偏移4。虚线应表示未偏移的型芯1(如图1a至图1b所示)。
在本替代实施例中，两个区段2a、2b之间布置有连接接头12，该连接接头使两个区段2a、2b以形状配合方式连接。连接接头12设计为两部分，其中球头13布置在区段2a上，而球窝14布置在区段2b上。在此情形下，球头13支承在球窝14中，使得这两者能相对旋转。由此，可以补偿两个区段2a、2b之间的转动偏移4。在此情形下，球头13是区段2a的连接区域7a，而球窝14是区段2b的连接区域7b。
由补偿元件3围绕连接接头12，使得连接接头12获得弹性。由此，连接接头12同样获得一定的稳定性。自由空间6也可以完全填充有补偿材料3。
图3a示出具有平动偏移5的一次性型芯1的侧剖视图。两个区段2a、2b就相互平行偏移。两个区段2a、2b之间又布置有补偿元件3，借用该补偿元件能补偿平动偏移5并使两个区段2a、2b连接。在此情形下，补偿元件3又布置在自由空间6中(图中示出又填充该自由空间)。
图3b示出图3a中的一次性型芯1，其平动偏移5已补偿。此时，两个区段2a、2b又沿轴向相对布置。在此情形下，补偿元件3实质上具有剪切应力，该剪切应力因抵抗图3a的平动偏移5向上推移区段2b而产生。补偿元件继续连接两个区段2a、2b。
图4示出本发明的另一方面。部件15的外表面17上布置有加强元件16a至16d。将加强元件16a至16d压装到中空部件15上的问题在于，部件15本身可能受压缩并因此损坏。在本发明的另一方面，在压装加强元件16a至16d期间，型芯1仍布置在部件15中，使得部件不会受压缩。只有压装加强元件16a至16d之后才将型芯1冲洗掉。在此情形下，型芯1可以具有全部前述特征。特定而言，型芯1也可以具有所述的补偿元件3。
加强元件16a至16d可以例如是加强肋和/或模压料。
图5示出部件15的外表面17上压装有加压元件16的实施例。在本实施例中，加强元件16构造为模压料，其至少被压装到部件15的外表面17的区域上。模压料可以例如包含增强纤维与基质的混合物。该混合物可以例如是C-SMC。在此情形下，模压料赋予部件15a稳定性，而不会过度扩大部件尺寸。在此情形下，可以薄涂模压料。
图6示出具有加强元件16a至16d的部件15的另一实施例，这些加强元件在图中构造为加强肋。在图中，加强元件16a、16b、16d具有紧固机构27a至27e，借助这些紧固机构可以将另外的元件布置在部件15上和/或将部件15本身布置在另外的元件上。紧固机构27a至27d可以例如包括套筒、孔和/或螺纹或螺纹嵌件。紧固机构27e构造为钩。
图7示出一次性型芯1的侧剖视图，其中硬壳22布置在护鞘区域19中。型芯1由颗粒18构成，该颗粒至少部分地借用粘结剂来固化。在本实施例中，粘结剂仅布置在从型芯1的表面26向型芯1的芯20的方向延伸的护鞘区域19中，使得该粘结剂与颗粒18形成壳22。芯20中的颗粒18不含粘结剂，因此其未固结。在此情形下，芯20沿型芯1的横截面中心21延伸。芯20中的颗粒18可以支撑壳22，以便可以对型芯1的表面26加压而不会使壳22损坏。在此情形下，颗粒18可以疏松和/或压密地布置在芯20中。因芯20未固结，在制造部件之后，可以特别简单地从该部件中或从型芯1中移除颗粒18。
在此情形下，壳22的厚度可以为型芯1在相应位置处的厚度的3％至10％。壳22的厚度也可以小于5mm。壳22的厚度也可以小于2mm。
此外，壳22具有开口23，特别是在制造部件15之后，可以通过开口23将颗粒18从部件15中移除。特别是，未固结的颗粒18可以特别简单地通过其自重从开口23淌出。在移除颗粒18之后，可以例如冲洗和/或粉碎壳22，同样可以将该壳移除。
图8示出与图7中所示基本上相同的型芯1，因此这里仅讨论区别之处。在本实施例中，型芯1包括分隔层24。
借助分隔层24，可以防止基质在制造部件期间向内扩散到型芯1或壳22中。向内扩散的缺点在于，不再或难以从部件中移除壳22和/或颗粒18。可以借用分隔层24来防止这一点。
在图中，分隔层24施加到壳22的表面26上。
另外，图8的本实施例中的型芯1具有两个加强支柱25a、25b。这两个加强支柱从型芯1的一侧穿过型芯1延伸到型芯1的相对侧。在此情形下，加强支柱25a延伸贯穿壳22并因此从型芯1的表面26的一段延伸到表面26的相对段。壳22就与加强支柱25a相邻并可以与该加强支柱连接。相比之下，加强支柱25b布置在壳22上并在壳22之间延伸穿过颗粒18。
本发明不局限于图中显示和文中描述的实施例。即使在不同实施例中表示并描述特征，这些特征的组合也可作为变型方案落入权利要求的范围内。
参考标记清单
1 一次性型芯
2 区段
3 补偿元件
4 转动偏移
5 平动偏移
6 自由空间
7 连接区域
8 拉伸区域
9 压缩区域
10 成型模具
11 增强纤维
12 连接接头
13 球头
14 球窝
15 部件
16 加强元件
17 外表面
18 颗粒
19 护鞘区域
20 芯
21 横截面中心
22 壳
23 开口
24 分隔层
25 加强支柱
26 表面
27 紧固机构

Claims (27)

1.一种用于制造纤维增强部件(15)的一次性型芯，其具有硬支撑芯，所述硬支撑芯由颗粒(18)、特别是矿物基础材料、玻璃、陶瓷和/或砂以及粘结剂制成，
其特征在于，
所述支撑芯具有由所述粘结剂和所述颗粒(18)构成的硬壳(22)以及由所述颗粒(18)构成的无粘结剂的内芯(20)。
2.根据前一项权利要求所述的一次性型芯，其特征在于，所述内芯(20)的颗粒(18)疏松和/或压密成使得各个颗粒粒子彼此紧贴。
3.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述支撑芯采用快速原型方法制成，特别是印制而成。
4.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述粘结剂的浓度从所述支撑芯的外表面向其内表面方向降低，特别是从100％降至0％。
5.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述壳(22)的厚度小于5mm，特别是小于2mm。
6.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述型芯(1)具有使所述支撑芯对外密封的分隔层(24)，特别是弹性的分隔层，优选硅树脂层和/或塑料层。
7.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述粘结剂和/或所述分隔层(24)能借助溶剂、特别是酸、碱、水和/或醇来溶解，以便在制造所述纤维增强部件(15)之后，能从所述部件中冲洗掉所述粘结剂和/或所述分隔层。
8.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述壳(22)具有至少一个开口区域，所述壳(22)在所述开口区域中能破裂形成开口(23)和/或具有开口(23)，在制造所述纤维增强部件(15)之后，疏松的芯(20)能经过所述开口淌出和/或能通过所述开口用溶剂冲洗所述壳(22)。
9.一种用于制造纤维增强部件(15)的方法，其中增强纤维(11)、特别是作为机织物、无纬织物和/或编织物连同基质一起布置在一次性型芯(1)上，并且所述基质在成型模具(10)中借助增温和/或增压而部分硬化和/或完全硬化，其特征在于，
在这样硬化之后，而所述型芯(1)仍位于所述部件(15)内部时，至少一个加强元件(16)在压力下压装到所述部件(15)的外表面(17)上，随后才至少部分地移除所述一次性型芯(1)；并且/或者
使用根据前述权利要求中任一项或多项所述的型芯(1)，所述型芯包括硬壳(22)和无粘结剂的芯(20)，以及在制造所述纤维增强部件(15)之后，从所述壳(22)中移除、特别是冲出和/或倒出所述芯(20)。
10.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在倒出所述芯(20)之后，借助溶剂冲洗所述壳(22)。
11.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的方法，其特征在于，所述加强元件(16)优选包含未完全硬化的模压料，特别是C-SMC，所述加强元件连同所述增强纤维(11)和优选未完全硬化的基质一起围绕所述一次性型芯(1)布置，随后所述基质和/或所述模压料才完全硬化。
12.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的方法，其特征在于，将所述加强元件(16)、优选模压料、特别是C-SMC压装到部分硬化、优选完全硬化的基质上。
13.一种纤维增强部件，特别是底切部件和/或中空部件，其具有基体，所述基体至少部分地由形成机织物、无纬织物和/或编织物的增强纤维(11)与完全硬化的基质构成，
其特征在于，
所述部件(15)根据前述方法权利要求中任一项或多项来制造，并且所述基质在其外表面(17)上具有至少一个以材料配合方式与其连接的加强元件(16)；并且/或者
所述部件构造为混合部件，其中，一部分基体和/或加强元件(16)由模压料、特别是C-SMC制成，其包括完全硬化的基质与疏松的增强纤维(11)。
14.根据前一项权利要求所述的纤维增强部件，其特征在于，所述加强元件(16)包括加强肋和/或加强结构；并且/或者所述加强元件(16)由纤维复合材料、特别是疏松的增强纤维(11)与基质、优选C-SMC和/或金属构成。
15.根据前述权利要求中一项或多项所述的纤维增强部件，其特征在于，所述加强元件(16)中和/或上布置有至少一个紧固机构(27)，特别是螺纹嵌件、套筒、钩和/或孔。
16.一种用于制造纤维增强部件(15)、特别是根据前述权利要求中任一项或多项所述的纤维增强部件的一次性型芯，其具有至少两个区段(2a、2b)，在制造所述部件(15)之后，能借助溶剂从所述部件中冲洗掉所述至少两个区段，
其特征在于，
所述一次性型芯(1)包括至少一个布置在两个区段(2a、2b)之间的弹性和/或柔性补偿元件(3)，所述补偿元件使所述两个区段(2a、2b)以能相对移动的方式相互连接，以便能补偿所述两个区段(2a、2b)之间的平动偏移(5)和/或转动偏移(4)。
17.根据前一项权利要求所述的一次性型芯，其特征在于，所述补偿元件(3)在相应区段(2a、2b)的连接区域(7a、7b)、特别是端面连接区域中以材料配合和/或形状配合方式与其连接。
18.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，两个相互对应的区段(2a、2b)以它们的连接区域(7a、7b)以形状配合方式相互接合，特别是使得这两个区段之间形成连接接头(12)，优选铰链接头和/或活球接头(13、14)。
19.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述补偿元件(3)由弹性体、特别是聚乙烯醇的未硬化的热塑性塑料、未硬化的热固性塑料和/或处于固化状态但仍具弹性和/或柔性的粘合剂制成。
20.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述补偿元件(3)包含膨胀材料，所述膨胀材料在温度升高时膨胀，以便在所述部件(15)的制造过程中，能压迫两个相邻的区段(2a、2b)相互分开。
21.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述膨胀材料包含蜡、硅树脂、塑料、脂和/或低熔点合金。
22.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述区段(2a、2b)由颗粒(18)构成，特别是多孔和/或具有间隙的颗粒，其包含颗粒(18)和/或粘结剂。
23.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的一次性型芯，其特征在于，所述区段(2a、2b)的粘结剂和/或至少部分所述补偿元件(3)、特别是膨胀材料能借助溶剂、特别是酸、碱、水和/或醇来溶解，以便在制造所述部件(15)之后，能从所述部件中冲洗掉所述型芯(1)。
24.一种用于制造纤维增强部件(15)的一次性型芯(1)、特别是根据前述权利要求中任一项或多项所述的一次性型芯的制造方法，其中构造至少两个区段(2a、2b)，并且所述型芯(1)由这些区段(2a、2b)组成，
其特征在于，
所述一次性型芯(1)的区段(2a、2b)之间布置有至少一个弹性和/或柔性补偿元件(3)，所述补偿元件使所述两个区段(2a、2b)以能相对移动的方式相互连接，以便能补偿所述两个区段(2a、2b)之间的平动偏移(5)和/或转动偏移(4)。
25.根据前一项权利要求所述的制造方法，其特征在于，所述型芯(1)一体制造并随后分成区段(2a、2b)；或者所述型芯(1)的区段(2a、2b)彼此分开制造。
26.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的制造方法，其特征在于，为构成所述补偿元件(3)，将补偿材料、特别是化学硬化和/或物理固化的粘合剂引入、特别是注入、喷涂和/或刷涂到所述两个区段(2a、2b)之间的自由空间(6)内；并且/或者所述补偿材料固化形成所述柔性和/或弹性补偿元件(3)。
27.根据前述权利要求中至少一项或多项所述的制造方法，其特征在于，所述区段(2a、2b)相对固定，这是通过使所述补偿元件(3)、特别是包含热塑性塑料和/或热固性塑料的补偿元件完全硬化，特别是通过增温和/或增压而完全硬化。
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