CN110944827B - 制造具有复杂形状的复合部件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造具有热塑性基质和连续增强的三维复合部件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a.通过三维编织获得预浸渍纤维预成型件(100)；b.将预成型件放在凸模(120)或工具的基体（110）上，在凸模和基体之间形成一个密封的封闭腔；c.以对预成型件施加第一个压力的方式关闭工具；d.在保持第一个压力的同时使模腔达到浸渍预成型件的聚合物的熔融温度；f.在保持第二个压力的同时将包含预成型件的腔体冷却至适于脱模的温度；g.打开模具并将部件脱模(460)。

Description

制造具有复杂形状的复合部件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有复杂形状的复合部件的方法和装置。本发明更具体地旨在用于制造三维复合部件，例如盒子或圆顶，或者包含多个凸浮雕的部件。本发明还适用于管状部件的制造，特别是包含多个管的接合处，例如排气歧管。本发明适用于许多领域，特别是但不仅限于，用于制造行李箱或用于诸如平板电脑或电视屏幕之类的电子硬件的罩盖，制造头盔或防护设备，更普遍地涉及，尤其是但不仅限于当三维形状有不可展开的曲面时，三维量产的复合部件。

背景技术

该领域中有例如文献EP2694277所示的现有技术。该文献描述了具有倒角边缘的矩形壳体的制造，该矩形壳体为具有5个面的盒子形状。从一块平坦的坯料开始，该坯料包含用热塑性聚合物预浸渍的叠层织物的叠层，所述织物通过冲模单元形成并压实/固结为用连续纤维增强的复合部件，而坯料保持器使得在将叠层构造为所需形状期间可以将纤维保持在张力下。该技术是令人满意的，但是在成形和固结后需要对部件进行大量修整，并且无法产生深拉伸冲压。连接盒子各个表面的三维连接的角配件是特别受力的区域，该处可能会发生聚合物的扭曲，从而使纤维暴露出来，引起不美观，甚至褶皱或撕裂的现象。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点，为此目的，涉及一种用于制造具有热塑性基质和连续强化的三维复合部件的方法，该方法包括以下步骤：

a. 通过三维编织获得热塑性聚合物的预浸渍纤维预成型件，该预成型件形成与最终部件的形状相对应的基质。

b. 将预成型件放在工具配对的凸模和凹模之间，在凸模和凹模之间形成一个密封的封闭腔；

c. 以对预成型件施加第一个压力的方式关闭模具；

d. 在保持第一个压力的同时使模腔达到浸渍预成型件的聚合物的熔融温度；

e. 在保持第二个压力的同时将包含预成型件的腔体冷却至适于脱模的温度；

f. 打开模具并将部件脱模。

因此，该编织方法使得能够获得基本上对应于最终部件的三维形状的预成型件，该预成型件是一体的，而无需组装粘合和变形构象。通过使用与压力-温度循环相关的封闭腔，可以直接获得成品尺寸并带有干净边缘且不需要任何修边的部件。由于没有成形，因此冲压深度不受限制。由于预成型件预浸渍有热塑性聚合物，因此可以不受时间限制地存储，并且可以在远离转化地点的地方进行制备。因此，该方法特别适于本发明目标领域的工业批量化生产。

在本发明的上下文中并且应用于通过本发明的方法获得的预成型件的术语“预浸渍的”表示干燥和柔性外观的预成型件，其包括形成将来复合部件的基质的聚合物。在本发明的特定实施方案中描述了将聚合物整合到满足这些特征的编织预成型件中的方法。严格地说，浸渍是通过在本发明方法的步骤d）和e）中熔融的聚合物纤维之间的渗透进行的。

根据下文公开的实施例和替代方案有利地实现本发明，这些实施例和替代方案应被单独考虑或根据任何技术上允许的组合来考虑。

根据一个实施例，本发明的方法包括在步骤d）之前的步骤，该步骤包括抽空由凸模和凹模限定并包含预成型件的模腔。因此，在所述腔中的真空和第一个压力的施加使得可以确保在浸渍聚合物的熔化期间预成型件的脱气和预成型件的良好的浸渍。

有利地，本发明的方法在步骤d）和f）之间包括步骤：

g. 在适于聚合物浸渍预成型件的时间内保持温度不变。

该保持时间取决于聚合物的粘度和纤维含量，使得可以确保预成型件的均匀浸渍。

有利地，在步骤g）中将第二个压力施加到预成型件上。因此，当形成基质的聚合物已经流化时，施加第二个压力使得可以进行压实。在冷却过程中保持此压力可以校准部件的厚度和形状。

有利地，使用由增强纤维组成的股线与由浸渍聚合物制成的股线混合的丝线获得编织的预成型件。该实施方案在步骤d）和e）期间使预成型件得以均匀浸渍。

类似地，使用由涂覆有浸渍聚合物的增强纤维组成的丝线来获得编织预成型件。

根据另一个实施例，使用由增强纤维制成的丝线和由浸渍聚合物制成的丝线来编织预成型件。

根据后一个实施例的一种特殊情况，增强纤维是一种聚合物，其熔融温度高于浸渍聚合物的熔融温度。

根据另一个实施例，通过使用指向编织技术（tricotage à fléchage）来编织预成型件。就可产生的形状而言，该实施例使用了最广泛和最通用的编织技术，但是，在许多情况下，对三维预成型件的精加工或封闭需要进行缝合。

为此，根据该实施例的替代实施方案，本发明的方法包括在步骤b）之前的缝合步骤，以闭合预成型件的轮廓。本实施例使制备准备使用的闭合轮廓预成型件成为可能，即使编织技术不能使直接在编织过程中获得该特性。

或者，该方法包括在步骤b）和c）之间的步骤：

h. 通过焊接闭合预成型件的轮廓。

本实施例利用了与浸渍聚合物集成的预成型件的结构。该焊接在步骤b）之前进行或当将预成型件放置在凸模上或凹模中时进行，以确保所述焊接的精确定位。

根据另一个实施例，通过使用转移网格技术来编织预成型件。根据该实施例，该技术生产单面或双层平针织物，并且可以在没有接缝或连接的单个部件中，以更高的编织成本生产三维预成型件。

根据本发明方法的有利实施例，通过在两个值之间的变化，将第一个和第二个压力施加在预成型件上，该值表示封闭腔上的凸模和凹模之间的间隙大小。该实施例提供了对厚度的更精确控制，并因此能够校准预成型件。

本发明还涉及用于实现本发明方法的工具，所述工具包括：

x. 凸模，由导电材料制成的；

y. 凹模，该凹模与凸模配对，以在凸模和凹模的模制表面之间形成空腔，并且凹模由导电材料制成；

z. 感应电路，用于加热凸模或凹模的模制表面；

u. 高频电流发生器，为感应电路供电。

使用感应作为工具的自主加热模式，可以减少循环周期并减少量产部件的生产。

根据一个实施例，在凸模和凹模之间界定的腔包括朝着凸模的底部张开的圆锥形。因此，通过凸模和凹模的相对位移来控制预成型件上的压力，该相对位移根据沿着倒角边缘的锥度来控制在预成型件所有面在封闭腔内的间隙值。

有利地，凸模和/或凹模包括用于流体循环的冷却回路。这种布置通过该方法的加速步骤f）而减少了制造部件的循环周期。

有利地，界定腔的凸模和凹模的模制表面由铁磁性材料制成，其居里点等于浸渍预成型件的聚合物的熔融温度。该实施例简化了模腔中温度的控制，特别是能够防止预成型件的增强纤维被烧毁。

根据用于实现本发明方法的工具的实施例，后者包括由导热材料制成的凹模和延伸到所述凹模的腔内的感应器，其中模腔的变化与凸模和凹模的组合无关。该实施例适合于实现包含导电或不导电的纤维的预成型件。模腔体积的变化使得可以确保压实并校准成品部件的厚度。

根据本发明的工具的另一个实施例，凸模包括可膨胀的囊状物。该替代方案使得特别是在该方法的步骤e）和f）期间可以在预成型件的整个表面上施加均匀的压力。

根据工具的另一个实施例，凸模包括可移动部分，该可移动部分通过凸模和凹模的配合而移动。该替代方案使得可以通过控制间隙，从而控制模腔中成品部件的厚度。

根据另一个实施例，凸模的外表面包括柔性密封的防水油布，其中在凸模和防水油布之间施加气压以执行本发明的方法的步骤c）至f）。

有利地，防水油布在其与预成型件接触的表面上包含大量对感应加热敏感的材料。因此，防水油布与预成型件都被均匀加热。

附图说明

在下文中，根据其优选实施例公开本发明，所述优选实施例绝非限制性的，并参考图1至图4，其中：

- 图1以剖视图示出了用于实施本发明的工具的示例性实施例，该剖视图为工具处于打开位置时的视图。

- 图2示出了以半壳形式编织的两个预成型件示例，该半壳包括三维连接区域；

- 图3以剖视图示出处于打开位置的用于实现本发明方法的工具的另一实施例；

- 图4示出了本发明方法的框图；

- 图5以透视图形式示出了编织预成型件的实施例，该成编织预成型件具有闭合轮廓，该闭合轮廓包括5个面以及在这些面之间的三维连接区域。

具体实施方式

编织技术在现有技术中是已知的，并且通过以线圈或网格组合多条交织的丝线，使得能够制造三维形状的织物。根据所使用的编织方式，可以在一次编织操作中制成复杂的预成型件。在其他编织技术中，如进一步公开的内容所示，部件的轮廓不能闭合，并且在这种情况下需要通过缝合或更优选通过焊接的闭合步骤。

图5示出了三维预成型件（500）的示例，该三维预成型件包括5个面和在这些面之间的4个三维连接区域（501），这些连接区域通常用术语“角配件”来表示。为了正确地看到编织的预成型件（500）的三维形状，在此示出的编织的预成型件（500）为放置在支撑件上的，所述支撑件例如是工具的凸模。在该实施例中使用的编织技术允许纤维在预成型件的整个表面上连续，该预成型件的轮廓是封闭的。股线（brin）是连续的，包括在三维连接区域（501）中，这些区域是不可展开的区域，即，在保持股线的长度不变的同时，这些区域不能被平铺在一个平面上。如该图所示，编织技术使得可以获得预成型件，该预成型件已经是部件的最终形状，或者非常接近部件的最终形状。

本发明方法的编织步骤有利地但非排他地借助于平纬编织机来实施，该平纬编织机就可以形成闭合轮廓的形式而言提供了最多的通用性。可以制成的形式包括：包括角配件的盒状形式，基本上呈圆顶状或帽状的形式，例如头盔，包括管接头的管状形状，或者甚至是这些不同形式的组合，可选地包含凹槽。

根据现有技术，三维编织用于生产干燥的纤维预成型件，随后通过在模具中实现液体树脂传递的方法，例如RTM（树脂传递模塑法）方法，将热固性树脂浸渍到该纤维编织物中 。

但是，该方法不适用于批量生产。

本发明方法实现了编织的纤维预成型件，其自身包括将形成复合部件的基质的聚合物。

为此目的，本发明方法的编织步骤采用增强纤维，例如玻璃纤维，碳纤维，芳族聚酰胺纤维，金属纤维，聚合物纤维，或天然纤维，例如亚麻，椰子，剑麻，黄麻或竹纤维。将这些纤维预先定型并纺丝，或将这些纤维与热塑性聚合物结合，构成将来复合部件的基质。

举例来说，将所述聚合物与增强纤维混合引入，例如所述纤维以股的形式与所述聚合物的股一起纺丝并选择性地加捻，或以涂覆有所述聚合物的增强纤维的形式，或者用增强纤维制成的丝线编织上述聚合物的丝线。

不管生产方式如何，热塑性聚合物的不粘性使得其在编织步骤期间与增强纤维一起被实施。

作为非限制性实施例，所述热塑性聚合物是聚醚酮（PEK），聚醚醚酮（PEEK），聚醚酰亚胺（PEI），热塑性聚酯，聚苯硫醚（PPS），聚酰胺（例如PA6或PA6-6），丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）。

根据其他实例，所述聚合物选自生物来源的聚合物，例如：

- 聚酰胺（PA），尤其是PA11；

- 生物来源的聚乙烯（PET）；

- 聚乳酸（PLA）；

- 或生物来源的聚酯。

根据本发明，获得预成型件的方式使纤维交织并允许在整个模板上进行连续的交织，该生产方式与热塑性聚合物相结合，从而制造出特别耐冲击的轻质部件，并根据聚合物的选择而具有耐高温和阻燃的特性。因此，本发明方法特别适合于承受上述应力的部件的生产，例如行李箱元件，个人保护设备，例如头盔，安全带，护盾，肘垫或护膝，保护壳或轻装甲元件。

如图1，根据本发明方法的一个实施例，适用于实施其中增强纤维不导电的预成型件，预先编织的该预成型件（100）包含增强纤维和最终部件浸渍的热塑性聚合物，该预成型件被放置在形成工具凸模的部分上。

如图2，根据一个非限制性实施例，预成型件（100a）为壳体的形式，包含被称为“角配件”的三维连接区域。出于说明性目的的示例，该壳体为一个手提箱的半壳。根据一个实施例，所述预成型件（100a）包括一个凹槽（201），其在所述预成型件的编织期间直接形成。与采用热塑性复合材料的现有技术相比，例如在形状上进行冲压固结，通过编织获得预成型件的技术使得可以在连接区域，特别是角配件中保持增强纤维与聚合物的比例不变，从而使得这些区域与其余部分的增强率相当，同时还可防止在这些区域形成褶皱。

返回图1，尽管编织技术允许按闭合轮廓来生产这种预成型件，但是，当工具处于打开配置时，在必要时在所述凸模上喷洒脱模剂之后，通过用所述预成型件（100）覆盖所述凸模，将所述预成型件（100）简单地拧到所述凸模（110）上。可以手动地或通过操纵器或机器人容易地进行上述操作。如下文所示的自加热工具的实现，使凸模在此步骤中处于环境温度。

如图2，根据另一个实施例，使用的编织技术不能够使预成型件（100b）的轮廓闭合，并且所述预成型件包含由两个开口边缘（211、212）界定的不连续轮廓。

返回图1，如果编织技术不能获得具有闭合轮廓的编织预成型件，则将预成型件放置在凸模（110）上，通过执行至少2个焊接点连接轮廓不连续的开口边缘来稳定所述预成形件在工具中的定位。编织预成型件中聚合物的存在使得可以进行这种焊接。所述焊接例如通过烙铁进行，或者，通过点焊或焊接线的形式以现有技术中已知的其他方式进行，例如通过激光或超声。

根据工具的该实施例，凸模有利地包括用于将预成型件的开口边缘相对于另一开口定位的装置，例如以别针或拉钩的形式引入网孔中。因此，预成型件完美地定位在工具上。

所述工具包括至少两个部分（110、120），其可分为打开配置和闭合配置，从而限定了凸模（110）和模具（120）。凸模和凹模以这样的方式配对：在工具处于关闭状态下，凸模和凹模之间的模制表面形成一个封闭的间隙，在图中放大了该间隙（e），该间隙对应于所生产部件的最终厚度。因此，凸模和凹模之间的空间限定了预成型件（100）所在的模腔。

根据一个实施例，一旦工具被关闭，装置（160）就可以将包含预成型件（100）的模腔中的气体抽出形成真空。

根据一个实施例，凸模和凹模由铁磁性材料制成，并且在除模制表面之外的它们的外表面上覆盖有导电和非铁磁性材料的连续层（111、121），例如铜。在工具闭合期间，工具的包括凸模和凹模的部分通过一层电绝缘材料（130）彼此分开。该绝缘材料层还在工具闭合期间保证了在凸模和凹模之间形成的腔的密封性。

凸模-凹模单元被插入到包括两个半线圈（141、142）的感应电路中，其中一个（141）与凸模集成，另一个（142）与凹模集成。工具的闭合有效地电连接两个半线圈。如此围绕工具形成的线圈被连接到高频电流发生器（未示出），使得向所述线圈的电力供应引起感应电流在工具表面上的循环。感应电流在厚度减小的工具表面材料内循环。因此，由于在工具的两个部分之间有绝缘层（130）形成的阻隔，所述感应电流在凸模和凹模限定的模腔上的涂层（121、111）的层中循环。

所述由铁磁性材料制成的模制表面由于这些高频感应电流的循环而温度迅速升高，并且将其热量传递至预成型件（100）。

在温度的影响下，包含在编织预成型件中的聚合物达到其熔化温度，由于将预成型件限制在封闭的密封腔中，因此所述聚合物均匀地浸渍了预成型件。

施加在模具上以及凸模和凹模之间的间隙（e）上的闭合压力可校准最终部件的厚度。在根据本实施例的模具的构造中，通过感应加热，使得可以将加热集中在模腔的模制表面上，而无需加热整个工具。

所述模制表面的温度能够迅速升高，例如根据居里温度选择制造模具的铁磁性材料来实现对所述温度的控制。

有利地，工具的凸模（110）和/或凹模（120）包括用于使诸如水的传热流体循环的通道（151、152），从而允许模制表面的快速冷却。

使模腔和预成型件（100）的温度至少等于所述预成型件中包含的聚合物的熔融温度，在几秒钟至1分钟之间的合适时间内保持所述温度稳定，以确保聚合物对预成型件的均匀浸渍。

所述保持时间是根据纤维增强材料的含量和在保持温度下熔融聚合物的粘度而定。聚合物粘度越高，纤维含量越高，保持时间越长。所述保持时间很容易通过试验确定。

在合适的时间之后，停止线圈（141、142）的电力供应，并且通过传热流体在工具的冷却通道（151、152）中的循环来冷却模腔。

在加热，保持和冷却的步骤中，工具的关闭压力保持不变。

根据另一个实施例，在加热结束时和在保持步骤期间，将大于第一个压力的第二个压力施加到预成型件上。例如通过相对凹模移动凸模来施加该第二个压力。根据一个实施例，凸模和凹模具有轻微的锥度，朝向凸模的底部张开，即，该相对位移通过减小间隙（e）而在预成型件的所有表面上施加所述压力。

当通过传热流体的循环来冷却模腔时，将传热流体的温度降低到小于聚合物的玻璃化温度的温度，或更普遍地，降低到聚合物的刚度足以在不变形的情况下操作所生产的部件的温度，打开模具并将部件脱模。

然后，以新的预成型件继续循环。在模具的两个开口之间的部件的制造时间是根据部件的尺寸，聚合物的性质和纤维含量而定的，但是通常在1-5分钟之间，基本上取决于保持温度的时间。

通过感应使用加热可以确保在每个循环中达到足够的加热温度，以便均匀地浸渍部件。该加热方法采用的大约2°C.s^-1的加热速度还能够对易燃烧的天然纤维加热，而不会有使所述纤维降解的风险。

上文描述的实施步骤还可以以相同的方式通过首先将预成型件放置在凹模中而不是在凸模上来应用，并且同样适于形状不同于半箱形的编织的预成型件。

在图3中，根据本发明的方法的另一个实施例，其适合于任何类型的包括导电纤维的纤维，该工具包括至少两个部分，其形式为凸模（310）和凹模（320）。根据该实施例，凹模（320）由导热良好的金属材料制成，例如铝或铜合金，这些示例无任何限制目的。

凹模（320）包含一组导管（340），所述导管中延伸有感应器（341）。所述电感器具有铜管或利兹电缆的形式。根据一个实施例，所述管道的内部包括由铁磁性材料形成的厚度在0.2mm和2mm之间的衬里（342）。因此，当用高频电流对电感器（341）供电时，感应电流在铁磁衬里（342）中循环，从而引起铁磁衬里（342）的发热。

热量传递到模具，并通过传导传播到模制表面，模制表面温度升高。

有利地，包括感应器（341）的所述导管（340）以与确保凹模的模制表面上的温度均匀的方式位于距凹模的腔的距离d处。

可选地，凹模由铁磁性材料制成，例如钢，在这种情况下，包含感应器（341）的导管（340）的衬里不是必需的。

有利地，凹模包括采用传热流体循环以使其冷却的通道（360）。

此处显示的模具处于打开位置。将凸模（310）和凹模（320）以及密封装置（312）组合在一起使得可以限定其中包含编织的预成型件（100）的密封腔。

根据该实施例，凸模包括一个囊状物（350）和使所述囊状物膨胀的装置（351）。所述囊状物（350）由弹性体制成，该弹性体能够承受预成型件中包含的聚合物的熔融温度。

举例来说，所述囊状物由载碳硅树脂形成。即使模腔不具有朝向凸模底部张开的圆锥形，并且即使其具有倒圆锥形，该实施例也可以通过使所述囊状物膨胀而使预成型件的所有表面密实，例如，当本发明方法用于制造头盔时。在这种情况下，凹模包括至少两个可以分开的部分，以允许最终部件脱模。

该实施例中的凸模包括一个囊状物（350），也可以用于图1所示工具的实施例中。在这种情况下，囊状物的表面在制造部件的过程中与预成型件（100）接触，该部件包括电连接到凸模其余部分的导电涂层，为了确保感应电流的循环，该涂层还可以是铁磁性的。

根据该实施例的工具的使用的示例，将编织的预成型件（100）插入到凹模（320）的腔中。使凸模更靠近凹模，从而形成其中包含预成型件的密封腔。囊状物（350）在第一个压力下膨胀，以确保与预成型件接触。感应器（341）由高频电流供电，高频电流的作用是加热模制腔并使编织预成型件中包含的聚合物达到其熔化温度。

囊状物（350）的充气压力以使得预成型件被压实的方式增加。保持模腔中的温度使得预成型件均匀浸渍，该浸渍时间是纤维含量和聚合物粘度的函数。

然后，停止感应器的供电，并且将传热流体送入冷却通道（360），以将模具和由此生产的部件冷却至适合于其脱模的温度。

在图1所示的工具包括这样的可充气的囊状物的情况下，该囊状物包括如上所述的导电涂层，无论该囊状物是连接到凹模还是连接到凸模，上述的操作顺序都是相同的。

与图1中的示例一样，其他实施方式也是可行的，其中凸模不包括气囊，并且用于加热和冷却的装置被包含在凸模中，甚至被包含在凸模和凹模中，并且预成型件被放置在凸模上而不是在凹模中。

因此，根据上文所示的任何实施例，或者这些实施例的组合，使用通过感应自动加热的模具与包含其浸渍聚合物的编织预成型件的组合，使得可以批量生产具有高纤维含量的复杂形状的部件，缩短交货时间，并且只需一次整合操作。

本发明方法特别适合于生产针对高消耗市场的复合部件。

高纤维含量，构成基质的热塑性聚合物以及复合物中纤维的组织方式的结合使这些部件特别耐冲击，并且可以在根据现有技术的方法会丢失纤维的区域中保持大量的纤维含量，特别是在所示示例的角配件中。

然而，这些区域，特别是三维连接区域或角配件，是本发明对产品目标尤其关注的区域，特别是关注在诸如行李箱外壳受到冲击时。

图4，根据本发明方法的第一步骤（410），以与最终部件的形状相对应的方式编织预成型件。所述预成型件包含最终部分的热塑性浸渍聚合物，该热塑性浸渍聚合物以混合形式存在于编织丝线中，或者呈编织丝线上的涂层的形式，或者呈增强丝线和由该浸渍聚合物制成的丝线编织在一起的形式。

所述聚合物是稳定的，使得所述预成型件可以不受时间限制地存储或可以在远离转化地点的地方进行制备。

根据加载步骤（420），将由此获得的预成型件，在模具打开时，放置在根据其任何实施例的工具上或工具中。

根据一个特定实施例，对应于编织技术不能获得具有闭合轮廓的预成型件的情况，直接在工具中执行焊接步骤（425），以闭合预成型件的轮廓。

根据浸渍/固结的步骤（430），关闭模具，从而在预成型件上施加第一个压力，并且在凸模和凹模之间界定的模腔被加热到大于或等于浸渍聚合物的熔化温度的温度。

根据一个特定实施例，本发明的方法包括在关闭模具之后排空包含预成型件的腔的步骤（427）。

根据保持步骤（440），将模腔和预成型件保持在先前步骤（430）期间达到的温度，同时仍保持凸模和凹模的模制表面与预成型件之间的接触压力。

根据另一个实施例，保持步骤（440）包括压实步骤（445），该压实步骤（445）通过接近凸模和凹模或者通过在凸模或凹模的可扩张装置（囊状物）上施加附加的充气压力来增加预成型件上的压力。

根据冷却步骤（450），模腔和预成型件通过传热流体在模具中的循环而被冷却，同时仍保持预成型件上的压力。

继续冷却（450），直到模腔中的温度小于或等于浸渍聚合物的玻璃化温度。

根据脱模步骤（460），模具被打开并且部件被脱模。然后使用新的预成型件在加载步骤（420）处开始新的循环。

Claims (13)

1.制造具有热塑性基质和包含连续纤维增强的具有三维形状的复合部件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a. 通过三维编织获得 (410) 热塑性聚合物的具有三维形状的纤维预成型件 (100,500) ，其中所述纤维预成型件由连续纤维制成，并预浸渍构成所述基质的聚合物，所述纤维预成型件的形状为一个手提箱的半壳，包含被称为“角配件”的三维连接区域（501），所述纤维预成型件的形状与最终部件的三维形状相对应；

b. 将所述具有三维形状的纤维预成型件放 (420) 在工具的凸模 (110 , 310 ) 和与所述凸模配对的凹模 (120 , 320 ) 之间，在所述凸模和所述凹模之间形成一个密封的封闭腔，在所述工具包括打开状态和关闭状态，其中所述工具处于关闭状态下时，所述凸模和所述凹模之间形成一个封闭的间隙；

c. 以对所述具有三维形状的纤维预成型件施加第一个压力的方式关闭模具；

d. 在保持所述第一个压力的同时使封闭模腔达到 (430) 浸渍所述预成型件的聚合物的熔融温度；

e. 在保持第二个压力的同时将包含所述预成型件的腔体冷却 (450) 至适于脱模的温度；

f. 打开所述模具并将所述具有三维形状的纤维复合部件脱模 (460) 。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤c）包括排空（427）所述腔体。

3.根据权利要求1所述的方法，包括在步骤d）和f）之间的步骤：

g. 在适于所述聚合物浸渍所述预成型件的时间内保持（440）温度不变。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在步骤g）期间将所述第二个压力施加（445）在所述预成型件上。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用由增强纤维的股线与由浸渍聚合物制成的股线混合的丝线来获得编织的所述具有三维形状的纤维复合预成型件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，编织的所述具有三维形状的纤维复合预成型件是从涂覆有浸渍聚合物的丝线获得的。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有三维形状的纤维复合预成型件是通过编织由增强纤维制成的丝线和由所述浸渍聚合物制成的丝线而获得的。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述增强纤维包括由聚合物制成的纤维，所述聚合物的熔融温度高于所述浸渍聚合物的熔融温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述具有三维形状的纤维复合预成型件通过使用指向编织技术来编织。

10.根据权利要求9所述的方法，包括在步骤b）之前的缝合步骤，以闭合所述具有三维形状的纤维复合预成型件的轮廓。

11.根据权利要求1所述的方法，包括在步骤b）和步骤c）之间的步骤：

h. 通过焊接闭合所述具有三维形状的纤维复合预成型件（425）的所述轮廓。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述具有三维形状的纤维复合预成型件通过使用转移网格技术来编织。

13.根据权利要求4所述的方法，其中，通过在两个值之间的变化，将所述第一个和所述第二个压力施加在所述具有三维形状的纤维复合预成型件上，该值表示所述封闭腔上的所述凸模和所述凹模之间的间隙大小。

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