CN112236291A - 用于生产纤维增强部件的方法和用于执行该方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产纤维增强部件的方法，该方法包括提供用树脂浸渍的纤维材料(2)的步骤，该纤维材料(2)具有至少在一个方向上彼此并排延伸的粗纱(4)。本发明的目的是提供一种方法，利用该方法，可以减少或甚至消除用树脂浸渍的纤维材料中的不规则性。所述方法的特征在于包括拉伸所述纤维材料(2)的步骤，使得所述粗纱(4)在其纵向方向上对齐。此外，本发明涉及一种用于执行根据本发明的方法的设备以及一种纤维增强的部件。

Description

用于生产纤维增强部件的方法和用于执行该方法的设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产纤维增强部件的方法。

背景技术

使用树脂浸渍纤维材料来生产纤维增强部件在现有技术中是广泛已知的。

在EP 2 813 539 A1中描述了一种方法，其中提供了纤维材料。该纤维材料用树脂来浸渍，以生产所谓的预浸料。随后，在温度和压力下固化该树脂浸渍纤维材料(预浸料)以生产各种部件。

例如，在EP 2 589 475 A1中描述了一种方法，其中将长丝由辊加工成扁平纤维段，随后用树脂组合物浸渍该纤维段。然后将该树脂浸渍纤维材料卷绕到另一个辊上。然后，可以将该预浸料从该另一个辊上解绕，并切割成段以生产出部件。

在EP 03 656 77 A1中描述了一种方法，其中纤维增强部件由预浸料制成。在该文献中描述的方法中，将预浸料放置在蜂窝结构材料上，然后加热并固结以形成部件。

为了确保预浸料生产的高产量，纤维材料经常高速通过浸渍站，在该浸渍站纤维材料用树脂浸渍。预浸料也经常以高速重卷。

由于与高速或其他工艺相关的情况，在成品纤维增强部件中可能出现结构不规则或光学不利的表面区域。

发明内容

从这一点出发，本发明的目的是提供一种用于减少或甚至消除预浸料中的不规则性的方法。

为了解决上述问题，示出了具有权利要求1的特征的方法。

本发明的发明人已经确定，通过拉伸纤维材料使得粗纱在其纵向方向上对齐，可以减少或消除树脂浸渍纤维材料中的不规则性。

在这种情况下，粗纱是指由平行排列的长丝组成的复丝丝束。粗纱可以是任何丝状的材料，即使其只在一根单丝上形成。

树脂浸渍纤维材料的生产工艺涉及压制、扭转或整经(warp)粗纱，这些粗纱在一个方向上彼此相邻地延伸。

如果预浸料被拉伸使得粗纱纵向并排排列对齐，则提供改进的表面质量。一方面，粗纱的基本矫直过程可以确保更好的力应用。另一方面，这也改善了光学外观，因为粗纱被压制、扭转或整经的区域显示出不利的反射特性，尤其是在白天。通过拉伸，减少并优选完全避免具有这些不利反射的这些区域的数量。特别地，拉伸到具有不利反射的区域的数量低于给定极限为止是有利的。

树脂材料的示例是聚酯、聚氨酯、苯酚、氰酸酯、环氧树脂或其混合物。树脂材料可由这些成分组成或含有其他添加剂。

因此，可以使成品部件中的废品最小化。

已经证明，在拉伸期间将树脂浸渍纤维材料布置成平面构造是有利的。例如，将树脂浸渍纤维材料的平面片材插入设备中。例如，张力仅在该平面片材的端部施加在该平面片材上，使得粗纱在其纵向方向上对齐。当从辊(例如预浸料的辊)提供树脂浸渍纤维材料时，待拉伸的材料段基本上是平面的。

根据本发明的进一步发展，在拉伸期间，拉伸力仅施加到相应粗纱的一端区域或两个相对端部区域，并且/或者基本上没有垂直压力施加到待拉伸的纤维材料段上。优选地，待拉伸的纤维材料段在其位于支撑件上的一侧上或自由地展开时被拉伸。例如，在拉伸过程中，没有成形元件或压力元件作用在待拉伸的纤维材料段上。

已经证明，至少在拉伸之前和/或期间加热纤维材料是有利的，其中用来浸渍纤维材料的树脂至少部分地被软化。这种加热也可以在拉伸前不久开始，例如直到树脂被软化，使得当施加张力时粗纱可以对齐。

优选的加热温度是略低于所用树脂的熔点、在熔点处或略高于熔点的温度。树脂可以是单一成分，例如聚合物，或各个成分(例如，不同聚合物)的混合物，或具有其他添加剂。

优选的加热温度范围在25℃至130℃之间。其他优选值为40℃、55℃、70℃、80℃、90℃、100℃、115℃、125℃。相应值可各自分别形成上限和下限。根据所使用的系统，特别是树脂组合物，上述温度是有利的。温度可以用于调节粘度。这些值可以各自形成上限和下限。

已经证明，加热持续时间在1分钟至50分钟之间是有利的。其他优选值为10分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟、45分钟。这些值可以各自形成上限和下限。

温度与加热时间的结合在方法的速度和拉伸容易性方面形成最佳折衷。

在树脂浸渍纤维材料达到上述温度并且例如保持在该温度之后，在1分钟至30分钟，尤其是5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟的范围内拉伸该材料是有利的。这些值可以形成上限和下限。如果在拉伸过程中没有主动加热，则拉伸应在加热后不久或加热后立即进行。

利用上述拉伸时间，可以实现粗纱的最佳可能的对齐，而不会不必要地延长工艺时间。

特别地，用树脂浸渍的纤维材料可以是由粗纱制成的具有纬线和经线的机织织物。如果提供在至少一个方向上彼此并排延伸的粗纱，则对于该方法通常是足够的。然而，对于后来的部件强度来说，提供用树脂浸渍的织制纤维材料，使得粗纱形成纬线和经线是有利的。在下文中，经线限定织物的纵向方向，而纬线限定织物的横向方向。经线和纬线优选地彼此垂直地对齐。

可以使用根据本发明的方法拉伸多组纬线或经线中的至少一组，特别是两组纬线和经线。这是因为，根据用途，仅拉伸纬线或经线；或者拉伸纬线和经线两者也能是有利的。后一过程使方法复杂化，因为拉伸必须至少在两个方向上进行。然而，其中成品部件的材料质量可以显著提高。

已经证明，通过摩擦进行纤维材料的拉伸是有利的。该摩擦可以施加在沿至少一个方向彼此相邻延伸的粗纱的突出端部上。即使来自辊的纤维材料段也可以在纵向方向和/或横向方向上具有突出端部。粗纱在这些突出端部处从材料中突出。这是可以最好地抓住和拉伸各个粗纱之处。

由于树脂，特别是当其已被加热时，拉伸元件的拉伸表面的平移运动可以被施加到例如否则会自由地位于该拉伸表面上的相应端部。这允许粗纱在纵向方向上对齐。

通过利用摩擦进行拉伸，可以提供简单的过程。如果端部自由地搁置在该拉伸表面上，则不必用夹杆的两个夹爪等来保持整个端部。该拉伸表面可以逆着丝的方向平移地移动。

已经证明，树脂浸渍纤维材料的突出端部为自由端部是有利的，该自由端部是没有纤维材料地突出的并且限制纤维材料。这些端部是短端部，并且被自由地支撑，使得它们可以在拉伸期间解扭，以减少在拉伸期间产生的应力。

特别地，粗纱的突出端部可以通过去除横向延伸到粗纱的这些端部的一根或多根纬线或经线而被露出。

材料段通常具有直的切割端，因此具有直的端边。为了更好地将拉伸力引入到该段中，将横向延伸到待拉伸的粗纱的端部的至少一根粗纱(至少一根纬纱或经纱，这取决于取向)去除。优选地，去除多根粗纱，特别地，去除2根、5根或10根横向粗纱。

然后仅在横向粗纱被去除的暴露端部上施加拉伸力。粗纱可以手动地或通过自动化过程去除。待拉伸段插入后，检测到待拉伸端部，并使用机器人去除横向粗纱。

特别地，至少在拉伸期间，在被拉伸的粗纱的被施加摩擦的端部的相对端部处固定该粗纱是有利的。这种固定可以用夹持元件来实现，该夹持元件例如具有两个夹爪，在这两个夹爪之间进行夹持之后，夹爪至少将粗纱的端部拾起。粗纱在其自由端部保持固定是不必要的。还可以提供一种配置，其中与被施加拉伸力的材料端部相对的材料区域保持固定。

通过提供这种夹爪，可以同时拉伸整个系列的相邻粗纱。

或者，每根单独粗纱可以用一夹持元件夹持并单独拉伸。因此，拉伸可被执行为使得在拉伸过程中，整个系列的相邻粗纱被同时拉伸，如上文关于拉伸表面所述，或者先前已被限定的有选择的单独粗纱(例如因为它们已被识别为扭转的粗纱)被夹持和拉伸。

这也可以提高最终产品的质量。

施加在突出端部上的摩擦可以通过辊元件的拉伸表面来进行。辊元件可以在纵向方向上旋转到待拉伸的粗纱。粗纱例如自由地位于辊元件上。

作为该辊元件的替代，也可以提供可平移位移的拉伸元件，该拉伸元件具有可在待拉伸的粗纱的纵向方向上平移地位移的拉伸表面。待拉伸的粗纱自由地搁置在可平移位移的拉伸元件的该拉伸表面上。

例如由于可平移位移的拉伸元件的平移运动或通过辊元件的旋转运动，拉伸力被施加在由软化树脂调和的粗纱上，以便使它们在纵向方向上对齐。

事实证明，使用柱形辊元件，特别是圆形或角形辊元件是可行的。

根据本发明优选的进一步发展，可以加热所述辊元件或者也可以加热所述可平移位移的拉伸元件。该加热器可被设置为上述加热纤维材料使得树脂至少被软化的第一加热设备之外的第二加热器。

可以通过加热进一步改进拉伸。

特别地，可以通过控制该第二加热器来选择性地改变树脂的稠度，该第二加热器也可以用作唯一的加热设备，例如，如果其仅在各个区域的纵向方向上加热各个区域的话。因此，可以选择性地影响纤维材料的拉伸。

根据本发明的进一步发展，可以提供与用于拉伸经线的拉伸元件不同的拉伸元件，用于插入纬线。

这些不同的拉伸元件例如彼此垂直地布置在纤维材料的平面中，其中纬线和经线的拉伸可以通过不同的辊元件同时或并行地进行。

所述至少两个拉伸元件的几何形状也可以不同。例如，可以提供可旋转移动的插入式元件(例如上述的辊元件)或者可平移移动的插入式元件。

可以在通过该方法拉伸纬线之前、之后或期间拉伸经线。

已经证明，在拉伸过程之后进行冷却步骤是有利的，在该冷却步骤中，拉伸后的树脂浸渍纤维材料(其可以形成用于生产后面的部件的半成品)被冷却，具体地冷却至室温。

每分钟0.5℃到10℃之间的冷却速度是有利的。其他有利的值为每分钟1℃、1.5℃、2.5℃、3℃、5℃、7℃、10℃。相应的值可以形成上限和下限。

在拉伸后和/或冷却后，可以进行拉伸后的树脂浸渍纤维材料的主动松弛。在这种拉伸之后，张力通常仍然存在于纤维材料中。进行拉伸是为了改善粗纱的对齐。为了消除张力，建议进行主动松弛。这可以在拉伸之后和冷却之前立即进行，或者在拉伸之后和冷却之前进行。可以通过超声和/或振动或利用允许材料松弛的任何其他设备来进行松弛。

进行该方法时，可以在拉伸之前去除在树脂浸渍纤维材料上提供的保护膜。在纤维材料的拉伸之后，可以再施加同一保护膜或不同的(例如新的未使用的)保护膜。特别地，这样的保护膜设置在纤维材料的两侧上(例如在顶部和底部)，并且还被再施加到两侧上。可选地，这种保护膜也可以仅设置在一侧上并且/或者施加到一侧。该工艺还可以被执行为只去除施加在纤维材料两侧的两个保护膜中的一个，并且在拉伸过程中另一个膜保持粘附在材料上。

通过这种保护膜，保护半成品不受环境影响并保持准备输送。

预浸料例如在辊上输送，其中卷绕在辊上的预浸料在两侧上都设置有这样的保护膜。为了拉伸该材料，从一侧(优选从两侧)去除保护膜，并且在拉伸后，可以将同一保护膜或另一保护膜再次施加在该材料的一侧或两侧上。

保护膜也可以通过如下方式去除：在自动过程中，保护膜从顶侧和底侧剥离，并且同时在纵向上与没有保护膜的预浸料以相同的速度移动，但是与其间隔开。

然后可以在引导保护膜与预浸料间隔开的区域中拉伸预浸料。为此，引导预浸料的输送设备可以被停止并且在横向于输送方向的方向上拉伸该材料。在拉伸之后，该材料被进一步传送，并且保护膜与拉伸后的材料恢复到一起。然后可以将预浸料卷起。

作为后续卷起的替代方案，预浸料也可以在拉伸后立即被切割成一定尺寸，而不必再次卷起。这可以在位于拉伸站下游的切割站中进行。

该材料坯料然后例如在用于生产纤维增强部件的进一步方法中使用。

该坯料还可以与其他坯料层压以形成半成品，然后在高压釜中在例如温度和/或压力下烧制该半成品，以形成成品纤维增强部件。

从具有大量预制的树脂浸渍纤维材料单元的仓库中取出该辊或坯料并将其供给到拉伸设备是有利的。树脂浸渍纤维材料单元，例如预浸料单元，在进一步使用之前通常保存在仓库中。当生产相应的部件时，使用根据本发明的方法适时地拉伸该材料。已经证明，在拉伸过程期间、之前或之后进行检查，尤其是光学检查，是有利的。

因此，可以立即观察到材料的变化，并且例如可以相应地改变拉伸的持续时间和/或之前提到的其他参数(加热等)。可以检查例如具有不利反射的区域的数量在多大程度上低于给定的极限值和/或拉伸过程在多大程度上满足了其他给定的性质或条件。例如，可以在拉伸过程之前和之后利用自动图像处理程序来检查表面，并且可以通过控制系统自动执行拉伸过程，使得具有不利反射的区域的数量低于预定义的极限值并且/或者通过拉伸过程满足其他预定义的性质或条件。

除了与拉伸过程相关的自动化检查步骤之外，该过程的各个或其他的部分或步骤也可以是自动化的，特别是通过控制系统。

例如，该材料的供给可以是自动的。也可以自动进行拉伸、加热、冷却和/或从拉伸设备去除该材料。

根据本发明的方法特别适合于生产用于机动车辆的纤维增强的部件。机动车辆部件具有例如A类表面，其中A类表面是可见的碳表面。需要光学无瑕效果的任何其他可见碳表面也可使用根据本发明的方法生产。因此，该部件不限于汽车行业。A类是汽车工业中部件/表面质量的通用定义。A类、B类和C类之间有区别。A类是外露的外皮部件，如挡泥板、发动机罩和车顶。因此，A类表面是外部区域和内部区域的可见(自由形式)表面。A类表面表现出例如曲率稳定性。

根据本发明的平行方面，还示出一种用于执行根据本发明的方法的设备。该设备具有至少一个拉伸元件，该拉伸元件被配置成拉伸纤维材料，使得长丝在其纵向方向上对齐。

这样的拉伸元件可由上述辊元件形成，或者可选地由上述可平移移动的拉伸元件形成。拉伸元件具有例如拉伸表面，树脂浸渍纤维材料的粗纱的突出端自由地搁置在该拉伸表面上。

根据该设备的优选发展，可以提供夹持元件，该夹持元件被配置为在粗纱的与拉伸元件相互作用的端部的相对端部处固定粗纱。这样的夹持元件可以是上述的夹持元件，该夹持元件例如具有两个夹爪，这两个夹爪在其间进行夹持之后至少接收粗纱的端部。通过提供这种夹爪，可以同时拉伸整个系列的相邻粗纱。

在纤维材料是具有经线和纬线的织物的情况下，可以提供至少两个如上所述的拉伸元件，一个拉伸经线，另一个拉伸纬线。

优选地，第一或第二拉伸元件中的每一个与相应的夹持元件相对。

拉伸元件可以与可选的用于加热该材料的加热器和/或用于在拉伸后进行冷却的冷却设备和/或主动松弛设备结合形成拉伸站。

该拉伸站可布置在切割站的下游，该切割站被配置成由拉伸后的纤维材料生产纤维材料坯料。然后，在一个或更多个进一步的步骤(例如在高压釜中焙烧)之后，由该坯料生产纤维增强的部件。

根据本发明的另一个平行方面，示出了通过根据本发明的方法生产的拉伸后的纤维增强的部件。利用本发明的方法生产的中间产品，拉伸后的(例如还未焙烧的)半成品本身也可以构成本发明。

特别地，该部件可以是机动车辆部件，但也可以是航空航天技术或医疗技术领域中的任何其他部件。

特别地，该部件具有大于0.1m²、大于0.5m²、大于1m²、大于10m²的表面积。

特别是对于这种较大的部件，很难生产出具有相同质量的表面。这就是为什么该方法特别优选用于这样的部件。

特别地，机动车辆部件可以是可见的机动车辆部件，例如挡泥板、车顶、发动机罩或扰流板。

特别地，该方法允许该部件为可见的碳部件，即该部件仅可涂覆有透明清漆，使得织物结构在视觉上可见。

由扭转、压制或整经的粗纱导致的不利的光学反射的风险可被降低。

通过根据本发明的方法，尤其可以确保在掠射光入射时由粗纱的扭转和/或扭曲形成的反射或反光减少到小于5/dm²的数量，特别是小于2/dm²的数量，尤其是小于1/dm²的数量(dm²＝平方分米)。

这些值例如是大量的具有例如10cm×10cm面积的图样上的平均值。

当使用商业批量生产的预浸料用于A类表面时，不能保证这样的表面光亮度。

在来自常规大规模生产的常规预浸料坯段的情况下，例如用于生产部件的那些预浸料坯段，树脂材料被施加压力。这导致各个粗纱扭转和/或倾斜。在固化之后，例如在高压釜中，树脂固化，但粗纱的扭转和/或倾斜保持。由于从这些扭转和/或倾斜的粗纱反射光，这导致由掠射光入射形成的反射或反光。

在没有应用根据本发明的拉伸方法的部件的情况下，在固化后通常每dm²多于50个反射或反光。

因此，成品部件，如发动机罩，含有很大比例的废品。

特别是在可见碳部件的情况下，人眼看不到或仅看到非常少的反射或反光是重要的。

上述方法所描述的配置还可以扩展到各种情况下的设备，例如，如果涉及加热步骤，则可以设置用来加热纤维材料的加热设备。可以用冷却设备进行冷却。

附图说明

通过下面的实施例并结合附图来描述本发明的其他优选配置。其中：

图1a示出示意性拉伸站，其中一个拉伸元件被配置为辊元件；

图1b示出替代的拉伸站的一部分，其中拉伸元件是可平移位移的拉伸元件；

图2示出图1a的实施例的示意性俯视图；

图3示出另一个实施例，其中纤维材料的纬线和经线在拉伸站中被拉伸；

图4示出设备的示意图，其中树脂浸渍纤维材料由辊供应、拉伸、切割成一定尺寸，然后成品坯料被移除或可以被移除，全部在一条线上并自动化；

图5a示出设备的俯视图，其中沿纵向方向延伸的粗纱被拉伸；

图5b示出图5a的实施例的俯视图；

图5c示出图5a的设备的侧视图；

图6a示出另一实施例，其中织物的纬线和经线被拉伸；

图6b示出图6a的设备的俯视图；

图6c示出图6a的设备沿着线B-B的截面图；以及

图6d示出图6a的设备沿着线A-A的截面图。

具体实施方式

图1a示意性地示出了拉伸站1的一段。树脂浸渍纤维材料2的一段被布置成使得在一个方向上彼此并排延伸的粗纱4的突出端部3松弛地搁置在拉伸元件5的拉伸表面上，未被保持挤压在另一元件之间。在其相对端部6处，树脂浸渍纤维材料2被牢固地夹持在夹持元件7(其在图1a中未示出，见图2)中，使得其不能在其纵向方向L上平移地移动。树脂浸渍纤维材料2的该段可以是从辊8解绕的树脂浸渍纤维材料2的一段的一端(见图4，左侧)。该树脂浸渍纤维材料2也称为预浸料，并且可以是半成品。

在图1a中的本实施例中，树脂浸渍纤维材料2包含具有纬线和经线的粗纱4的织物。在本实施例中，纬线是该段的纵向方向L上的粗纱，经线由该段的横向方向Q上的粗纱4形成。然而，纬线和经线也可以互换，使得纬线在该段的横向方向上形成，而经线在纵向方向上形成。也可以使用利用树脂浸渍的纤维材料的单独的平坦段来代替纵向解绕并且其端部被夹持在拉伸站1中的成卷材料。其可以是正方形、矩形或任何其他形状。这样的段可以具有0.5m²至20m²的表面积。也可以是以下值：1m²、4m²、6m²、8m²、10m²、15m²。上述值可以分别用作优选面积的上限和下限。

到目前为止，还不可能以在后期完成的工具或部件中避免不规则或较少不规则的质量生产出如此大的段。

因此，拉伸站被配置为使得材料段可以以上述尺寸进行拉伸。特别地，该尺寸指的是保持在插入元件5和夹持元件7之间的面积。

在图1a的实施例中，提供辊元件作为拉伸元件7。该辊元件当前具有圆形形状，该圆形形状具有可旋转转动的拉伸表面。也可以提供任何其他的辊元件。这样的辊元件具有至少一个插入表面并且被可旋转地安装，使得当辊元件7旋转时，拉伸表面被移动使得相邻的粗纱被拉伸。

在图1b中，示意性地提供了拉伸元件5的替代实施例。其中示出了具有拉伸表面的可平移移动的拉伸元件。所述拉伸元件具有正方形横截面。可以提供任何元件作为平移拉伸元件，该平移拉伸元件具有相对于彼此并排对齐的粗纱4的纵向方向L平移地移动的拉伸表面。图1a中的旋转转动和图1b中的平移拉伸都在纤维材料2的端部上施加力，使得该材料被拉伸。

特别地，在拉伸之前和/或期间加热材料，使得浸渍到纤维材料中的树脂被软化。特别地，大约25℃至130℃的加热温度是有利的。其他有利值为40℃、55℃、70℃、80℃、90℃、100℃、115℃、125℃。相应的值可以形成上限和下限。取决于所使用的系统，特别是树脂组合物，上述温度是有利的。这些值可以形成上限和下限。

已经证明，进行5至50分钟的加热是有利的。其他有利值为10分钟、20分钟、25分钟、30分钟、35分钟、40分钟、45分钟。这些值可以形成上限和下限。

温度与加热时间的结合形成了在方法的速度和拉伸容易性方面的最佳折衷。

在树脂浸渍纤维材料已经达到上述温度并且例如还保持在该温度之后，将该材料拉伸1分钟至30分钟，尤其是5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟是有利的。这些值可以形成上限和下限。如果在拉伸过程中没有主动加热，则应在加热后不久或加热后立即进行拉伸。

上述拉伸时间允许粗纱4以最佳可能的方式对齐，而不会不必要地延长该方法的持续时间。

可以用任何类型的加热或加热设备进行加热。树脂浸渍纤维材料2可以在温暖的表面上被引导或者可以经受温暖的空气。温暖空气可以例如以干燥器的方式用鼓风机引入。加热设备的示例在图4中以附图标记9示出。在该示例中，加热设备9被设计为板元件，该板元件在上侧抵靠树脂浸渍纤维材料，或者设置在纤维材料附近并与纤维材料间隔开以使其能够加热纤维材料。

由于该加热设备9被设置为板元件，因此在图3中仅通过阴影示意性地示出，因为图3示出了另一实施例的俯视图。

在加热期间和/或之后，然后通过例如旋转地或平移地移动拉伸元件5来进行拉伸，使得搁置在拉伸元件的相应拉伸表面上的粗纱4的自由端被拉伸，使得粗纱4在其纵向方向上对齐。

拉伸可以持续进行10至30分钟，特别是15分钟、20分钟、25分钟。相应的值可以形成上限和下限。

代替在图1a和图1b的实施例中示出的拉伸元件5(其中粗纱的端部基本上在纤维材料2的整个宽度上被拉伸)，可以仅拉伸纤维材料中的单各个段，使得只有端部的某些区域与拉伸元件5相互作用。

另选地，可以例如以镊子的方式用夹持器选择性地夹持和拉伸单一粗纱。

为此目的，有利的是，例如，可以使用光学可视化设备和/或计算机例程来自动确定材料中发生扭转、压制或整经的点。

通过扭转、压制和/或整经而引入到材料中的不规则性的位置的这种确定也可以通过人仔细查看材料并确定粗纱发生这种扭转、压制和/或整经的位置来手动完成。

然后，拉伸元件5作用在粗纱上，直到由于压制、整经或扭转的粗纱引起的缺陷的数量至少低于一定的极限值或被完全消除为止。特别地，如果在日光和/或太阳辐射下不能光学地和/或用肉眼检测到更多的表面不规则性，则认为粗纱被拉伸或不再扭转。

如果预浸料被拉伸使得在纵向方向上彼此并排延伸的粗纱对齐，则提供了改进的表面质量。一方面，粗纱的基本矫直过程可以确保更好地施加力。另一方面，这也改善了视觉外观，因为粗纱被压制、扭转或整经的区域表现出不利的反射特性，特别是在白天。通过拉伸，减少并优选完全避免这些具有不利反射的区域的数量。特别地，继续拉伸直到具有不利反射的区域的数量低于给定极限是有利的。

图2示出图1a和图1b的设备的示意图。

在此可以看出，拉伸元件5在纤维材料延伸的平面中与夹持元件7相对。夹持元件7在纵向方向L上对粗纱4产生与由拉伸元件5施加在粗纱4上的力相反的反向力。该夹持元件7可通过夹爪或任何其他类型的夹持来确保。

在图3中的替代实施例中，示意性地示出了一种情况，其中不仅在一个方向(例如图1a和图1b中的纵向方向，具体地是经线)上拉伸纤维，而是经线和纬线(具体地是以90°的角度)都通过相应的拉伸元件5a和5b相对于彼此被拉伸。

在这样做时，形成经线(例如图3中从上至下延伸的长丝)的粗纱4b的相应端部通过拉伸元件5b与夹持元件7b协作而被拉伸。

另外，形成纬线(例如图3中从左到右延伸的长丝)的粗纱4a的相应端部通过拉伸元件5a与夹持元件7a协作而被拉伸。在该实施例中，第一夹持元件7a和第二夹持元件7b设置成与第一拉伸元件5a和第二拉伸元件5b相对。

对应的夹持元件可具有与图1a和图1b中的实施例所描述的配置相同的配置。

除非在下面针对该实施例以及针对其他实施例另外描述，否则针对图1a和图1b中的实施例所描述的配置对于这些实施例来说也是可能的。以下描述的所有方面也可以与图1a和图1b的实施例以及所有其他实施例相结合，除非这在技术上不合理。

在图3的本实施例中，还提供了加热设备9。此外，如图4所示，这里也可以提供冷却设备10。

如图4所示，冷却设备10还可以由与限定加热设备9的板元件相对的板元件形成。

通过冷却该板元件，可以在拉伸后冷却拉伸的材料。替代地或附加地，可提供冷风机或液体冷却作为冷却设备。

已经证明，在拉伸过程之后进行冷却步骤是有利的，其中，可以形成用于制造后面的部件的半成品的拉伸后的树脂浸渍纤维材料被冷却，具体地冷却至室温。

每分钟0.5℃到10℃之间的冷却速度是有利的。其他有利值为每分钟1℃、1.5℃、2.5℃、3℃、5℃、7℃、10℃。相应的值可以形成上限和下限。

可以在可选的松弛步骤之前、期间和/或之后进行冷却。

在拉伸步骤之后，应力经常被引入到浸渍的纤维材料中。这些应力也会对成品部件的表面和拉伸性能产生不利影响。因此，当相应的粗纱4对齐时，进行松弛是有利的。这可以通过振动或超声处理来完成。在本实施例中未示出对应的振动设备或超声设备。

例如，松弛设备可以配置为使得形成加热设备9和/或冷却设备10的板通过电机进行振动或者经受诸如超声波的高频振动。然而，也可以手动振动材料和/或板。

这可以在可能的冷却之前、期间或之后进行。

在图3的实施例中，彼此垂直布置的拉伸元件5a、5b可以彼此独立地旋转。然而，在图3右下方的交叉点的区域中，可以设置齿轮单元，该齿轮单元将两个拉伸单元5a、5b彼此可移动地联接，使得可以经由用于两个拉伸元件的驱动轴实现驱动。

对于图3的实施例，仅将各个段(特别是方形段)引入到设备中是有利的。然而，在该示例中，也可以从辊引入该材料。

图4示出另一实施例，其中拉伸以及随后的修整和去除步骤是自动的或半自动的。

在图4的实施例中，因为树脂浸渍膜材料从辊8上解绕，所以只有在横向方向上延伸的相应粗纱被拉伸。在该过程中，将设置在树脂浸渍纤维材料2的顶侧或底侧上的保护箔11a或11b从材料上剥离。然后，保护膜11a、11b在纵向方向上以与暴露的树脂浸渍纤维材料2相同的速度被引导，然后被压回到夹持元件7中的表面上。

在这种情况下，夹持元件7因此也用作保护箔压制元件。

在这种情况下，夹持元件7因此由两个相对的辊形成，这两个辊还拉动膜通过拉伸设备。

在拉伸站1中，配置为加热板的加热设备9设置在树脂浸渍纤维材料的上侧上，并且配置为冷却板的冷却设备10设置在树脂浸渍纤维材料的下侧上。

树脂浸渍纤维材料在两个板之间通过。

在此提供了在纵向方向上在相反方向上运行的两个辊，这两个辊在其之间容纳并拉伸横向粗纱4的端部。然而，也可以提供任何其他类型的拉伸元件，例如上述的拉伸元件。

通过加热该材料并通过拉伸表面的旋转和/或平移运动来致动拉伸元件，相邻粗纱可被拉伸。

在该拉伸之后，可以将拉伸的材料再次冷却并重新施加保护膜。

在本示例中，在拉伸站1下游的另一切割站15中从该材料中切割出坯料12。这样的坯料可通过纺织工业本身已知的机构制成，例如通过自动激光切割设备将预定图案切割到拉伸后的材料中。

在切割站15下游的移除站13中，例如，可通过机器人16移除坯料12。

然后，这些坯料12可被相应地层压和/或成型为成品部件，例如通过在一定温度和一定压力条件下将其在高压釜中焙烧。

特别地，所述部件是机动车辆部件，特别是可见的机动车部件，例如仅涂覆有透明漆和/或织物结构在视觉上可见的特别大的部件。

一方面，拉伸过程确保表面具有良好的视觉外观。另一方面，与各个粗纱4被压制、扭转和/或整经的情况相比，也可以更好地将力的施加引导到各个粗纱中。

图4没有显示在拉伸过程中，可以对树脂浸渍纤维材料进行可视化的、特别是自动化的可视化的观察。

已经证明，在拉伸期间、之前或之后进行检查，尤其是目视检查是有利的。

这样，可以立即观察到材料的变化，并且例如可以相应地改变拉伸的持续时间和/或之前提到的其他参数(加热等)。可以检查具有不利反射的区域的数量在多大程度上低于给定的极限值和/或拉伸过程在多大程度上满足其他给定的性质或条件。例如，可以在拉伸过程之前和之后利用自动图像处理程序来检查表面，并且可以通过控制系统自动执行拉伸过程，使得具有不利反射的区域的数量低于给定极限值和/或通过拉伸过程满足其他给定性质或条件。

除了与拉伸过程相关的自动化检查步骤之外，该过程的各个或其他的部分或步骤也可以是自动化的，特别是通过控制系统。

例如，材料的供给可以是自动的。也可以自动进行拉伸、加热、冷却和/或从拉伸设备去除材料。

例如，如果已经达到预制质量，则可以相应地调整拉伸时间。

与图4所示的实施例相反，在拉伸站1的下游，其也可以是简单的重卷站，在该重卷站中，拉伸后的材料被重卷到辊上并被输送用于进一步的处理。

图5a示出拉伸站1的斜视图，该拉伸站1的工作类似于图1a中的拉伸站。该拉伸站被构造为如同一个拉伸台。

夹持元件7设置在图5a所示的左侧。在图5a所示的右侧，提供了拉伸元件5。在这种情况下，拉伸元件5是具有圆形横截面并且在其纵向端部具有两个轮17的辊元件。通过轮17，拉伸元件可以用手旋转，从而拉伸材料。

拉伸元件5被支撑在可纵向移动的轨道段14上。类似地，夹持元件7被支撑在可纵向移动的轨道段14中。这允许选择性地调节树脂浸渍纤维材料2被夹持的距离和拉伸元件5作用在粗纱4上的点。

图5b示出图5a的实施例的俯视图。

附图标记9表示板元件，该板元件用作加热设备并且还用作冷却元件。

树脂浸渍纤维材料2安装在拉伸站1中，使得所述表面抵靠板元件9或在距板元件较小距离处被拉伸。

以这种方式，在该方法的过程中可以保证材料的加热或冷却。

图5c示出图5a的拉伸站的截面图。

图6a示出与图3中的实施例类似地工作的另一实施例。

在该实施例中，两个拉伸元件5a、5b以直角设置在基板18上，该基板18在该情况下是方形的，并且两个拉伸元件5a、5b被设计为如图1a所示的辊元件。

第一夹持元件7a与第一辊相对定位，第二夹持元件7b与第二辊相对定位。这些夹持元件具有两个相对的夹爪，在两个夹爪之间可以夹持树脂浸渍纤维材料的相应端部。

加热材料后，可以通过辊元件彼此成90°拉伸粗纱。除了以彼此成90°的角度对齐或拉伸粗纱之外，还可以覆盖其他角度或角度范围，例如80°、60°、30°，只要设置两个或更多个拉伸元件和/或夹持元件即可。上述值可以各自形成角度范围的上限或下限。

图6b示出图6a的设备的视图。

图6c示出沿着图6b中的线B-B的截面图。

图6d示出沿着图6b中的线A-A的截面图。

就上述各个实施例而言，实施例的各个元件还可以与其他实施例的各个元件组合，只要这在客观上不是不合理的即可。

根据本发明的方法可以在所描述的设备中执行。

在拉伸之后，通常在进一步的步骤中通过施加热和/或压力使材料达到其最终形状或最终形式，从而可以生产部件。

所述部件可以是机动车辆部件、飞行器部件或由纤维复合材料制成的任何其他部件。

所述部件优选地为可见碳部件，例如仅涂覆有透明漆的部件或织物结构在视觉上可见的部件。

特别地，碳纤维长丝或至少包含碳纤维的混合物用作粗纱的长丝。然而，可以使用任何其他类型长丝。

附图标记列表

1 拉伸站

2 树脂浸渍纤维材料

3 突出端部

4 粗纱

5、5a、5b 拉伸元件

6 相对端部

7、7a、7b 夹持元件

8 辊

9 加热设备

10 冷却设备

11a、11b 保护膜

12 坯料

13 移除站

14 轨道段

15 切割站

16 机器人

17 轮

18 基板

L 纵向方向

Q 横向方向

Claims (35)

1.一种用于生产纤维增强部件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供用树脂浸渍的纤维材料(2)，所述纤维材料(2)具有至少在一个方向上彼此并排延伸的粗纱(4)，

其特征在于，

所述方法包括拉伸所述纤维材料(2)使得所述粗纱(4)在其纵向方向上对齐的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维材料(2)至少在拉伸期间布置成基本上平面的构造。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在拉伸期间，拉伸力仅施加到相应粗纱(4)的单个端部区域或两个相对的端部区域，并且/或者基本上没有垂直压缩力施加到待拉伸的所述纤维材料(2)的段上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少在拉伸之前和/或期间，进行所述纤维材料(2)的加热，在加热期间，所述树脂至少被软化。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述树脂浸渍纤维材料(2)是粗纱(4)的具有纬线和经线的织物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述纬线和/或所述经线施加拉伸，使得相应的粗纱(4)在其纵向方向上对齐。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过施加在所述粗纱(4)的端部上的摩擦进行拉伸，所述粗纱(4)在一个方向上彼此并排地延伸并且所述端部从所述树脂浸渍纤维材料(2)突出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，突出端部是从所述纤维材料自由突出的自由端部，并且限制所述纤维材料。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述粗纱的所述突出端部是通过去除横向于所述粗纱的所述端部延伸的一根或多根纬线或经线而露出的。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，待拉伸的所述粗纱(4)在其与被施加摩擦的端部相对的端部(6)处被固定。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述摩擦是由在待拉伸的所述粗纱(4)的纵向方向上旋转的辊元件的拉伸表面产生的，其中所述粗纱(4)自由地搁置在所述辊元件的所述拉伸表面上。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用柱形的、尤其是圆形的或角形的辊元件。

13.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，所述辊元件被加热。

14.根据从属于权利要求6的权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，提供与用于拉伸所述经线的拉伸元件不同的拉伸元件(5、5a、5b)用于插入纬线。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在拉伸所述纬线之前、之后或期间拉伸所述经线。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在拉伸之后，对拉伸后的树脂浸渍纤维材料(2)进行冷却。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在拉伸之后和/或冷却之后，对拉伸后的树脂浸渍纤维材料(2)进行主动松弛。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过超声和/或振动进行所述松弛。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

在拉伸之前，去除设置在所述树脂浸渍纤维材料(2)上的保护膜(11a、11b)，并且/或者在拉伸之后，用保护膜(11a、11b)覆盖拉伸后的纤维材料(2)。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

从辊(8)或作为坯料的片材供应所述树脂浸渍纤维材料(2)，并且/或者拉伸后的纤维材料被卷在辊上。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，

所述辊或坯料从具有多个预制树脂浸渍纤维材料单元的仓库中取得并供给到拉伸设备。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

在拉伸之前、期间和/或之后进行检查，特别是光学检查。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法中至少两个步骤是自动化的。

24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维增强部件是具有A类表面的机动车辆部件，其中，所述A类表面形成为可见碳表面。

25.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的设备，该设备具有拉伸元件(5、5a、5b)，所述拉伸元件(5、5a、5b)被配置成拉伸纤维材料(2)，使得粗纱(4)在其纵向方向上对齐。

26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，设置有夹持元件(7、7a、7b)，所述夹持元件(7、7a、7b)被配置成将待拉伸的粗纱(4)在其与施加用于拉伸的摩擦的端部相对的端部处固定。

27.根据权利要求25或26所述的设备，其特征在于，所述设备被配置成使得没有垂直压缩力施加在待拉伸的纤维材料的段上。

28.根据权利要求25至27所述的设备，其特征在于，所述拉伸元件(5、5a、5b)由辊元件形成，所述辊元件可在待拉伸的粗纱(4)的纵向方向上旋转，使得当所述粗纱(4)自由地搁置在所述辊元件上时，通过摩擦发生拉伸。

29.根据权利要求28所述的设备，其特征在于，设置有至少两个插入元件(5、5a、5b)，其中，所述至少两个插入元件(5、5a、5b)中的第一个被配置为拉伸所述树脂浸渍纤维材料(2)的纬纱，所述树脂浸渍纤维材料(2)是具有纬纱和经纱的粗纱(4)的机织织物，并且所述至少两个插入元件(5、5a、5b)中的第二个被配置为拉伸所述树脂浸渍纤维材料(2)的经纱。

30.根据权利要求29所述的设备，其特征在于，相应的第一和第二插入元件(5、5a、5b)分别与第一和第二夹持元件(7、7a、7b)相对地定位。

31.根据权利要求25至30中任一项所述的设备，其特征在于，所述拉伸元件(5、5a、5b)和可选的所述夹持元件(7、7a、7b)设置在拉伸站(1)中，并且所述设备包括布置在所述拉伸站(1)下游的切割站(15)，所述切割站被配置为由拉伸后的纤维材料(2)生产纤维材料坯料，从该坯料可以生产所述纤维增强部件。

32.通过根据权利要求1至23中任一项所述的方法拉伸的拉伸后的纤维增强部件。

33.根据权利要求32所述的部件，其特征在于，所述部件是车辆部件，特别是可见的车辆部件。

34.根据权利要求33所述的部件，其特征在于，所述部件涂覆有透明漆并且织物结构是可见的，特别是可见碳部件。

35.根据权利要求34所述的部件，其特征在于，当暴露于掠射光时由粗纱的扭转和/或整经形成的反射或反光被减少到小于5/dm²的数量，特别是小于2/dm²，特别是小于1/dm²。

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