CN114585500A - 用于长纤维材料所制成的组件的预成型件、工具以及工艺设计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是系统和方法，所述系统和方法包括通过以下方式形成模制组件：提供由设置在树脂中的多根纤维形成的原材料；切割所述原材料的多个层；将所述多个层置于夹具中；加热所述夹具中的多个层以形成一体式预成型件；将所述预成型件置于模制工具中，所述模制工具具有多个销和在每个销与所述模制工具的腔板之间形成的环形腔；以及向所述预成型件施加热量和压力以迫使所述预成型件的一部分进入到所述环形腔中，其中被迫进入到所述环形腔中的所述预成型件的所述部分的所述纤维被从所述第一取向重新定向到所述第二取向。
Description
背景技术
由长纤维增强材料制成的传统纤维增强组件，通常由具有多种构造(例如，平面、管状或圆柱形等)的编织长纤维材料制成。以此方式形成的组件，因为它们涉及单独的模制过程，通常生产成本高且工艺密集。此过程的结果是产生具有平面纤维取向的轴承或衬套。当轴承或衬套经受剪切荷载条件时，此平面纤维取向在轴承或衬套中呈现出失效点，通常使得轴承或衬套损坏和/或过早失效。因此，经常需要更频繁地更换轴承或衬套，这进一步增加了此类衬套或轴承的最终用户的成本、所需维护和潜在停机时间。
发明内容
本发明的实施例总体上涉及用于形成组件的预成型和模制方法，并且特别是涉及生产长纤维聚酰亚胺组件的系统和方法，该长纤维聚酰亚胺组件因模制过程中出现的在组件的筒体与凸缘之间的过渡性纤维取向而具有改善的性能。
附图说明
为了更详细地理解实现实施例的特征和优点的方式，可参考附图中示出的实施例进行更全面的描述。然而，附图仅示出了一些实施例，因此不应认为是对范围的限制，因为可能存在其他同样有效的实施例。
图1是根据本公开的一个实施例的原材料卷材和切割模具的斜侧视图。
图2A至图2D是根据本公开的一个实施例的模制过程期间用于将预成型件模制成模制组件的模制工具和预成型件的一部分的横截面图。
图3是现有技术模制组件的横截面图。
图4A和图4B是模制组件的一个示例性实施例的局部截面侧视图。
图5A和图5B是模制组件的另一个示例性实施例的局部截面侧视图。
图6是根据本公开的一个实施例形成模制组件的方法的流程图。
在不同附图中，使用相同的参考符号来表示相似或相同的项。
具体实施方式
原材料制备
现在参考图1示出根据本公开的一个实施例的原材料100卷材和切割模具102的斜侧视图。原材料100通常包括设置在树脂粘结剂中的多根随机取向的短切纤维(例如，碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、任何天然和/或合成纤维、或它们的组合)。短切纤维通常可以包括至少约1毫米，或甚至至少约10毫米的长度。在一些实施例中，短切纤维可以包括至少约10毫米至不大于约500毫米，或甚至至少约10毫米至不大于约110毫米的长度。在一些实施例中，树脂可以包括聚酰亚胺树脂，例如有机聚酰亚胺树脂。在一些实施例中，聚酰亚胺树脂通过聚酰亚胺前体在基底上沉积之后固化而形成。合适的聚酰亚胺前体可以包括例如聚(酰胺)酸(PAA)。聚(酰胺)酸(PAA)可以是含有至少两种不同单体的单体混合物的反应产物。在某些实施例中，至少两种不同单体可以选自由以下项组成的组：均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3′-4，4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)、2，2′-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和4，4′-氧化二苯胺(ODA)，或间苯二胺(m-PDA)、4，4′-二氨基苯砜(4，4′-DDS)、对苯二胺(p-PDA)和亚甲基二苯胺(MDA)。因此，在特定实施例中，聚酰亚胺基体可以是上文列出的至少两种不同单体的交联反应产物。在特定实施例中，聚酰亚胺基体可以是纯聚酰亚胺基体。如本文所用，短语纯聚酰亚胺基体是基本上不含与酰亚胺单体的共聚物的聚酰亚胺基体。换言之，在某些实施例中，聚酰亚胺基体可以基本上不含非酰亚胺单体。此外，聚酰胺酸可以衍生自第一单体和第二单体。第一单体可以选自由以下项组成的组：均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3′-4，4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)，2，2′-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和它们的任何组合。第二单体可以选自由以下项组成的组：4，4′-氧化二苯胺(ODA)或间苯二胺(m-PDA)、4，4′-二氨基苯砜(4，4′-DDS)、对苯二胺(p-PDA)、亚甲基二苯胺(MDA)和它们的任何组合。
在特定实施例中，聚酰亚胺树脂包括PMR-15型树脂、DMBZ型树脂或者AFR 700或800型树脂。另外，在一些实施例中，聚酰亚胺树脂可以在局部或完全固化之后发生流动。更进一步，在一些实施例中，聚酰亚胺树脂可以是聚苯并咪唑、对苯撑苯并二噁唑、聚双马来酰亚胺。在替代实施例中，聚酰亚胺树脂可以是单甲酯、4，4二氨基二苯甲烷(MDA)与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物，或可替代地单甲酯、2，2-二甲基联苯胺与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物。然而，在其他实施例中，树脂可以包括任何含氟聚合物、任何热塑性树脂、任何热固性树脂、任何聚合树脂、任何合成、天然或有机树脂，或它们的任何组合。在特定实施例中，热塑性树脂可包括含氟聚合物、全氟聚合物、PTFE、PVF、PVDF、PCTFE、PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PCTFE、聚芳酮(诸如PEEK、PEK或PEKK)、聚砜(诸如PPS、PPSU、PSU、PPE或PPO)，芳香族聚酰胺(例如PPA)，热塑性聚酰亚胺(诸如PEI和TPI)，或它们的任何组合。在其他特定实施例中，热固性树脂可以包括氰酸酯、环氧树脂、聚酯热固性树脂、或它们的任何组合。
原材料100通常可以展开并经由模具102切割成期望形状的多个独立层104。在所示实施例中，期望形状是矩形。然而，在其他实施例中，期望形状可以是圆形、椭圆形、方形、三角形、梯形或任何其他形状，这取决于原材料100的层104生产的组件的形状、尺寸和期望特征。此外，模具102还可以配置成当从原材料100卷材切割每一个层104时切割或冲压多个孔106的阵列。在一些实施例中，孔106可以对应于正在生产的组件的中心通孔。因此，孔106的布置、图案和尺寸可以取决于原材料100的层104生产的组件的形状、尺寸和特征。
可以从原材料100卷材切割任意数量的层104。当切割层104时，可以在切割之间以不同角度取向旋转模具102，以提供在每一个层104中具有不同的纤维取向的层104。切割之间可以是连续切割之间或预定数量的切割之间。在替代实施例中，模具102可以是对称的(例如，圆形、方形等)，并且原材料100卷材可以相对于模具102旋转而不是旋转模具102。
预成型过程
多层104可以堆叠在夹具中，该夹具的销突出穿过每一个层104中的孔106。多个层104可以置于夹具中，从第一层104a1开始，并且到终层104an结束，其中″n″代表层104的总数。在一些实施例中，堆叠在夹具中的连续的层104可以包括基本上交替和/或不同的纤维取向。
层104的总数通常可以基于模制组件的期望注射重量或厚度来确定。在一些实施例中，层104可以包括至少约0.02毫米至不大于约50毫米的厚度。然而，在其他实施例中，层104可以包括任何其他厚度，这取决于原材料100中使用的纤维和树脂的类型。在一些实施例中，层104的总数可以为3、4、5、6、7、8、9、10或更多。在一些实施例中，层104的总数可以为至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少15、至少20、至少50或至少100。另外，在一些实施例中，层104的总数可以为不大于1000、不大于500、不大于100、不大于50、不大于10、不大于9、不大于8或不大于7。此外，应当理解，层104的总数可以在介于前述任何最小值和最大值之间的范围内。
一旦所有层104都堆叠在夹具中，夹具中原材料100的层104可以在至少约150华氏度至不大于约500华氏度的温度下经受固化过程。夹具可以经受预定时间量的固化温度。一旦固化过程完成后，可以将夹具从干燥箱中移除并使其冷却。固化过程从原材料100的多个层104形成一体式"预成型件″。一旦冷却，一体式预成型件124(如图2A至2D所示)可以从夹具中移除。
模制周期
如图2A至2D所示，模制工具112通常用于将预成型件124模制成模制组件中。在一些实施例中，模制工具112可以包括主体，其具有基底和延伸穿过基底的多个销117；腔板118，其具有与多个销117对齐的多个孔；以及冲压块120，其具有与多个销117和腔板118中的孔对齐的多个孔。当预成型件124准备模制时，可以准备模制工具112以接收预成型件124。一旦模制工具112准备用于模制，可将预成型件124置于模制工具112中，放置在腔板118顶部上，使得模制工具112的销117突出穿过预成型件124的孔106并使得预成型件124与腔板118基本上齐平。然后可以将冲压块120置于模制工具112中，放置在预成型件124顶部上，并且然后驱动冲压块120的冲压机可以循环以关闭模制工具112并开始模制过程。
模制过程期间，预成型件124可以在一个或多个模制温度(例如，至少约125摄氏度至不大于425摄氏度)下经受预定时间段的模制周期(例如，至少约10秒至不大于5分钟，例如至少约20秒至不大于120秒)。在一些实施例中，模制周期可以包括温度和压力曲线，该温度和压力曲线可实现预成型件124中原材料100的聚合物的至少部分或完全交联。在一些实施例中，温度和压力曲线可以包括在预定时间段或预定数量周期内升高温度和/或压力以完成模制过程。例如，在一些实施例中，模制周期可以包括将温度升高至少约1摄氏度，诸如至少约5摄氏度，或至少约10摄氏度，持续预定时间段，例如在至少约10秒至不超过约5分钟。在一些实施例中，模制过程期间施加至预成型件124的压力可以为至少约3.45MPa至不大于约68.95MPa。应当理解，施加至预成型件124的压力可以与形成具有较长模制筒体或较薄模制壁的模制组件成比例。
图2A至图2D示出了根据本公开的实施例的模制过程期间模制工具112和预成型件124的一部分的横截面图。如图2A所示，预成型件124已置于模制工具112中，而冲压块120基本上与预成型件124接触。树脂130可以是基本固体形式，并且设置在树脂130中的纤维132可以包括基本水平、平面或一致的取向。由于预成型件124基本上为固体形式，当预成型件124置于模制工具112中时，形成于腔板118中的孔之间并周向围绕销117的环形腔126可以是空的。
模制过程期间，根据本文所述的至少一个温度和压力曲线向预成型件124施加热量。当模制过程期间向预成型件124施加热量时，树脂130可能开始至少部分熔化。如图2B所示，当压力首次施加至经加热的预成型件124时，树脂130和纤维132在温度和压力下流入到环形腔126中，并且过渡区域128中的纤维132可以随着树脂130的流动"潜入″到环形腔126中，使得过渡区域128中的纤维132至少部分地重新定向。在一些实施例中，过渡区域128中的纤维132可以以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度、至少45度、至少60度或至少75度，从它们初始的基本水平、平面或一致的取向重新定向。
如图2C所示，随着压力的持续施加和/或温度的升高，预成型件124的树脂130和纤维132可以持续地被迫深入到环形腔126中。纤维132可以随着树脂130的流动继续进一步″潜入″到环形腔126中，从而进一步重新定向被迫进入到环形腔128中的附加纤维132，直到环形腔126基本上或完全由树脂130和纤维132填充。如图2D所示，环形腔126已被树脂130和纤维132基本上或完全填充。因此，应当理解，被迫至少部分进入到环形腔126中的纤维132可以以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度、至少45度、至少60度或至少75度，从它们初始基本水平、平面或一致的取向重新定向。在一些实施例中，经重新定向的纤维132的至少一部分可以基本上垂直于未重新定向并保持其初始基本水平、平面或一致的取向的其它纤维132(基本上平行于销117或销117的中心轴线)。由于一些纤维132比其它纤维更进一步地被迫进入到环形腔126中，应当理解，至少部分地被迫进入到环形腔126中的纤维132可以包括广泛范围的重新定向。
脱模过程
一旦完成模制过程，就可以拆卸模制工具112以取回模制预成型件。模制预成型件通常代表连接的模制组件的片材，然后可以将其单独切割、铣削、冲压或以其他方式分离。
切割过程
在从模制工具112移除模制预成型件之后，可以从模制预成型件切割、铣削、冲压或以其他方式分离多个模制组件。在一些实施例中，被迫进入到环形腔126中的树脂130和纤维132形成多个衬套或轴承的筒体，而模制预成型件的其余部分代表多个衬套或轴承的连接凸缘部分。因此，独立凸缘可以从模制预成型件的凸缘部分径向切割、铣削、冲压或以其他方式分离，以形成多个独立衬套或轴承。应当理解，本文所公开的模制过程提供用于凸缘衬套或轴承的批量生产，其中可以一次模制多个衬套或轴承，并且然后在模制之后切割、铣削、冲压或以其他方式分离。可替代地，在其他实施例中，本文所公开的模制过程可用于形成其它组件，包括但不限于飞机或汽车组件、支架、轻质板材、工具和/或任何其它模制组件，并且本公开不并非旨在限于衬套或轴承的示例性实施例。
实例
现在参考图3示出现有技术模制组件200的横截面图。如图3所示，现有技术的模制组件包括，通过组件的筒体和凸缘具有基本平面取向的纤维。
现在参考图4A至图5B，示出根据本公开的实施例的模制组件300的一个示例性实施例的局部截面侧视图，以及模制组件400的另一示例性实施例的局部截面侧视图。如图4A和图4B所示，形成模制组件300的纤维302已经通过本文所公开的模制过程重新定向。在所示实施例中，过渡区域128中的纤维302的至少一部分已经重新定向约35度，过渡区域128为模制组件300的筒体304和凸缘306接合的区域。在替代实施例中，筒体可以为项目306，并且凸缘可以为项目304。如图5A和图5B所示，形成模制组件400的纤维402已经通过本文所公开的模制过程重新定向。在所示实施例中，过渡区域128中的纤维402的至少一部分已经重新定向超过45度，过渡区域128仍为模制组件400的筒体404和凸缘406接合的区域。此外，模制组件400还包括倒角408。然而，在其他实施例中，模制组件300、400可以分别包括圆角和/或倒角或倒圆底面(可包括互补角或半径)，以保持模制组件300、400的均匀厚度。
现在参考图6示出根据本公开的一个实施例形成模制组件的方法500的流程图。可以在块502处开始方法500：提供由设置在树脂130中的多根纤维132形成的原材料100。可以在块504处继续方法500：从原材料100切割多个层104。另外，切割层104还可以涉及在每一个层104中切割多个孔106。可以在块506继续方法500：将多个层104置于夹具中，。在一些实施例中，堆叠在夹具中的连续的层104可以包括基本上交替和/或不同的纤维取向。可以在块508处继续方法500：加热夹具中的多个层104来形成一体式预成型件124。可以在块510处继续方法500：将预成型件124置于具有多个销117和形成在模具112的每个销117与腔板118中的孔之间的环形腔126的模具112中。可以在块512处结束方法500：向预成型件124施加热量和压力以迫使预成型件124的一部分进入到环形腔126中，其中被迫进入到环形腔126中的预成型件124的部分的纤维132从第一取向被重新定向到第二取向。在一些实施例中，方法500还可以包括从模制工具112移除模制预成型件，和/或从模制预成型件切割多个模制组件300、400。在一些实施例中，被迫进入到环形腔126中的树脂130和纤维132形成多个衬套或轴承的筒体，而模制预成型件的其余部分代表多个衬套或轴承的连接凸缘部分。因此，独立凸缘可以从模制预成型件的凸缘部分径向切割、铣削、冲压或以其他方式分离，以形成多个独立衬套或轴承。
在再一些实施例中，该方法可以包括以下实施例中的一个或多个：
实施例1.一种形成组件的方法，包括：提供由设置在树脂中的多根纤维构成的预成型件；将预成型件置于模制工具中；向预成型件施加热和压力以迫使预成型件的至少一部分进入模制工具的环形腔，其中被压入环形腔的预成型件部分的纤维，被从第一取向重新定向到第二取向.
实施例2.根据实施例1所述的方法，其中树脂包括热塑性树脂或热固性树脂。
实施例3.根据实施例2所述的方法，其中热塑性树脂包括含氟聚合物、全氟聚合物、PTFE、PVF、PVDF、PCTFE、PFA、FEP、ETFE、ECTFE、PCTFE、聚芳酮(诸如PEEK、PEK或PEKK)、聚砜(诸如PPS、PPSU、PSU、PPE或PPO)，芳香族聚酰胺(例如PPA)，热塑性聚酰亚胺(诸如PEI和TPI)，或它们的任何组合。
实施例4.根据实施例2所述的方法，其中热固性树脂包括氰酸酯、环氧树脂、聚酯热固性树脂、或它们的任何组合。
实施例5.根据实施例2所述的方法，其中树脂包括聚酰亚胺树脂。
实施例6.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂通过聚酰亚胺前体在基底上沉积之后固化而形成。
实施例7.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂包括PMR-15型树脂、DMBZ型树脂或者AFR 700或800型树脂。
实施例8.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂在局部或完全固化之后发生流动。
实施例9.根据实施例5所述的方法，其中树脂为有机聚酰亚胺树脂。
实施例10.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂是聚苯并咪唑、对苯撑苯并二噁唑、聚双马来酰亚胺。
实施例11.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂是单甲酯、4，4二氨基二苯甲烷(MDA)与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物。
实施例12.根据实施例5所述的方法，其中聚酰亚胺树脂是单甲酯、2，2-二甲基联苯胺与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物。
实施例13.根据实施例1所述的方法，其中多根纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、天然纤维或合成纤维、或它们的组合。
实施例14.根据实施例1所述的方法，其中预成型件由多个层形成。
实施例15.根据实施例14所述的方法，其中多个层包括热塑性单轴带或在热塑性层之间嵌有长纤维或短纤维的热塑性层。
实施例16.根据实施例14所述的方法，进一步包括切割多个层。
实施例17.根据实施例16所述的方法，其中切割多个层进一步包括在多个层的每一个中冲压孔阵列。
实施例18.根据实施例14至17中任一项所述的方法，进一步包括：将层堆叠在夹具中，其中连续的层以不同的切割取向堆叠在夹具中。
实施例19.根据实施例18所述的方法，进一步包括：使夹具中的多个堆叠的层经受固化过程以形成预成型件。
实施例20.根据实施例1或实施例19所述的方法，进一步包括：向预成型件施加压力和热量。
实施例21.根据实施例20所述的方法，其中向预成型件施加热量使得树脂至少部分熔化，并且其中向预成型件施加压力迫使纤维的至少一部分和至少部分熔化的树脂进入到模制工具的环形腔中。
实施例22.根据实施例21所述的方法，其中被迫进入到环形腔中的纤维的部分，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例23.根据实施例22所述的方法，其中被迫进入到环形腔中的纤维的至少一部分以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度、至少75度或至少90度，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例24.根据实施例23所述的方法，进一步包括：从模制工具中移除预成型件；以及从预成型件切割多个组件。
实施例25.根据实施例24所述的方法，其中从预成型件切割多个组件需要径向切掉多个衬套或轴承中的每一个的凸缘。
实施例26.根据实施例25所述的方法，其中多个衬套或轴承中的每一个包括从多个衬套或轴承中的每一个的凸缘轴向延伸的筒体。
实施例27.根据实施例26所述的方法，其中多个衬套或轴承中的每一个包括来自凸缘与筒体之间的过渡区域。
实施例28.根据实施例27所述的方法，其中过渡区域中的纤维以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度或至少75度，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例29.根据实施例1所述的方法，其中组件包括凸缘和从凸缘轴向延伸的筒体，其中组件的筒体形成在环形腔中。
实施例30.一种形成组件的方法，该方法包括：提供由设置在树脂中的多根纤维形成的原材料；切割原材料的多个层；将多个层置于夹具中；加热夹具中的多个层以形成一体式预成型件；将预成型件置于模制工具中，该模制工具具有多个销和在每个销与模制工具的腔板之间形成的环形腔；以及向预成型件施加热量和压力以迫使预成型件的一部分进入到环形腔中，其中被迫进入到环形腔中的预成型件的部分的纤维，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例31.根据实施例30所述的方法，其中树脂包括热塑性树脂。
实施例32.根据实施例31所述的方法，其中树脂包括聚酰亚胺树脂。
实施例33.根据实施例32所述的方法，其中树脂为有机聚酰亚胺树脂。
实施例34.根据实施例30所述的方法，其中多根纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、天然纤维或合成纤维、或它们的组合。
实施例35.根据实施例30至34中任一项所述的方法，进一步包括：将层堆叠在夹具中，其中连续的层以不同的切割取向堆叠在夹具中。
实施例36.根据实施例35所述的方法，进一步包括：使夹具中的多个堆叠的层经受固化过程以形成预成型件。
实施例37.根据实施例30或实施例36所述的方法，进一步包括：向预成型件施加热量和压力。
实施例38.根据实施例37所述的方法，其中向预成型件施加热量使得树脂至少部分熔化，并且其中向预成型件施加压力迫使纤维的至少一部分和至少部分熔化的树脂进入到模制工具的环形腔中。
实施例39.根据实施例38所述的方法，其中被迫进入到环形腔中的纤维，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例40.根据实施例39所述的方法，其中被迫进入到环形腔中的纤维的至少一部分以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度、至少75或至少90度，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例41.根据实施例40所述的方法，进一步包括：从模制工具中移除预成型件；以及从预成型件切割多个组件。
实施例42.根据实施例41所述的方法，其中从预成型件切割多个组件需要径向切掉多个衬套或轴承中的每一个的凸缘。
实施例43.根据实施例42所述的方法，其中第一特征包括从多个衬套或轴承中的每一个的凸缘轴向延伸的筒体。
实施例44.根据实施例43所述的方法，其中多个衬套或轴承中的每一个包括在凸缘与筒体之间的过渡区域。
实施例45.根据实施例44所述的方法，其中过渡区域中的纤维以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度或至少75度，被从第一取向重新定向到第二取向。
实施例46.根据实施例23、40或实施例45所述的方法，其中环形腔各自包括第一部分和第二部分，其中当预成型件置于模制工具中时，第二部分是空的并且预成型件占据第一部分，并且其中用模制工具的冲压块向预成型件的至少一部分施加压力，迫使纤维的至少一部分和至少部分熔化的树脂进入到第二部分中。
该书面描述使用包括最佳模式的实例来说明所述实施例，并且还使本领域的普通技术人员能够实现和使用本发明。本专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。这些其他实例，如果它们具有与权利要求书的书面语言并无差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的书面语言并无实质性区别的等价结构元件，则它们意图在权利要求书的范围内。
需注意，并非所有上述一般说明或实例中的行为都是必需的，可能不一定需要具体行为的一部分，并且除描述的那些行为外，还可执行一个或多个进一步的行为。此外，所列行为的次序不一定是它们所执行的次序。
在上述说明书中，参考具体实施例描述了这些概念。然而，本领域普通技术人员理解，可以在不脱离下面权利要求书所述的本发明的范围的情况下进行各种修改和变化。因此，说明书和附图被视为例示性的而非限制性的，并且所有这些修改都将被包括在本发明的范围内。
如本文所用，术语″由...构成″、"包括″、"包含″、"具有″、"有″或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的工艺、方法、物件或装置不一定仅限于相应的特征，而是可包括没有明确列出或这类工艺、方法、物件或装置所固有的其他特征。此外，除非另有明确说明，否则"或″是指包括性的"或″而非排他性的″或″。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。
而且，使用″一个″或″一种″来描述本文所述的要素和组分。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数。
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。
在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，本文中为清楚起见而在单独实施例的上下文中描述的某些特征，也可在单个实施例中以组合的方式来提供。相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供，或以任何子组合的方式来提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。
Claims (15)
1.一种形成组件的方法，所述方法包括：
提供由设置在树脂中的多根纤维构成的预成型件；
将所述预成型件置于模制工具中；以及
向所述预成型件施加热量和压力，以迫使所述预成型件的至少一部分进入到所述模制工具的至少一个环形腔中，其中被迫进入到所述至少一个环形腔中的所述预成型件的所述一部分的所述纤维被从第一取向重新定向到第二取向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述树脂包括聚酰亚胺树脂。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述聚酰亚胺树脂包括有机聚酰亚胺树脂，PMR-15型树脂，DMBZ型树脂，AFR 700或800型树脂，聚苯并咪唑，聚对苯撑苯并二噁唑，聚双马来酰亚胺，单甲酯、4，4二氨基二苯甲烷(MDA)与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物，或单甲酯、2，2-二甲基联苯胺与2，1，3-苯并噻二唑-4，7-二羟酸(BTDE)二乙酯的产物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多根纤维包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、天然纤维或合成纤维、或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预成型件由多个层形成。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：切割所述多个层，其中切割所述多个层进一步包括在所述多个层的每一个中冲压孔阵列。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：将所述层堆叠在夹具中，其中连续的层以不同取向堆叠在所述夹具中；以及使所述夹具中的多个堆叠的层经受固化过程以形成所述预成型件。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：向所述预成型件施加热量和压力，其中向所述预成型件施加所述热量使得所述树脂至少部分熔化，并且其中向所述预成型件施加压力迫使所述纤维的至少一部分和至少部分熔化的树脂的至少一部分进入到所述模制工具的所述至少一个环形腔中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中被迫进入到所述至少一个环形腔中的所述纤维的所述部分被从所述第一取向重新定向到所述第二取向。
10.根据权利要求9所述的方法，其中被迫进入到所述至少一个环形腔中的纤维的至少一部分以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度、至少75度或至少90度从所述第一取向重新定向到所述第二取向。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述模制工具移除所述预成型件；以及从所述预成型件切割至少一个组件，其中从所述预成型件切割所述至少一个组件需要径向切掉至少一个衬套或轴承的凸缘。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个衬套或轴承包括从所述至少一个衬套或轴承的所述凸缘轴向延伸的筒体，并且其中所述至少一个衬套或轴承的所述筒体形成在所述至少一个环形腔中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个衬套或轴承包括在所述凸缘与所述筒体之间的过渡区域。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述过渡区域中的所述纤维以至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少45度、至少60度或至少75度从所述第一取向重新定向到所述第二取向。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述模制工具移除所述预成型件；以及从所述预成型件切割多个组件，其中从所述预成型件切割所述多个组件需要径向切掉多个衬套或轴承中的每一个的凸缘，其中所述多个衬套或轴承中的每一个包括从所述至少一个衬套或轴承的凸缘轴向延伸的筒体，并且其中所述多个衬套或轴承中的每一个的所述筒体形成在多个环形腔的一个中。
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