CN115782246A - 用于制造航空夹层面板的方法 - Google Patents

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玛蒂尔德·德拉莫塔门迪奥拉
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Abstract

本发明涉及一种用于制造具有改进的冲击和阻尼性能的航空面板的方法，包括：a)提供至少两个干纤维垫(2)，每个干纤维垫(2)由织物材料或非卷曲织物材料制成；b)提供包括两个面的面板芯部(3)；c)将所述干纤维垫(2)铺设在所述面板芯部(3)上，所述面板芯部的每个面上铺放至少一个干纤维垫；d)在铺设之后，通过在真空下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍所述干纤维垫(2)和所述面板芯部(3)；以及e)通过在真空和温度循环下固化所述树脂(4)来获得所述夹层面板(1)。所述方法不仅适用于平坦面板，而且适用于弯曲或高度弯曲的面板，无论它们的大小和它们的芯部的形状如何。

Description

用于制造航空夹层面板的方法
技术领域
本发明属于复合材料制造领域，并且特别地，本发明涉及一种用于制造具有改进的冲击和阻尼性能的航空夹层面板的方法。该方法不仅适用于平坦面板，而且适用于弯曲或高度弯曲的面板，无论它们的大小和它们的芯部的形状如何。
所制造的夹层面板包括由织物材料和/或非卷曲织物材料制成的干纤维垫。在特定实施例中，织物材料和/或非卷曲织物材料包括干纤维，这些干纤维是回收利用的和/或重复使用的纤维。
背景技术
复合材料的面板典型地作为轻质解决方案用于航空学。在飞行器中，这些复合材料的面板通常用于底板面板、用于空气动力学整流罩(即腹部整流罩、后缘或前缘)、用于检修门或盖(例如起落架门)、以及用于其内部面板。
通常，这些面板包括夹层结构，该夹层结构由在两侧被复合片层包围的芯部形成。用于面板的特定材料取决于温度映射、为了避免与相邻部件的电偶腐蚀的腐蚀约束、以及预期安装位置的所需强度。使用预浸渍的CFRP(碳纤维增强聚合物)或GFRP(玻璃纤维增强聚合物)，并且为了提高相互粘附，可以在片层与芯部之间的界面处放置粘附层。这是重要的，因为存在于预浸渍片层中的树脂被认为不足以在片层与芯部界面处产生良好的弯月面。
蜂窝芯部是传统上因为它们的低树脂流动而与预浸渍材料一起使用的解决方案，该低树脂流动在一些情况下阻止树脂进入蜂窝的开孔。对于使用干纤维技术的面板，也可以使用闭孔泡沫芯部。
现有的制造过程是手动过程。零件中使用的所有材料和制造过程期间使用的辅助材料都是手工放置并适配成不同的几何形状。
因此，工业中需要一种简单、快速、可靠和有效的面板制造过程，该面板制造过程可以广泛应用而不管预期的几何形状如何，同时确保其机械特性的改进。
发明内容
本发明通过具有以下特征的用于制造夹层面板的方法提供了上述问题的解决方案。在下文中，进一步限定了本发明的优选实施例。
在第一发明方面，本发明提供了一种用于制造夹层面板的方法，所述方法包括：
a)提供至少两个干纤维垫，每个干纤维垫由织物材料或非卷曲织物材料制成；
b)提供包括两个面的面板芯部；
c)将干纤维垫铺设在面板芯部上，面板芯部的每个面上铺放至少一个干纤维垫；
d)通过在真空下的树脂灌注过程用树脂浸渍一旦被铺设的干纤维垫和面板芯部；以及
e)通过在真空和温度循环下固化树脂来获得夹层面板。
本方法是一种使用织物材料和/或非卷曲织物材料通过树脂灌注过程来生产夹层面板的新的自动化方法。
特别地，本方法提供至少两个干纤维垫，每个干纤维垫由织物材料或非卷曲织物材料制成。
在整个文件中，术语“垫”将被理解为片层。
根据本发明，由织物材料制成的垫提供了织造干纤维垫，而由非卷曲织物材料制成的垫提供了非织造干纤维垫。
在实施例中，织物或非卷曲织物材料的干纤维是碳纤维或玻璃纤维或两者的组合。
在特定实施例中，由织物材料或非卷曲织物材料制成的垫包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。将这些提到的回收利用的干纤维混合，从而形成具有2D各向同性且无优选纤维取向的薄织造或非织造干纤维垫，即，符合干纤维垫的这些回收利用的干纤维未对齐。干纤维垫的回收利用的干纤维的未对齐必须理解为回收利用的干纤维没有沿任何特定方向对齐，而是它们在X方向、Y方向和Z方向上改变了它们的对齐。有利地，这种由在织物或非卷曲织物材料内具有不同取向的回收利用的干纤维制成的干纤维垫比现有技术中用于面板的当前织物更能抵抗低能量冲击。在本文件中，所提到的由在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维制成的织物或非卷曲织物材料将被称为“未对齐纤维织物材料”。
在实施例中，回收利用的干纤维是回收利用的碳纤维和/或回收利用的玻璃纤维。回收利用的干纤维将被理解为从先前使用的固化部件或重复使用的废弃干织物材料中获得的干纤维。碳纤维和/或玻璃纤维的第二次生命出于环境原因是关键的，并且也提供了低成本材料。将回收利用的纤维用于干纤维垫的优点是废弃的纤维用于生产新的功能齐全的部件。此外，对于容易受到冲击的面板，与其他织物材料或非卷曲织物材料相比，干纤维取向的变化加上机械特性的各向同性得到改进的性能。相比之下，由织物材料和非卷曲织物材料(具有非回收利用的纤维)制成的干纤维垫各自根据预先确定的预定义的取向进行层压。
在特定实施例中，至少一个干纤维垫的织物材料和/或非卷曲织物材料包括回收利用的干纤维，并且另一个干纤维垫的织物材料和/或非卷曲织物材料包括未经加工的干纤维。未经加工的干纤维必须理解为非回收利用的纤维或以前未使用过的纤维。如上所述，回收利用的干纤维形成无优选纤维取向的织造或非织造干纤维垫，即，符合干纤维垫的织物材料和/或非卷曲织物材料的回收利用的干纤维未对齐。
所使用的干纤维垫的厚度取决于每平方米使用的纤维的量。因此，所述厚度可以根据垫的密度进行调整。在树脂浸渍或施加任何真空之前，干纤维垫的厚度的优选值在0.1毫米至50毫米的范围内。
此外，干纤维的长度的优选值在5毫米至50毫米的范围内；然而，根据回收利用的纤维或所使用的织物材料，也可以使用长度更长的干纤维。
根据步骤b)，本方法提供包括两个面的面板芯部。在仅具有两个干纤维垫的实施例中，将每个干纤维垫放置在面板芯部(或简称为芯部)的不同面上，即，根据步骤c)，将两个干纤维垫各自铺设在面板芯部的一个面上。在具有不止两个干纤维垫的实施例中，将至少一个干纤维垫放置在面板芯部的每个面上，并且可以将若干干纤维垫放置在面板芯部的面中的一个或两个面上。
接下来，该方法提供树脂灌注的步骤d)，用于用树脂浸渍干纤维垫，使得所述干纤维垫由于树脂而粘合到面板芯部。特别地，该树脂灌注过程是在真空条件下进行的。
最后，在所提到的树脂灌注过程之后，执行固化树脂的步骤e)，以获得夹层面板。该固化步骤特别地至少在真空和温度循环下执行。使浸渍有树脂的至少两个干纤维垫和面板芯部经受其中施加温度、压力和/或真空的固化循环达预定时间。
干纤维垫的悬垂性对于复杂的面板芯部几何形状来说是巨大的优点。因此，上述过程对以下各项的制造有效：
-平坦的、弯曲的或高度弯曲的面板，
-具有任何类型的芯部形状的面板，
-任何面板大小，
-具有不止一个独特面板芯部的面板，
-包括与面板芯部结合的大单片区域的面板，
-具有任何材料/密度/强度的面板芯部的面板，以及
-包括任何附加材料(即雷击网或箔)的面板。
本制造方法的另一个优点是用于干纤维垫的干纤维不需要特殊的储存条件。此外，该方法通常不需要使用高压釜、提供具有全水密结构的面板、减少或甚至消除了由使用在根据现有技术的面板结构的生产期间所使用的标准真空产生的缺陷(即芯部压坏)。
此外，这些织物材料和非卷曲织物材料特别耐损坏，因此它们也可以用于意在定位在飞行器的底板中的夹层面板，因为这些夹层面板由于日常使用而容易损坏(例如急驰、手推车......)。此外，腹部整流罩面板和护壁面板是优选应用，因为这些部件容易经受损坏。
在特定实施例中，利用本方法制造的夹层面板意在用于飞行器机舱，并且由于安全限制，纤维的长度大于5毫米，并且用于树脂灌注的树脂的材料满足火灾、烟雾和毒性要求。
在特定实施例中，在步骤e)之后，该方法进一步包括将自动粘附弹性体膜粘合在夹层面板的外表面上的步骤。为了进一步改进面板的冲击和阻尼性能，可以通过在固化过程期间修改夹层面板的外表面来改进该夹层面板的外表面。具体地，这种改进是借助粘合在夹层面板的外表面上的自动粘附弹性体膜实现的，该夹层面板例如意在形成飞行器的底板。
在特定实施例中，在步骤c)之前，该方法进一步包括：
-沿至少一个干纤维垫的厚度的一部分用弹性体材料浸渍该至少一个干纤维垫；以及
-借助硫化过程固化弹性体材料与至少一个干纤维垫；
并且在步骤c)中，将具有固化的弹性体材料的至少一个干纤维垫作为夹层面板的外片层铺设在面板芯部的一个面上，其中弹性体材料对应于夹层面板的外表面。
在该实施例中，通过在灌注过程之前修改夹层面板的外片层来改进夹层面板的外表面。特别地，弹性体材料部分地浸渍一个干纤维垫；即，弹性体材料仅浸渍干纤维垫厚度的一部分，同时干纤维垫厚度的另一部分保持未浸渍。在其中该干纤维垫由未对齐的纤维织物材料制成的特定实施例中，纤维的一部分被截留在弹性体材料内部。
一旦浸渍，就硫化弹性体材料，以便固化弹性体材料与干纤维垫。接下来，在本面板制造过程期间，根据步骤c)将由干纤维垫和固化的弹性体材料形成的结构铺设在面板芯部的一个面上，将干纤维垫的用弹性体材料浸渍的部分定位为夹层面板的外表面。最后，在步骤d)中的灌注过程期间，树脂进一步浸渍干纤维垫的没有用所述弹性体材料浸渍的部分以及面板芯部。
在浸渍和硫化过程期间进行将干纤维垫固定到弹性体材料中。一旦至少具有弹性体材料的干纤维垫、已经提供的另一个干纤维垫和面板芯部固化，弹性体材料将不会从干纤维垫脱离，因为纤维在弹性体材料与该干纤维垫之间形成物理固定。因此，弹性体材料不太可能从面板脱离。
此外，为了提高纤维与弹性体材料之间的粘附，可以通过施胶、树脂浸渍和/或粘合剂施加等修改干纤维垫的表面，以提高干纤维垫与弹性体材料之间的相容性，而不会不利地影响干纤维垫与步骤d)中用于树脂灌注过程的树脂之间的后续相容性。
将弹性体材料定位为夹层面板的外表面；例如，以配置意在形成飞行器的底板的夹层面板的表面。
这种用弹性体材料对干纤维垫进行部分浸渍实现了夹层面板的冲击和噪声阻尼性能的改进。即使在弹性体材料与复合材料(指由固化的面板芯部与干纤维垫一起形成的组)脱粘的不太可能的情况下，仍保持所述冲击和阻尼性能。
在实施例中，用弹性体材料浸渍干纤维垫的厚度的基本上一半。
在实施例中，在用弹性体材料浸渍之前和/或在粘合自动粘附弹性体膜之前，该方法进一步包括将增强和/或保护膜添加到弹性体材料的外侧和/或自动粘附弹性体膜的外侧。
这种增强和/或保护膜允许在制造后改进夹层面板的阻尼和/或抗冲击特性。弹性体材料或自动粘附弹性体膜的外侧对应于成品夹层面板的外部(或外)表面。
在更特定的实施例中，保护膜是聚四氟乙烯(PTFE)层，该聚四氟乙烯层在弹性体材料层或自动粘附弹性体膜保留在夹层面板的外侧上并且可能经受摩擦的情况下提供较好的抗侵蚀特性。聚四氟乙烯层允许夹层面板表面上的较容易滑动，从而减少该夹层面板表面的侵蚀。
在另一个实施例中，保护膜是一层浸渍有弹性体材料的聚酯织物(其被称为“低摩擦处理”)，同样提供抗撕裂、抗侵蚀并且还促进滑动。
作为增强材料，可以使用玻璃纤维织物或其他材料来代替聚酯织物。
聚四氟乙烯层需要化学处理以很好地粘附到弹性体材料，然后与弹性体材料一起硫化。而浸渍有弹性体材料或自动粘附弹性体膜的聚酯或玻璃纤维织物层在不需要化学处理的情况下与弹性体材料一起硫化。
在特定实施例中，步骤a)包括提供至少一个附加的干纤维垫，并且在步骤c)之前，该方法包括：
-沿两个干纤维垫的厚度的一部分，用弹性体材料浸渍所述两个干纤维垫的邻近表面；以及
-借助硫化过程固化弹性体材料与所述两个干纤维垫；
其中，在步骤c)中，将具有固化的弹性体材料的两个干纤维垫作为夹层面板的外片层铺设在面板芯部的一个面上。
在该实施例中，通过在根据步骤d)的灌注过程之前修改夹层面板的外片层来改进夹层面板的外表面。
特别地，弹性体材料部分地浸渍两个干纤维垫的邻近表面；即，弹性体材料仅浸渍两个不同干纤维垫的厚度的一部分，同时两个不同干纤维垫的厚度的其他部分保持没有弹性体材料浸渍。在其中干纤维垫由未对齐的纤维织物材料制成的特定实施例中，这些纤维的一部分被截留在弹性体材料内部。
将干纤维垫的浸渍部分彼此邻近放置，然后将弹性体材料硫化以固化干纤维垫与弹性体材料。接下来，在根据步骤c)的面板制造过程期间，将由干纤维垫和固化的弹性体材料形成的结构铺设在面板芯部的一侧上，从而形成所述夹层面板的外片层或表面，而将另一个干纤维垫铺设在面板芯部的另一侧上。最后，在根据步骤d)的灌注过程期间，树脂浸渍干纤维垫的没有用弹性体材料浸渍的厚度以及面板芯部，并且还浸渍另一个干纤维垫以及面板芯部。
在浸渍和硫化过程期间进行将干纤维垫固定到弹性体材料中。一旦用弹性体材料浸渍的干纤维垫固化，弹性体材料将不会从干纤维垫脱离，因为纤维在弹性体材料与这些干纤维垫之间形成物理固定。因此，弹性体材料不太可能从夹层面板脱离。
这种用弹性体材料对垫进行部分浸渍实现了面板的冲击和噪声阻尼性能的改进。即使在弹性体材料与面板(特别是与干纤维垫)脱粘的不太可能的情况下，仍保持所述冲击和阻尼性能。
此外，弹性体材料也可以按一定百分比从其他行业回收利用。
在实施例中，用弹性体材料浸渍干纤维垫的厚度的基本上一半。
在特定实施例中，用弹性体材料浸渍和/或粘合自动粘附弹性体膜借助压延过程或橡胶传递成型过程执行。
压延过程将被理解为将薄弹性体材料层施加到干纤维垫。该弹性体材料层在被施加到干纤维垫之前在高的温度和压力处通过压延机辊之间以获得期望的厚度。在本发明的上下文中，在所述压延过程期间，用弹性体材料浸渍至少一个干织物垫。
在压延过程期间，弹性体材料借助由压延机辊施加的压力和热部分地浸渍干纤维垫。在压延过程之后，使浸渍的干纤维垫与弹性体材料经受硫化过程以固化所述弹性体材料与干纤维垫。
在实施例中，加热过程通过外部装置(比如辐射加热器)进行。在替代性实施例中，弹性体材料包括弹性体基体和导电颗粒和/或纤维，并且加热过程使用电磁加热系统或紫外线加热系统来进行，以使干纤维垫与弹性体材料均匀固化。
在优选实施例中，为了促进干纤维垫的浸渍，材料和压延机辊刚好在压延过程本身之前被预加热。
在优选实施例中，压延机辊具有不均匀的表面(该不均匀的表面为例如具有突起的表面)，以迫使干纤维垫进入弹性体材料中。
如果使用硅橡胶作为弹性体材料，则优选地在150℃至200℃之间进行硫化过程。替代性地，在使用聚氨酯作为弹性体材料的情况下，优选地在100℃至130℃之间进行硫化过程。
根据要施加的弹性体材料的厚度，使用压延过程或橡胶传递成型过程。也就是说，对于较小厚度的弹性体材料，优选使用压延过程，而对于较大厚度的弹性体材料，优选使用橡胶传递成型过程。
根据本夹层面板的具体应用，可以在压延过程之前将增强/保护膜添加到弹性体材料的外侧，以提高阻尼和/或抗冲击特性。
在夹层面板的最终应用是用于内部(比如飞行器机舱)的示例中，弹性体材料优选地包括弹性体基体和阻滞剂。这有利地确保符合可燃性、烟雾和毒性要求。
在实施例中，在用弹性体材料浸渍之前，该方法包括添加嵌入弹性体材料中的增强织物。
增强织物在制造后改进夹层面板的阻尼和/或抗冲击特性。此外，嵌入弹性体材料中的增强织物也提供了抗撕裂特性。
通过下述过程来执行提供嵌入弹性体材料中的增强织物：通过使用通过压缩和热工作的辊的压延过程来用弹性体材料预浸渍增强织物。一旦进行了增强织物的预浸渍，就获得了可以用于浸渍干纤维垫的增强的弹性体材料。为了用增强的弹性体材料浸渍干纤维垫，可以执行随后的压延过程以将增强的弹性体材料嵌入干纤维垫，然后该干纤维垫也将用作增强材料。在预浸渍之后，执行硫化过程以固化增强的弹性体材料与干纤维垫。
在实施例中，弹性体材料和/或自动粘附弹性体膜选自以下各项的组：
-具有低可燃性特性的硅橡胶；
-具有低可燃性特性的原始硅橡胶和预定百分比的回收利用的硅橡胶的熔融混合物；
-具有预定浓度硅氧烷化合物的聚氨酯橡胶；
-具有预定浓度硅氧烷化合物的原始聚氨酯橡胶和预定百分比的回收利用的聚氨酯橡胶的熔融混合物；
-与阻滞剂和/或与导电颗粒和/或导电纤维结合的前述项中的一项。
在实施例中，一个或几个来自：设定干纤维垫与弹性体材料之间的比例、干纤维垫的密度、压力、温度、以及干纤维垫的纤维的最小长度，以优化用弹性体材料对干纤维垫的浸渍。
在其中弹性体材料是两种或更多种组分的混合物(比如原始橡胶和回收利用的橡胶的混合物或者聚氨酯橡胶和硅氧烷化合物的混合物)的实施例中，设定至少一种组分的比例以优化用弹性体材料对干纤维垫的浸渍。
在实施例中，弹性体材料的成分和/或上述参数中的任何参数是基于剥离强度比较试验来设定的，以确定弹性体材料最好地粘附到干纤维垫的条件。
干纤维垫的纤维的最小长度定义为在硫化过程之后获得用弹性体材料对干纤维垫的适当浸渍和实现所述纤维在弹性体材料中的适当固定所需的长度。
根据实施例，根据干纤维垫的密度和所使用的弹性体材料的厚度来设定该最小长度。例如，5毫米最小长度用于2毫米弹性体膜。
在实施例中，该方法包括修改至少一个干纤维垫的表面。
在实施例中，该方法进一步包括将弹性体材料和/或自动粘附弹性体膜缝合到至少一个干纤维垫。
该缝合过程(该缝合过程可以针对弹性体材料(至少部分地)浸渍由回收利用的干纤维制成的干纤维垫的任何实施例执行)允许改进用弹性体材料浸渍并被固化的干纤维垫的可处理性。
在实施例中，该方法进一步包括，在步骤c)之前，在至少一个干纤维垫的至少一个表面上应用缝合过程和/或粘合剂。
为了确保干纤维垫的均匀厚度和用弹性体材料浸渍并被固化的干纤维垫的可处理性，在该实施例中，在所述干纤维垫的表面上应用缝合过程和/或粘合剂以促进其在步骤c)上铺设时的定位。
在实施例中，在步骤b)中，所提供的面板芯部包括泡沫芯部或蜂窝芯部。
在实施例中，所提供的面板芯部包括：具有蜂窝孔的蜂窝芯部；以及在所述蜂窝芯部的两侧上的、从内部到外部的可固化粘附层和无定形热塑性膜。在本实施例中，在步骤d)之前，该方法进一步包括：
-将面板芯部限制在气密空间中；
-在所述气密空间中产生真空，并随后至少部分地固化粘附层，使得蜂窝芯部的蜂窝孔在它们被至少部分地固化的粘附层和无定形热塑性膜密封之前，至少部分地被排空。
在该实施例中，所提供的面板芯部包括具有蜂窝孔的蜂窝芯部以及在蜂窝芯部的每一侧的可固化粘附层和无定形热塑性膜。该方法还包括将所述面板芯部布置在气密空间中并在气密空间中产生真空。
以这种方式，至少部分地排空蜂窝孔，然后，通过固化粘附层和无定形热塑性膜来密封这些蜂窝孔。由于这种密封，防止树脂在根据步骤d)灌注时进入蜂窝芯部孔。
在实施例中，在步骤d)之前，该方法进一步包括将至少两个干纤维垫和面板芯部布置在单侧模具上并通过在模具上布置真空片来将所述模具限制在气密空间中。
在该实施例中，在用树脂灌注之前，将干纤维垫和面板芯部布置在单侧模具上。所述模具被限制在气密空间中，在该模具上布置真空片。
在提供如前述实施例中所述的面板芯部的面板芯部的情况下，粘附层在真空下的固化可以在将干纤维垫铺设在面板芯部的两侧上的步骤c)之前部分或完全地执行。然后，在施加真空之前将干纤维垫和面板芯部的组布置在模具中。接下来，完成粘附层和无定形热塑性膜的固化(如果需要)，以密封面板芯部，最后，用树脂浸渍所述组，然后在真空下固化该树脂。
本说明书(包括权利要求、描述和附图)中描述的所有特征和/或所描述的方法的所有步骤可以以任何组合进行组合，除了这些互斥的特征和/或步骤的组合。
附图说明
参考附图，鉴于本发明的详细描述，将清楚地理解本发明的这些和其他特性和优点，这些特征和优点从本发明的仅作为示例给出并且并不受其所限的优选实施例中变得显而易见。
图1中的a至c这些图示出了根据本发明的实施例的用于制造面板的方法的步骤的示意图。
图2a至图2d这些图示出了根据本发明的另一实施例的用于制造面板的方法的步骤的示意图。
图3该图示出了通过根据本发明的另一实施例的方法获得的面板的示意图。
图4a至图4b这些图示出了根据本发明的实施例的用于制造面板的方法的步骤的示意图。
图5该图示出了根据本发明的实施例的压延过程的示意图。
图6该图示出了根据本发明的实施例的弹性体材料浸渍过程的示意图。
图7该图示出了根据本发明的实施例的具有蜂窝芯部的夹层面板的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于制造与现有技术的解决方案相比具有改进的能力的航空夹层面板、特别是具有改进的冲击和阻尼性能的夹层面板的方法。
该方法至少包括以下步骤：
a)提供至少两个干纤维垫(2)，每个干纤维垫(2)由以下材料制成：织物材料或非卷曲织物材料；
b)提供包括两个面的面板芯部(3)；
c)将两个干纤维垫(2)各自铺设在面板芯部(3)的一个面上；
d)在铺设之后，通过在真空下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍干纤维垫(2)和面板芯部(3)；以及
e)通过在真空和温度循环下固化树脂(4)来获得夹层面板(1)。
图1中的a至b示出了本方法遵循以获得根据实施例的夹层面板(1)的制造步骤中的一些制造步骤。特别地，图1中的a示出了根据上述方法的步骤a)的提供两个干纤维垫(2)和根据上述方法的步骤b)的提供面板芯部(3)。优选地，干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括碳纤维和/或玻璃纤维。优选地，面板芯部(3)包括泡沫芯部或蜂窝芯部。该方法包括将两个干纤维垫(2)各自铺设在面板芯部(3)的一个面上，如图1中的b所示。一旦将干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的每个面上，就通过在真空条件下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍干纤维垫(2)和面板芯部(3)。该树脂浸渍对应于该方法的步骤d)，并在图1中的c中示出。在步骤d)之后，根据本方法的步骤e)在真空和温度循环下固化全部浸渍在树脂(4)中的干纤维垫(2)和面板芯部(3)的组，以获得夹层面板(1)。
在特定示例中，干纤维垫(2)中的一个或两个干纤维垫的织物材料和/或非卷曲织物材料包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。
在特定示例中，在步骤e)之后，该方法进一步包括将自动粘附弹性体膜粘合在夹层面板(1)的外表面上的步骤。
根据另一个实施例，图2a至图2d示出了本方法的制造步骤中的一些制造步骤。图2a示出了提供弹性体材料(5)。在步骤c)之前，该方法进一步包括沿至少一个干纤维垫(2)的厚度的一部分用弹性体材料(5)浸渍该至少一个干纤维垫，以及固化弹性体材料(5)与干纤维垫(2)。图2b中示出了用弹性体材料(5)浸渍干纤维垫(2)。使用硫化过程固化干纤维垫(2)与弹性体材料(5)。
一旦干纤维垫(2)与弹性体材料(5)固化，然后就将具有固化的弹性体材料的干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的一个面上，使得弹性体材料(5)布置在夹层面板(1)的外侧。图2c示出了将具有固化的弹性体材料(5)的干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的一个面上以及将另一个干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的另一个面上的步骤c)。一旦将干纤维垫(2)(具有弹性体材料(5)的干纤维垫和不具有弹性体材料的干纤维垫)各自铺设在面板芯部(3)的一个面上，就根据步骤d)通过在真空条件下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍图2c所示的组(如图2d所示)。最后，在步骤d)之后，根据本方法的步骤e)在真空和温度循环下固化全部浸渍在树脂(4)中的具有固化的浸渍弹性体材料(5)的干纤维垫(2)、另一个纤维垫(2)和面板芯部(3)的组，以获得夹层面板(1)。根据该实施例获得的夹层面板(1)包括弹性体材料(5)作为夹层面板(1)的外表面。
在实施例中，用弹性体材料(5)浸渍的干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。
图3示出了通过根据本发明的实施例的方法获得的夹层面板(1)。根据该实施例，步骤a)包括提供多个干纤维垫(2)。特别地，该图所示的夹层面板(1)包括三个干纤维垫(2)。如图2b所示，在步骤c)之前用弹性体材料(5)浸渍干纤维垫(2)中的一个干纤维垫。在本实施例的步骤c)中，将干纤维垫(2)中定位成与前一个干纤维垫邻近并且没有弹性体材料(5)的第一另一个干纤维垫铺设在面板芯部(3)的一个面上，然后将先前与弹性体材料(5)固化的干纤维垫(2)铺设在已经铺设在面板芯部(3)的一个面上的干纤维垫(2)上。此外，还将第三干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的另一个面上。根据步骤d)通过在真空条件下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍如图3所示的该组。最后，在步骤d)之后，根据本方法的步骤e)在真空和温度循环下固化全部浸渍在树脂(4)中的三个干纤维垫(2)和面板芯部(3)的组，以获得夹层面板(1)。
在实施例中，用弹性体材料(5)浸渍的干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。
图4a至图4b示出了根据实施例的本方法的制造步骤中的一些制造步骤。在步骤c)之前，该方法包括沿两个干纤维垫(2)的厚度的一部分用弹性体材料(5)浸渍所述两个干纤维垫(2)的邻近表面，以及通过硫化过程固化弹性体材料(5)与两个干纤维垫(2)。用弹性体材料(5)浸渍的这两个干纤维垫(2)在图4a中示出。一旦干纤维垫(2)与弹性体材料(5)固化，然后就将具有固化的弹性体材料的干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的一个面上作为夹层面板(1)的外片层。图4b示出了将具有固化的弹性体材料(5)的干纤维垫(2)铺设在面板芯部(3)的一个面上的步骤c)。图4b还示出了铺设在面板芯部(3)的另一个面上的第三干纤维垫(2)。一旦将具有固化的弹性体材料(5)的干纤维垫(2)和不具有固化的弹性体材料的干纤维垫铺设在面板芯部(3)的两侧，就根据步骤d)通过在真空条件下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍如图4b所示的该组。最后，在步骤d)之后，根据本方法的步骤e)在真空和温度循环下固化全部浸渍在树脂(4)中的具有固化的浸渍弹性体材料(5)的干纤维垫(2)、不具有弹性体材料的干纤维垫(2)和面板芯部(3)的组，以获得夹层面板(1)。
在实施例中，用弹性体材料(5)浸渍的干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。
在实施例中，弹性体材料(5)选自以下各项的组：具有低可燃性特性的硅橡胶；具有低可燃性特性的原始硅橡胶和预定百分比的回收利用的硅橡胶的熔融混合物；具有预定浓度硅氧烷化合物的聚氨酯橡胶；具有预定浓度硅氧烷化合物的原始聚氨酯橡胶和预定百分比的回收利用的聚氨酯橡胶的熔融混合物；或者与阻滞剂和/或与导电颗粒或导电纤维结合的前述项中的一项。
在实施例中，用弹性体材料(5)膜浸渍干纤维垫(2)是通过压延过程进行的，如图5和图6所示。在压延过程中，弹性体材料(5)借助由压延机辊(6)施加的压力和热部分地浸渍至少一个干纤维垫(2)，如图5所示。在图6所示的压延过程中，在浸渍之前通过加热装置(10)预先将热施加到弹性体材料(5)和干纤维垫(2)。
在压延过程之后，使浸渍的干纤维垫(2)经受硫化过程以固化弹性体材料(5)。特别地，如果使用硅橡胶作为弹性体材料(5)，则在150℃至200℃之间执行硫化过程，或者如果使用聚氨酯作为弹性体材料(5)，则在100℃至130℃之间执行硫化过程。
优选地，为了促进干纤维垫(2)的弹性体浸渍，干纤维垫(2)、弹性体材料(5)和压延机辊(6)刚好在压延过程开始之前被加预加热。在特定示例中，通过外部加热装置(比如辐射加热器)或通过在弹性体材料(5)中包括电阻式纤维或颗粒来执行加热步骤。
为了改进压延过程，压延机辊(6)可以具有不均匀的表面(该不均匀的表面比如具有突起)以迫使干纤维垫(2)进入弹性体材料(5)中。
此外，如果需要浸渍较厚的弹性体材料，则执行称为橡胶传递成型过程的替代性过程。
在特定示例中，根据图2a至图4所示的实施例，在用弹性体材料(5)浸渍之前，该方法进一步包括添加嵌入弹性体材料(5)中的增强织物。
在另一个特定示例中，该方法进一步包括将弹性体材料(5)缝合到干纤维垫(2)中的至少一个干纤维垫。
此外，在步骤c)之前，该方法可以进一步包括在干纤维垫(2)的至少一个表面上应用缝合过程和/或粘合剂。
在特定示例中，在根据图2和图3所示的实施例用弹性体材料(5)浸渍之前，该方法进一步包括将增强和/或保护膜添加到弹性体材料(5)的外侧(5.1)。在这个意义上，根据图2a和图3提供的弹性体材料(5)在其外侧(5.1)上包括增强和/或保护膜。
在根据图1所示的实施例的特定示例中，在步骤e)之后，该方法进一步包括在夹层面板(1)的外表面上粘合自动粘附弹性体膜的步骤以及将保护膜添加到弹性体膜的外侧(5.1)的步骤。
尽管已经在前面的实施例中描述了提供一个或两个干纤维垫，但是将理解，可以在面板芯部的一侧或两侧上提供不止两个干纤维垫。
图7示出了包括面板芯部(3)的夹层面板(1)，该面板芯部包括蜂窝芯部。特别地，图7示出了具有蜂窝孔的蜂窝芯部(9)，以及在所述蜂窝芯部的两侧的、从内部到外部的：底部和顶部可固化粘附层(7)以及底部和顶部无定形热塑性膜(8)。根据该图7，该方法在步骤d)之前进一步包括以下步骤：
-将面板芯部(3)限制在气密空间中；以及
-在所述气密空间中产生真空，并随后至少部分地固化粘附层(7)，使得蜂窝芯部(9)的蜂窝孔在被至少部分地固化的粘附层(7)和无定形热塑性膜(8)密封之前，至少部分地排空。
出于示例性目的，无定形热塑性膜(8)(或很少半结晶的，即优选小于5％的结晶度)是聚氟乙烯(PVF)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯亚胺(PEI)、或聚苯硫醚(PPS)。有利地，这些无定形热塑性膜(8)进行了表面处理以提高与它们相应的粘附层(7)的粘附。
蜂窝芯部(9)优选但不限于是浸渍有酚醛树脂的六角孔聚酰胺纸。用于复合材料粘合的粘附膜(7)优选但不限于具有以下双固化温度的结构性环氧树脂：120℃和180℃固化。
在固化粘附层(7)的过程期间，执行从蜂窝芯部孔的抽气以避免空气被截留在内部。也就是说，所述蜂窝孔在它们被可固化的粘附层(7)和无定形热塑性膜(8)密封之前被至少部分地排空。因此，优选在室温处对由具有粘附层(7)和无定形热塑性膜(8)的蜂窝芯部形成的组施加一定的真空水平，以允许这样的抽气，然后逐渐施加热同时保持这样的真空。该真空水平应该是避免芯部塌陷的最大水平，该芯部塌陷是一种尤其取决于芯部几何形状、倒角斜率和芯部密度的效果。因此，夹层面板的标准真空水平典型地在200毫巴至400毫巴之间。
然后，该过程也在步骤d)之前继续，通过将至少两个干纤维垫(2)和面板芯部(3)布置在单侧模具上并通过在模具上布置真空片来将所述模具限制在气密空间中。图7示出了具有面板芯部(3)和布置在面板芯部(3)的每一侧处的多个干纤维垫(2)的夹层面板(1)。在该实施例中，设置在一侧作为夹层面板(1)的外片层的干纤维垫(2)由未对齐的纤维织物材料制成，并且已经沿其厚度的一部分浸渍有弹性体材料(5)并与弹性体材料(5)固化。这种由未对齐的纤维织物材料制成的干纤维垫(2)以虚线表示。其他干纤维垫(2)中的每个干纤维垫也可以由未对齐的纤维织物材料制成和/或可以根据预定义的取向层压。
优选地，在粘附固化与树脂灌注之间的预定时间内还施加真空，以减轻在随后的固化循环中由于高温度导致的空气膨胀。确切的时间根据芯部大小、密度和先前施加的真空水平而变化。

Claims (15)

1.-一种用于制造夹层面板(1)的方法，所述方法包括：
a)提供至少两个干纤维垫(2)，每个干纤维垫(2)由织物材料或非卷曲织物材料制成；
b)提供包括两个面的面板芯部(3)；
c)将所述干纤维垫(2)铺设在所述面板芯部(3)上，所述面板芯部的每个面上铺放至少一个干纤维垫；
d)在铺设之后，通过在真空下的树脂灌注过程用树脂(4)浸渍所述干纤维垫(2)和所述面板芯部(3)；以及
e)通过在真空和温度循环下固化所述树脂(4)来获得所述夹层面板(1)。
2.-根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括在材料内具有不同取向的回收利用的干纤维。
3.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤e)之后，所述方法进一步包括将自动粘附弹性体膜粘合在所述夹层面板(1)的外表面上的步骤。
4.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤c)之前，所述方法进一步包括：
-沿至少一个干纤维垫(2)的厚度的一部分(2.1)用弹性体材料(5)浸渍所述至少一个干纤维垫；以及
-借助硫化过程固化所述弹性体材料(5)与所述至少一个干纤维垫(2)；
其中，在步骤c)中，将具有固化的弹性体材料(5)的所述至少一个干纤维垫(2)作为所述夹层面板(1)的外片层铺设在所述面板芯部(3)的一个面上，其中所述弹性体材料(5)对应于所述夹层面板(1)的外表面。
5.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括提供至少一个附加的干纤维垫(2)，并且其中，在步骤c)之前，所述方法包括：
-沿着两个干纤维垫(2)的厚度的一部分(2.1，2.2)，用弹性体材料(5)浸渍所述两个干纤维垫(2)的邻近表面；以及
-借助硫化过程固化所述弹性体材料(5)与所述两个干纤维垫(2)；
其中，在步骤c)中，将具有固化的弹性体材料(5)的所述两个干纤维垫(2)作为所述夹层面板(1)的外片层铺设在所述面板芯部(3)的一个面上。
6.-根据权利要求3或4中任一项所述的方法，其中，在用弹性体材料(5)浸渍之前和/或在粘合自动粘附弹性体膜之前，所述方法进一步包括将增强和/或保护膜添加到所述弹性体材料(5)的外侧(5.1)和/或所述自动粘附弹性体膜的外侧。
7.-根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，在用弹性体材料(5)浸渍之前，所述方法进一步包括添加嵌入所述弹性体材料(5)中的增强织物。
8.-根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，用弹性体材料(5)浸渍和/或粘合自动粘附弹性体膜借助压延过程或橡胶传递成型过程执行。
9.-根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，所述弹性体材料(5)和/或所述自动粘附弹性体膜选自以下各项的组：
-具有低可燃性特性的硅橡胶；
-具有低可燃性特性的原始硅橡胶和预定百分比的回收利用的硅橡胶的熔融混合物；
-具有预定浓度硅氧烷化合物的聚氨酯橡胶；
-具有预定浓度硅氧烷化合物的原始聚氨酯橡胶和预定百分比的回收利用的聚氨酯橡胶的熔融混合物；
-与阻滞剂和/或与导电颗粒或导电纤维结合的前述项中的一项。
10.-根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括将所述弹性体材料(5)和/或所述自动粘附弹性体膜缝合到至少一个干纤维垫(2)。
11.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括，在步骤c)之前，在至少一个干纤维垫(2)的至少一个表面上应用缝合过程和/或粘合剂。
12.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括回收利用的干纤维，并且另一个干纤维垫(2)的织物材料和/或非卷曲织物材料包括未经加工的干纤维。
13.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤b)中，所提供的所述面板芯部(3)包括泡沫芯部或蜂窝芯部。
14.-根据权利要求13所述的方法，其中，所提供的面板芯部(3)包括：具有蜂窝孔的蜂窝芯部；以及在所述蜂窝芯部的两侧上的、从内部到外部的可固化粘附层和无定形热塑性膜；并且其中，在步骤d)之前，所述方法进一步包括：
-将所述面板芯部(3)限制在气密空间中；
-在所述气密空间中产生真空，并随后至少部分地固化所述粘附层，使得所述蜂窝芯部的所述蜂窝孔在它们被至少部分地固化的粘附层和所述无定形热塑性膜密封之前，至少部分地被排空。
15.-根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤d)之前，所述方法进一步包括：
-将至少两个干纤维垫(2)和所述面板芯部(3)布置在单侧模具上，并通过在模具上方布置真空片来将所述模具限制在气密空间中。
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