CN117320862A - 通过针织制造的预成型件、并入此类预成型件的复合材料产品和制造方法 - Google Patents

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CN117320862A CN202280021964.7A CN202280021964A CN117320862A CN 117320862 A CN117320862 A CN 117320862A CN 202280021964 A CN202280021964 A CN 202280021964A CN 117320862 A CN117320862 A CN 117320862A
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Abstract

本发明涉及通过针织制造的预固结预成型件，所述预成型件意在用于制造复合材料产品，该预成型件由包含至少一种聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线的针织织物形成，所述针织织物包含构成所述针织织物或所述预固结预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂的聚合物材料P1。本发明还涉及由此类预成型件获得的复合材料产品、涉及制造此类预成型件的方法、还涉及特别由此类预成型件制造复合材料产品的方法。

Description

通过针织制造的预成型件、并入此类预成型件的复合材料产 品和制造方法
本发明涉及通过针织制造的预成型件，所述预成型件意在制造复合材料产品，以及由此类预成型件获得的复合材料产品。本发明还涉及制造此类预成型件的方法，以及由此类预成型件制造复合材料产品的方法。
本发明中考虑的复合材料产品(或“工件”)是包含基质(通常是产品的主要成分，其中含有其它成分)的产品，所述基质特别基于聚合物材料，特别且优选本发明中的热塑性聚合物材料，该基质通过通常具有比由所述聚合物材料制造所述基质时的温度更高的熔融或降解温度(例如高于所述聚合物材料的熔融温度)的材料来增强。结合聚合物基质和增强材料的复合材料产品是公知的，并且与仅由所述聚合物材料形成的产品相比，可以实现令人感兴趣的效果或更好的性质，如在机械强度或耐腐蚀性方面改善的性质，或甚至令工件更轻质，等等。
混入基质的增强物质(或材料)可为离散元件或连续元件的形式，例如为分散在基质中的纤维的形式，或者是预先组装成织物、无纺织物、毡垫(mats)或通过纺织工艺获得的其它产品的纱线或纤维的形式，或者可为一个或多个框架的形式等等。
使用织造增强件(或增强纱线的股线)是特别常见的，特别是用聚合物材料预浸渍的织造增强件(或“预浸料坯”)。这些织物增强件传统上由垂直布置的纬纱和经纱形成，并且通常具有扁平结构。为了获得三维(或3D)产品，通常将织物切割并布置在模具中，其通常形状对应于要制造的工件的形状，随后将聚合物材料(或树脂)注入模具并在模具中聚合，以特别地获得刚性工件。
最近，出现了结合聚合物材料和增强纱线或增强纤维的针织织物，这些针织织物通常由连续纱线(其可为单丝或复丝和/或由例如通过加捻或缠绕等粘结的不连续纤维形成)获得，该纱线形成以连续行布置的交替缝线，增强材料能够例如存在于缝纫线中或其可以是以单向纱线的形式添加到针织织物中的纬纱的一部分。不同的针织技术(特别是圆针织或平针织)使得特别可以获得形成整体2D或3D工件而无需缝合的针织织物。
与机织增强结构相比，这些针织增强结构具有许多优点。事实上，除了初始在没有缝合的情况下以单一工件生产3D增强结构的可能性之外，如果合适的话，可从用于缝纫线的单个线轴进行针织，而织物仍然需要几个不同的线轴。此外，尽管在模具上织造的增强结构的覆盖是冗长且精细的操作，特别是当所需形状复杂时，需要使用数层织物，其必须切割(产品损失可占材料的30％)并根据模具的形状合理地布置，以确保足够的厚度并同时避免过多重叠，并需要局部增加增强工件以确保机械强度得以保留，这种保留是不完美的，因为纤维是不连续的，2D或3D针织使得能够生产复杂的产品，如果合适的话，该复杂的产品可直接覆盖在2D或3D形状上，并确保纱线在获得的整个产品上的连续性，已经具有适于获得所需产品的形状的针织织物，不需要例如围绕柔性基底例如硅气囊定位，整个组装件随后放置在模具中以便在真空中实现固结，这可以获得成品。
最常用的用(例如凝胶状的)聚合物材料预浸渍的机织增强结构也必须被精细地处理，当移除保护膜时，这些结构是粘性的，并且在室温下仅在有限的时间内保持可用。相反，针织使得能够整合与增强纱线或纤维混合的纱线或纤维形式的聚合物材料，并获得含有一个或多个增强件与基质二者的称为“干燥”的预成型件(最终形式之前的中间/临时形式)。
例如，专利持有者的专利申请FR 3065181公开了一种用于制造干燥预成型件的方法，该干燥预成型件用于制造由复合材料制成的产品。该文献描述了通过针织和结合至少一根单向增强纱线制成的预成型件，该预成型件不再需要注入树脂，因为该预成型件经由增强材料制成的纱线或长丝与热塑性材料制成的纱线或长丝的混合物构成，该热塑性纱线意在在成形过程中熔融。
通过针织生产的预成型件仍然具有某些缺点。由此，对于没有经验的使用者来说可能难以操纵这种柔性产品，或者难以将其从其生产地运输到制造复合材料产品的地方。此外，对于特别需要使用具有高熔点(特别是大于200℃)的聚合物材料的某些高技术产品(例如在航空、汽车、建筑等领域)而言，将不再能使用硅酮气囊形式的柔性基底使用例如真空方法固结并入此类材料的针织织物，因为所述气囊在超过180-200℃时降解或磨损更快。采用另一种方法(如用于织物以生产这些产品的方法)既不令人满意，又不适于这些更易变形的结构，配备有一个或多个单向增强纱线或纤维的针织织物随后必须叠置，在模具中改变它们的取向，但是其仍然能够在模制过程中相对于彼此移动，由此改变一个或多个增强纱线或纤维的取向并潜在地形成褶皱，所述褶皱无法在不破坏所述一个或多个纱线或纤维的情况下除去。
因此，本发明寻求克服上述缺点，并提出一种更令人满意的纺织产品(由一个或多个结构化和增强纱线或纤维形成)的生产，其具有用于制造复合材料产品的改善的设计和实施方式，特别是意在用于使用高熔点的高技术应用，例如意在用于航空或用于无线电频率领域(特别是用于制造天线罩等)的复合工件。
该目的已经通过由针织生产的预固结预成型件来实现，所述预成型件意在用于制造复合材料产品，该预成型件由至少一种针织织物形成，所述针织织物包含至少一种聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，所述针织织物包含热塑性聚合物材料P1，所述热塑性聚合物材料P1占所述针织织物或所述预固结预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂。
本发明还涉及一种用于生产(或制造)预固结预成型件的方法，该预固结预成型件意在用于制造复合材料产品，所述方法包括以下步骤：
a)通过由至少一根连续纱线针织来制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，该针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，具有较低熔点T1的热塑性聚合物材料P1占所述针织织物或所述预成型件的体积的小于20％，
b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
c)将具有最低熔点T1的聚合物材料P1熔融至大于或等于熔点T1的温度，在合适的情况下，在存在特别意在形成所述复合材料产品的基质的另一热塑性聚合物材料的情况下，该温度小于所述另一材料的熔点，以便仅允许聚合物材料P1熔融，
d)冷却预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即用作粘合剂。
本发明还涉及一种用于由预固结预成型件制造复合材料产品的方法，该方法包括以下步骤：
-在模具中沉积至少一个预固结预成型件，所述预固结预成型件由包含一种或多种热塑性聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线的至少一种针织织物形成，所述针织织物或所述预成型件包含具有熔点T1的热塑性聚合物材料，所述热塑性聚合物材料构成所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂，所述针织织物任选包含具有大于T1的熔点的至少一种其它聚合物材料，
-任选地用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，
-处理或固结所述预固结预成型件，在适当情况下为浸渍的，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，该处理或该固结——特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于另一材料的熔点的温度下进行，或者特别是在另一种聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料来进行，以获得所述复合材料产品，
-冷却由此获得的复合材料产品。
本发明还涉及一种用于由针织织物制造复合材料产品的方法，该方法包括以下步骤：
-a)通过由至少一根连续纱线针织来制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，该针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，具有较低熔点T1的热塑性聚合物材料占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，
-b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
-c)将具有最低熔点T1的聚合物材料P1熔融至大于或等于熔点T1的温度，在适当的情况下，在存在另一热塑性聚合物材料的情况下，该温度小于所述另一聚合物材料的熔点，以便仅允许具有较低熔点的聚合物材料P1熔融，
-d)冷却预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即充当粘合剂，
-e)将至少所述预固结预成型件沉积到模具中，
-f)任选用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，
-g)处理或固结所述预固结预成型件，在适当情况下为浸渍的，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，该处理或该固结——特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于另一材料的熔点的温度下进行，或者特别是在另一种聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料来进行，以获得所述复合材料产品，
-h)冷却由此获得的复合材料产品。
本发明还涉及一种意在用于制造一种或多种复合材料产品的针织织物，其包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2，该聚合物材料P2特别意在形成复合材料产品的基质，至少一种具有低于熔点T2的熔点T1的聚合物材料P1，其特别意在充当粘合剂，聚合物材料P1占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，以及至少一种增强材料，该材料P1特别形成所述针织织物或所述预成型件的一根或多根纱线。
最后，一种通过根据本发明的方法获得和/或由根据本发明的预固结预成型件获得的复合材料产品也能实现该目的，所述复合材料产品特别是意在用于航空或将用于无线电频率领域的工件，如天线罩，所述产品包含形成所述复合材料的基质的至少一种聚合物材料P2，并包含至少一种增强材料的至少一种纱线，并且至少一种聚合物材料P1占所述产品的小于10体积％。
本发明因此提出了一种通过针织制得并意在用于制造复合材料产品的预固结预成型件，所述预成型件由至少一种针织织物形成(或由至少一种针织织物成型或包含至少一种针织织物)，所述针织织物包含至少一种聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，所述针织织物包含热塑性聚合物材料P1，其构成(或占)所述针织织物或所述预固结预成型件的小于20体积％，并充当所述预固结预成型件中的粘合剂，该材料P1，特别是在针织织物的针织和/或初始形成纱线的过程中引入，特别是在熔融后在预固结预成型件中将针织织物的一个或多个纱线彼此结合(并因此是不同于所述预固结预成型件中一个或多个纱线形式的形式)，特别在所述预固结预成型件中为针织织物纱线表面上的粘合剂珠粒或涂层的形式(而非纱线形式)。
术语“纱线”在本发明中用于表示用于制造针织织物(特别是缝纫线或纬纱)的纱线和/或纤维，这些纱线能够是单丝或复丝和/或由例如通过加捻或缠绕而粘结的不连续纤维形成，这些纱线特别是连续纱线(与短切纤维或短纤维相对)，以便允许它们在针织品的一个或另一个维度(宽度或长度)上缝编或引纬。
术语“预成型件”应理解为是指一种纺织产品(即由中间纱线或纤维形成)(意在转化以形成最终产品)，该纺织产品具有接近要生产的复合材料产品的形状的临时形状，该临时形状特别且优选根据本发明为3D形状(厚的和扁平或非扁平的)，这种纺织产品在本发明中通过针织(或由针织品)来获得，更具体通过针织至少一根连续纱线来获得，其中纱线形成以连续行布置的交替缝线。所述预成型件被称为“干燥的”(与发粘的预浸渍织物相反)，并且适当地构成生产的复合材料产品的骨架，该预成型件特别混入增强件(更确切而言，至少由前述增强材料形成的增强纱线)和意在形成复合材料的最终基质的全部或一部分的材料。
预成型件可以由一个或多个针织物(在预成型件中也称为“层片”)形成(或仅由其构成)，预固结预成型件是预成型件的更刚性(并且更容易处理)形状(也就是说，比仅由针织物或针织物的组装件形成的初始预成型件更刚性)。
根据本发明的针织结构(针织织物、预成型件、预固结预成型件)混入一种或多种聚合物材料，至少包括热塑性材料P1，其意在经历状态变化，特别是熔融，并形成或成为预期复合材料产品的基质的一部分(在该变化的状态下)，和至少一种材料，其意在充当预期复合材料中的增强件(并且特别是不必熔融)，该增强材料(或在适当的情况下为存在的增强材料的每一种)形成针织结构的一根或多根纱线，并具有大于所述前述聚合物材料或所述前述聚合物材料的每一种的相变温度的相变温度TR。复合材料产品对应于最终形状，特别是固定形状，其通过预固结预成型件的最终固结获得，并包含聚合物基质，增强件/强化材料(或至少由前述增强材料形成的增强纱线)嵌在该聚合物基质中，该聚合物基质通常如下文所述为主要的。
表述“状态(或相)变化”温度理解为是指(在给定压力下/对于给定压力)材料经历形状变化(特别是相对于其在初始针织织物中的形状)如从固体变为液体、或分解或降解的温度。特别地，对于热塑性聚合物材料，这是(在给定压力下)材料熔融(从固体变为液体)(当熔融在一定温度范围内发生时，例如在分子混合物的情况下)的温度，该温度通常称为熔融温度(或熔点)。对于热固性聚合物材料或增强材料，其特别可为(在给定压力下)材料从固体变为液体的熔融温度，或材料降解(或分解或燃烧或煅烧)的降解温度，或在适当的情况下这些温度(熔融或降解)中较低的温度。这些相对温度(对于不同材料，相对于彼此考虑)被认为是在相同的压力下，特别是必须进行复合材料的最终固结的压力，或任选地默认在正常大气压(1个大气压)下。
优选地，根据本发明，存在于根据本发明的针织结构中的所有聚合物材料(无论是指针织织物、预成型件还是预固结预成型件)都是热塑性材料，在这种情况下这些聚合物材料中的每一种的相变温度是它们的熔融温度。
在特别有利的优选实施方案中，根据本发明的针织结构(无论是指针织织物、预成型件还是预固结预成型件)包含至少一种(其它)聚合物材料P2，特别是热塑性聚合物材料，特别形成(单独或如下文规定的组合)所述结构的至少一根纱线，该材料P2具有相变温度，特别是熔融温度T2，该聚合物材料P2特别意在在复合材料的生产过程中熔融以获得所述复合材料的固定最终形状，该材料随后形成所述复合材料的基质，充当粘合剂的聚合物材料P1是不同于聚合物材料P2的聚合物材料(特别是具有不同的熔点)，并具有比相变温度(特别是熔融)T2(严格地)低(优选地低至少20℃，或甚至至少50℃)的熔点T1，增强材料的相变温度TR大于所述相应的温度T2，并且大于T1。
本发明由此在优选实施方案中涉及通过针织制造的预固结预成型件，其意在用于生产复合材料产品，该预成型件由至少一种针织织物形成，该针织织物包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2(特别是形成至少一种连续纱线或为至少一种连续纱线的形式)，该聚合物材料特别意在形成所述复合材料的基质，并且该针织织物包含至少一种具有低于熔点T2的熔点T1的聚合物材料P1，该材料P1特别在针织织物的针织和/或初始形成纱线的过程中引入，该聚合物材料P1充当所述预固结预成型件内的粘合剂，并构成所述针织织物或所述预固结预成型件的小于20体积％，所述预成型件还包含至少一种增强材料的至少一根纱线(或增强纱线)，该增强材料具有大于T2的相变温度TR，该材料意在充当所述复合材料中的增强件(并且特别是不必熔融)。
在该优选实施方案中，两种聚合物材料，特别是形成针织织物和预成型件的一根或多根纱线并且意在形成将来的复合材料产品的基质或基质的主要部分的材料P2，和意在在预固结预成型件中将针织织物的一个或多个纱线粘结在一起直到制得所述复合材料产品的次要聚合物材料P1，均是预固结预成型件的一部分，并在适当的情况下是形成预成型件的初始针织织物的一部分。
在本发明中也考虑了这种有利的针织织物，在适当的情况下在三维中，所述针织织物意在形成前述预固结预成型件以便随后制造复合材料产品，并且其由此初始整合三种前述材料(三组分针织织物)，以及由所述针织织物形成的预成型件(三组分预成型件)(并且在适当的情况下混入几个叠置的其它针织织物或层片，特别是类似或相同的，同时在必要的情况下改变一个或多个增强纱线的取向)，该针织织物或通过针织制得的预成型件由此包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2，该聚合物材料P2特别意在形成所述复合材料的基质，至少一种(第二/其它)聚合物材料P1，具有小于熔点T2的熔点T1，特别意在充当意在由所述针织物/预成型件制造的预固结预成型件中的粘合剂，该聚合物材料P1构成所述针织物/预成型件的小于20体积％，所述针织物或所述预成型件还包含至少一种增强材料，其特别具有大于T2的相变温度(在适当情况下为熔融温度)TR。在该针织织物或该预成型件(尚未固结)中，材料P1可特别形成一根或多根纱线，特别是单独的或在混合纱线内，或如下所述为缠绕或包覆另一材料的纱线的形式。
在就根据本发明的制造复合材料产品的方法更具体描述的另一实施方案中，随后将意在形成所述复合材料的(大部分)基质的聚合物材料P2混入预成型件，所述预成型件在适当的情况下已经预固结，特别是在制造复合材料的过程中以除纱线形式外的形式添加到预固结预成型件中，特别是通过由(或用)所述聚合物材料P2浸渍所述预成型件/针织织物来添加。
本发明还提出了一种用于制造(或生产或获得)预固结预成型件的方法，所述预固结预成型件用于(或意在用于)制造复合材料产品，所述方法包括以下步骤(或操作或动作)：
a)通过由至少一根连续纱线针织，制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，特别是在三维中和在连续工件中，所述连续工件的形状匹配(或接近)要获得的复合材料产品的形状，该针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料(特别是至少一种热塑性聚合物材料的至少一根纱线)并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，所述至少一种增强材料的至少一根纱线特别具有大于存在的聚合物材料的相变温度的相变温度TR，较低熔点T1的热塑性聚合物材料P1(的含量)占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，
-b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积(或覆盖)在模具(或模具部件)或基底之中或之上，
c)(至少部分)熔融具有最低熔点T1的聚合物材料P1，特别是通过处理/固化(特别是在压力下加热)至大于或等于熔点T1且小于相变温度TR的温度(由此预固结)，该处理温度在适当的情况下，在针织织物或预成型件中存在另一热塑性材料(或任何其它热塑性聚合物材料)的情况下，特别是具有大于T1(且小于TR)的熔点T2的材料P2，其意在形成预期复合材料产品的基质，低于聚合物材料P2的熔点T2，以便仅允许具有最低熔点的聚合物材料P1熔融，
d)冷却预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即充当粘合剂。
表述“具有最低熔点T1的热塑性聚合物材料P1”是指与可存在于针织织物或预成型件中的任何其它热塑性材料的熔点相比，特别是相对于意在形成所需复合材料产品的基质的任何其它热塑性聚合物材料P2，该熔点是最低的，无论该材料P2存在于针织织物中还是甚至随后在复合材料的生产过程中添加。如果该材料P1是针织织物或预成型件中存在的唯一聚合物材料，其在某种意义上也是最低的(没有其它具有较低熔点的材料)，且特别地低于增强材料的相变温度。
如果需要的话，当预成型件包含多个组装的(特别是叠置的)针织织物时，步骤a)可以分解为第一步骤a1)通过由至少一根连续纱线针织来制造一个或多个针织织物，每个针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料(特别是至少一种热塑性聚合物材料的至少一根纱线)并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，特别是具有大于存在的一种或多种聚合物材料的相变温度的相变温度TR，每个针织织物的具有最低熔点T1的热塑性聚合物材料P1占所述针织织物的小于20体积％，和步骤a2)组装(特别是通过叠置)多个针织织物(特别是相同或类似的，各自通过针织获得，特别是对于它们中的至少一部分或全部根据步骤a1)获得))以形成预成型件。
在适当的情况下，取决于复合材料产品的预期类型和模塑类型，步骤b)的沉积还可以在围绕基底的覆盖步骤之后或由围绕基底的覆盖步骤组成，所述基底例如为柔性的，如硅酮气囊，该组装件任选沉积在模具之中或之上。
步骤c)的处理或加热可以在模具内(由刚性工件和第二部件，或反模具形成，其是柔性或刚性的，该处理在适当的情况下在真空中进行，如下文详述)在整个预成型件上进行(并且通常在整个预成型件上进行)，或者任选可在预成型件的不同点处局部地进行(例如使用局部加热装置)，热塑性材料P1的熔融可能以或多或少的总体或大致或甚至部分的方式(在某些点处或特别在某一体积内)发生。
步骤d)的冷却可以通过允许自然发生冷却或通过加速冷却来进行。
在上述优选实施方案中，其中针织品包含两种热塑性聚合物材料，特别是材料P2，其特别形成针织织物的一根或多根纱线，并意在形成未来复合材料产品的基质或大部分基质，以及聚合物材料P1(具有较低的熔点)，其是意在在预固结预成型件中使针织织物的一个或多个纱线彼此粘结的材料(在适当的情况下，该材料也可为针织织物中的一个或多个纱线的形式)，用于制造前述预成型件的方法随即包括以下步骤：
-a)通过由至少一根连续纱线针织制造由至少一种针织织物形成的至少一种预成型件，该针织织物包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2(特别是为至少一根纱线的形式)，并且包含特别具有大于T2的相变温度TR的至少一种增强材料的至少一根纱线，并且该针织织物包含具有低于熔点T2的熔点T1的至少一种热塑性聚合物材料P1，所述聚合物材料P1占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％：
-b)将至少由所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
-c)熔融聚合物材料P1，特别是通过在大于或等于T1且小于T2的温度下处理(特别是在压力下加热)，以便仅允许聚合物材料P1熔融，而不允许材料P2熔融，
-d)冷却预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即充当粘合剂。
本发明还提出了一种用于由根据本发明的预固结预成型件制造复合材料产品的方法，所述复合材料产品包含由增强纱线(或增强纱线)增强的一种或多种聚合物材料制成的基质，所述一种或多种聚合物材料具有低于构成增强纱线的材料的相变温度的熔点，该方法包括以下步骤：
-在模具中沉积至少所述根据本发明的先前限定的预固结预成型件，该预成型件由至少一种针织织物形成，所述针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，所述纱线特别具有大于一种或多种聚合物材料的相变温度的相变温度TR，所述针织织物或所述预成型件包含构成所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂的具有熔点T1的热塑性聚合物材料P1，所述针织织物任选包含具有大于T1的熔点的至少一种其它聚合物材料，
-任选用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，特别是具有大于T1的熔点的至少一种聚合物材料，特别是在针织织物中除P1外的一种或多种聚合物材料比例不足或不存在的情况下，以获得所述复合材料的基质，
-处理，在适当的情况下通过在压力下加热，或固结所述预固结预成型件(在适当的情况下为浸渍的)，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，该处理或该固结特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于该另一材料的熔点(且小于增强材料的相变温度TR)的温度下进行，或者特别是在其中另一聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料(该固化可以根据材料在室温下或通过加热来进行)来进行，以获得所述复合材料产品，
-冷却由此获得的复合材料产品。
在某些液体热塑性树脂的情况下，固结可通过固化来进行。
优选地，在本发明中，特别通过该方法进行的复合材料中聚合物材料P1的水平为所述复合材料产品的小于10体积％、特别是小于或等于5体积％。
由织物或初始预成型件(未预固结)制造复合材料产品的方法还包括制造上述预固结预成型件的步骤a)至d)，并随即包括以下操作：
-a)通过由至少一根连续纱线针织生产由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，该针织织物包括一种或多种热塑性聚合物材料并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，具有较低熔点T1的热塑性聚合物材料占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，
-b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
-c)将具有最低熔点T1的聚合物材料P1熔融至大于或等于熔点T1(且小于温度TR)的温度，在适当的情况下，在存在特别意在形成所述复合材料产品的基质的另一热塑性聚合物材料的情况下，该温度小于所述另一聚合物材料的熔点，以便仅允许具有最低熔点P1的聚合物材料熔融，
-d)冷却该预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1在此类情况下充当粘合剂，
-e)将至少所述预固结预成型件沉积到模具中，
-f)任选地用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，特别是用至少一种具有大于T1的熔点的聚合物材料浸渍，特别是在针织织物中除P1外的一种或多种聚合物材料的比例不足或不存在的情况下，以获得所述复合材料的基质，
-g)处理或固结所述预固结预成型件(在适当的情况下为浸渍的)，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，该处理或该固结特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于该另一材料的熔点的温度下进行，或者特别是在其中另一聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料来进行，以获得所述复合材料产品，
-h)冷却由此获得的复合材料产品。
任选地，当针织织物或预成型件除材料P1外已包含聚合物材料P2时，在根据本发明的用于制造复合材料的方法中用聚合物材料浸渍的步骤也可以允许引入第三材料P3，其意在例如根据复合材料产品的所需类型形成包覆成型。
本发明还涉及一种复合材料产品，其特别根据前述方法获得和/或从先前描述的预固结预成型件获得，特别是在三维中，该复合材料产品包含至少一种(第一)聚合物材料P2，特别是热塑性的，其在适当的情况下具有熔点T2并形成所述复合材料的基质，并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，所述纱线特别具有在适当情况下大于T2的相变温度TR，该材料在所述复合材料中充当增强件，和至少一种(第二)热塑性聚合物材料P1，其熔点T1在适当的情况下低于熔点T2，该材料P1特别占所述产品的小于10体积％。
有利地，该复合材料产品是意在用于航空或将用于无线电频率领域的工件，如天线罩。
如前所述，意在形成所考虑的复合材料的基质或基质本体的聚合物材料被称为“P2”。其已经存在于初始针织织物中，特别是以形成针织织物的缝线的至少一根纱线的形式，或随后添加，特别是通过在形成复合材料的过程中用所述材料P2浸渍预固结预成型件。充当粘合剂的聚合物材料被称为P1，并且是初始针织织物的一部分，该材料可以为随后详述的不同形式(一个或多个纱线、包装物、护套等)。
如前所示，根据本发明的预成型件由至少一种针织织物形成，该针织织物包含至少一种聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线。在上述实施方案之一中，针织织物仅由作为一种或多种聚合物材料的聚合物材料P1形成，其在初始针织织物中为形成针织织物的缝纫线和/或纬纱的至少一根纱线(所述材料P1或任选与增强材料混合，或通过缠绕或包覆增强纱线)的形式，并且其由此在预固结预成型件中为熔融形式(例如胶水珠粒或涂层)。在另一优选实施方案中，如前所述，针织织物由作为一种或多种聚合物材料的聚合物材料P2形成，其在初始针织物中和在预固结预成型件中随后有利地为形成针织织物的缝纫线和/或纬纱的至少一种纱线(所述材料P2或任选地与增强材料的混合形式，或通过缠绕或包覆增强纱线)的形式；和聚合物材料P1，其在初始针织织物中，然后是形成针织织物的缝纫线和/或纬纱的至少一种纱线(所述材料P1或任选与增强材料和/或材料P2混合，或通过缠绕或包覆增强纱线和/或材料P2)的形式，并且其由此在预固结预成型件中为熔融形式。
如先前根据本发明所示，聚合物材料P1构成针织织物、并相应地构成所述针织织物制成的预成型件的小于20体积％，并且优选其含量为所述针织织物、和相应地为所述预成型件的小于或等于15体积％、特别是小于或等于10体积％、例如为5％至10％，该聚合物材料P1有利地为所述针织织物/所述预成型件中的少数，无论是考虑其相对于针织织物体积的前述低含量水平，还是当存在其它聚合物材料P2时考虑其相对于其它聚合物材料P2的含量水平，还是其相对于增强材料的含量水平。此外，如上所示，该材料P1在由预成型件形成的复合材料中的水平有利地小于或等于10体积％。在其中要形成复合材料的基质的材料P2已经形成针织织物/预成型件的一部分且其中复合材料有利地直接获自预成型件而不添加更多聚合物材料的情况下，针织织物/预成型件中材料P1的含量水平也有利地小于或等于10体积％。
与其它聚合物材料P1相比，意在形成复合材料产品的基质或基质的主要部分的材料P2可以被描述为“主要的”，其体积含量水平大于复合材料中(以及在适当的情况下，如果该材料P2已经存在的话在针织织物/预成型件中)的材料P1的体积含量水平(至少为2.5倍、优选为至少5倍)，其含量水平也大于存在的增强材料的含量水平。特别地，在获自预成型件的复合材料中，材料P2的含量水平有利地为至少50体积％、特别是至少55体积％。即使材料P1也构成形成最终复合材料的基质的一部分，其含量水平大得多的材料P2也被视为是形成复合材料的基质或基质的主要部分的主要材料。
优选地，根据本发明获得的复合材料产品中的总聚合物材料(至少包括材料P1和P2)的含量水平优选为至少55体积％、特别是55至75体积％、特别是60至70体积％。
聚合物材料理解为是指由一种或多种大分子或一种或多种聚合物或一种或多种共聚物形成的材料，该材料由单一类型的分子(具有相同的化学式)或任选由具有不同式的分子的混合物(聚合物的混合物)形成。有利地，聚合物材料P1，以及在适用的情况下P2(或甚至其它添加的聚合物材料，如先前提到的P3)选自热塑性材料，例如聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(苯硫醚)(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)等等的热塑性聚合物，选择材料P1以便在合适的情况下具有低于材料P2的熔点的熔点，该热塑性材料能够在复合材料的制造过程中熔融，以形成所述复合材料的基质的全部或一部分。
特别地，聚合物材料P1是例如选自以下材料的热塑性材料：聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)。其熔点例如为小于225℃。
有利地，聚合物材料P2是热塑性材料，在适当的情况下，特别是对于需要使用“高温”纤维的应用(如天线罩的制造)，具有大于250℃、特别是大于300℃的熔点(具有高熔点的热塑性材料)，该材料由此例如选自以下材料：聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)等，分别选择材料P2和增强材料，使得材料P2具有低于增强材料的相变温度的熔点。
如果需要的话，当通过浸渍或注射将材料P2或任选的另一材料P3添加到已经预固结的预成型件中时，该材料P2或该材料P3可任选为热固性材料，其选自例如聚氨酯(PU)、环氧树脂、氰酸酯、酚醛树脂、聚酯等。
在合适的情况下并取决于聚合物材料的选择，所用的一种和/或另一聚合物材料可包含添加剂或填料，其可添加到配制聚合物的步骤中，或在适当的情况下添加到纺纱的步骤中，例如着色颜料或电荷耗散剂、阻燃剂等。
在由预成型件获得的复合材料中，以及在合适的情况下在针织织物或预成型件中，当预成型件已经由两种聚合物材料P1和P2形成并且在复合材料的生产过程中没有添加聚合物材料时，增强件/增强材料的含量水平优选为至少25体积％、特别是至少35体积％，在适当的情况下，当后者仅由材料P1作为一种或多种聚合物材料形成时，在针织织物或预成型件中增强材料的含量水平为至少80体积％。增强材料可形成一个或多个缝纫线和/或形成或可为例如集成到针织织物中的单向纱线(特别是纬纱)的形式，该增强材料能够单独或与针织织物中存在的聚合物材料(一种或多种混合纱线)组合形成一根或多根纱线。意在形成复合材料的框架(并因此在所述复合材料的生产过程中不熔融)的这种增强材料例如选自以下材料：无机材料如玻璃、石英、氧化铝、碳、玄武岩、金属或金属材料；天然材料如亚麻、火麻，并且任选地，取决于聚合物材料P1和P2的选择，选自合成材料、塑料或耐热聚合物材料，如芳族聚酰胺(对位-；间位-，例如)、聚丙烯；聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚苯硫醚(PPS)等；其性质特别随着其相变温度变化来选择，该相变温度必须大于构成最终复合材料产品的基质的一种或多种聚合物材料的熔点或相变点。
根据本发明的针织织物由至少一根连续纱线(特别是由聚合物材料和/或增强材料制成)获得，该纱线形成以连续行布置的交替缝线。在适当的情况下，在针织过程中还以单向纱的形式(例如通过针在单向纱上穿过缝线或线圈并将它们保持在适当位置)将纬纱添加到针织织物中。如果合适的话，也可存在除缝纫线(即形成针织织物的缝线)或纬纱之外的纱线(缝合接缝或纱线等)。
针织所用的一个或多个纱线的方法可以是纬编法或经编法，并且优选纬编法。
在纬编中，纱线优选遵循行的方向(纬向，根据织物类推)。同一行的每个线圈一个接一个地进行针织，并且每个行一个接一个地进行针织，新行的缝线由下面的行的缝线接收。单纱使得能制造整个针织织物，并且单独地控制每根织针，使得能生产复杂的3D形状。在该技术中，织针在其中滑动的衬底被称为针床。机器可以使用两个针床，最靠近使用者的基部进行所谓的“正面”缝线，第二个形成“后面”缝线。根据期望获得的图案或结构的类型(中空、厚等)，可以在单个针床上进行针织(单床针织)、在两个床上交替针织(也称为单床针织)或在两个床上同时针织(双床针织)。
在经编中，纱线优选遵循列的方向(经向，根据织物类推)。同一行的所有线圈同时进行针织，每个行一个接一个地进行针织。每列缝线需要一根纱线，针连接在不同的组中。通过这种方法生产的针织织物通常是扁平的。
针织也可以通过圆针织机或平针织机来进行。也可以通过对附加壁暂时使用针同时织造几个层来制造多壁针织织物。
优选地，根据本发明，所用一个或多个针织织物通过平针或圆针的纬编技术获得，并且优选通过平针纬编技术获得，该技术使得能获得复杂的3D形式。
用于制造该针织品的一个或多个纱线可(各自)具有(单丝)单一类型或由一束长丝形成(复丝)，如“粗纱”纱线(即在没有加捻的情况下组装的一组平行的连续长丝)或纤维纱线(即通过加捻组装的一组不连续的短纤维)等。在适当的情况下，纱线(缝线、纬纱或其它)可以是不同材料的若干纱线或长丝的组装件，该组装件能够通过加捻、缠绕等制成，或者纱线也可以是被另一种材料包围的材料的纱线(形成例如护套)，这种类型的结合两种不同材料的纱线被称为混合纱线。例如，可以生产包含聚合物材料和增强材料的纱线，例如通过组装增强纱线和热塑性纱线、通过用热塑性纱线包裹增强材料的纱线等，混合纱线的针织使得可以容易地获得含有增强材料与基质的干燥的预成型件。还可以通过组装纱线、或通过缠绕、包覆材料P1随即实际上构成材料P2的纱线的缠绕或包覆材料等等使用一根或多根包含第一聚合物材料(例如P1)和另一聚合物材料(例如P2)的纱线。
通常，增强材料以一根或多根增强纱线或混合纱线的形式存在于根据本发明的针织织物中，特别是以一根或多根缝纫线的形式和/或以一根或多根单向纱线(称为UD纱线)的形式，在针织过程中插入，特别是纬纱，包括增强材料的缝纫线尤其确保了更好的结构保持，而包括增强材料的单向纱线使得可以获得预期的增强(特别是机械增强)。根据本发明的针织织物还可包含一根或多根缝纫线和/或一根或多根单向纱线和/或纬纱，包含至少一种聚合物材料(单独或与另一聚合物材料或与增强材料混合)的一根或多根纱线，作为由聚合物(特别是热塑性聚合物)制造的纱线，本身更好地适于针织(因为它们对剪切不是非常敏感，并具有足够的机械强度和柔性)。一根或多根单向纱线优选为90°UD纱线，即纬纱(以行的方向布置)，但是如果合适的话，该针织品的一根或多根单向纱线可以是0°UD纱线，即沿垂直于纬纱的列的方布置。
针织品可通过以下来获得：同时针织一根或多根(例如2至10根)缝纫线和一根或多根(例如2至10根)UD纱线来获得，该一根或多根缝纫线和UD纱线可能包含不同的材料。如上所述，缝纫线和/或UD纱线可由材料形成，并且围绕该纱线可以加捻另一种材料(特别是热塑性材料)的纱线，或者该纱线可以被所述另一种材料的护套包围，例如通过使一根或多根纱线穿过熔融的热塑性材料(具有比构成纱线的材料的熔融或相变温度低的熔点)的浴，随后通过共挤出组装件。一根或多根缝纫线和/或UD纱线也可以由上述不同材料的长丝的紧密混合物形成。
针织织物/预成型件中不同材料(一种或多种聚合物和增强件)的不同比例尤其通过纱线的进料、纱线的直径、纱线的选择等来管理。在针织过程中，也可以改变纱线的性质、密度、组成等，以获得不同的区域，然而，在大多数情况下，根据本发明获得的预成型件和复合材料产品具有均匀、均质的组成，而没有不同的区域或具有不同的功能。预成型件有利地由单个工件组成，没有缝合，并且特别具有类似于或适应于最终复合材料产品的形状的三维结构，该形状可以是例如圆锥形、圆柱形等等。
针织织物/预成型件的厚度(在预固结之前或之后)例如为1至6mm之间(不影响其在复合材料产品中的最终厚度)。针织品可特别地具有100至2500g/m2的表面重量或基础重量，并且以3至6行/厘米和2至4列/厘米的密度制成。
如前所示，根据本发明的针织织物/预型件通常通过针织聚合物材料P1和/或P2和/或增强纱线的至少一种纱线来实现，UD纱线在针织过程中添加到纬纱中(也可以说至少一种缝纫线和至少一种单向纱线同时纬编)。针织织物/预成型件还可通过针织至少一种包含聚合物材料和增强材料的混合纱线来制造。
随后通过加热，特别是在压力下(在例如大约1至20巴的压力下)，在至少材料P1的熔融温度的温度下，预固结预成型件，使所述材料变粘或为液体，随后冷却预成型件以便能获得与初始预成型件(预固结之前)相比具有更高的强度和刚度且已经具有接近于要获得的复合材料产品的形状的产品。
如果需要的话，当意在作为复合材料产品的基质的一部分或形成复合材料产品的基质的聚合物材料P2已经存在于针织织物/预成型件中时，并且如果由纱线(缝线和/或UD)提供的材料量是足够的，复合材料产品由此可以通过加热预固结预成型件来直接获得，特别是在压力下(在例如大约1至20巴的压力下)，而不通过注射或灌注添加更多的聚合物材料/树脂。
在另一实施方案中，当针织织物/预型件仅包括材料P1作为一种或多种聚合物材料时，随后如所述那样将聚合物材料P2以液体形式引入模具，特别是在复合材料的生产过程中。
如上所述，由初始针织操作生产复合材料产品的方法有利地包括处理和/或加热和/或熔融热塑性材料的两个步骤，第一步骤(预固结的步骤)特别在低于第二步骤(复合材料产品的最终固结的步骤)的温度的温度下进行。
用于预固结预成型件的第一加热步骤(上述步骤c)通过将预成型件沉积在模具之中或之上来进行，模具在适当的情况下闭合并且如果合适的话在压力(例如1至10巴)下，并且模具通过加热(特别是通过感应或烘箱型)至高于或等于熔点T1的温度(该温度优选不超过225℃、甚至200℃、甚至180℃或甚至160℃)来加热，温度保持几分钟。在冷却后，在适当的情况下将预固结预成型件取出或留在模具中和/或留在其基底上，用于固结步骤。
或者，在模具中和/或在基底(例如硅酮气囊)上沉积之后，第一加热步骤可以通过根据需要尽可能多的局部加热来进行，在适当的情况下在压力下，例如使用超声探头。
用于第一加热的模具可以由刚性工件和刚性或柔性的反模具(例如为防水布形式)形成。如果合适的话，预成型件可预先覆盖，或者可覆盖在基底或心轴上，特别是可变形的基底或心轴，例如硅酮膜或气囊，该预成型件/基底组装件随后能够沉积在模具中或例如通过超声探头局部加热。如果合适的话，可以在所用的模具中产生真空。
然后在模具(在适当的情况下由如上所示的一个或多个刚性或柔性部件形成)中进行加热或固结预固结预成型件的第二步骤，在适当的情况下，该模具可能与用于预固结的模具相同，或者是不同的模具，以进行固结(根据先前描述的步骤g)并获得所需复合材料产品，在适当的情况下，在注入聚合物材料(例如材料P2)的步骤之后进行获得该固结的加热步骤，或者该加热步骤与所述注射步骤(步骤f)同时进行。
根据第一实施方案，特别使用如前所述的三组分预成型件，用于制造复合材料的方法可不包括添加(特别是注射和/或灌注)另一热塑性材料的步骤(步骤f)，预成型件例如通过调整热塑性材料与增强材料的比率以直接获得复合材料而不添加更多材料来制造。预固结预成型件由此在放置在模具中并在压力下加热之后，在从模具中和从其任选的基底上移除产品之前直接变成复合材料产品。
根据另一实施方案，在步骤g)的加热之前或过程中注入意在形成复合材料的基质或作为复合材料的基质的一部分的聚合物材料。为此目的，预固结预成型件可例如布置(或“覆盖”)在第一刚性模具部件的内壁上。接着，根据所用的模具，可以封闭模具的第二刚性部件，随后在压力下将聚合物材料注入一个或不同点(例如树脂转移或注射模塑类型的操作)，特别是覆盖预成型件的整个表面，布置防水布或柔性膜作为反模具，并通过在所述防水布的不同点处产生较低压力(例如通过真空灌注或灌注模塑)来引入附加聚合物材料，特别是覆盖预成型件的整个表面。这些不同的注入点或较低压力点的目的是允许聚合物材料的流动和分布。特别是当预成型件主要由形成框架的增强材料和材料P1制成时，采用具有注射和/或灌注步骤的这种实施方案。
添加的聚合物材料必须与已经构成预成型件的材料相容。当预成型件不具有聚合物材料P2时、当其包含不足比例的聚合物材料P2时，该添加材料特别是聚合物材料P2。如果合适的话，还可以加入另一聚合物材料P3，特别是当预成型件已经包含材料P1和P2时，例如形成更复杂的复合材料混合物和/或形成包覆成型等等。
优选地，在向预固结预成型件中添加(浸渍)聚合物材料(步骤f)的情况下，特别利用树脂的转移或注射，其由以下组成：在一个或多个点处，通常在低压下(例如大约1至4巴)在封闭模具中注入液体树脂(或聚合物材料)，注射的树脂迁移到模具腔中并浸渍沉积在模具中的整个结构(预成型件)，当模具型腔完全填充时停止树脂的注入，并且随后加热模具。对于高粘性树脂，有时可在较高压力(例如至高15或20巴)下进行注射。或者，灌注由以下组成：将预成型件放置在真空下，置于封闭模具中，所述预成型件随后用到达的聚合物材料浸渍，所述聚合物材料通过模具中产生的真空来抽吸。
根据本发明的处理或固结(步骤g)特别可以在高于250℃、特别是高于300℃的温度下进行，如果合适的话在1至20巴的压力下进行例如几十分钟。如果合适的话，真空可以用于步骤f)或g)。特别地，处理和/或固结可以通过经由柔性膜(硅酮气囊)或防水布与模具部分之间的真空进行压实来进行，或通过对柔性膜或防水布施压以便将预成型件压向模具壁来进行，或通过拉动真空并在膜内部注入压力来压实来进行，或通过压实/热成型到刚性模具/反模具(凸模/模头类型)中来进行，等等。随后可以在冷却后从模具中取出获得的复合材料产品。
本发明使得可以简单且经济地获得成品，而没有连接(具有空气动力学曲线的良好连续性)，没有材料的损失或遗落，并具有良好的强度和可靠性。
根据本发明的预固结预成型件特别可以用于在航空领域(特别是用于制造天线罩)、建筑、医疗、家具、汽车等领域中制造复合材料产品。如果合适的话，预成型件可仅构成复合材料最终产品的特定区域，但是有利的是，其使得可以直接获得完整的复合材料产品(由此独立于其它组件和附件的添加)。
由用增强纤维增强的聚合物材料制成的基质形成的所得复合材料产品特别包括55至75体积％的聚合物材料，和25至45体积％的增强纤维。
以下实施例以非限制性方式显示了本发明。
实施例1：在根据本发明的第一实施例中，由一种或多种三组分针织织物形成预成型件，其为三维形状，已经具有获得天线罩类型的复合材料产品所需的所有材料，通过纬编方法同时对每种针织织物进行针织：
-作为缝线，由具有熔点T1的第一热塑性聚合物材料P1(例如聚碳酸酯或PMMA)的长丝，和增强材料(例如玻璃或石英)的长丝形成的一根或多根混合纱线，
-作为纬纱，由增强材料(例如玻璃或石英)的长丝和具有熔点T2的第二热塑性聚合物材料P2(例如PEEK)的长丝形成的一根或多根混合的单向纱线。
材料P1的比例为5体积％，材料P2的比例为5体积％，并且增强材料的比例为40体积％。
随后将一个或多个针织织物(任选叠置)覆盖在硅酮气囊上，该一个或多个针织物随后形成预成型件，并将组装件沉积在第一钢模具中以预固结预成型件。将模具闭合并抽真空，并通过感应加热将模具快速加热至大于或等于熔融温度T1但小于熔融温度T2的温度。保持温度几分钟。冷却后，将气囊移除，并将预成型件从模具中取出。获得的这种预固结预成型件可以容易地处理。
随后将预固结预成型件放置在由柔性反模具封闭的模具中，随后通过在大于或等于熔融温度T2且小于增强材料的相变温度TR的温度下进行真空热处理，由此对预固结预成型件进行烘焙/固结/施以最终固结处理，以便(在冷却后)获得复合材料产品，而无需添加树脂。
复合的、单一的和无缝的产品由以下组成：5体积％的材料P1，55体积％的材料P2和40体积％的增强材料。
实施例2：在根据本发明的第二实施例中，通过如实施例1中那样进行，制造由一个或多个三组分针织织物形成的预成型件，该预成型件为三维锥形形状，已经具有获得天线罩类型的复合材料产品所需的所有材料，不同之处在于，一个或多个初始针织品这次通过纬编方法同时通过针织来进行；并且仅作为缝线，一根或多根由具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2(例如PEEK)的长丝和加强材料(例如玻璃或石英)的长丝形成的一根或多根混合纱线，这种或这些混合纱线用具有熔点T1的热塑性材料P1(例如聚碳酸酯或PMMA)缠绕。
材料P1的比例为5体积％，材料P2的比例为55体积％，并且增强材料的比例为40体积％。
随后将一个或多个针织织物覆盖在心轴上以便预固结由针织物形成的预成型件。使用超声探头，在压力下手动加热已经按需局部施加多次，以获得期望的预固结。
预固结预成型件或通过随后如实施例1那样进行而获得的单一和无缝的复合材料产品各自由以下构成：5体积％的材料P1，55体积％的材料P2和40体积％的增强材料。
实施例3：在根据本发明的第三实施例中，通过纬编法针织来制造由一个或多个锥形形状的双组分三组分针织织物形成的预成型件：
-作为缝线，由具有熔点T1的第一热塑性聚合物材料P1(例如聚碳酸酯或PMMA)的长丝和增强材料(例如玻璃或石英)的长丝形成的一根或多根混合纱线，
-作为纬纱，一根或多根单向增强纱线，例如一根或多根玻璃或石英纱线。
针织织物/预成型件中材料P1的比例为11体积％，增强材料的比例为89体积％。
随后将一个或多个针织织物覆盖在硅酮气囊上，一个或多个该针织物(在需要的情况下为叠置的)由此形成预成型件，并将组装件沉积在第一钢模具中以预固结一个或多个预成型件。将模具闭合并抽真空，并且通过感应加热将模具快速加热至大于或等于熔融温度T1但小于增强材料的相变温度TR的温度。保持温度几分钟。冷却后，将气囊移除，并将预成型件从模具中取出。获得的这种预固结预成型件可以容易地处理。
随后将预固结预成型件放置在由反模具封闭的模具中，随后注入具有熔点T2的聚合物材料P2，例如由PEEK制成，并通过在高于熔融温度T2且低于温度TR的温度下进行真空热处理以便对预成型件进行烘焙/固结/施以最终固结处理，以提供(在冷却后)复合材料产品。
最终的复合材料的、单一的和无缝的产品由以下组成：5体积％的材料P1，55体积％的材料P2和40体积％的增强材料。
实施例4
在根据本发明的第四实施例中，通过纬编法针织来制造由一个或多个锥形形状的双组分三组分针织织物形成的预成型件：
-作为缝线，由具有熔点T1的第一热塑性聚合物材料P1(例如聚碳酸酯)的长丝和增强材料(例如玻璃或石英)的长丝形成的一根或多根混合纱线，
-作为纬纱，一根或多根单向增强纱线，例如一根或多根玻璃或石英纱线。
在针织织物/预成型件中，材料P1的比例为10体积％，增强材料的比例为90体积％。
随后将一个或多个针织织物覆盖在由硅酮制成的气囊上，该一个或多个针织物(任选叠置)由此形成预成型件。
在沉积在硅酮气囊上之后，通过使用超声探头局部加热来进行第一加热步骤。
随后将覆盖在硅酮气囊上的预固结预成型件放置在模具中，随后注入例如由环氧树脂制成的热固性聚合物材料，并且通过在固化树脂所需的温度下进行真空热处理，对预成型件进行烘焙/固结/施以最终固结处理，以获得(在冷却后)复合材料产品。
最终的复合材料的、单一的和无缝的产品由以下组成：5体积％的材料P1，50体积％的材料P2和45体积％的增强材料。
根据本发明的预固结预成型件可以特别有利地用于生产新复合工件，所述新复合工件尤其意在用于航空或用于无线电频率领域，特别是用于制造天线罩等。

Claims (17)

1.通过针织制造的预固结预成型件，所述预成型件意在制造复合材料产品，所述预成型件由包含至少一种聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线的至少一种针织织物形成，所述针织织物包含构成所述针织织物或所述预固结预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂的热塑性聚合物材料P1。
2.根据权利要求1所述的预固结预成型件，其特征在于所述针织织物或所述预固结预成型件包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2，所述聚合物材料P2特别意在形成复合材料产品的基质，所述聚合物材料P1具有低于熔点T2的熔点T1，所述材料P2特别形成所述预固结预成型件的至少一根纱线。
3.根据权利要求1或2所述的预固结预成型件，其特征在于所述针织织物或所述预固结预成型件包含至少一种聚合物材料的至少一根纱线，和至少一根增强纱线。
4.根据权利要求1至3之一所述的预固结预成型件，其特征在于所述针织织物通过平针纬编技术获得。
5.用于制造意在制造复合材料产品的预固结预成型件的方法，所述方法包括以下步骤：
-a)通过由至少一根连续纱线针织来制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，所述针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，具有较低熔点T1的热塑性聚合物材料P1占所述针织织物或所述预成型件的体积的小于20％，
-b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
-c)将具有最低熔点T1的聚合物材料P1熔融至大于或等于熔点T1的温度，在合适的情况下，在存在特别意在形成所述复合材料产品的基质的另一热塑性聚合物材料的情况下，所述温度小于所述另一材料的熔点，以便仅允许聚合物材料P1熔融，
-d)冷却预成型件以获得预固结预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即用作粘合剂。
6.根据权利要求5所述的制造预固结预成型件的方法，作为步骤a)和c)，包括以下步骤：
-a)通过由至少一根连续纱线针织来制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，所述针织织物包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，并包含具有低于熔点T2的熔点T1的至少一种聚合物材料P1，所述聚合物材料P1占所述针织织物的小于20体积％；
c)在大于或等于T1且小于T2的温度下熔融聚合物材料P1。
7.根据权利要求5至6之一所述的方法，其特征在于所述针织织物通过平针纬编技术获得。
8.通过针织制得的针织织物或预成型件，意在用于制造一种或多种复合材料产品，包含至少一种具有熔点T2的热塑性聚合物材料P2，所述聚合物材料P2特别意在形成复合材料产品的基质，至少一种具有低于熔点T2的熔点T1的聚合物材料P1，其特别意在充当粘合剂，所述聚合物材料P1占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，以及至少一种增强材料，所述材料P1特别形成所述针织织物或所述预成型件的一根或多根纱线。
9.根据权利要求8所述的针织织物或预成型件，其特征在于其包含至少一根增强材料的纱线，所述聚合物材料P1和/或所述聚合物材料P2为至少一根纱线的形式和/或与另一所述材料形成至少一根混合纱线和/或为缠绕或涂覆另一所述材料的至少一根纱线的形式。
10.制造复合材料产品的方法，所述方法包括以下步骤：
-在模具中沉积至少一个预固结预成型件，所述预固结预成型件由包含一种或多种热塑性聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线的至少一种针织织物形成，所述针织织物或所述预成型件包含具有熔点T1的热塑性聚合物材料，所述热塑性聚合物材料构成所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％并在所述预固结预成型件中充当粘合剂，所述针织织物任选包含具有大于T1的熔点的至少一种其它聚合物材料，
-任选地用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，
-处理或固结所述预固结预成型件，在适当情况下为浸渍的，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，所述处理或所述固结——特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于另一材料的熔点的温度下进行，或者特别是在另一种聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料来进行，以获得所述复合材料产品，
-冷却由此获得的复合材料产品。
11.根据权利要求10所述的制造复合材料产品的方法，其特征在于所述复合材料产品中聚合物材料P1的含量水平为所述复合材料产品的小于10体积％，特别是小于或等于5％。
12.根据权利要求10或11之一所述的制造复合材料产品的方法，其特征在于具有大于熔点T1的熔点T2且特别意在形成所述复合材料产品的基质的聚合物材料P2在制造复合材料的过程中添加到预固结预成型件中，特别是通过用所述聚合物材料P2浸渍所述预成型件或所述针织织物。
13.制造复合材料产品的方法，所述方法包括以下步骤：
-a)通过由至少一根连续纱线针织来制造由至少一种针织织物形成的至少一个预成型件，所述针织织物包含一种或多种热塑性聚合物材料并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，具有较低熔点T1的热塑性聚合物材料占所述针织织物或所述预成型件的小于20体积％，
-b)将由至少所述针织织物形成的预成型件沉积在模具或基底之中或之上，
-c)将具有最低熔点T1的聚合物材料P1熔融至大于或等于熔点T1的温度，在适当的情况下，在存在另一热塑性聚合物材料的情况下，所述温度小于所述另一聚合物材料的熔点，以便仅允许具有较低熔点P1的聚合物材料P1熔融，
-d)冷却所述预成型件以获得预固结的预成型件，具有最低熔点T1的聚合物材料P1随即充当粘合剂，
-e)将至少所述预固结预成型件沉积到模具中，
-f)任选用除材料P1外的另一聚合物材料浸渍，
-g)处理或固结所述预固结预成型件，在适当情况下为浸渍的，所述预固结预成型件至少具有熔点为T1的所述聚合物材料、意在形成复合材料产品的基质的另一聚合物材料和至少一种增强材料的至少一根纱线，所述处理或所述固结——特别是在另一聚合物材料为热塑性的情况下在大于或等于另一材料的熔点的温度下进行，或者特别是在另一种聚合物材料为热固性的情况下通过固化所述材料来进行，以获得所述复合材料产品，
-h)冷却由此获得的复合材料产品。
14.根据权利要求10至13之一所述的方法，其特征在于其包括处理和/或加热和/或熔融所述热塑性材料的两个步骤，第一步骤在低于第二步骤的温度的温度下进行。
15.根据权利要求10至14之一所述的方法，其特征在于所述第一加热步骤或步骤c在任选将所述预成型件覆盖在柔性基底如硅酮气囊上并在模具中沉积所述组装件之后，通过设定所述模具以加热或通过将所述预成型件局部加热至大于或等于熔点T1的温度来进行。
16.根据权利要求10至15之一所述的方法，其特征在于所述第二加热步骤或步骤g在高于250℃的温度下进行。
17.复合材料产品，特别是意在用于航空或用于无线电频率领域的工件，如天线罩，通过根据权利要求10至16之一的方法获得和/或由根据权利要求1至4之一的预固结预成型件获得，所述产品包含至少一种形成所述复合材料的基质的聚合物材料P2，并包含至少一种增强材料的至少一根纱线，以及占所述产品的小于10体积％的至少一种聚合物材料P1。
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