JP2011513526A - 外形を形成した半製品を製造するための形成装置、同形成装置を備えたシステム、および外形を形成した半製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、形成装置（１）をその長手方向（Ｌ）に通過する乾燥した繊維またはプリプレグ材料の半製品（２）から外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造する方法および方法を実施する装置に関する。半製品（２）は、工具部分（１１ａ、１２ａ）の相互に面する形成外形間をキャリア箔にて形成装置（１）の長手方向（Ｌ）に移動する。工具部分（１１ａ、１２ａ）の断面の形成外形は、入口領域の断面外形から出口領域の形成外形に連続して変化する。形成装置（１）の取り込み領域の支持部分は振動するように設定され、これにより支持部分および半製品間に生じる摩擦熱により半製品は延性を備えた状態に遷移する。半製品（２）の運動の速度は半製品（２）の温度に基づき制御される。

Description

本発明は、飛行機の半製品を、外形を形成した繊維強化複合材料（ＦＲＣ）の半製品や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の半製品に形成するための形成装置、同形成装置により外形を形成した繊維強化複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造するためのシステム、および形成装置の内部を長手方向に通過する外形を形成したＦＲＣの半製品の製造方法に関する。

装置および方法に使用される半製品は、例えば、プリプレグ、混紡、フィルム積層方法により形成された網、樹脂で含浸または被覆された繊維層や、これらの組合せ等の繊維強化複合材料の加工製品である。製造される半製品は、他の複合材料と組み立てられて完成したＦＲＣ要素から構成される。或いは半製品は、例えば成形工程や硬化工程のような別の処理工程にて形成されるプリフォームから構成される。

引き抜き成形法は、連続プル式押出成形法（Strangzieh-Dauerproduktionsverfahren）であり、これにより繊維の態様の半製品や接着された織物は、外形を形成した部品に形成される。繊維や接着された織物は液体プラスチックにより上流または引き抜き工具にて湿らされる。その後、織物の網と繊維は、例えばモールド成形コア等の引き抜き工具の補助により外形を形成した部品の所望の形状に形成される。硬化工程において、形成された繊維および織物の網は、加熱ユニットによって加熱される。少なくとも部分的に硬化された外形を形成した部品は、牽引装置（Zugeinrichtung）を通過し、これにより、外形を形成した部品は連続して引き抜かれる。外形を形成した部品は、最終的には個別の部品に切断される。

特許文献１は、成形プレスの２つの部分または多数の部分からなる熱可塑性半製品から外形を形成した部品（外形ＰＲ）を製造する装置を開示し、その部品は、加熱領域（ＨＺ）、押圧領域（ＰＺ）、冷却領域（ＫＺ）にて形成され、成形プレスの部品によって形成される空隙の形状は、初期外形（矩形断面）から所望の外形（ＰＲ）に連続して変化する。

特許文献２は、外形を形成した部品を製造する方法、特に引き抜き成形法を開示する。複数の繊維および／または１つ以上の織物の網が連続して液体プラスチックにより湿らされ、外形の部品に応じてモールド成形される。繊維および／または織物の網および／または液体プラスチックは、繊維および／または織物の網および／または中間の空隙における気泡や損傷を消滅させるべく振動にさらされる。織物の網は、ロール等から巻き戻されると連結装置に搬送される。繊維も他の案内装置によって連結装置に搬送される。繊維および織物の網は一体的に搬送され、連結装置の補助により相互に連結される。連結された繊維および織物の網は、接続装置の下流に位置される工具に搬送される。この工具は、例えば、モールド成形金型等から構成される。繊維は工具の補助により織物の網と一体的にモールド成形される。繊維および織物の網は、特に折り畳まれる。工具は、繊維や織物の網のモールド成形後に外形を形成した部分の所望の形状が得られるような方法により実現される。

特許文献３は、相互に熱的に絶縁される３つの熱領域を備える引き抜き装置を開示し、所定の温度プロファイルは、引き抜き装置により案内される半製品を成形し硬化すべく、熱領域により実現される。

特許文献１は外形を形成した部品を製造するための装置および方法を開示し、ここで加熱領域、押圧領域、冷却領域による成形プレスが使用される。成形プレスの部品によって形成される空隙の形状は、初期外形から所望の外形に連続して変化する。

独国特許出願公開第４０１７９７８号明細書 独国特許出願公開第１９７５４３８１号明細書 国際公開第２００７／１０７００７号パンフレット

本発明は、好適な品質を備えた繊維強化プロファイルのコスト効率の高い製造のための形成装置、引き抜きシステム、および方法を開発することを課題とする。

本発明によれば、この課題は、独立請求項の特徴により解決される。他の実施形態は、これらの独立請求項に従属する請求項に開示される。
本発明において、平坦な半製品、すなわち巻かれるか帯状の半製品である半製品を、外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品に形成する形成装置、すなわち形状形成工具や、引き抜き装置が開示される。

形成装置は、第１の形成面を備える下部工具部分と第１の形成面に面する第２の形成面を備える上部工具部分とをさらに備える。これらの形成面は引き抜きチャネルを形成する。半製品は供給方向に引き抜きチャネルを通過する。形成装置を通過する半製品が最初の外形断面から出口領域における基準の外形断面に遷移するように、半製品の供給方向を横断して延びる形成面の断面の外形は、形成装置の入口領域に位置される外形から形成装置の出口領域に位置される外形に連続して変化する。

形成装置は供給方向に示される出口領域の下流に位置される加熱ユニットをさらに備える。
本実施例において、形成装置は、特に加熱ユニットを調整するための駆動装置を含み、且つ取り込み領域に位置される加熱ユニットおよび温度値を受信すべく取り込み領域に位置される温度センサに機能的に連結される制御ユニットをさらに備える。取り込み領域における温度を制御するための制御機能を備える機能モジュールが制御ユニットに設けられる。機能モジュールは、入口領域の温度値および基準の温度に基づき加熱ユニットに送信されるべき複数の駆動信号を決定し、取り込み領域の温度を調整すべく加熱ユニットに同駆動信号を送信する。

形成装置は、半製品（２）を形成装置（１）に供給する駆動ユニットをさらに備える。本実施例において、制御ユニットは、半製品（２）を形成装置（１）に供給する駆動ユニットに機能的に連結される。制御ユニットは、取り込み領域における温度値および基準の温度に基づき駆動ユニットが半製品（２）を形成装置（１）に供給するための複数の駆動信号を決定し、同駆動信号を駆動ユニットに送信する。

別例において、形成装置は、調整ユニットと、同調整ユニットに連結され工具半部が押圧工具として機能するように形成装置を開閉すべく圧力を作用させることにより工具半部の少なくとも一方を他方の工具半部に対して移動させるサーボモータとを備える。本実施例において、形成装置は、特に圧力に関する複数の信号を決定するセンサを備え、これにより工具部分を閉じる。機能モジュールはセンサに機能的に連結され、機能モジュールは、工具部分を相互に対して閉じる基準の圧力に基づき調整ユニットのサーボモータを駆動するための複数の信号を決定し、所定の制限内に基準の圧力を保持すべく該複数の信号をサーボモータに送信する。

特に、調整ユニットと、同調整ユニットに連結され工具半部が押圧工具として機能するように形成装置を開閉すべく圧力を作用させることにより工具半部の少なくとも一方を他方の工具半部に対して移動させる駆動ユニット、すなわちサーボモータ、すなわち駆動部とを設けてもよい。調整ユニットに連結される駆動ユニットに機能的に連結される制御ユニットは、特に形成装置に半製品を供給する駆動ユニットのインターフェイスと、取り込み領域に位置される温度センサとを備える。取り込み領域において温度制御を行うことのできる機能モジュールが制御ユニットに実装されてもよい。機能モジュールは半製品の供給運動の速度に基づき形成装置を開閉する信号を決定し、駆動ユニットに決定した開閉コマンド信号を送信してもよい。

機能ユニットは工具部分が閉じられる圧力の複数の信号を決定し、決定した圧力の値を駆動ユニットに送信する機能を有する。
取り込み領域に位置される形成装置の加熱ユニットは、特に振動ユニットからなり、これにより、摩擦熱によって半製品を加熱すべく少なくとも１つの形成面の領域は、振動に設定されてもよい。

温度センサは高温計または熱電対からなる。
これに代えて、或いは付加的に、加熱ユニットは、誘導ユニットを備え、これにより半製品が加熱されてもよい。

形成装置は、形状形成領域の第２の加熱ユニットの他、出口領域に位置される硬化領域の第３の加熱ユニットとをさらに備える。形状形成領域は供給方向に示される硬化領域の上流に位置される。制御ユニットに連結される温度センサは形状形成領域および硬化領域にそれぞれ位置される。制御ユニットの機能モジュールは、第２の加熱ユニットおよび第３の加熱ユニットの温度制御を行いこれらを駆動する。

調整ユニットにより、引き抜きチャネルの形状を変形すべく相互に対する工具部分の位置は、工具部分の閉じる位置にて調整される。
本実施例において、不連続モードまたは疑似連続モードを実施するために、制御ユニットの機能モジュールは、上述した実施例に代えて、或いは付加的に、所定の時間または制御ユニットにより確定される時間にて工具部分を相互に対して離間するように移動させ、再び相互に向かって移動させる機能を有する。半製品の運動は、工具部分が相互に対して離間するときに駆動ユニットを駆動することにより行われ、半製品の運動は、工具部分が相互に対して離間するときに駆動ユニットを駆動することにより停止される。

形成装置は案内路をさらに備え、これにより、半製品の横断方向縁部区域は少なくとも工具の領域に案内される。本実施例において、案内路は工具の外側に位置される。
本発明において、乾燥した繊維またはプリプレグ材料の半製品から外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造するシステムがさらに開示される。システムは、本発明による形成装置と、半製品を形成装置に搬送する駆動ユニットとを備える。

本発明において、形成装置をその長手方向に通過する乾燥した繊維またはプリプレグ材料の半製品から外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造する方法がさらに開示される。

この方法は、半製品（２）が、工具部分の相互に面する形成外形間をキャリア箔にて形成装置の長手方向に移動する工程を含む。工具部分の断面の形成外形は、入口領域の断面外形から出口領域の形成外形に連続して変化する。

方法は形成装置の取り込み領域の支持部分を振動させる工程をさらに含む。支持部分および半製品間に生じる摩擦熱により半製品は形成可能な状態に遷移する。半製品の運動の速度は半製品の温度に基づき制御される。

本発明による方法において、工具部分は、特に半製品の連続した運動時に開かれ、所定の時間間隔にて再び形成する距離に復帰する。形成装置の開閉は、供給運動の速度に基づき制御ユニットの開閉コマンドにより実施される。

本発明において、形成装置は、少なくとも１つの計測された温度に応じて制御ユニットの開閉コマンドにより所定の圧力にて開閉されてもよい。製品の運動は形成装置が閉じた状態にある場合に停止する。本実施例において、取り込み区域、主形状形成領域、および硬化領域における温度は、半製品の運動の停止時に時間および温度のうち少なくともいずれか一方に基づき制御されてもよい。

本発明による方法において、半製品が形成装置を通過するときに、半製品を最初の状態からΩ字状（帽子状）に形状を形成することが通常可能である。

本発明の方法を実施するための形成装置を備えたシステムを示す概略図。 実施例において長手方向にて視認される上部工具部分および下部工具部分を備えた形成装置および引き抜き工具を示す斜視図。 実施例における図２ａに示す形成装置を示す上面斜視断面図。 下部工具部分およびその形状形成外形を示す上面斜視図。

実施例は、添付の図面を参照して開示される。
本発明において、半製品２は、入口側Ｌ１の入口領域３と入口領域から長手方向に離間する出口側Ｌ２の出口領域４とを備える形状形成工具、すなわち形成装置１０を通過するように供給方向Ｖに案内される。供給方向Ｖは、形成装置１の長手方向Ｌに延びる。

形成装置、すなわち引き抜き装置１は、引き抜きシステムＡの一部をなし、下部工具部分１１の第１の形成面１１ａ及び第１の形成面１１ａに直面する、上部工具部分１２の第２の形成面１２ａを備える。供給方向Ｖを横断して延びる形成面１１ａおよび１２ａの断面の外形は、入口領域Ｅの外形ＫＥから出口領域Ａの外形ＫＡに向かって連続して変化する。形成面１１ａおよび１２ａの外形ＫＥおよびＫＡの他、形成装置１が閉じられる場合にこれらの形成面によって形成される、これらの成形面の間の連続した遷移、モールド成形コア、すなわち引き抜きチャネル１０により、半製品２は、半製品２が形成装置１に供給されるときの第１の、すなわち最初の外形断面から、半製品２が付加的な処理工程に搬送される基準の外形断面に変形される。

工具の半部１１および１２は、連結される調整ユニット及び駆動ユニットにより圧力が作用され、工具の半部が押圧工具として作動するように相互に対して移動する。したがって、本発明による形成装置１は押圧形状形成工具の形態により得られる。

上部工具部分は、好適に下部工具部分に対して並進するように移動する。しかしながら、上部工具部分は下部工具部分に対して離間して移動してもよい。これにより空隙の寸法を調整することができる。さらに、これにより、特に引き抜き工程において、移送工程を補助すべく工具部分を相互に対して移動させる、すなわち工具部分を開閉することができる。また、所定の方法により形成装置を通過するように案内される半製品２を圧縮すべく所定の圧力を作用させて工具を閉じることができる。

付加的に、工具部分１１ａおよび１２ａは、異なるタイプの外形を製造すべく異なる形成外形面や外形を備える交換部品が形成装置１に挿入することができるように、相互に面する側に外形面挿入部を受容するための受容装置を備える。

使用される半製品２は、接着した織物、すなわち、乾燥した繊維材料すなわちプリプレグ材料の平坦な帯状またはマット状の接着した織物からなる。例えば、アミド、ガラス、炭素、シリコンやグラファイト等の高引張強度を有する剛性を備えた繊維が、本実施例において繊維とされる。プリプレグ半製品、すなわちマトリックス材料により予め含浸される半製品を使用する場合においては、繊維や接着された織物にすでにマトリックス材料が含まれている。乾燥した繊維材料を使用する場合は、形成装置１に案内されるに先だってマトリックス材料を含んでいる。本実施例において、例えばマトリックス材料の含浸槽を通過するように乾燥した繊維材料を案内するか、或いは例えば湿潤または噴霧手段によりマトリックス材料を乾燥した繊維材料に供給することができる。マトリックス材料を備えた半製品２は、形成装置１を通過後に好適な温度および／または好適な圧力の条件下にて硬化される。マトリックス材料に埋め込まれる繊維は、製造される複合材料を補強する。不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）や、ビニルエステル（ＶＥ）等の熱硬化性プラスチック材料、或いはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の熱可塑性材料は、マトリックス材料として使用される。

引き抜きシステムＡは、半製品２を形成装置１に供給または送り込むための駆動ユニット２０を備える。この駆動ユニットはローラードライブにより構成され、反対方向に回転する複数のローラーが前進、すなわち形成装置１の方向に半製品２を押圧する。ローラーの接触圧力の他、ローラーの堅固さにより、半製品の供給時において半製品の滑動が防止される。本実施例において、片側および／または両側にて、モータによって駆動されるローラーを設けることができる。すなわち、半製品の両側に位置されるローラーを駆動することができる。１つ以上のローラーは、半製品２に連続して所定の接触圧力を作用させるべくバネを備えてもよい。駆動ユニットは、速度および／または電力を制御可能である。さらに、ローラーは加熱または冷却することができる。

駆動ユニット２０は把持機構の形態により得られる。例えば、この把持機構は、２つの把持具を備え、１つの把持具は半製品２を前進させるべく半製品２と係合し、他方の把持具は、前進方向とは反対側の位置にて半製品２と再係合すべく再設定される。また、本実施例において、２つ以上の把持具を利用することができる。このような把持機構は上述したローラードライブと組み合わせて使用することができる。

これに代えて、或いは付加的に、半製品２に沿って運動により半製品２を搬送する２つのベルトを備えたベルト機構を駆動機構として使用してもよい。本実施例において、ベルトの両者、または１つのベルトが駆動される。ベルトは所定の接触圧力が半製品２に作用されるようにバネを備えてもよい。さらに、ベルトは、ベルトの少なくとも一方を加熱または冷却すべく、特に半製品２の前進運動時において半製品２を温度変化させるべく加熱冷却装置に連結されてもよい。

さらに、供給制御装置が、半製品の運動速度を監視、制御、および変更するために駆動ユニットに連結されてもよい。
引き抜きシステムＡは要求に応じて半製品２にマトリックス材料を付与する装置３０を備える。本実施例において、装置３０は半製品２が通過するように案内される含浸槽、噴霧装置や湿潤装置を備える。噴霧装置や湿潤装置を使用する場合に、特に繊維は、或いはこれに代えてまたは付加的に織物の網は、液体プラスチックやマトリックス材料により湿らされる。これは例えば後述する工具とは独立して行われる。しかしながら、これに代えてまたは付加的に、工具内にて行われてもよい。プラスチックは、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル、ビニルエステル、アクリル等から構成される。

付加的に、引き抜き工具は３つの異なる加熱領域を含む。この目的のために、第２の工具外形面を備える上部工具部分１２は、長手方向に連続して位置される３つの部分区域５１、５２、５３に分割される。

第１の工具部分区域５１、第２の工具部分区域５２、および第３の工具部分区域５３はそれぞれ第１の加熱装置、第２の加熱装置、および第３の加熱装置を備え、第１の加熱装置は長手方向の上述した入口領域Ｅ内または下流に位置され、第３の加熱装置は、入口領域Ｅ内または上流に位置される。第２の加熱装置、すなわち第２の工具部分区域５２は、長手方向Ｌにおいて第１の加熱装置および第３の加熱装置の間に位置される。

第１の加熱装置は、入口領域Ｅに位置される取り込み領域５１に位置される。この第１の加熱装置は、半製品を延性の塑性状態に遷移させる。第１の加熱装置は、振動ユニットの形態にて設けられてもよい。この目的のために、振動支持部分は、第１の形成面１１ａおよび／または第２の形成面１２ａに位置される。振動支持部分は、長手方向Ｌに延びる下部工具部分１１の区域１５からなり、本実施例において、長手方向Ｌに延びる第１の外形面１１ａの区域をなす。これに代えて、或いは付加的に、振動支持部分は、長手方向Ｌに延びる上部工具部分１２の区域１６からなり、長手方向Ｌに延びる第１の外形面１１ａの区域を備えてもてよい。外形面区域に位置される半製品の表面区域が外形面区域に対して運動することにより、且つ／または各工具部分の対向面間の運動により、半製品に摩擦熱が生じる。本発明によれば、振動により、マトリックス材料を備える半製品は、延性を備えた状態に転換されるために十分に加熱される。

別例において、振動板は、第１の形成面１１ａおよび／または第２の形成面１２ａに対して移動できるように第１の形成面１１ａおよび／または第２の形成面１２ａに位置される。

少なくとも１つの振動板は、マトリックス材料の溶融温度以上の温度に半製品２を加熱することができるようにモータ駆動される。
この方法の長所は、温度衝撃を伴うことなく半製品２の温度を確実に連続して保持することができる点にある。

これに代えて、或いは付加的に、第１の加熱装置は、下部工具部分および／または上部工具部分に位置される誘導コイルを備えてもよい。
本発明によると、第２の領域は、主形状形成領域である。したがって、第２の加熱装置は、各成形温度を半製品に生じさせる。第２の加熱装置は、下部工具部分および／または上部工具部分に位置され、例えば、加熱ガス装置、赤外線放射器、レーザー、電磁波または電波加熱器、超音波装置および／または誘導コイルを備える。

オートクレーブが、硬化領域５３にて半製品を硬化すべく硬化領域５３に一体的に形成される。
温度監視装置を備えた温度センサが、各領域に好適に設けられる。工程温度の監視により、特に製造される半製品や部品の品質を最適化することができる。さらに、これにより、重要な温度監視によって再現性試験運転を実施することができる。

使用される温度センサは半製品２から放出される赤外線エネルギーを測定し、半製品２の温度を決定する高温計（赤外線温度計）からなる。
このような温度センサを利用することにより、溶融マトリックスに接触することなく温度測定を行うことができ、温度センサにマトリックスが接着することを防止することができるという効果が得られる。

これに代えて、或いは付加的に、温度感知抵抗特性を有する測定体を備える熱電対が温度センサとして使用されてもよい。本実施例において、温度は抵抗測定により間接的に決定される。半製品２の温度の決定時において、熱電対の測定温度と半製品マトリックスの温度との温度差の均等化が、対応する実装機能を備えた補正モジュールにて行われる。これらの温度差を利用することにより、遅延時間（ローパス特性）が生じるが、これも補正モジュールにて考慮される。しかしながら、半製品との直接的な接触は、この温度の均等化において受け入れられる必要がある。

形成装置１は、基準となる温度の指定が可能であり対応する加熱装置を駆動する制御装置を備える制御ユニットを備える。これらにより、加熱装置の基準温度を指定および制御することができる。

さらに、形成装置１は、対応する駆動ユニットを備えた調整ユニットを備え、これらにより、工具部分１１ａおよび１２ａは相互に対して開閉（矢印Ｄ１）可能である。制御ユニットは、工具部分が所定の仕様により相互に対して開閉するように駆動ユニットに機能的に連結される。工具部分１１ａおよび１２ａの開閉は、所定の時間間隔、すなわち、調整可能な時間間隔、またはその他の基準に基づいて行われる。例えば、加熱領域５１、５２、５３において所定の温度に至った場合に工具部分を開閉する機能を制御ユニットに実装してもよい。

本発明による方法において、半製品２は、駆動ユニット２０によって、乾燥繊維やプリプレグ材料から構成される平坦な帯状の接着された織物の態様にて引き抜き工具１０に搬送される。本実施例において、半製品２は積層構造或いは個別の層の態様にて引き抜き工具１０に搬送されてもよい。材料は、キャリア箔の引き抜き工具内に引き込まれる。

取り込み区域に位置される半製品の区域は、第１の加熱装置によって所定の温度まで加熱される。すなわち、工具部分１１および１２の外形が、移動する半製品の長手方向位置に変形する程度に半製品２の予備形成が行われる温度まで加熱される。第１の加熱装置による半製品２の加熱により、半製品２の成形特性が向上する。

半製品２の上述した区域や位置は、引き抜き工具により付加的に張引され、これにより、入口領域Ｅの上流に平坦な外形断面を有する半製品は、基準の外形を備えた半製品に連続して形成される。

形成装置１は、半製品２が連続的に引き抜かれ形状を形成する連続モードにて作動する。本実施例において、工具部分１１ａおよび１２ａは、相互に対して静的に位置される。これに代えて、工具部分１１ａおよび１２ａは、連続モードにおいて搬送および成形工程が単純化される程度まで開放されてもよい。連続モードにおいて、第２および第３の加熱装置は、成形温度を保持する。形成された半製品２の搬送後に、その形状は、好適な方法によって保持され、例えば要素搬送具や別の要素と組み立てられる等して付加的に加工処理されてもよい。

工具部分の相互に対する開閉は、制御ユニットに予め設定された一定時間間隔にて行われるか、或いは上述した制御変数の制御によって行われる。
半製品２は案内装置１３によって形成装置１に案内される。例えば、半製品の横断方向縁部区域は、工具の領域、或いは工具の外側の領域に位置される案内路によって案内される。

本発明による形成装置１は、不連続または疑似連続モードにてさらに作動してもよい。本明細書において、用語「疑似連続工程」は、半製品の供給運動が時間区分において押圧工程を実施すべく実際に停止されるが、処理される半製品は切断工程まで取り払われないため、方法がこの点において「連続的」であるともいえる製造方法として解釈される必要がある。本実施例において、上部工具部分１２ａは一定の時間間隔にて、或いは所定の基準値にしたがって上昇し、半製品２は案内装置１３によって徐々に形成装置１に案内される。工具部分１１ａおよび１２ａの閉鎖は、工具部分１１ａおよび１２ａが閉じられる場合に半製品が所定の程度に圧縮されるように所定の圧力を生じさせることにより行われる。本実施例において、取り込み区域は予備形成温度まで加熱され、これにより、半製品は形成温度まで、すなわち可塑化温度まで加熱される。さらに、硬化領域５３は、半製品がこの区域にて緩慢に硬化するように、硬化温度まで加熱される。したがって、硬化は長手方向Ｌに示される形成装置の後部領域にて行われる。

Claims (18)

1. 平坦な半製品（２）を外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品に形状形成する形成装置（１）であって、
   第１の形成面（１１ａ）を備える下部工具部分（１１）と第１の形成面（１１ａ）に面する第２の形成面（１２ａ）を備える上部工具部分（１２）と、これらの形成面は引き抜きチャネル（１０）を形成することと、半製品は供給方向（Ｖ）に引き抜きチャネル（１０）を通過することと、形成装置（１）を通過する半製品が最初の外形断面から出口領域（Ａ）における基準の外形断面に遷移するように、半製品の供給方向（Ｖ）を横断して延びる形成面（１１ａ、１２ａ）の断面の外形は、形成装置（１）の入口領域（Ｅ）に位置される外形（ＫＥ）から形成装置（１）の出口領域（Ａ）に位置される外形（ＫＡ）に連続して変化することと、
   供給方向に示す入口領域（Ｅ）の下流に位置される取り込み領域（５１）に位置される加熱ユニットと、
   加熱ユニットを調整するための駆動装置を含み且つ取り込み領域（５１）に位置される加熱ユニットおよび温度値を受信すべく取り込み領域（５１）に位置される温度センサに機能的に連結される制御ユニットとを備え、取り込み領域（Ｅ）における温度を制御するための制御機能を備える機能モジュールが制御ユニットに設けられることと、機能モジュールは、入口領域の温度値および基準の温度に基づき加熱ユニットに送信されるべき複数の駆動信号を決定し、取り込み領域（５１）の温度を調整すべく加熱ユニットに同駆動信号を送信することとを特徴とする形成装置（１）。
2. 前記半製品（２）を形成装置（１）に供給する駆動ユニットをさらに備えることと、制御ユニットは、半製品（２）を形成装置（１）に供給する駆動ユニットに機能的に連結されることと、制御ユニットは、入口領域における温度値および基準の温度に基づき駆動ユニットが半製品（２）を形成装置（１）に供給するための複数の駆動信号を決定し、同駆動信号を駆動ユニットに送信することとを特徴とする請求項１に記載の形成装置（１）。
3. 調整ユニットと、同調整ユニットに連結され工具半部（１１、１２）が押圧工具として機能するように形成装置（１）を開閉すべく圧力を作用させることにより工具半部の少なくとも一方を他方の工具半部に対して移動させるサーボモータとをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の形成装置（１）。
4. 前記圧力の複数の信号を決定するセンサをさらに備え、これにより工具部分を閉じることと、前記機能モジュールはセンサに機能的に連結され、機能モジュールは工具部分を相互に対して閉じる基準の圧力に基づき調整ユニットのサーボモータを駆動するための複数の信号を決定し、所定の制限範囲内に基準の圧力を保持すべく該複数の信号をサーボモータに送信することとを特徴とする請求項３に記載の形成装置（１）。
5. 前記入口領域における加熱ユニットは振動ユニットからなり、これにより、摩擦熱によって半製品を加熱すべく形成面（１１ａ、１１ｂ）の少なくとも一方の領域は、振動に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
6. 前記温度センサは高温計または熱電対からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
7. 前記加熱ユニットは、半製品を加熱する誘導ユニットを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
8. 形状形成領域（５２）の第２の加熱ユニットと、前記出口領域（Ａ）に位置される硬化領域（５３）の第３の加熱ユニットとをさらに備えることと、該形状形成領域（５２）は供給方向（Ｖ）に示される硬化領域（５３）の上流に位置されることと、前記制御ユニットに連結される温度センサが形状形成領域および硬化領域（５３）にそれぞれ位置されることと、制御ユニットの機能モジュールは、第２の加熱ユニットおよび第３の加熱ユニットの温度制御を行いこれらを駆動することとを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
9. 前記調整ユニットは、引き抜きチャネル（１０）の形状を変更すべく工具部分（１１ａ、１２ｂ）の相互に対する位置を工具部分（１１ａ、１１ｂ）の閉鎖位置に調整することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
10. 前記制御ユニットの機能モジュールは、所定の時間または制御ユニットにより確定される時間にて工具部分（１１ａ、１２ａ）を相互に対して離間するように移動させ、再び相互に向かって移動させる機能を有することと、所定の速度による半製品の運動は、工具部分（１１ａ、１２ａ）が相互に対して離間するときに駆動ユニットを駆動することにより行われ、半製品（２）の運動は、工具部分（１１ａ、１２ａ）が相互に対して離間するときに駆動ユニットを駆動することにより停止されることとを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の形成装置（１）。
11. 前記半製品（２）の横断方向縁部区域は、少なくとも工具の領域において案内路により案内されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記案内路は工具の外側に位置されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
13. 乾燥した繊維またはプリプレグ材料の半製品（２）から外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造するシステム（Ａ）であって、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の形成装置（１）と、半製品（２）を形成装置（１）に搬送する駆動ユニットとを備えることを特徴とするシステム（Ａ）。
14. 形成装置（１）をその長手方向（Ｌ）に通過する乾燥した繊維またはプリプレグ材料の半製品（２）から外形を形成した繊維補強複合材料（ＦＲＣ）の半製品を製造する方法であって、
    該半製品（２）は、工具部分（１１ａ、１２ａ）の相互に面する形成外形間をキャリア箔にて形成装置（１）の長手方向（Ｌ）に移動することと、工具部分（１１ａ、１２ａ）の断面の形成外形は、入口領域の断面外形から出口領域の形成外形に連続して変化することと、
    形成装置（１）の取り込み領域の支持部分は振動するように設定され、支持部分および半製品間に生じる摩擦熱により半製品は延性を備えた状態に遷移することと、半製品（２）の運動の速度は半製品（２）の温度に基づき制御されることとを特徴とする製造方法。
15. 前記工具部分（１１ａ、１２ａ）は、半製品の連続した運動時に開かれ、所定の時間間隔にて再び形成する距離に復帰することと、形成装置（１）の開閉は、供給運動（Ｖ）の速度に基づき制御ユニットの開閉コマンドにより実施されることとを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記形成装置（１）は、少なくとも１つの計測された温度に応じて制御ユニットの開閉コマンドにより所定の圧力にて開閉されることと、半製品の運動は形成装置（１）が閉じた状態にある場合に停止することとを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 取り込み区域（５１）、主形状形成領域（５２）、および硬化領域（５３）における温度は、半製品（２）の運動の停止時に時間および温度のうち少なくともいずれか一方に基づき制御されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記半製品（２）は、形成装置（１）を通過するときに最初の状態からΩ字状、すなわち帽子状の形状に形成されることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の方法。

Images