Claims (35)
1. Способ формования композиционного материала, включающий:1. A method for molding a composite material, including:
(А) размещение композиционной системы в штампе, при этом штамп содержит пуансон и соответствующую матрицу, разделенные зазором, при этом каждый из элементов, представляющих собой пуансон и матрицу, независимо имеет неплоскую формообразующую поверхность;(A) placing the composite system in a die, wherein the die comprises a punch and a corresponding die separated by a gap, each of the punch and die elements independently having a non-planar shaping surface;
(В) сдавливание композиционной системы между пуансоном и матрицей посредством закрытия зазора между пуансоном и матрицей; и(B) squeezing the composite system between the punch and the die by closing the gap between the punch and the die; And
(С) удерживание пуансона и матрицы в закрытом положении до тех пор, пока вязкость композиционной системы не достигнет уровня, достаточного для сохранения отформованной конфигурации,(C) holding the punch and die in a closed position until the viscosity of the composite system reaches a level sufficient to maintain the molded configuration,
при этом композиционная система содержит по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и по существу плоский композиционный материал, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность,wherein the composite system comprises at least one woven or non-woven veil having an upper surface and a lower surface, and a substantially flat composite material having an upper surface and a lower surface,
при этом нижняя поверхность по существу плоского композиционного материала находится в контакте с верхней поверхностью первой тканой или нетканой вуали, иwherein the bottom surface of the substantially flat composite material is in contact with the top surface of the first woven or nonwoven veil, and
при этом данную по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль удерживают на месте посредством рамной конструкции.wherein the at least one woven or non-woven veil is held in place by the frame structure.
2. Способ по п.1, в котором данная по меньшей мере одна тканая или нетканая вуаль натянута от края до края рамной конструкции.2. The method according to claim 1, wherein the at least one woven or non-woven veil is stretched from end to end of the frame structure.
3. Способ по п.1 или 2, в котором верхняя поверхность по существу плоского композиционного материала также находится в контакте с нижней поверхностью второй тканой или нетканой вуали, посредством чего формируется многослойная конструкция.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the top surface of the substantially flat composite material is also in contact with the bottom surface of the second woven or nonwoven veil, whereby the sandwich structure is formed.
4. Способ по п.3, в котором композиционный материал удерживается неподвижно между первой тканой или нетканой вуалью и второй тканой или нетканой вуалью до тех пор, пока тепло не будет подведено или сила не будет приложена к многослойной конструкции.4. The method of claim 3 wherein the composite is held stationary between the first woven or nonwoven veil and the second woven or nonwoven veil until heat is applied or force is applied to the laminate.
5. Способ по п.1 или 2, в котором верхняя поверхность по существу плоского композиционного материала также находится в контакте с мембраной, выбранной из пленки, содержащей один или более слоев, каждый из которых независимо выбран из слоя резины, слоя силикона и слоя пластика.5. The method of claim 1 or 2, wherein the top surface of the substantially flat composite material is also in contact with a membrane selected from a film comprising one or more layers each independently selected from a rubber layer, a silicone layer, and a plastic layer. .
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором рамная конструкция содержит верхнюю раму и нижнюю раму, при этом данную по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль удерживают между верхней рамой и нижней рамой.6. A method according to any one of the preceding claims, wherein the frame structure comprises a top frame and a bottom frame, wherein the at least one woven or nonwoven veil is held between the top frame and the bottom frame.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором тканая или нетканая вуаль имеет массу, составляющую от приблизительно 5 г/м2 до приблизительно 50 г/м2.7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the woven or nonwoven veil has a weight of from about 5 g/m 2 to about 50 g/m 2 .
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором тканая или нетканая вуаль содержит полиэфирные волокна, углеродные волокна, стекловолокна или их комбинацию.8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the woven or nonwoven veil comprises polyester fibers, carbon fibers, glass fibers, or a combination thereof.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (В) включает частичное закрытие зазора между пуансоном и матрицей так, что между пуансоном и матрицей образуется зазор меньшего размера, при этом указанный зазор меньшего размера впоследствии закрывают через заданное время или после того, как будет достигнута заданная вязкость.9. A method according to any one of the preceding claims, wherein step (B) comprises partially closing the gap between the punch and the die so that a smaller gap is formed between the punch and the die, said smaller gap being subsequently closed at or after a predetermined time how the desired viscosity is reached.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (В) включает закрытие зазора между пуансоном и матрицей со скоростью, составляющей от приблизительно 0,7 мм/с до приблизительно 400 мм/с, при одновременном поддержании температуры пуансона и матрицы, которая превышает температуру размягчения композиционного материала.10. A method according to any one of the preceding claims, wherein step (B) comprises closing the gap between the punch and the die at a speed of from about 0.7 mm/s to about 400 mm/s while maintaining the temperature of the punch and the die, which exceeds the softening temperature of the composite material.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температуру пуансона и матрицы поддерживают на уровне, превышающем температуру окружающей среды.11. A method according to any one of the preceding claims, wherein the temperature of the punch and die is maintained above ambient temperature.
12. Способ по п.11, в котором температуру пуансона и матрицы поддерживают на уровне температуры, превышающей 100°С.12. The method of claim 11, wherein the temperature of the punch and die is maintained at a temperature in excess of 100°C.
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (С) выполняют до тех пор, пока вязкость композиционного материала не станет меньше 1,0 × 108 мПа.13. A method according to any one of the preceding claims, wherein step (C) is performed until the viscosity of the composite material is less than 1.0 x 10 8 MPa.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий (D) охлаждение композиционной системы на штампе до температуры, которая ниже температуры размягчения композиционного материала. 14. A method according to any one of the preceding claims, further comprising (D) cooling the composite system on the die to a temperature that is below the softening temperature of the composite.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий (D’) извлечение композиционной системы из штампа в то время, когда температура композиционной системы превышает температуру размягчения композиционного материала.15. A method according to any one of the preceding claims, further comprising (D') withdrawing the composite system from the die at a time when the temperature of the composite system is above the softening temperature of the composite.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пуансон и матрицу удерживают в закрытом положении в течение от приблизительно 10 секунд до приблизительно 30 минут.16. The method of any one of the preceding claims, wherein the punch and die are held in the closed position for about 10 seconds to about 30 minutes.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал в композиционной системе был подвергнут механической обработке по шаблону.17. A method according to any one of the preceding claims, wherein the composite material in the composite system has been machined in a pattern.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий предварительный нагрев композиционной системы в нагревательном устройстве при температуре, достаточной для снижения вязкости композиционного материала, перед размещением композиционной системы в штампе.18. A method according to any one of the preceding claims, further comprising preheating the composite system in a heating device at a temperature sufficient to reduce the viscosity of the composite prior to placing the composite system in the die.
19. Способ по п.18, в котором нагревательное устройство представляет собой контактный нагреватель или инфракрасный (ИК) нагреватель.19. The method of claim 18 wherein the heating device is a contact heater or an infrared (IR) heater.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал содержит конструкционные волокна из материала, выбранного из арамида, высокомодульного полиэтилена (ПЭ), сложного полиэфира, поли-p-фенилен-бензобисоксазола (РВО), углерода, стекла, кварца, оксида алюминия, диоксида циркония, карбида кремния, базальта, натуральных волокон и их комбинаций.20. The method according to any of the preceding claims, wherein the composite material comprises structural fibers of a material selected from aramid, high modulus polyethylene (PE), polyester, poly-p-phenylene-benzobisoxazole (PBO), carbon, glass, quartz, oxide aluminium, zirconia, silicon carbide, basalt, natural fibers and combinations thereof.
21. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал содержит связующее или матричный материал, выбранный из термопластичных полимеров, термореактивных смол и их комбинаций.21. A method according to any one of the preceding claims, wherein the composite material comprises a binder or matrix material selected from thermoplastic polymers, thermoset resins, and combinations thereof.
22. Способ по п.21, в котором связующее или матричный материал присутствует в композиционном материале в количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 40%.22. The method of claim 21, wherein the binder or matrix material is present in the composite in an amount of at least about 40%.
23. Способ по п.21 или 22, в котором связующее или матричный материал имеет вязкость, составляющую по меньшей мере приблизительно 1 × 108 мПа.23. The method of claim 21 or 22, wherein the binder or matrix material has a viscosity of at least about 1 x 10 8 MPa.
24. Способ по п.21, в котором:24. The method according to claim 21, in which:
- или (i) связующее или матричный материал имеет вязкость, составляющую менее 1 × 108 мПа, или (ii) вуаль имеет массу, составляющую менее 100 г/м2; и- or (i) the binder or matrix material has a viscosity of less than 1×10 8 MPa, or (ii) the veil has a weight of less than 100 g/m 2 ; And
- поверхность композиционного материала является обогащенной смолой.- the surface of the composite material is enriched with resin.
25. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий нанесение антиадгезионной смазки для форм на пуансон, матрицу или оба данных компонента.25. The method of any one of the preceding claims, further comprising applying a mold release agent to the punch, die, or both.
26. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционную систему размещают в необязательном нагревательном устройстве и в штампе с помощью автоматизированных средств.26. A method according to any one of the preceding claims, wherein the composite system is placed in an optional heating device and in a die by automated means.
27. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором вакуумметрическое давление не прикладывают к какой-либо части штампа.27. A method according to any one of the preceding claims, wherein no vacuum pressure is applied to any part of the die.