RU2463163C2 - Способ соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита - Google Patents

Способ соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита Download PDF

Info

Publication number
RU2463163C2
RU2463163C2 RU2009131076/02A RU2009131076A RU2463163C2 RU 2463163 C2 RU2463163 C2 RU 2463163C2 RU 2009131076/02 A RU2009131076/02 A RU 2009131076/02A RU 2009131076 A RU2009131076 A RU 2009131076A RU 2463163 C2 RU2463163 C2 RU 2463163C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermoplastic material
component
fiber composite
thermoplastic
fibrous composite
Prior art date
Application number
RU2009131076/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009131076A (ru
Inventor
Забине ВЛАХ (DE)
Забине ВЛАХ
Юрген ШЕНК (DE)
Юрген ШЕНК
Георг ВАХИНГЕР (DE)
Георг ВАХИНГЕР
Original Assignee
Эйрбас Оперейшнз Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эйрбас Оперейшнз Гмбх filed Critical Эйрбас Оперейшнз Гмбх
Publication of RU2009131076A publication Critical patent/RU2009131076A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2463163C2 publication Critical patent/RU2463163C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/06—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using friction, e.g. spin welding
    • B29C65/0672—Spin welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3608—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint comprising single particles, e.g. fillers or discontinuous fibre-reinforcements
    • B29C65/3612—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint comprising single particles, e.g. fillers or discontinuous fibre-reinforcements comprising fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3644—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint being a ribbon, band or strip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3672—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3676—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint being metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3672—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3676—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint being metallic
    • B29C65/368—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the composition of the elements heated by induction which remain in the joint being metallic with a polymer coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/47—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7214—Fibre-reinforced materials characterised by the length of the fibres
    • B29C66/72141—Fibres of continuous length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • B29C66/7232—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer
    • B29C66/72321—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer consisting of metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/725—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being hollow-walled or honeycombs
    • B29C66/7254—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being hollow-walled or honeycombs honeycomb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3656—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint being a layer of a multilayer part to be joined, e.g. for joining plastic-metal laminates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7212—Fibre-reinforced materials characterised by the composition of the fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7214—Fibre-reinforced materials characterised by the length of the fibres
    • B29C66/72143—Fibres of discontinuous lengths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/727—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being porous, e.g. foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7394—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/949—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time characterised by specific time values or ranges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0809—Fabrics
    • B29K2105/0845—Woven fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/10—Cords, strands or rovings, e.g. oriented cords, strands or rovings
    • B29K2105/101—Oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B29K2105/14—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2305/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • B29L2009/003—Layered products comprising a metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/60—Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
    • B29L2031/608—Honeycomb structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для формирования устройства крепежных скоб самолета и включает соединение сваркой трением термопластичного материала с материалом волокнистого композита самолета. Относительное перемещение между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита генерируется с помощью вращательного и вибрационного перемещения термопластичного материала и материала композита по отношению друг к другу. Материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами, а материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал. Термопластичный материал является составляющим крепежной скобы или крепежная скоба состоит из термопластичного материала, а материал волокнистого композита является составляющим компонента или компонент состоит из материала волокнистого композита так, что термопластичный материал крепежной скобы сваривают вместе с материалом волокнистого композита компонента для соединения крепежной скобы с компонентом с формированием устройства крепежных скоб. Способ является менее сложным и требует меньшего времени, чем известные способы адгезивного соединения, а также не использует опасных для здоровья веществ. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу соединения термопластичного материал с материалом волокнистого композита. В дополнение к этому, настоящее изобретение относится к устройству, содержащему термопластичный материал и материал волокнистого композита.
В конструкции самолета, в частности, термопластичные материалы часто соединяются с материалами волокнистых композитов посредством механического соединения, например посредством шурупов, или посредством адгезивного связывания. Например, пластиковые крепежные скобы, которые содержат термопластичный материал, часто присоединяют к компонентам, таким, например, как боковая панель или коробка багажной полки, которые содержат материал волокнистого композита, в области, находящейся под давлением, например в области салона самолета.
Адгезивное связывание пластиковых крепежных скоб, содержащих термопластичный материал, с компонентами, содержащими материал волокнистого композита, требует очень сложной предварительной обработки прилипающих друг к другу поверхностей пластиковых крепежных скоб. Поверхности должны быть сначала сделаны шероховатыми, а затем предварительно обработаны грунтовкой. Только после этой предварительной обработки пластиковые крепежные скобы могут адгезивно связываться с компонентами. Затем необходимо подождать в течение определенного периода, как правило в течение 5-8 часов, до тех пор, пока адгезив не отвердится и не будет демонстрировать необходимую начальную прочность адгезии. Адгезивы, которые являются термически отверждаемыми, также часто используются. При использовании таких адгезивов, пластиковые крепежные скобы и компоненты, которые должны соединяться вместе, должны отверждаться в печи в течение до 48 часов. Способ адгезивного связывания, таким образом, является очень сложным и занимает много времени. Кроме того, адгезивы содержат составляющие, которые опасны для здоровья.
Альтернативно или в дополнение к этому, пластиковые крепежные скобы, содержащие термопластичный материал, часто соединяют с компонентами, содержащими материал волокнистого композита посредством шурупов. Это имеет, однако, тот недостаток, что размер и положение отверстий для шурупов должны быть известны еще во время изготовления пластиковых крепежных скоб и компонентов и что в случае изменения положения соединения компонентов и/или пластиковых крепежных скоб, должны вводиться новые отверстия. Это является недостатком способа получения в целом.
Задачей настоящего изобретения является создание способа соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита, который является менее сложным и требует меньшего времени, чем известные способы адгезивного связывания, который, кроме того, не использует никаких дополнительных веществ, опасных для здоровья, и который делает более простым изменение положения, в котором термопластичный материал соединяется с материалом волокнистого композита, по сравнению с механическим соединением, например, таким как посредством шурупов.
Эта задача достигается с помощью способа соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита, в котором термопластичный материал сваривают с материалом волокнистого композита, где материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами, и где материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал.
С помощью сварки термопластичного материала с материалом волокнистого композита время, необходимое для соединения материалов, очень сильно уменьшается. Оно сводится, в частности, всего лишь к нескольким секундам. В дополнение к этому, как правило, материалы не должны предварительно обрабатываться, и не требуется дополнительных веществ, опасных для здоровья. Кроме того, не должно формироваться никаких отверстий в компонентах и пластиковых крепежных скобах, таким образом, становится легче изменять положение, в котором термопластичный материал соединяется с материалом волокнистого композита.
Является предпочтительным, чтобы термопластичный материал сваривался с материалом волокнистого композита посредством "сварки трением". Термин "сварка трением" покрывает любое относительное перемещение между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита, которое генерирует теплоту движения в области соединения, которая является достаточной для сваривания вместе термопластичного материала и материала волокнистого композита. Кроме того, является предпочтительным, чтобы термопластичный материала и материал волокнистого композита перемещались относительно друг друга во время сварки трением, в частности перемещались таким образом, чтобы термопластичный материал перемещался по отношению к материалу волокнистого композита таким образом, что термопластичный материал начинает плавиться, а материал волокнистого композита нагревается. Кроме того, является предпочтительным, чтобы термопластичный материал и материал волокнистого композита перемещались по отношению друг к другу во время сварки трением, в частности перемещались таким образом, чтобы термопластичный материал перемещался по отношению к материалу волокнистого композита и термопластичный материал и материал волокнистого композита прижимались друг к другу таким образом, что термопластичный материал начинает плавиться, а материал волокнистого композита нагревается.
Простым образом, сварка трением дает возможность для генерирования теплоты движения, в частности теплоты трения, которая должна генерироваться в области соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита, что является достаточным для сваривания двух материалов вместе.
Таким же образом энергия сварки трением может также использоваться для целевого удаления термопластичного материала.
Относительное движение может генерироваться, например, посредством вращательного движения и/или вибрационного движения термопластичного материала и материала волокнистого композита по отношению друг к другу. Когда используют вибрационное движение, материал волокнистого композита и термопластичный материал предпочтительно соединяют вместе с помощью вибрационной сварки. При вибрационной сварке, с помощью вибрационного движения в области соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита, генерируется теплота трения, которая является достаточной для сваривания вместе двух материалов.
В дополнение к этому является предпочтительным, чтобы термопластичный материал сваривался с материалом волокнистого композита посредством индукционной сварки. Для этой цели электропроводящий материал располагают в области соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита и в электропроводящем материале генерируют индукционное тепло, которое является достаточным, чтобы заставить термопластичный материал начать плавиться и для нагрева материала волокнистого композита. При индукционной сварке в электропроводящем материале предпочтительно индуцируются токи, которые генерируют тепло индукции посредством эффектов сопротивления и/или магнитного гистерезиса. Предпочтительно для генерирования тепла индукции металлические частицы и/или металлический слой вводятся в область соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита.
Кроме того, является предпочтительным, чтобы электропроводящий материал представлял собой перфорированную и растянутую металлическую фольгу, например металлическую фольгу с торговым наименованием Astrostrike. Электропроводящий материал предпочтительно изготавливают из алюминия и/или меди, и/или он их содержит. Кроме того, является предпочтительным, чтобы электропроводящий материал представлял собой металлический тканый материал и/или слой металла. Кроме того, является предпочтительным, чтобы электропроводящий материал состоял из металлических наночастиц или содержал их. Электропроводящий материал, в частности слой металла, предпочтительно генерируется посредством способа термического напыления одного или нескольких металлических порошков, которые могут содержать один или несколько металлов, или посредством использования технологии спекания, с одним или несколькими металлами, или посредством плавления одного или нескольких видов металлической фольги и/или одного или нескольких материалов припоев, в частности на термопластичном материале.
Кроме того, является предпочтительным, чтобы тепло индукции генерировалось посредством использования средней частоты или высокой частоты. В предпочтительном варианте осуществления используют частоту в диапазоне частот от 10 до 50 кГц, в частности с мощностью в диапазоне от 2 до 5 кВт. В другом предпочтительном варианте осуществления используют частоту в диапазоне частот от 400 кГц до 1 МГц, в частности с мощностью, меньшей чем 25 кВт.
В другом предпочтительном варианте осуществления, материал волокнистого композита включает в себя материал CFRP (пластик, армированный углеродными волокнами) и тепло индукции генерируется в материале CFRP, в частности, без использования дополнительного электропроводящего материала. Тепло индукции предпочтительно генерируют вблизи поверхности материала CFRP.
Материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами. Материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал. Является предпочтительным, чтобы волокна материала волокнистого композита были ориентированы в одном направлении или образовывали тканый материал. По этой причине материал волокнистого композита предпочтительно представляет собой пластик, армированный волокнами (FRP), то есть, в частности, какой-либо, в частности, материал армированной, термопластичной и/или термореактивной матрицы, снабженной однонаправленными волокнами или волокнами, образующими тканый материал. В дополнение к этому является возможным, чтобы материал волокнистого композита получался с использованием смолы, в частности смолы, полученной с помощью полидобавления и/или поликонденсации. Материал волокнистого композита предпочтительно располагается на ячеистой структуре, в частности на ячейках Nomex. В этом случае ячеистая структура принимает, в частности, форму слоя, и материал волокнистого композита наносят слоями на две смотрящих друг на друга стороны ячеистой структуры.
Условием является, чтобы термопластичный материал состоял из одного или нескольких инженерных термопластиков или содержал один или несколько инженерных термопластиков. Кроме того, условием может быть то, чтобы термопластичный материал состоял из полиамида или содержал полиамид. Кроме того, термопластичный материал может состоять из полиэфиримида (PEI) и/или полиэфирэфиркетона (PEEK) или содержать их. В предпочтительном варианте осуществления термопластичный материал содержит армирующие волокна, в частности армирование из коротких волокон, где волокна могут представлять собой, например, углеродные волокна и/или стеклянные волокна. В другом предпочтительном варианте осуществления, термопластичный материал не содержит армирующих волокон.
Посредством использования определенного таким образом материала волокнистого композита и термопластичных материалов является возможным получение особенно хорошего соединения между этими материалами с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением.
В дополнение к этому является предпочтительным, чтобы термопластичный материал являлся составляющим крепежной скобы, в частности поддерживающей крепежной скобы, или чтобы крепежная скоба состояла из термопластичного материала, и чтобы материал волокнистого композита являлся составляющим компонента или чтобы компонент состоял из материала волокнистого композита, так чтобы термопластичный материал крепежной скобы сваривался вместе с материалом волокнистого композита компонента для соединения крепежной скобы с компонентом, для формирования системы крепежных скоб. Таким образом, крепежная скоба может просто и быстро соединяться с компонентом.
Если материал волокнистого композита соединяется с термопластичным материалом посредством сварки трением, является предпочтительным, чтобы крепежная скоба из термопластичного материала приводилась в движение, в то время как материал волокнистого композита компонента, с которым она должна соединяться, не движется.
Условием может быть, чтобы компонент, который должен представлять собой боковую панель в самолете, предпочтительно в пространстве самолета, которое находится под давлением, когда она работает, в частности в пространстве салона самолета и/или коробку багажной полки самолета или часть боковой панели и/или часть коробки багажной полки. Кроме того, является предпочтительным, чтобы способ осуществлялся внутри самолета, предпочтительно в пространстве, находящемся под давлением, когда он работает, в частности, в пространстве салона самолета. Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением делает возможным простое, быстрое и надежное получение сварного соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита, в частности, в самолете.
Крепежная скоба предпочтительно выполнена таким образом, что она может поддерживать желаемые объекты.
В дополнение к этому настоящее изобретение относится к устройству, содержащему термопластичный материал и материал волокнистого композита, термопластичный материал и материал волокнистого композита содержат соединение, которое может быть получено с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительные конфигурации устройства перечислены в пунктах формулы изобретения 20-24.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения объясняются более подробно ниже со ссылками на чертежи, на которых
на Фиг.1 представлен схематически вид устройства, с помощью которого может осуществляться один из вариантов осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением,
на Фиг.2 показана слоистая структура соединения в соответствии с настоящим изобретением между материалом FRP и термопластичным материалом.
на Фиг.3 показан сэндвич с материалом FRP,
на Фиг.4 показан схематически вид самолета с пространством салона, в котором располагается система крепежных скоб, и
на Фиг.5 показан схематический вид в разрезе крепежной скобы, содержащей термопластичный материал.
На Фиг.1 показан схематический вид устройства 1 для соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита, где материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами, и где материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал. Устройство 1 содержит вращающийся и поднимающийся узел 2 и узел управления 3, который соединен с вращающимся и поднимающимся узлом 2 и управляет им. Устройство 1 дополнительно содержит держатель крепежной скобы 4, к которому может присоединяться крепежная скоба 5 с возможностью отсоединения. Держатель крепежной скобы 4 удерживается с возможностью вращения и установки высоты во вращающемся и поднимающемся узле, так что вращающийся и поднимающийся узел 2 может вращать крепежную скобу 5 посредством держателя крепежной скобы 4 и изменять ее положение по высоте. Устройство 1 дополнительно содержит держатель материала волокнистого композита 6, на котором удерживается материал волокнистого композита 7, в этом варианте осуществления материал FRP.
Посредством устройства 1, крепежная скоба 5, например, в положении с высотой, иллюстрируемой на Фиг.1, может вставляться в держатель крепежной скобы 4. Кроме того, материал волокнистого композита 7, в частности материал FRP, может вставляться в держатель материала волокнистого композита 6. После того как крепежная скоба 5 и материал волокнистого композита 7 вставляются в соответствующие держатели 4, 6, держатель крепежной скобы 4 перемещается по направлению к материалу волокнистого композита 7, так что крепежная скоба 5 вступает в контакт с материалом волокнистого композита 7 при заданном давлении. До, во время или после создания заданного давления между крепежной скобой 5 и материалом волокнистого композита 7 крепежная скоба 5 начинает вращаться с заданной частотой, с помощью держателя крепежной скобы 4. В результате вращательного движения, поверхность крепежной скобы 5, которая состоит из термопластичного материала или содержит термопластичный материал, и поверхность материала волокнистого композита 7 трутся друг о друга, создавая, таким образом, теплоту движения. Этот процесс движения поддерживается до тех пор, пока не генерируется теплота движения, которая является достаточной для соединения двух поверхностей вместе. Затем движение останавливается и поверхности охлаждаются. Фаза нагрева и фаза охлаждения, каждая, занимают только несколько секунд, в частности каждая фаза длится меньше чем 5 секунд.
На Фиг.4 показан схематически вид в разрезе самолета 30, с областью салона 31, находящейся под давлением, когда она находится в рабочем состоянии. В области салона 31 располагается компонент 32, который содержит материал волокнистого композита, в частности материал FRP, или состоит из него. Компонент 32 соединяется с крепежной скобой 33, которая содержит термопластичный материал или состоит из термопластичного материала. Соединение между компонентом 32 и крепежной скобой 33 может быть получено с помощью описанного выше способа в соответствии с настоящим изобретением.
Соединение между материалом волокнистого композита и термопластичным материалом отличается от сварного соединения между другими материалами. В частности, микроскопическая структура соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита, которая может быть получена посредством способа в соответствии с настоящим изобретением, отличается от микроскопической структуры сварного соединения между другими материалами, например между двумя металлическими материалами.
На Фиг.1, материал волокнистого композита 7 удерживается с помощью держателя материала волокнистого композита 6. В соответствии с настоящим изобретением, однако, материал волокнистого композита 7 может также составлять часть большего компонента, например боковой панели или коробки багажной полки, который либо удерживается с помощью соответствующего держателя либо является уже установленным, например, в области салона самолета. В последнем случае, держателя для удерживания материала волокнистого композита или для удерживания компонента не требуется.
Вращающийся и поднимающийся узел 2 и узел управления 3 могут принимать форму, например, стационарного устройства, описанного в патенте США № 5160393. Альтернативно, вращающийся и поднимающийся узел 2, узел управления 3 и держатель крепежной скобы 4 могут также представлять собой конструкцию, удерживаемую в руках.
Крепежная скоба 5 содержит термопластичный материал, по меньшей мере, в области соединения с материалом волокнистого композита, этот материал соединяется с материалом волокнистого композита способом в соответствии с настоящим изобретением. Полученная последовательность слоев в области соединения схематически показана на Фиг.2. Термопластичный материал 10 сваривают с материалом волокнистого композита 11. В этом варианте осуществления материал волокнистого композита 11 наносится на ячеистую структуру 12, в частности на ячейки Nomex. Предпочтительно ячеистая структура 12 наносится, в свою очередь, на второй слой 13 материала волокнистого композита.
Термопластичный материал 10 предпочтительно представляет собой инженерный термопластик, а более предпочтительно полиамид. В соответствии с настоящим изобретением, однако, термопластичный материал может также представлять собой стандартный термопластик или термопластик с высокими рабочими характеристиками. Используемый инженерный термопластик предпочтительно может представлять собой PA66 (со стекловолокном или без него), в частности PA66-GF30 и PA60-GF30, PA12, PC (поликарбонаты) или PMMA. Материалы PA66, PA12 и PC предпочтительно снабжаются замедлителем горения и по этой причине предпочтительно имеют особенно хорошие противопожарные характеристики.
Используемый термопластик с высокими рабочими характеристиками может предпочтительно представлять собой PEI (полиэфиримиды), со стекловолокном или без него, и их армированные стекловолокном модификации. Дополнительные термопластичные материалы с высокими рабочими характеристиками могут представлять собой, например: ароматические полиэфиркетоны (PAEK), PPSU (полифенилсульфон) и PAI (полиамидимиды).
Материал волокнистого композита 11, который предпочтительно представляет собой материал FRP, может, например, содержать углеродные волокна и/или стеклянные волокна, в частности, представлять собой материал CFRP и/или материал GRP. Материал волокнистого композита предпочтительно получают с использованием смолы, в частности с использованием смолы, полученной с помощью полидобавления и/или поликонденсации. Последовательность слоев, содержащая слои материала волокнистого композита 11, 13 и расположенную между ними ячеистую структуру 12, известна также как сэндвич. Пена может использоваться вместо ячеистой структуры 12 или в дополнение к ней.
Фиг.3 представляет собой схематическое изображение сэндвича со слоем материала волокнистого композита 11, сверху на Фиг.3, и слоем материала волокнистого композита 13, снизу на Фиг.3, они заключают между собой слой 14 с ячеистой структурой 15 или пеной 16. Для ясности на Фиг.3 часть слоя материала волокнистого композита 11 удалена. Предпочтительно слой материала волокнистого композита 11 полностью покрывает слой 14. Для ясности, на Фиг.3, как ячеистая структура 15, так и пена 16 иллюстрируются в дополнение друг к другу. Является предпочтительным, однако, чтобы сэндвич содержал либо только ячеистую структуру 15, либо только пену 16 между слоями материала волокнистого композита 11, 13. Ячеистая структура предпочтительно представляет собой ячейки Nomex.
Слои 11, 13 материала волокнистого композита предпочтительно имеют толщину в диапазоне от 0,1 до 0,2 мм, а более предпочтительно имеют толщину 0,15 мм.
Микроскопическая последовательность способа соединения может, возможно, описываться следующим образом.
Во время сварки поверхность термопластичного материала переходит в фазу с высокой вязкостью, которая находится выше температуры стеклования и ниже температуры плавления. Это означает, что только термопластичный материал начинает плавиться. В это же время поверхность материала волокнистого композита нагревается и входит в квазихимическое соединение с фазой термопластичного материала с высокой вязкостью. Если материал волокнистого композита содержит смолы, в частности смолы, полученные с помощью полидобавления и/или поликонденсации, эти смолы, которые могут быть еще неотвержденными, вступают в квазихимическое соединение с фазой термопластичного материала с высокой вязкостью, то есть смолы могут не быть полностью отвержденными, например более 50 процентов смол могут отвержденными, в частности более 80 процентов могут отвержденными, при этом неотвержденные смолы могут вступать в квазихимическое соединение с фазой термопластичного материала с высокой вязкостью. Кроме того, соединение может осуществиться, когда термопластичный материал крепежных скоб с высокой вязкостью продавливается через микропоры материала волокнистого композита, так что термопластичный материал проникает в материал волокнистого композита, создавая, таким образом, соединение. Термопластичный материал с высокой вязкостью может, кроме того, продавливаться в материал волокнистого композита и через материал волокнистого композита таким путем, что он осуществляет заякоривание на стороне материала волокнистого композита, удаленной от термопластичного материала, и таким образом создает соединение. Фаза термопластичного материала с высокой вязкостью может в частности продавливаться через материал волокнистого композита, когда материал волокнистого композита наносится на ячеистую структуру, как показано, например, на Фиг.2. Из-за пористости материала волокнистого композита может возникать капиллярный эффект в направлении ячеистой структуры, что может, по меньшей мере, местами вызывать продавливание термопластичного материала с высокой вязкостью в материал волокнистого композита.
В другом варианте осуществления термопластичный материал сваривают с материалом волокнистого композита посредством индукционной сварки, где электропроводящий материал располагают в области соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита. Является предпочтительным, чтобы электропроводящий материал представлял собой перфорированную и растянутую металлическую фольгу, например металлическую фольгу под торговым наименованием Astrostrike. Электропроводящий материал предпочтительно изготавливается из алюминия и/или меди и/или содержит их. В другом предпочтительном варианте осуществления электропроводящий материал представляет собой металлический тканый материал и/или слой металла. В другом предпочтительном варианте осуществления электропроводящий материал содержит металлические наночастицы или состоит из них. Электропроводящий материал, в частности слой металла, предпочтительно генерируют с помощью способа термического напыления одного или нескольких металлических порошков, которые могут содержать один или несколько металлов, или посредством использования технологий спекания с одним или несколькими металлами, или посредством плавления одного или нескольких видов металлической фольги и/или одного или нескольких материалов припоев, в частности на термопластичном материале.
В предпочтительном варианте осуществления тепло индукции генерируют посредством использованием средней частоты или высокой частоты. Является предпочтительным, чтобы использовалось частота в диапазоне частот от 10 до 50 кГц, в частности с мощностью в диапазоне от 2 до 5 кВт. В другом предпочтительном варианте осуществления используют частоту в диапазоне частот от 400 кГц до 1 МГц, в частности с мощностью, меньшей чем 25 кВт.
В другом предпочтительном варианте осуществления материал волокнистого композита содержит материал CFRP и тепло индукции генерируется в материале CFRP, в частности, без использования дополнительного электропроводящего материала. Тепло индукции предпочтительно генерируется вблизи поверхности материала CFRP.
Примеры способа в соответствии с настоящим изобретением для соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита описываются ниже.
Пример 1
В соответствии с Примером 1, крепежную скобу, которая содержит термопластичный материал и иллюстрируется схематически и в качестве примера на Фиг.5, соединяют с материалом волокнистого композита, который в этом варианте осуществления представляет собой материал FRP.
В этом примерном варианте осуществления крепежная скоба 33 содержит соединяемую часть в форме диска 34, которая соединяется с материалом FRP, и удерживающий элемент 35. Соединяемая часть 34 и удерживающий элемент 35 имеют содержание полиамида PA66 70% и содержание стекловолокна 30%. Удерживающий элемент 35 служит для удерживания объекта, такого, например, как электрический провод, или более тяжелых объектов. Толщина соединяемой части составляет в этом примере 2,2 мм, а диаметр соединяемой части составляет в этом примере 24 мм.
В этом примере материал FRP представляет собой ламинат GRP, самый верхний наружный слой ламината, с которым должна соединяться поверхность 36 крепежной скобы 33, представляет собой 40% смолы и 60% стекловолоконной ткани. Толщина ламината составляет 2 мм.
Крепежную скобу закрепляют в держателе крепежной скобы 4 устройства 1, схематически иллюстрируемого на Фиг.1. Затем ламинат GRP, то есть материал FRP, закрепляют в держателе 6 устройства 1. Затем крепежную скобу прижимают посредством вращающегося и поднимающегося узла 2 и держателя крепежной скобы 4 к ламинату GRP и вращают по отношению к ламинату GRP для генерирования тепла движения и для соединения ламината GRP с крепежной скобой.
Давление, которое действует во время способа сварки между термопластичным материалом и материалом FRP, составляет в этом примере 0,5, 1,0 и 1,5 бар. Для каждого из этих давлений в этом примере получают соединение в соответствии с настоящим изобретением между крепежной скобой, которая содержит термопластичный материал, и материалом FRP. В течение способа сварки, крепежная скоба, которая содержит термопластичный материал, вращается по отношению к материалу FRP, в этом примерном варианте осуществления, с угловой частотой 120 Гц. Глубина сварки составляет в этом примерном варианте осуществления 0,35 мм. В этом примерном варианте осуществления способ сварки контролируется посредством глубины сварки, то есть способ сварки завершается, как только достигается заданная глубина сварки.
Для проверки соединений между термопластичным материалом и материалом FRP определяют предельную сдвиговую прочность. Каждое из соединений, полученных в соответствии с настоящим изобретением, имеет превосходную предельную сдвиговую прочность. Эти предельные сдвиговые прочности являются достаточными, например, для прикрепления крепежных скоб для удерживания тяжелых объектов на компонентах FRP.
Пример 2
В этом примере также используют крепежную скобу, описанную в Примере 1. В этом примере FRP материал представляет собой ламинат CFRP, верхний наружный слой ламината, с которым соединяется крепежная скоба, представляет собой 45% смолы и 55% ткани из углеродных волокон. Толщина ламината составляет 2 мм.
Способ в соответствии с настоящим изобретением соединения термопластичного материала (крепежные скобы) с материалом FRP (поверхностью ламината CFRP) осуществляют с использованием устройства 1, схематически иллюстрируемого на Фиг.1.
В этом примере угловая частота составляет 160 Гц и время сварки равно 3 с. Время сварки представляет собой время, в течение которого крепежная скоба движется по отношению к материалу FRP, и заданное давление, которое составляет в этом примере 1,0 бар, присутствует между термопластичным материалом и материалом FRP. Способ сварки регулируют в этом примере посредством времени сварки, то есть способ сварки осуществляют, в каждом случае, в течение 3 с. В этих примерах также определяют предельную сдвиговую прочность.
Соединения между термопластичным материалом и материалом FRP, полученные с параметрами исследования в соответствии с Примером 2, демонстрируют превосходные предельные сдвиговые прочности, которые являются достаточными, например, для прикрепления крепежной скобы из термопластичного материала для удерживания тяжелых объектов к компоненту FRP.
Хотя в примерах описывают сварку трением, настоящее изобретение не ограничивается сваркой трением. В соответствии с настоящим изобретением может использоваться любой тип сварки, который приводит к возникновению тепла, которое достаточно для получения соединения в соответствии с настоящим изобретением. Например, тепло может также вводиться посредством излучения, в частности посредством инфракрасной сварки или лазерной сварки. Альтернативно или в дополнение к этому, тепло может также вводиться с помощью конвекции, в частности посредством сварки горячим газом или экструзионной сварки или посредством неконтактной сварки с использованием горячего воздуха.
В дополнение к этому, термопластичный материал может свариваться вместе с материалом волокнистого композита посредством индукционной сварки. Для этой цели в области соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита располагают электропроводящий материал и генерируют в электропроводящем материале тепло индукции, которое является достаточным, чтобы заставить термопластичный материал начать плавиться и нагреваться материал волокнистого композита. При индукционной сварке в электропроводящем материале предпочтительно индуцируются токи, которые генерируют тепло индукции с помощью эффектов сопротивления и/или магнитного гистерезиса. Предпочтительно, для генерирования индукционного тепла, металлические частицы и/или слой металла вводятся в область соединения между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита.
Хотя настоящее изобретение описывается в качестве примера со ссылками на крепежную скобу, которую соединяют с материалом FRP, настоящее изобретение не ограничивается соединением крепежной скобы с материалом FRP. В соответствии с настоящим изобретением, другие объекты, которые содержат термопластичный материал и/или состоят из него, могут соединяться с материалом волокнистого композита, в частности с материалом FRP. Настоящее изобретение также не ограничивается конкретными формами крепежных скоб.
Кроме того, настоящее изобретение не ограничивается круговым относительным движением термопластичного материала и материала волокнистого композита. В соответствии с настоящим изобретением, любое относительное движение между этими двумя материалами, при котором материал волокнистого композита и термопластичный материал находятся в контакте друг с другом, может использоваться для генерирования тепла движения, необходимого для данного способа сварки. Это относительное движение может состоять из вращательного движения и линейного движения. В дополнение к этому, относительное движение может также представлять собой просто линейное движение.
Настоящее изобретение не ограничивается давлениями, временами сварки, глубиной сварки или частотами, приведенными в примерном варианте осуществления. Как уже объяснялось выше, в соответствии с настоящим изобретением может осуществляться любое желаемое относительное движение между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита и могут использоваться любые желаемые давления между материалом волокнистого композита и термопластичным материалом, постольку, поскольку генерируется теплота трения, которая является достаточной для сварки этих двух материалов вместе.

Claims (14)

1. Способ формирования устройства крепежных скоб самолета, включающий соединение термопластичного материала (10) с материалом волокнистого композита (11) самолета, причем термопластичный материал (10) сваривают с материалом волокнистого композита (11), в котором материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами, при этом материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал, и в котором термопластичный материал (10) сваривают с материалом волокнистого композита (11) с помощью сварки трением, причем относительное перемещение между термопластичным материалом и материалом волокнистого композита генерируется с помощью вращательного и вибрационного перемещения термопластичного материала и материала композита по отношению друг к другу, при этом термопластичный материал (10) является составляющим крепежной скобы (33) или крепежная скоба (33) состоит из термопластичного материала (10), причем материал волокнистого композита (11) является составляющим компонента (32) или компонент (32) состоит из материала волокнистого композита (11) так, что термопластичный материал (10) крепежной скобы (33) сваривают вместе с материалом волокнистого композита (11) компонента (32) для соединения крепежной скобы (33) с компонентом (32) с формированием устройства крепежных скоб.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокна материала волокнистого композита ориентируют в одном направлении или образуют тканый материал.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что материал волокнистого композита (11) содержит углеродные волокна и/или стеклянные волокна, предпочтительно представляет собой материал армированного углеродным волокном пластика CFRP и/или материал армированного стеклопластика GRP.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал волокнистого композита (11) получают с использованием смолы, в частности с использованием смолы, полученной с помощью аддитивной полимеризации и/или поликонденсации.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал волокнистого композита (11) размещают на сотовой структуре (15), в частности на сотовом заполнителе из волокон номекс.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что сотовая структура (15) принимает форму слоя, и материал волокнистого композита (11) наносят слоями на две смотрящих друг на друга стороны сотовой структуры (15).
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что термопластичный материал (10) состоит из одного или нескольких технических термопластов или содержит один или несколько технических термопластов.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что термопластичный материал (10) состоит из полиамида или содержит полиамид.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что компонент представляет собой боковую панель самолета (30), предпочтительно в пространстве (31) в самолете, которое находится под давлением в рабочем состоянии, и/или коробку багажной полки самолета, или деталь боковой панели, и/или деталь коробки багажной полки.
10. Устройство крепежных скоб самолета, содержащее термопластичный материал (10) и материал волокнистого композита (11) самолета, причем термопластичный материал (10) и материал волокнистого композита (11) содержат соединение, при этом материал волокнистого композита представляет собой материал матрицы, армированной волокнами, или содержит материал матрицы, армированной волокнами, причем материал матрицы является термореактивным или содержит термореактивный материал, которое содержит систему крепежных скоб с крепежной скобой (33) и компонентом (32), с термопластичным материалом (10), являющимся составляющим крепежной скобы (33), или с крепежной скобой (33), содержащей термопластичный материал (10), материал волокнистого композита (11) является составляющим компонента (32) или компонент (32) содержит материал волокнистого композита (11), при этом крепежная скоба (33) соединена с компонентом (32) с использованием способа по любому из пп.1-9.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно содержит последовательность слоев с первым слоем, содержащим термопластичный материал (10) или состоящим из него, со вторым слоем, соединенным с первым слоем посредством соединения и содержащим материал волокнистого композита (11) или состоящим из него, и с третьим слоем (12), который расположен на той стороне второго слоя, которая является удаленной от соединения, содержащего сотовую структуру, и/или пену, или состоящего из них.
12. Устройство по любому из п.10 или 11, отличающееся тем, что компонент представляет собой боковую панель в самолете (30), предпочтительно в пространстве (31) в самолете, которое находится под давлением в рабочем состоянии, предпочтительно в пространстве салона самолета, и/или коробку багажной полки самолета (30), или деталь боковой панели, и/или деталь коробки багажной полки.
13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что система крепежных скоб размещена в самолете (30), предпочтительно в пространстве в самолете (30), находящемся под давлением в рабочем состоянии.
14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно представляет собой компонент в самолете (30).
RU2009131076/02A 2007-01-17 2008-01-17 Способ соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита RU2463163C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007003357A DE102007003357A1 (de) 2007-01-17 2007-01-17 Verfahren zum Verbinden eines thermoplastischen Materials mit einem Faserverbundmaterial
DE102007003357.7 2007-01-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009131076A RU2009131076A (ru) 2011-02-27
RU2463163C2 true RU2463163C2 (ru) 2012-10-10

Family

ID=39301584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009131076/02A RU2463163C2 (ru) 2007-01-17 2008-01-17 Способ соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20110062287A1 (ru)
EP (1) EP2125334B1 (ru)
JP (1) JP2010516494A (ru)
CN (1) CN101730618B (ru)
AT (1) ATE548176T1 (ru)
BR (1) BRPI0806735A2 (ru)
CA (1) CA2676317A1 (ru)
DE (1) DE102007003357A1 (ru)
RU (1) RU2463163C2 (ru)
WO (1) WO2008087194A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758430C2 (ru) * 2017-03-16 2021-10-28 Зе Боинг Компани Способы совместного соединения первого термореактивного композита и второго термореактивного композита с образованием отвержденной композитной детали

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008016104A1 (de) * 2008-03-28 2009-10-08 Airbus Deutschland Gmbh Durchbrandsicherer Flugzeugrumpf
DE102009004629A1 (de) 2009-01-14 2010-07-15 Volkswagen Ag Bauteilanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Bauteilanordnung
DE102009021373A1 (de) 2009-05-14 2010-11-18 Lzh Laserzentrum Hannover E.V. Verfahren zum Fügen von Bauteilen
US20130119191A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 General Electric Company Load-bearing structures for aircraft engines and processes therefor
US20140356053A1 (en) * 2011-12-20 2014-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for connecting members together and connection structure
KR101438266B1 (ko) * 2012-02-01 2014-09-05 (주)엘지하우시스 복합재료 성형체와 그 성형방법
DE102013114829A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 KTM Technologies GmbH Faserverstärktes Duroplastbauteil mit Funktionsschicht zum Verbinden mit einem Thermoplastbauteil
JP6020501B2 (ja) * 2014-03-27 2016-11-02 トヨタ自動車株式会社 接合方法
JP6179542B2 (ja) * 2015-03-19 2017-08-16 トヨタ自動車株式会社 樹脂接合体、樹脂接合体の製造方法及び車両用構造体
BR112017020601A2 (pt) 2015-03-30 2018-07-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation método de ligação de metal, elemento plástico e elemento plástico reforçado com fibra de carbono
US10899897B2 (en) * 2015-08-11 2021-01-26 Showa Denko K.K. Resin composition, cured product thereof, and friction stir welding method
DE102017102603A1 (de) 2016-02-09 2017-08-10 Comprisetec Gmbh Thermoplast-Hybridbauweise für ein Bauteil
FR3051708B1 (fr) 2016-05-25 2019-01-25 Airbus Helicopters Procede et pale thermoplastique
CN108016106A (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 航天特种材料及工艺技术研究所 一种热塑性预浸料及制备方法
CN107498881A (zh) * 2017-08-15 2017-12-22 成都新柯力化工科技有限公司 一种碳纤维增强塑料‑热塑性塑料激光热熔焊技术
CN109571976A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 中国商用飞机有限责任公司 用于焊接连续纤维增强的热塑性复合材料构件的方法
US10982705B2 (en) 2018-03-16 2021-04-20 The Boeing Company Method, apparatus and applicator for applying a coating on a surface of a lamination
FR3083733A1 (fr) 2018-07-16 2020-01-17 Arkema France Procédé de soudage par induction de pièces à base de matériau thermoplastique
FR3083732A1 (fr) 2018-07-16 2020-01-17 Arkema France Procédé de soudage de pièces à base de matériau thermoplastique
MY189353A (en) 2018-07-16 2022-02-07 Soudure Inst De Method for welding parts in thermoplastic material
FR3083734B1 (fr) 2018-07-16 2021-12-24 Arkema France Procede de soudage par induction de pieces a base de materiau thermoplastique
EP3611010A1 (en) 2018-08-16 2020-02-19 Airbus Operations GmbH Heating element, device, and method for resistance welding of thermoplastic components, in particular for the production of aircraft, and aircraft
CN109605762B (zh) * 2018-11-23 2021-04-30 山东双一科技股份有限公司 一种复合材料无人机粘接结构及其粘接方法
CN109383036B (zh) * 2018-12-10 2020-12-04 哈尔滨工业大学（威海） 内置电磁材料的热塑性树脂基复合材料感应焊设备及方法
US11970313B2 (en) 2018-12-12 2024-04-30 Yeti Coolers, Llc Insulating container
US10766672B2 (en) 2018-12-12 2020-09-08 Yeti Coolers, Llc Insulating container
CN112060598B (zh) * 2019-06-10 2023-05-12 上海中科神光光电产业有限公司 一种金属工件与热固性树脂基复合材料工件的焊接方法
CN113736138B (zh) * 2021-08-24 2022-04-12 同济大学 一种纤维增强复合材料的回收再利用方法
CN114179368A (zh) * 2021-11-25 2022-03-15 哈尔滨工业大学 一种提高异种树脂或异种树脂基复合材料焊接接头界面连接强度的方法
US20230390874A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Raytheon Technologies Corporation Polymeric component and method of making the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2061183A (en) * 1979-10-19 1981-05-13 Tucker Fasteners Ltd Friction welding
DE10307906A1 (de) * 2002-02-20 2003-08-28 Branson Ultrasonics Corp Dachverkleidungs-/Kanaleinheit und Schweißverfahren hierzu
US6913110B1 (en) * 2002-08-05 2005-07-05 Southern California Sound Image Lightweight speaker enclosure
RU2268820C2 (ru) * 2000-05-09 2006-01-27 Фоккер Эйростракчерс Б.В. Соединенная конструкция в слоистом материале из металлических и пластмассовых слоев

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4979281A (en) * 1987-12-21 1990-12-25 Lockheed Corporation Method of installing a flush head fastener
US5160393A (en) 1990-12-27 1992-11-03 Hydroacoustics, Inc. Friction welder having an electromagnetic drive which produces orbital motion
BE1004649A3 (fr) * 1991-03-04 1993-01-05 Capelle Robert Gaine tubulaire adaptee au garnissage interieur des conduites tubulaires.
WO1997017189A1 (en) * 1995-11-08 1997-05-15 Alliedsignal Inc. Improved performance of vibration welded thermoplastic joints
US5931729A (en) * 1997-04-15 1999-08-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Article made by spin welding a fastener thereto
JP3328166B2 (ja) * 1997-06-12 2002-09-24 株式会社小糸製作所 車両用灯具の振動溶着方法及びその振動溶着装置
JP2001030359A (ja) * 1999-07-27 2001-02-06 Nippon Pop Rivets & Fasteners Ltd プラスチッククリップの接合方法及びプラスチッククリップ
EP1326741B1 (en) * 2000-05-02 2006-08-09 Ashland Inc. Temperature-controlled induction heating of polymeric materials
US6968971B2 (en) * 2002-08-07 2005-11-29 The Boeing Company Endcap assembly for a stowage bin
NL1024630C2 (nl) * 2003-10-27 2005-04-28 Martin Theodoor De Groot Werkwijze voor het aanbrengen van een thermoplastische kunststof insert unit in een thermoplastisch kunststof sandwichproduct.
CA2599300A1 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Dow Global Technologies Inc. Method of attaching components and article formed using same
US7716797B2 (en) * 2006-12-22 2010-05-18 The Boeing Company Composite seat pan structure for a lightweight aircraft seat assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2061183A (en) * 1979-10-19 1981-05-13 Tucker Fasteners Ltd Friction welding
RU2268820C2 (ru) * 2000-05-09 2006-01-27 Фоккер Эйростракчерс Б.В. Соединенная конструкция в слоистом материале из металлических и пластмассовых слоев
DE10307906A1 (de) * 2002-02-20 2003-08-28 Branson Ultrasonics Corp Dachverkleidungs-/Kanaleinheit und Schweißverfahren hierzu
US6913110B1 (en) * 2002-08-05 2005-07-05 Southern California Sound Image Lightweight speaker enclosure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758430C2 (ru) * 2017-03-16 2021-10-28 Зе Боинг Компани Способы совместного соединения первого термореактивного композита и второго термореактивного композита с образованием отвержденной композитной детали

Also Published As

Publication number Publication date
EP2125334A2 (en) 2009-12-02
ATE548176T1 (de) 2012-03-15
CN101730618A (zh) 2010-06-09
CA2676317A1 (en) 2008-07-24
DE102007003357A1 (de) 2008-07-24
WO2008087194A2 (en) 2008-07-24
WO2008087194A3 (en) 2008-09-18
JP2010516494A (ja) 2010-05-20
CN101730618B (zh) 2012-12-26
RU2009131076A (ru) 2011-02-27
EP2125334B1 (en) 2012-03-07
US20110062287A1 (en) 2011-03-17
BRPI0806735A2 (pt) 2011-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2463163C2 (ru) Способ соединения термопластичного материала с материалом волокнистого композита
Cao Fusion joining of thermoplastic composites with a carbon fabric heating element modified by multiwalled carbon nanotube sheets
US8864077B2 (en) Method for connecting a first material to a second material in aircraft construction
Ageorges et al. Fusion bonding of polymer composites
EP2714372B1 (en) Method for bonding a thermoplastic polymer to a thermosetting polymer component
JP6012715B2 (ja) 熱可塑性誘導溶接装置及び方法
RU2767025C1 (ru) Способ сварки деталей из термопластического материала
AU2015367435B2 (en) Fiber-reinforced structures
JP2015536265A (ja) 低温熱可塑性フィルム融着を利用した複合部品の接合
CN104228059A (zh) 一种热固性聚合物基复合材料电阻焊接装置及方法
RU2635223C2 (ru) Скрепленный смолой элемент конструкции транспортного средства, способ производства скрепленного смолой элемента конструкции транспортного средства и элемент конструкции транспортного средства
Worrall et al. Novel induction heating technique for joining of carbon fibre composites
JP2019093714A (ja) 熱可塑性要素の接合方法
EP2782734B1 (en) Curing composite materials comprising latent-cure resins
Perrin et al. Surface functionalization of thermoset composite for infrared hybrid welding
NL2029204B1 (en) Method for electromagnetic welding of molded parts
Velthuis Induction welding technology-joining fiber reinforced thermoplastic polymer (composites) for aerospace applications
NL2017866B1 (en) Edge effect weakening by means of bypass-conductor during induction welding process
Roos et al. Welding of thermoplastic composites
Martin et al. Manufacturing of thermoplastic composite sandwich panels using induction welding under vacuum
Tsiangou Ultrasonic welding of epoxy-to thermoplastic-based composites
AU2002355611A1 (en) Welding techniques for polymer or polymer composite components

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180118