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1、(10)申请公布号 CN 104302465 A (43)申请公布日 2015.01.21 C N 1 0 4 3 0 2 4 6 5 A (21)申请号 201380012917.7 (22)申请日 2013.03.05 102012203388.2 2012.03.05 DE B29C 70/38(2006.01) (71)申请人福伊特专利公司 地址德国海登海姆 (72)发明人亚罗米尔乌费尔 马可格廷格 (74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人李楠 安翔 (54) 发明名称 纤维的横向铺设 (57) 摘要 本发明涉及一种利用包括至少一个铺设设备 (150)。
2、和至少一个纤维载体(140)的生产机器把1 维/2维的纤维形成物(110)铺设成特别是构造为 纤维塑料复合物(FVK)或者FKV半成品的2维/3 维的纤维形成物的方法,其中,1维/2维的纤维形 成物(110)具有至少一个单向的纤维层,其中,至 少一个铺设设备(150)沿铺设方向(120)把1维 /2维的纤维形成物(110)如下布置地铺设到至少 一个纤维载体(140)上,即,使被铺设的1维/2维 的纤维形成物(110)的纤维方向(130)相对铺设 方向(120)具有角度20,优选60 并且最大90,其中,1维/2维的纤维形成 物(110)在其纤维方向(130)方面基本上无张力 地铺设在纤维载体(。
3、140)上。本发明同样涉及一 种用于实施该方法的生产机器。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.09.05 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/054375 2013.03.05 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/131896 DE 2013.09.12 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书12页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书12页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104302465 A CN 104302465 A 1/3页 2 1.一种利用包括至少。
4、一个铺设设备(150)和至少一个纤维载体(140)的生产机器把1 维/2维的纤维形成物(110)铺设成特别是构造为纤维塑料复合物(FKV)或者FKV半成品的 2维/3维的纤维形成物的方法,其中,所述1维/2维的纤维形成物(110)具有至少一个单 向的纤维层,其中,至少一个铺设设备(150)沿铺设方向(120)把所述1维/2维的纤维形 成物(110)如下布置地铺设到至少一个纤维载体(140)上,即,被铺设的1维/2维的纤维 形成物(110)的纤维方向(130)相对所述铺设方向(120)具有角度20,优选60 并且最大90,其中,所述1维/2维的纤维形成物(110)在其纤维方向(130)方面基 本。
5、上无张力地铺设在所述纤维载体(140)上。 2.根据权利要求1所述的方法, 其中,所述1维/2维的纤维形成物(110)具有至少一种出自以下组的特性: 具有多个单向的纤维层; 由多个单向的纤维层组成; 构造为多轴向织物; 由一个单向的纤维层组成; 作为线束彼此连接,其中,各个1维/2维的纤维形成物构造线束区段,并且其中,所述 1维/2维的纤维形成物的纤维方向以相对于所述线束的纵向方向40的角度来布置。 3.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,以任意的顺序、额外地或备选地执行至少一个出自以下组的方法步骤: 把所述1维/2维的纤维形成物(110)沿铺设方向(120)无张力地铺设在所述纤维载 。
6、体(140)上; 把所述1维/2维的纤维形成物(110)利用粘合介质或基质材料按如下方式预处理, 即,使所述1维/2维的纤维形成物彼此附着; 把所述1维/2维的纤维形成物(110)利用粘合介质或基质材料按如下方式预处理, 即,使所述1维/2维的纤维形成物附着在所述纤维载体(140)处/上。 4.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,所述纤维载体(140)具有至少一个出自以下组的构件: 带有表面构型的第一工具半体,所述表面构型使能以所述方法制造的纤维塑料复合物 或者能以所述方法制造的FKV半成品在强化过程期间至少部分地构型化; 包括多个保持元件的保持装置,所述保持装置使被铺设在所述纤维载体。
7、(140)上的1 维/2维的纤维形成物(110)定位,其中,所述保持元件能够在所述纤维载体(140)中下降; 抽吸装置,借助所述抽吸装置在所述纤维载体(140)中产生使被铺设的1维/2维的纤 维形成物(110)固定在所述纤维载体(140)上的吸力(190); 电极化装置,借助所述电极化装置产生使被铺设的1维/2维的纤维形成物(110)固定 在所述纤维载体(140)上的静电吸引力; 加热装置,所述加热装置使被铺设的1维/2维的纤维形成物(110)升温到预先确定的 温度; 至少一个第一传输带,借助所述第一传输带使所述1维/2维的纤维形成物(110)在铺 设之后沿带运行方向进一步运输,其中,所述1维。
8、/2维的纤维形成物(110)能够借助所述 铺设设备(150)直接铺设到所述第一传输带上,并且/或者,其中,至少一个第一传输带的 权 利 要 求 书CN 104302465 A 2/3页 3 带运行方向相对于至少一个另外的第一传输带的带运行方向以预先确定的角度取向。 5.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,所述铺设设备(150)具有至少一个出自以下组的构件: 第一宽缝喷嘴,借助所述第一宽缝喷嘴把所述1维/2维的纤维形成物(110)施布到所 述纤维载体(140)上; 第二宽缝喷嘴,借助所述第二宽缝喷嘴把所述1维/2维的纤维形成物(110)施布到所 述铺设设备(150)的构件上; 定位装置,。
9、借助所述定位装置能够使所述铺设设备(150)按如下方式相对所述纤维载 体(140)定位,即,能够调整不同的角度; 推进装置,借助所述推进装置使所述铺设设备(150)在铺设期间沿铺设方向(120)向 前运动; 料箱,所述1维/2维的纤维形成物(110)存放在所述料箱中并且从同一料箱中剥离到 所述纤维载体(140)上; 料箱,所述1维/2维的纤维形成物(110)存放在所述料箱中并且从同一料箱中剥离到 所述铺设设备(150)的构件上; 抽吸装置,借助所述抽吸装置在所述铺设设备(150)中产生把被铺设的1维/2维的纤 维形成物(110)固定在所述铺设设备(150)上的吸力(190); 电极化装置,借助。
10、所述电极化装置产生使被铺设的1维/2维的纤维形成物(110)固定 在所述铺设设备(150)上的静电吸引力; 加热装置,借助所述加热装置使各个待铺设的1维/2维的纤维形成物(110)的向着所 述纤维载体(140)取向的表面升温到预先确定的温度; 至少一个第二传输带(170),借助所述第二传输带使所述1维/2维的纤维形成物 (110)为了铺设到所述纤维载体(140)上而沿带运行方向运输,其中,至少一个第二传输带 (170)的带运行方向相对于至少一个另外的第二传输带(170)的带运行方向以预先确定的 角度取向,并且/或者,其中,至少一个第二传输带(170)的带运行方向相对于至少一个 第一传输带(17。
11、0)的带运行方向以预先确定的角度取向。 6.根据权利要求4或5所述的方法, 其中,以任意的顺序、额外地或备选地执行以下方法步骤中的至少一个: 按以下方式调整相应的附着力,即,使在所述铺设设备(150)上的相应的附着力小于 在所述纤维载体(140)上的相应的附着力; 在铺设时间点和/或在铺设区域中,降低所述铺设设备(150)上的相应的附着力; 在铺设时间点和/或在铺设区域中,提升所述纤维载体(140)上的相应的附着力。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法, 其中,借助固定设备(160),在把所述1维/2维的纤维形成物(110)铺设在所述纤维载 体(140)上之后和/或在此期间,使所述1维/。
12、2维的纤维形成物(110)彼此固定。 8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法, 其中,借助固定设备(160),在把所述1维/2维的纤维形成物(110)铺设在所述纤维载 体(140)上之后和/或在此期间,使所述1维/2维的纤维形成物(110)固定在所述纤维载 体(140)上。 权 利 要 求 书CN 104302465 A 3/3页 4 9.根据权利要求7或8所述的方法, 其中,所述固定设备(160)具有至少一个出自以下组的构件: 带有与第一工具半体互补的表面构型的第二(多件式)工具半体,所述第二工具半体 的表面构型使能以所述方法制造的纤维塑料复合物或者能以所述方法制造的FKV半成品 在强化过。
13、程期间(部分地)构型化; 挤压装置,利用所述挤压装置使在所述纤维载体(140)上铺设的1维/2维的纤维形成 物(110)通过压制彼此固定和/或固定在所述纤维载体(140)上; 所述挤压装置的至少一个辊,其中,通过在所述至少一个辊与所述纤维载体(140)之 间的压制来执行在所述纤维载体(140)上铺设的1维/2维的纤维形成物(110)的彼此固 定,其中,所述至少一个辊能够沿铺设方向(120)构造在所述铺设设备(150)之后,或者其 中,所述至少一个辊能够具有柔性的表面; 所述挤压装置的至少两个辊,其中,通过在所述两个辊之间的压制来执行在所述纤维 载体(140)上铺设的1维/2维的纤维形成物(11。
14、0)的彼此固定; 加热装置(热辐射、热空气、真空),所述加热装置使被铺设的1维/2维的纤维形成物 (110)通过升温到预先确定的温度彼此固定; 照射装置,所述照射装置通过照射使被铺设的1维/2维的纤维形成物(110)彼此固 定; 喷涂装置,所述喷涂装置通过喷涂结合介质或基质材料使被铺设的1维/2维的纤维形 成物(110)彼此固定。 10.根据权利要求9所述的方法, 其中,所述固定设备(160)具有带有至少一个辊的挤压装置,其中,所述辊具有在10mm 与100mm之间的直径。 11.根据权利要求5所述的方法, 其中,所述铺设设备(150)具有至少一个第一或第二宽缝喷嘴,所述宽缝喷嘴具有铺 设开口。
15、,所述铺设开口带有横向于所述纤维方向(130)的、在1mm与20mm之间的宽度。 12.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,所述铺设设备(150)与所述纤维载体(140)不直接接触,而是与所述纤维载体形 成带有在1mm与20mm之间的宽度的间隙。 13.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,所述1维/2维的纤维形成物(110)侧向地也就是说与所述铺设方向(120)横向 地、交替地彼此错开地铺设在所述纤维载体(140)上,从而所述1维/2维的纤维形成物的 各个端部不会处于一条直线上。 14.根据前述权利要求中任一项所述的方法, 其中,由1维/2维的纤维形成物(110)组成的多个条带。
16、在所述纤维载体(140)上彼此 相继且彼此并排地铺设。 15.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)制造特别是构造为纤维塑 料复合物或FKV半成品的2维/3维的纤维形成物(110)的生产机器,所述生产机器带有根 据前述权利要求中任一所述的铺设设备(150)以及根据前述权利要求中任一所述的纤维 载体(140)。 权 利 要 求 书CN 104302465 A 1/12页 5 纤维的横向铺设 技术领域 0001 本发明涉及一种利用包括至少一个铺设设备和至少一个纤维载体的生产机器把1 维/2维的纤维形成物铺设成特别是构造成纤维塑料复合物(FKV)或FKV半成品的2维/3 维的纤维形成物。
17、的方法,其中,铺设设备把1维/2维的纤维形成物铺设到纤维载体上。此 外,本发明还涉及一种用于根据上述方法制造特别是构造为纤维塑料复合物或FKV半成品 的2维/3维的纤维形成物的生产机器。 背景技术 0002 在制造纤维塑料复合物时,使用例如自动铺丝(Automated Fiber Placement,AFP)或自动铺带(Automated Tape Laying,ATL)的方法。在这些方法中,1维 /2维的纤维形成物以单向带的形式铺设到表面上。1维/2维的纤维形成物的铺设方向在 这类方法中相应于1维/2维的纤维形成物的纤维方向。在此,可能需要预张紧,以便可以 在铺设期间展开地放置纤维。然而,之。
18、前描述的铺设过程会导致在纤维载体的3维几何结 构(1维/2维的纤维形成物铺设在其上)的情况下碰撞到其边界,这是因为依赖于纤维带 宽度或者说带子带宽以及挤压滚筒的直径,1维/2维的纤维形成物在弯曲的面上的铺设是 仅能有条件地实现的。 发明内容 0003 本发明涉及以下任务,即,针对用于铺设1维/2维的纤维形成物的方法以及用于 这种方法的生产机器给出改进的或者至少一种备选的实施方式,其特征特别是在于,更广 泛的、例如也在弯曲的面的情况下的使用性。 0004 因此在本发明的这个方面中,提出了一种通过具有至少一个铺设设备和至少一个 纤维载体的生产机器把1维/2维的纤维形成物铺设成2维/3维的纤维形成物。
19、的方法,2维 /3维的纤维形成物特别是构造成纤维塑料复合物或者FKV半成品,其中,1维/2维的纤维 形成物具体至少一个单向的纤维层。在此,至少一个铺设设备在铺设方向上把1维/2维的 纤维形成物如下方式地铺设到至少一个纤维载体上,即,被铺设的1维/2维的纤维形成物 的纤维方向相对铺设方向具有20的角度。被铺设的1维/2维的纤维形成物的纤维方 向还可以相对铺设方向具有40的角度,特别是60并且例如70。在此,角度 可以具有90的最大值。因此,换句话说,角度总是为锐角或直角。其中,1维/2维 的纤维形成物在纤维方向上无张力地铺设到纤维载体上。 0005 由于1维/2维的纤维形成物不是例如在多轴向织物。
20、的情况下的现有技术中那样 作为连续的纤维形成物由卷筒展开并在张力下铺设,而是作为在纤维方向上无张力的区段 铺设,所以也可以非常良好地形成弯曲的表面。 0006 此外,1维/2维的纤维形成物可以额外地在铺设方向上无张力地铺设在纤维载体 上。 0007 在此,对于在纤维方向和/或在铺设方向上无张力铺设理解为1维/2维的纤维形 说 明 书CN 104302465 A 2/12页 6 成物的如下方式的铺设,即,1维/2维的纤维形成物在沿纤维方向和/或铺设方向铺设期间 不处在张力下。因此,1维/2维的纤维形成物在铺设期间不是预张紧地、而是例如在端部 无拉伸地铺设在纤维载体上。由于缺少预张紧,现在可以实现。
21、1维/2维的纤维形成物的延 伸式的铺设,而不必使1维/2维的纤维形成物沿着其纤维方向和/或铺设方向张紧。还可 以有利地在铺设时防止或减少铺设的层彼此间的滑脱以及伴随于此的1维/2维的纤维形 成物在相邻的或下面的层中的不期望的移动。此外,与预张紧地铺设1维/2维的纤维形成 物相比较,可以实现更高的铺设率,这是因为没有在1维/2维的纤维形成物所需的固定时 可能导致之前固定的层或1维/2维的纤维形成物彼此间的移动、撕裂或意外松脱的拉力作 用。此外,可以在无张力地铺设1维/2维的纤维形成物时将拉伸张力实际减小为0,这在利 用拉伸张力工作的传统方法中是不能实现的,这是因为至少一个最小拉伸张力必须作用到 。
22、1维/2维的纤维形成物上。 0008 在1维/2维的纤维形成物的传统铺设时,例如挤压装置之下的固定点以及铺设设 备的材料输送以最小纤维长度为前提,其通常可以为6cm到30cm。由于这种最小纤维长度, 特别是在小构件的情况下不能在构件的内部实现局部增强。此外,由于最小纤维长度而在 构件之外还需要更多的边角料。有利地,通过这种类型的横向铺设1维/2维的纤维形成物 (其中,1维/2维的纤维形成物的纤维方向相对铺设方向具有20的角度)可以使用带 有明显减少的最小纤维长度或者纤维形成物长度的1维/2维的纤维形成物。由于小的纤 维长度或纤维形成物长度,可以实现在引入局部增强时的更大的柔韧性和减少边角料。相。
23、 对于在航空和航天中的大型结构,这例如在小型的汽车结构中越来越多地被需求,特别是 以便减少制造成本。 0009 此外,在纤维方向上传统地铺设1维/2维的纤维形成物时,由于纤维在纵向方向 上的刚度而大多不能在纤维端部也就是在挤压装置与悬垂设备(Drapiervorrichtung)之 间给出限定的材料输送。由此,正是在这个位置上,在必要时不能实现有针对性的用于固定 所必需的热能输入。这种在传统铺设1维/2维的纤维形成物时出现的缺点可以通过1维 /2维的纤维形成物的横向铺设来克服,从而还有利地在纤维端部实现必需的、有针对性的 热能输入并且因此还可以在纤维端部保证并且再现1维/2维的纤维形成物的强化。
24、或固定。 0010 1维纤维形成物理解为如下的纤维形成物,即,其中,纤维形成物在宽度和高度方 向上的延伸相对于纤维在长度方向上的延伸是可以忽略的。换句话说,纤维形成物在长度 方向上的延伸是占优势的和显著的。在这种情况下,宽度和高度两个方向基本上具有相同 的延伸,或者这两个方向中的一个可以相对于另一个在其延伸方面明显更大。术语1维纤 维形成物包括纤维、连续纤维、纱、纤维束、纤维线、长丝、长丝束,粗纱或混合体。优选也可 以铺设撑开(gespreizt)的纤维或粗纱。撑开可以提前地在原材料中进行或者在铺设之前 或铺设期间以该方法进行。 0011 2维纤维形成物理解为如下的纤维形成物,即,其中,纤维形。
25、成物在高度方向上的 延伸相对于纤维在长度和宽度方向上的延伸是可以忽略的。换句话说,纤维形成物在长度 和宽度方向上的延伸是占优势的和显著的。在这种情况下,宽度和长度两个方向基本上具 有相同的延伸,或者这两个方向中的一个可以相对于另一个在其延伸方面明显更大。术语 2维纤维形成物包括,机织物、针织物、针织品、无纺布、单向铺设的纤维层、多轴向织物、地 垫、编织物、间隔织物、编织软管、刺绣、缝纫制品( )、剥离布(Abreigewebe)或 说 明 书CN 104302465 A 3/12页 7 混合形式。 0012 然而,所有在生产时作为1维/2维的纤维形成物使用的2维纤维形成物普遍地具 有至少单向的。
26、纤维层。因此,例如可以为了把能使用的2维纤维形成物构造到无纺布上而 施布单向的纤维层。多轴向织物例如具有多个单向的纤维层,其中,在各个纤维层中的纤维 取向彼此扭转。但是被铺设的1维/2维的纤维形成物如下地构造,即,所有纤维具有相对 于铺设方向处于上述角度范围中的纤维方向。优选地,1维/2维的纤维形成物仅由一个或 多个单向的层组成。特别优选地,所有以1维/2维的纤维形成物铺设的纤维基本上具有相 同的纤维方向。 0013 3维纤维形成物理解为如下的纤维形成物,即,其在长度、宽度和高度方向上的延 伸,相对于这些方向中的任一延伸都不占优势。在这种情况下,所有方向基本上具有相同 的延伸,或者这三个方向中。
27、的一个或两个可以相对于另外的两个或一个在其延伸上明显更 大。术语3维纤维形成物大致上理解为多个彼此层置的2维纤维形成物。在此,2维纤维形 成物可以不同地构造。因此能想到,例如单向的纤维层被作为下一层的无纺布跟随,而机织 物可以封闭3维纤维形成物。但是,为了构建3维纤维形成物也可以仅使用单向的2维纤 维形成物。在此,单向的2维纤维形成物在其方向方面可以是相同取向或不同取向的。在 后者的情况下存在多轴向织物。 0014 纤维塑料复合物基本上由至少一种1维/2维的纤维形成物或3维的纤维形成物 组成,该纤维形成物嵌入到塑料基质中。在这种情况下,至少一种1维/2维的纤维形成物 或3维的纤维形成物被塑料基。
28、质围绕,该塑料基质通过粘合力或内聚力结合到所述至少一 种1维/2维的纤维形成物或3维的纤维形成物上。作为用于纤维形成物的材料,可以考 虑使用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维、聚乙烯纤维、天然纤维、玄武岩纤维、石英纤 维、氧化铝纤维、碳化硅纤维或者混合体。作为用于基质的材料,可以考虑使用热固性塑料 (特别是饱和或不饱和的聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂)、热塑性塑料、弹性体或者混 合体,在必要时也可以附加填料。 0015 FKV半成品理解为2维/3维的纤维形成物,其起到用于纤维塑料复合物的预制件、 预成型体、预成型坯、预浸料或混合体的作用。由FKV半成品可以通过把基质或基质材料应 用在FK。
29、V半成品中或应用在FKV半成品上,并且例如通过后续的压制来制造纤维塑料复合 物。在这种情况下,FKV半成品可以具有起粘合剂、结合介质、浸渍介质、附着介质或混合体 作用的塑料。例如借助这些塑料,FKV半成品可以成形地保持,从而例如可以在运输时尽可 能避免纤维形成物彼此间的移动。还能想到,FKV半成品构造为纤维-基质-半成品。在 这种情况下,2维/3维纤维形成物以基质材料浸渍,其中,基质材料是至少部分聚合的。在 这种情况下,在纤维-基质-半成品中的基质材料具有固定功能,从而纤维形成物或纤维层 彼此间的移动在必要时在进一步加工的情况下至少被减少。 0016 铺设设备理解为把1维/2维的纤维形成物铺设。
30、到纤维载体上的设备,其中,纤维 载体例如可以是工具台、传输带、连续筛、连续毡、挤压工具的工具半体、吸取式或能静电加 载的辊或类似物。在此,纤维载体可以是任意的机器组件,1维/2维的纤维形成物借助铺设 设备铺设到该机器组件上。在此,铺设设备可以是传输带、连续筛、连续毡、吸取式或能静电 加载的辊或类似物。 0017 铺设方向理解为以下方向,即,铺设设备相对于纤维载体以该方向把1维/2维的 说 明 书CN 104302465 A 4/12页 8 纤维形成物铺设到纤维载体上。在此,铺设设备可以沿着纤维载体运动,例如在特别是漏斗 状的宽缝喷嘴的情况下,1维/2维的纤维形成物借助该漏斗状的宽缝喷嘴在纤维载。
31、体上铺 设。还能想到,例如构造为传输带的纤维载体进行运动,而铺设设备静态地构造。或者可以 实现,铺设设备以及纤维载体都能运动地构造,譬如在两个传输带的情况下那样,其中,一 个传输带使1维/2维的纤维形成物铺设到另一传输带上。 0018 纤维方向理解为各个纤维或长丝在1维/2维的纤维形成物中的纤维取向。在此, 当纤维沿纵向方向布置在1维纤维形成物中时,纤维方向可以在1维纤维形成物的情况下 相应于1维纤维形成物的纵向方向。在此,在拉伸的纤维的情况下,纤维取向基本上相应于 纤维或长丝的纵向方向。 0019 单向纤维层理解为2维纤维形成物,其中,所有纤维彼此平行地取向。因此,在单 向纤维层中,所有纤维。
32、具有相同的纤维取向或者说纤维方向。 0020 在2维/3维的纤维形成物中铺设的1维/2维的纤维形成物的纤维方向相对于铺 设方向以0的角度布置。这个角度可以对于所有1维/2维的纤维形成物具有相 同的值。假如铺设设备的铺设方向例如在铺设期间发生变化,那么铺设的1维/2维的纤维 形成物的纤维方向可以以相对铺设方向的不同的角度取向。在此,预先确定了数量的1 维/2维的纤维形成物还可以平行于铺设方向地以其纤维方向定位并且因此以角度 0定位。然而,即使在这种情况下,1维/2维的纤维形成物的至少一部分的纤维方向也以 相对于铺设方向0的角度定位。 0021 有利地,通过这种横向铺设,尤其是由于规定的纤维端部固。
33、定能够改进纤维塑料 复合物或FKV半成品的质量。此外,由此可以实现更高的铺设率,并且此外能更灵活地制成 预制件的所期望的特性曲线(Eigenschaftsprol)。 0022 在此,对于特性曲线理解为制成的纤维塑料复合物的材料性能,譬如刚度曲线或 强度曲线。 0023 此外,1维/2维的纤维形成物也可以具有多个单向的纤维层。有利地,可以在使用 带有多个单向的纤维层的1维/2维的纤维形成物的情况下,实现铺设的纤维材料的更大的 量。 0024 此外,1维/2维的纤维形成物可以由多个单向的纤维层组成。假如仅使用单向的 纤维层,那么能有针对性地制成特性曲线,其不被杂乱的纤维层或不期望的纤维取向所干 。
34、扰。 0025 此外,1维/2维的纤维形成物可以构造为多轴向织物。在多轴向织物的情况下也 能有针对性地制成特性曲线,其不被杂乱的纤维层或不期望的纤维取向所干扰。 0026 此外,1维/2维的纤维形成物可以由一个单向的纤维层组成。根据单向纤维层的 涂覆,可以使特性曲线转入到期望的方向中,并且由此可以在生产期间实现灵活的、单独匹 配的特性曲线。 0027 此外,1维/2维的纤维形成物可以彼此连接为线束,其中,各个1维/2维的纤维形 成物构成线束区段,并且其中,1维/2维的纤维形成物的纤维方向以相对于线束纵向方向 40的角度布置。 0028 因此,各个1维/2维的纤维形成物(2维/3维的纤维形成物由。
35、它们构成)还可以 以线束的形式,例如通过至少局部施布的结合介质或基质材料彼此连接。在此,线束的各个 说 明 书CN 104302465 A 5/12页 9 线束区段通过1维/2维的纤维形成物构造,其中,线束区段或1维/2维的纤维形成物的纤 维方向以相对于线束的纵向方向40的角度布置。在此,测定锐角或直角作为角度。有利 地,例如可以由此把线束无张力地铺设到纤维载体上。在此,线束在铺设方向上可能发生的 波纹形成不会导致纤维或长丝在后续的压制时的皱褶(Ondulieren)或扭结,这是因为纤 维由于其相同的纤维取向而仅彼此相叠地铺设。 0029 此外,1维/2维的纤维形成物可以在铺设之前和/或期间和。
36、/或之后利用结合介 质或基质材料按如下方式预处理,即,它们彼此附着和/或附着在纤维载体处/附着在纤维 载体上。 0030 通过使用结合介质,可以有利地减少或防止1维/2维的纤维形成物的移动或者 甚至是不同的层彼此间的移动,从而在铺设期间可以实现位置精确的铺设而不随之发生打 滑。由此,各个纤维层或纤维叠层(Faserlagen)能在期望的定位中复现并且能以期望的特 性曲线制造。在此,可以使用热固性或热塑性塑料作为结合介质。在此,还可以直接使用基 质材料作为结合介质。 0031 此外,纤维载体可以具有带有表面构型的第一工具半体,其使能以本方法制造的 纤维塑料复合物或者能以本方法制造的FKV半成品在。
37、强化过程期间构型化。 0032 有利地,可以通过在生产机器中的第一工具半体进行1维/2维的纤维形成物的 铺设,以及使其强化成或部分强化成纤维塑料复合物或FKV半成品,这还简化了生产过程 并提高了生产速度。在此,强化过程理解为以下过程,即,纤维层或纤维叠层在该过程中彼 此至少部分地固定,并且至少近似最终轮廓或者近似最终构型地构造最终轮廓或者最终构 型。在此,工具半体还可以多件式地构造。由此有利的是,例如能够通过替换工具半体的各 个构件来实现更高的灵活性和表面构型的变化。 0033 此外,可以设置有保持装置,该保持装置可以包括多个保持元件。 0034 有利地,可以通过设置这种类型的带有多个保持元件。
38、的保持装置,尽可能地减少1 维/2维的纤维形成物在例如弯曲的表面上或者表面构型上的滑落,从而即使在这种类型 的弯曲表面构型的情况下也可以实现构造纤维塑料复合物的准确的且能复现的特性曲线。 在此,保持元件可以使在纤维载体上铺设的1维/2维的纤维形成物定位,从而即使在弯曲 的表面和表面构型的情况下也能够实现在一定程度上准确地铺设1维/2维的纤维形成物, 而不会在之后打滑。在此,保持元件可以按如下方式构造,即,它们可以在纤维载体中下降 (versenken)。在此,保持装置例如可以刺猬状(igelartig)地构造,并且因此具有多个针、 刺(Dornen)或类似物,或者能想到的是,保持元件能以枝、刺。
39、或其它限制元件的形式下降 到纤维载体的表面构型上,从而在铺设期间防止1维/2维的纤维形成物的滑落或打滑。有 利地,可以基于这种类型的保持装置在必要时取消结合介质,或者减少所需的结合介质的 份额。 0035 此外,可以设置有至少一个设备,该设备产生作用到1维/2维的纤维形成物上的 附着力,借助该附着力可以把1维/2维的纤维形成物有针对性地保持在生产机器的相应构 件上。 0036 借助这种类型的附着力可以有利地避免,1维/2维的纤维形成物不受控制地从生 产机器的相应构件上松脱。 0037 此外,纤维载体可以具有抽吸装置,借助该抽吸装置在纤维载体中产生使铺设的1 说 明 书CN 104302465 。
40、A 6/12页 10 维/2维的纤维形成物固定在纤维载体上的吸力。 0038 纤维形成物可以由此有利地一次性铺设地借助吸力准确地固定在纤维载体上,并 且可以避免1维/2维的纤维形成物在铺设后发生彼此间的打滑。这种类型的抽吸装置可以 是真空泵或类似物,利用该真空泵或类似物在纤维载体中产生真空,由于此真空被铺设的1 维/2维的纤维形成物可以例如通过孔板或长孔板或类似物固定在纤维载体上。 0039 此外,纤维载体可以具有电极化装置,借助该电极化装置产生使被铺设的1维/2 维的纤维形成物固定在纤维载体上的静电吸引力。 0040 假如1维/2维的纤维形成物在此与纤维载体相反地带电,那么1维/2维的纤维 。
41、形成物由于静电吸引力附着在纤维载体上。由此,由于静电吸引力可以有利地在铺设之后 减小或防止1维/2维的纤维形成物的打滑。 0041 此外,纤维载体可以具有加热装置,该加热装置使被铺设的1维/2维的纤维形成 物升温到预先确定的温度。 0042 有利地,可以通过升温到预先确定的温度来活化例如应用到1维/2维的纤维形成 物之上和/或之中的结合介质,并且导致1维/2维的纤维形成物彼此附着或者彼此粘连, 其中,以这种方式可以实现1维/2维的纤维形成物的彼此间的至少一个部分强化部。例如 还能想到,1维/2维的纤维形成物按如下方式升温,即,后续的加热例如可以在强化过程期 间更快地进行,从而可以提高处理速度。。
42、因此,预先确定的温度例如可以是结合介质的熔 化温度或熔融温度,或者是处于加固温度之下最大10、特别是最大20、在必要时最大 30或者例如最大40的温度。 0043 此外,纤维载体可以具有至少一个第一传输带,借助该第一传输带使1维/2维的 纤维形成物在铺设之后沿带运行方向进一步运输。 0044 在这种类型的构造形式中,可以有利地基于第一传输带产生连续的纤维塑料复合 物或连续的FKV半成品。因此,铺设设备可以使1维/2维的纤维形成物以相应地期望的纤 维方向在第一传输带上铺设,其中,第一传输带不间断地使被铺设的1维/2维的纤维形成 物从铺设地点向着生产机器的其它区域运输,1维/2维的纤维形成物可以例。
43、如在所述区域 中完成强化。 0045 在此,至少一个第一传输带的带运行方向可以相对于至少一个另外的第一传输带 的带运行方向以预先确定的角度取向。 0046 假如多个第一传输带具有彼此不同的预先确定的角度,那么可以在连续处理中 制造多层的、在纤维层中具有不同的纤维方向的纤维塑料复合物或FKV半成品。这种类型 的方法在必要时有利地能在用于有机板的制造方法中使用。 0047 也可以使用多个第一传输带,它们例如与制造多层纸张相似地借助上述技术来制 造FKV半成品的多个层,其中,生产机器中的各单个的层例如通过压制或伏辊压榨来强化 或者部分强化成多层的纤维塑料复合物或FKV半成品。 0048 此外,铺设设。
44、备可以具有特别是漏斗状的第一宽缝喷嘴,借助该第一宽缝喷嘴在 纤维载体上施布1维/2维的纤维形成物。 0049 借助这种非常简单地构造的构件,可以有利地进行1维/2维的纤维形成物在纤维 载体上的容易的涂覆。此外还可以基于宽缝喷嘴的缝的取向来进行纤维方向的容易的调 整。宽缝喷嘴通过漏斗状输送部容纳纤维或粗纱区段,并且该漏斗状输送部平行于宽缝喷 说 明 书CN 104302465 A 10 7/12页 11 嘴的开口的纵轴线地取向。开口横向于纤维方向地优选宽度在1mm与20mm之间。该开口 在纤维方向上略长于纤维长度。纤维长度优选为在10mm与2000mm之间,特别优选在20mm 到300mm。这种。
45、说明对于其它铺设设备也是优选的。 0050 此外,可以设置有特别是漏斗状的第二宽缝喷嘴,借助该第二宽缝喷嘴把1维/2 维的纤维形成物施布到铺设设备的构件上。 0051 因此,可以例如借助漏斗状的第二宽缝喷嘴把1维/2维的纤维形成物粗略地涂覆 到铺设设备的构件上,而借助铺设设备的相应构件执行1维/2维的纤维形成物在纤维载体 上的更准确的定位。有利地,可以基于这种两阶段式的方法在铺设1维/2维的纤维形成物 时实现更高的准确度,从而可以更准确地并且更能再现地制成所期望的特性曲线。 0052 此外,铺设设备可以具有定位装置,借助该定位装置可以使铺设设备按如下方式 相对纤维载体定位,即,可以调整不同的角。
46、度。 0053 有利地,可以基于铺设设备的这种类型的可调性利用同一个铺设设备实现不同的 纤维方向。在此,可以在处理步骤期间使角度保持恒定,从而在不同的处理步骤中调整 不同的、但是恒定的角度。但是还能想到,在处理步骤期间角度发生变化,从而在处理 步骤内例如在构造纤维层的情况下,各个1维/2维的纤维形成物的纤维方向以期望的方式 和方法并且根据预先设定的规则变化。有利地,还可以由此实行能调整的纤维方向在仅一 个生产机器内并且甚至在仅一个处理步骤内的更高的灵活性和变化性。 0054 此外,铺设设备可以具有推进装置,借助该推进装置使铺设设备在铺设期间沿铺 设方向向前运动。 0055 因此,可以例如有利地。
47、静态地构造纤维载体,并且铺设设备由于其推进装置相对 于静态或者运动地构造的纤维载体沿1维/2维的纤维形成物的铺设方向向前运动。由此, 可以在结构上更简单地构造生产机器,并且由于能运动的零件的数量减少而减小了磨损。 0056 此外可以实现,铺设设备具有料箱,1维/2维的纤维形成物存放在该料箱中并且 可以从同一料箱中剥离(abstreifen)到纤维载体和/或铺设设备的构件上。 0057 这种类型的剥离例如可以理解为:像从扑克盒中抽出扑克牌那样。因此,料箱可以 利用其开口向着生产机器的相应构件取向,并且由于彼此间的相对运动可以使在料箱中堆 垛的1维/2维纤维形成物剥离到相应的构件上。有利地,可以通。
48、过这种简单的设计方案实 现1维/2维的纤维形成物在生产机器中的容易的存放,该生产机器还可以被容易地填充。 此外还可以实现,1维/2维的纤维形成物可以仅基于料箱相对于相应构件的相对运动而铺 设在纤维载体上或者铺设在铺设设备的相应构件上。 0058 此外,铺设设备可以具有抽吸装置,借助该抽吸装置在铺设设备中产生把被铺设 的1维/2维的纤维形成物固定在铺设设备上的吸力。因此,1维/2维的纤维形成物可以有 利地在铺设设备上准确定向并在那里固定并且利用相应的、类似的准确度传递到纤维载体 上。由此,可以实现高的处理安全性和1维/2维的纤维形成物的准确定位。 0059 此外,铺设设备可以具有电极化装置,借助。
49、该电极化装置产生使被铺设的1维/2 维的纤维形成物固定在铺设设备上的静电吸引力。通过这种类型的电极化装置能够实现之 前在吸取装置中所描述的优点。在此,1维/2维的纤维形成物可以与铺设设备相反地带电。 0060 此外,铺设设备可以具有加热装置,借助该加热装置使相应待铺设的1维/2维的 纤维形成物的向着纤维载体取向的表面被升温到预先确定的温度。由于1维/2维的纤维 说 明 书CN 104302465 A 11 8/12页 12 形成物的这种类型的升温,可以有利地在表面上活化1维/2维的纤维形成物的功能性组成 部分,从而例如使表面具有一定的附着作用或粘接作用,并且相应地更好地附着在被铺设 或被定位的区域上。 0061 此外,铺设设备可以具有至少一个第二传输带,借助该第二传输带使1维/2维的 纤维形成物为了铺设到纤维载体上而沿带运行方向运输。有利地,可以通过使用至少一个 这种类型的第二传输带连续地设计1维/2维的纤维形成物的铺设,从而。