可成形的芯材制造技術

本發明專利技術涉及一種用在層壓或夾層結構中的柔軟和可懸垂的芯材，其包括至少一個由至少部分可滲透的材料形成的外部面，所述外部面形成至少一個空間，所述空間內填充有由可自由移動的離散物體構成的填料。這些空間可以具有溝槽的形狀，形成方形圖案或與層壓物形狀相對應的圖案。本發明專利技術還涉及以這種芯材為特征的層壓或夾層結構以及風力渦輪機葉片，以及以這種芯材為特征的層壓或夾層結構的用途和制造。此外，本發明專利技術涉及一種用在層壓或夾層結構中的芯材的制造方法，其包括以下步驟：用至少部分可滲透的材料形成至少一個空間，并將填料填充到這個空間中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于層壓或夾層結構的芯材。
技術介紹
在制造復合元件時，為了獲得所需要的結構性能，通常希望讓元件具有一定厚度，然而優選地不顯著增加元件的重量。這可以通過夾層結構來實現，在夾層結構中，相對厚和輕的芯材層被一個或多個剛度更大且更堅固的層限定到兩側。聚合體泡沫通常被用作芯材，這種泡沫諸如為泡沫PVC、輕質木材或具有蜂窩結構的材料。然而，這些材料都存在著一些缺陷。一方面，它們都是相對較昂貴的材料，另一方面，難以使這些材料適用具有相當復雜的幾何形狀的復合元件。具體地，曲面或-更糟糕的-雙曲面就具有這個問題。此時，芯材可被切割成合適的尺寸和形狀(這一方面是一個非常耗時和勞動密集的過程，而且另一方面還會浪費相當多的材料)，或者可以從芯材的一側或兩側形成切面(section)，籍此它更易于適應曲面。然而，后者會導致在復合元件的模制過程中，切面被打開和形成楔塊的區域被樹脂填滿，該復合元件將在其成品狀態下通過該材料表現出不同的強度和剛性性能。WO2004/087410教導了一種用于制造復合元件的纖維強化結構，其由芯層兩側上的兩個纖維強化層構成。在這里，芯層由一些細長纖維制成，其中在這些纖維上或在這些纖維之間固定有分開的物體，諸如中空的玻璃珠。芯層通過縫制的方式與纖維層結合。與上述芯材(諸如輕質木材)相比，該芯層更柔韌，但是該芯層仍然不能在不必被切割成合適的塊件的情況下適于曲面或雙曲面。-->
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于層壓或夾層結構的芯材，從而避免上述問題。因此，本專利技術涉及一種用于層壓或夾層結構的芯材，該芯材至少包括由至少部分滲透的材料制成的外部面，該外部面形成至少一個空間，在該空間內容納有由可自由移動的離散物體構成的填料。通常情況下，該芯材可同等有利地用于層壓物和類似的夾層結構。當在下文中用到術語“層壓物”時，其也應被理解為包括夾層結構。填料由可自由移動的離散物體構成，可以得到這樣的有利方面，即，芯材變得非常柔韌，因此它非常易于適應和包裹所有的形狀，同樣也易于適應和包裹例如曲面和雙曲面形狀。在此描述的芯材的優點還在于：其制造簡單且廉價，且還能方便和非常簡單地將其放置在模具中。一個實施例涉及一種芯材，其包括多個通道形狀的空間、多個方形圖案的空間或多個具有與層壓或夾層結構形狀相適應的圖案的空間。通過提供多個空間，填料可得到更加精確地控制，且材料被放置在傾斜表面上。通過均勻地散布填料，還確保了樹脂在最終的層壓或夾層結構中的均勻分布，這對于層壓或夾層結構的最終強度而言是重要的。此外，本專利技術的優點在于：填料的量和種類可以得到控制，且能夠在芯材中的不同空間中發生變化，因此可針對最終的層壓或夾層結構定制芯材的性質，諸如強度、剛度、厚度、重量和懸垂性。類似地，芯材外部的形狀可以被定制成層壓或夾層結構的形狀，從而完全避免出現皺痕和折痕。然而，另一個實施例涉及一種如上所述的芯材，其包括彼此之間至少部分重疊的多個空間。從而以簡單的方式確保填料在整個芯材上的均勻分布，因為重疊的空間可將兩個空間之間的接縫周圍的填料相對較少的區域隔開。由此還能夠構筑均勻且更厚的芯材，同時不會使其柔韌性和懸垂性受到損失。根據一個實施例，芯材的外部面由至少一個接合起來的層構成，這是一種簡單且容易的形成空間的方式。-->根據本專利技術的一個實施例，芯材的一個層通過縫制、膠粘或熔接(這都是一些簡單且方便的接合技術)等方式至少部分地接合起來。芯材中的至少可部分滲透的材料可被制成織物(web)、氈片和/或羊毛，從而確保在模制過程中樹脂可滲透芯材，與此同時，根據本專利技術，用于芯材的填料包括中空玻璃物體或其他中空材料，諸如泡沫塑料。這些材料的優點在于：與重量相比，它們具有較大的體積，且它們也可用作最終的層壓或夾層結構中的樹脂強化物。此外，本專利技術涉及由多個材料層構成的層壓或夾層結構-尤其是風力渦輪機的葉片-其包括根據上述一個或多個部分的芯材。其優點與隨后的實施例相同，與上述的芯材的優點相同。本專利技術還涉及用于層壓或夾層結構的芯材的制造方法，其包括以下步驟：形成由至少部分可滲透的材料構成的至少一個空間，并向該空間添加填料。其優點與在上文中與芯材有關的內容中提及的優點相同。一個實施例還涉及芯材的制造方法，其中通過接合兩個至少部分可滲透的層來形成第一空間，接著通過偏移地將另外的層接合到起初的兩個層之一上來形成至少部分位于所述第一空間上方的另外的一個或多個空間。本專利技術還涉及一種層壓或夾層結構的制造方法，其包括：將多個材料層放置在模具中，施加樹脂并隨后使之變硬；還包括：在供應樹脂之前，將根據上述公開內容的芯材放置在模具區域中。一個實施例涉及一種根據上述公開內容的層壓或夾層結構的制造方法，其中通過供應樹脂來固定芯材中的填料。最后，本專利技術涉及根據上述公開內容的芯材在層壓或夾層結構制造中的使用。附圖說明在下文中，將參考附圖來描述本專利技術，其中：圖1示出了根據本專利技術的芯材，其中在由以縫制的方式接合在一-->起的兩個層形成的通道中具有填料；圖2示出了在用VARTM工藝(真空輔助樹脂傳遞模制法)制造復合元件的過程中具有各種材料層的模具；圖3-4示出了具有方形空腔的芯材的不同實施例；圖5示出了空腔內具有不同量的填料的芯材；圖6示出了由多個層構造而成且具有部分重疊的空腔的芯材；以及圖7示出了根據本專利技術的芯材的另一個實施例。具體實施方式圖1描繪了一種用于制造層壓或夾層結構的根據本專利技術的芯材101。在示出的實施例中，該芯材包括外部面110，其在此例中由兩個材料層102構成，所述兩個材料層被縫制或以其它方式接合在一起，同時形成縱向延伸的接縫103。在兩個材料層102之間的空間104(在此成形為通道的形狀)中設有填料105，其由大量的離散物體106組成。這些物體是離散的且能夠在材料層之間被到處推動和移動，因此芯材非常柔韌且非常易于適應和懸垂成所需要的形狀，與此同時它還易于處理。雖然在此示出的填料為尺寸各異的小珠子，但是它還可以采用其它形狀或者是不規則的。填料可以由本身不會與樹脂發生化學反應的材料制成。在選擇材料和形狀時，重要的一點是：與其重量相比，它的體積要大的多。填料的實例可包括：中空的小玻璃珠，或者膨脹或泡沫塑料，諸如聚苯乙烯、聚氯乙烯或類似物。在最常見的情況下，包封填料105的外部面110由通過某種方式接合起來以形成空間的單個材料層102構成。各種接合技術都是合適的選擇，諸如例如縫制、熔接或膠粘-通過類似的連續或非連續接合。圖2描述了模具201之間的橫截面，其中層壓物將在該模具中被生產出來。在模具中，首先設置一些纖維強化材料層202，隨后設置芯材101，然后在芯材上設置另外一些層202。如果采用真空樹脂注塑法-所謂的VARTM工藝(真空輔助樹脂傳遞模塑法)-配置一些樹-->脂輸入管來制造層壓物，并且層壓物由真空織物(vacuum?cloth)封閉并供應有樹脂。包封填料105的芯材層102對于樹脂來說是完全或部分可滲透的，因此在模制期間，樹脂能夠滲透穿過層壓物中的所有層并填充所有空間。因此，在樹脂固化時，芯材中的填料被固定。在本圖中，描繪了如何在施加真空之前將層壓物的各層布置在模具中的方式。真空的施加將把這些層壓緊在一起。如前所述，由離散物體組成的填料產生的芯材柔韌性還意味本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用在層壓或夾層結構中的芯材，其特征在于：該芯材包括至少一個由至少部分可滲透的材料形成的外部面，所述外部面形成至少一個空間，在所述空間內設有由可自由移動的離散物體構成的填料。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】DK 2005-9-30 PA 2005 013741.一種用在層壓或夾層結構中的芯材，其特征在于：該芯材包括至少一個由至少部分可滲透的材料形成的外部面，所述外部面形成至少一個空間，在所述空間內設有由可自由移動的離散物體構成的填料。2.如權利要求1所述的芯材，其包括多個通道形狀的空間。3.根據權利要求1-2中的一個或多個所述的芯材，其包括多個方形圖案的空間。4.根據權利要求1-3中的一個或多個所述的芯材，其包括多個具有與層壓物的形狀相適應的圖案的空間。5.根據權利要求1-4中的一個或多個所述的芯材，其包括設置成至少部分重疊的多個空間。6.根據權利要求1-5中的一個或多個所述的芯材，其中所述至少一個外部面由至少一個被接合的層形成。7.根據權利要求1-6中的一個或多個所述的芯材，其中所述至少一個層通過縫制、膠粘或熔接至少部分地接合。8.根據權利要求1-7中的一個或多個所述的芯材，其中所述至少部分可滲透的材料被制成織物、氈片和/或羊毛。9.根據權利要求1-8中的一個或多個所述的芯材，其中所述填料包括中空的玻璃物體。10.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：TK雅各布森，
申請(專利權)人：LM玻璃纖維有限公司，
類型：發明
國別省市：DK[丹麥]