具体实施方式

图1和图2示意性地展示了根据本发明的优选实施例的用于制造设置有热塑性真空装袋膜的由复合材料制成的部件的预成型件的方法的相继步骤a)至d)，其中热成形(步骤d))是将弹性体薄膜置于真空中并且通过红外辐射加热以下项的真空热成形：成形工具、热塑性膜、防粘层、和已经沉积的薄膜。

此种设置有此种真空装袋膜的预成型件旨在用于通过真空固化制造由复合材料制成的部件，如下文将更清晰地显现。

根据本发明的方法在此更特别地旨在用于生产自加强面板的加强件预成型件。

根据本发明的方法的第一步骤a)包括在成形工具11上沉积热塑性真空装袋膜10，其形式适形于想要制备的预成型件的外在形式和几何形状。

在本发明的说明书中，为了方便起见，定义了正交参考坐标系XYZ，其中方向Z局部正交于成形工具11，并且对应于成形工具11水平布置时的高度方向(然而，此种取向在其最一般的定义中对于实施方法并非必要)。

热塑性膜10应理解为由一种或多种热塑性聚合物组成的膜。

可以使用不同类型的热塑性膜。值得注意地选择膜以便获得在高压釜中在预成型件的固化和真空聚合期间，在预成型件表面上压力的均匀分布。

热塑性膜可以值得注意地由一种或多种热塑性聚合物组成，优选选自聚酰胺如和聚酯如聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)。

由聚酰胺制成的热塑性膜具有良好的伸长特征(其中厚度比由聚酯(如PET)制成的膜更大)，但仍更加刚性，并且对其而言较低的厚度就足够。

通常，热塑性膜展现出250％至400％的断裂伸长率并且具有100μm至400μm、优选300至400μm，例如350μm的厚度。

由聚酰胺制成的膜的厚度通常是从300μm至400μm，并且由聚酯制成的膜的厚度通常是从100μm至150μm。

由聚酰胺制成的膜的断裂伸长率比由聚酯制成的膜的断裂伸长率更大。

热塑性真空装袋膜可以由一种或多种热塑性聚合物组成，优选选自聚酰胺如和聚酯如聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)，此聚合物或这些聚合物与氟聚合物共挤出，所述氟聚合物如乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)或全氟乙烯丙烯(PFEP)(也称为氟化乙烯丙烯(FEP)树脂)。PFEP(FEP树脂)是六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物。

因此，膜10具有防粘特性，至少在一个面12(顶面，根据Z)上允许部件在其真空固化结束时从模具剥离，并且部件没有被污染。

在其他实施例中，膜10由一种或多种热塑性聚合物组成，优选选自聚酰胺如和聚酯，进行了例如物理-化学处理，如等离子体或电晕处理，使得能够赋予膜10上述防粘特性。更具体地，与预成型件处于接触的膜10的表面12的表面张力可以通过物理-化学处理，如等离子体或电晕处理来改变。

膜10可以可能地是多层的并且在不同层中可以包括具有不同特性的材料，所述特性如真空气密特性、粘合特性，或在另一方面，防粘特性(自脱离)。

例如，由氟聚合物(参见上文)制成的自脱离膜可以结合到膜10中，以允许复合零件在固化和聚合之后容易地从模具中剥离而无污染。

成形工具11，如成形冲压机，具有适形于想要制备的预成型件的外在形式和几何形状的形式。

作为实例，在这些图中，成形工具11具有呈平行四边形形式(在平面XZ中)的部分，例如矩形形式的部分。此平行四边形的顶拐角(在方向Z上)13、14可以是圆形的。此形式适形于自加强面板加强件预成型件的U形形式。

成形工具11具有带有顶表面15的平面，在所述平面上沉积了热塑性膜10。

可以在成形工具11中提供肩部(未表示出)，以抵消由热塑性膜10引起的过厚。

同样地，可以在成形工具11中提供腔(未表示出)，以掺入通常由类似于构成预成型件的材料，如预浸渍的材料的材料制成的增强件。

膜10的沉积例如通过从辊延伸膜10、或通过在成形工具11的带有顶表面15的平面上直接挤出膜来完成。

在沉积结束时，平坦的膜10搁置在成形工具11的带有顶表面15的平面上。

根据本发明的方法的第二步骤b)包括在热塑性片材10上沉积构成预成型件的材料的片材16。

构成预成型件的材料可以是例如呈可能层压的预浸渍有可硬化树脂的增强纤维的织物，或者是干燥的纤维状预成型件，所述纤维状预成型件旨在随后被嵌入可硬化树脂中，例如通过树脂灌注技术。

片材16在成形之前是平坦的。

根据本发明的方法的第三步骤c)包括在构成预先沉积的预成型件的材料的片材上沉积至少一个层、优选至少两个层，通常两个层，防粘的和自脱离的。例如，如图1所示，此步骤可以包括沉积两个防粘层17。

一个或多个防粘层17通常由如上所述的氟聚合物制成。根据本发明的方法的第四步骤d)包括将在成形工具11上的热塑性膜10、构成预成型件16的材料的片材、和一个或多个防粘层17热成形。

根据本发明的优选实施例，如图1和图2所示，热成形(步骤d))是将弹性体薄膜18置于真空中并且通过红外辐射加热以下项的真空热成形：成形工具11、热塑性膜10、构成预成型件16的材料的片材、一个或多个防粘层17、和弹性体薄膜18。

更具体地，如图1所示，弹性体薄膜18置于成形工具11、热塑性膜10、构成预成型件16的材料的片材、和一个或多个防粘层17的顶部上的框架(未表示出)上。换句话说，弹性体薄膜18结合到直接在其顶部部分上的成形机中。

此弹性体薄膜18是简单的片材并且不是通过如本领域方法中的复杂操作成型的型材。

此弹性体薄膜18通常由硅酮(聚硅氧烷)制成，但市场上也可获得其他弹性体用于成形。

在真空的作用下，此弹性体薄膜18将在成形工具11上机械地形成预成型件和热塑性膜10。因此，此薄膜可以称为成形薄膜。

步骤d)此外包括通过红外辐射加热成形工具11、热塑性膜10、构成预成型件16的材料的材料、一个或多个防粘层17、和薄膜18，以及在成形工具11上热成形热塑性膜10、片材16、一个或多个防粘层17、和弹性体薄膜18。

在图1和图2中，通过红外辐射加热是通过红外灯19提供的。

作为实例，图1和图2中呈现了三个红外灯19，其布置在弹性体薄膜18上方，或更具体地在支撑此薄膜的框架上方，但可以实施以不同的方式安排的不同数量的红外灯。

加热需要使得允许达到构成预成型件的材料的热成形温度。

通常，并且无论热成形步骤d)的实施例是什么，构成预成型件的材料的热成形温度，可能位于例如约90℃，也对应于主要用于构成热塑性膜10的热塑性聚合物，如聚酰胺和聚酯的状态变换温度(例如Tg)。

因此，可能获得轻微的塑性变形，所述塑性变形由此以其形式设定了预成型件。

此热成形温度(通常约90℃)足以确保维持如此获得的热塑性膜的几何形状。

当达到构成预成型件16的材料的热成形温度时，框架下降，弹性体薄膜18然后包封成形工具11、热塑性膜10、构成预成型件16的材料的片材、和一个或多个防粘层17。

步骤此外包括将适当地安置的弹性体薄膜18置于真空中。它是弹性体薄膜18在真空的作用下的变形，这使构成预成型件16的材料变形。

将弹性体薄膜18保持在真空中持续足够时间以进行使预成型件变形并进行热成形。

图2示出了成形工具11，在步骤d)中，所述成形工具上已经成形了热塑性膜10、片材16、和一个或多个防粘层17、与薄膜18。

在图2中，初始平坦的片材16已经成形为预成型件，其具有想要制备的部件的几何形状。因此，在图2中，片材16已经在成形工具上成形为U形预成型件，其是想要制备的自加强面板加强件的形式。

本领域技术人员将理解，也可以通过方法的一些调整来制备L形预成型件。

在上述维持真空持续的时间段结束时，步骤包括将弹性体薄膜18冷却至环境温度。

所述冷却通常是强制空气冷却，例如在脉冲空气下进行的强制空气冷却。

在冷却结束时，将弹性体薄膜18提起并移除，更具体地，将具有弹性体薄膜18的成形机的顶部零件打开。

根据另一个实施例，步骤d)的热成形可以是用压机和热模进行的机械热成形(没有施加真空)。

换句话说，使用机械模代替了薄膜，并且没有施加真空。

通过经由红外辐射或其他辐射加热、或通过传导加热将模加热至热成形温度，然后将适当地加热的膜带到构成预成型件16的材料的片材。

模可以是称为自加热模的模，其具有结合加热装置。

根据又另一个实施例，步骤d)的热成形是在高压釜中或在烘箱中的热成形。

在高压釜中或在烘箱中的此热成形也可以使用弹性体薄膜进行。高压釜或烘箱以与红外灯相同的方式用于其热量输入，并使用了高压釜或烘箱的真空系统。

根据本发明的方法的第五步骤e)包括将设置有热塑性真空装袋膜10(在一方面)的预成型件16和一个或多个防粘层17(在另一方面)分离。设置有热塑性真空装袋膜10的预成型件16，在此步骤中，仍位于成形工具11上。

根据本发明的方法的第六步骤f)包括移除成形工具11，由此获得了设置有热塑性真空装袋膜10的预成型件16。

根据特别优选的实施例，所述部件是由基础蒙皮组成的由复合材料制成的自加强面板，所述基础蒙皮在其面之一上添加并并排布置了形成肋的U形加强件，其U的分支之间的连接零件压靠在所述蒙皮，其中在两个相邻加强件的U的面对分支之间插置有称为“钉子”的接口结构，所述接口结构由附接的半钉子组成。

此方法包括以上解释的步骤A)至G)。

步骤A)包括通过述方法的步骤a)至e)制造U形加强件的预成型件，每个预成型件在U的内表面上设置有热塑性真空装袋膜10，并且每个预成型件位于具有倒U形的适形部分的成形工具11上。

图2示出了成形工具11，在上述方法的步骤d)中，所述成形工具上已经成形了热塑性膜10、片材16、和防粘层17。

图2还示出了弹性体薄膜18，所述薄膜在热成形(步骤d))是将弹性体薄膜18置于真空中的真空热成形时使用。然后移除此弹性体薄膜18。

在图2中，片材16已经成形为U形预成型件(也指定为16)，其是想要制备的自加强面板加强件的形式。

上述方法的第五步骤e)包括将设置有热塑性真空装袋膜10(在一方面)的预成型件16和一个或多个防粘层17(在另一方面)分离，由此如此获得了U形加强件的预成型件，每个预成型件在U的内表面和底表面上设置有热塑性真空装袋膜10，并且每个预成型件位于具有倒U形的适形部分的成形工具11上。

步骤B)包括将成形工具中的每个翻转180°。

然后，成形工具11中的每个都以图3所示的配置，预成型件16的U处于正常的非倒置位置，其中成形为预成型件的基部20的U的连接零件处于底部位置。使成形为预成型件的基部的U的此连接零件位于使预成型件的侧面21成形的U的两个分支之间，所述分支从所述基部20垂直地向上延伸。

换句话说，预成型件16在成形工具11上成形为向下取向的U形型材。U或侧面21的所述分支然后形成呈肋状的面板的预成型件的桡骨或肋。

为了防止U形加强件的预成型件落下，每个预成型件设置有热塑性真空装袋膜10，粘合确保胶带可以放置于热塑性膜10与成形工具11之间的接合处(将仔细以确保“冷的”预成型件与粘合胶带之间没有接触)。热塑性膜10上留下了“过量长度”。

在包括安置成形工具11的步骤E)中并且在包括移除成形工具11的步骤F)之前移除粘合胶带。

换句话说，就在从面板移除成形工具11之前，一旦面板成形就移除粘合胶带。

可以设想磁化条类型的系统以避免使用粘合胶带。

预成型件的侧面21可以具有3至10mm的厚度22。

如图3示出，步骤C)包括将半钉23置于预成型件的侧面21中的每个上。

两个半钉23可以具有3至6mm的厚度。

两个半钉23通常由与预成型件16相同的材料制成。

此步骤可以另外包括将填充树脂(未表示出)置于成形为预成型件16的侧面21的U的两个分支中的每个与两个半钉23中的每个之间，以填充可以存在于侧面21与半钉23之间的空间。

填充树脂通常由与预成型件相同的材料组成，例如可能层压的预浸渍有可硬化树脂的增强纤维的织物。

在图4中所示，步骤D)包括单独地压实在预成型件的侧面21上设置有半钉23的每个成形工具11、以及可能的填充树脂。

所述压实是使用专用手段进行的机械压实。因此，所述压实可以例如通过将两个可充气垫置于加强件的预成型件的每侧上来进行。这些可充气垫与加强件的预成型件进行接触。

进行这种压实操作以使元件彼此粘附并且不减小孔隙度。

在图4中所示，在此步骤结束时，每个预成型件在压实后在预成型件的侧面21上成形为设置有半钉23的U形型材，并且其侧面的厚度是由半钉23中的每个的厚度增加的。此厚度24可以例如是从3至6mm。

在图5中所示，步骤E)包括将所述成形工具11并排安置在所述基础蒙皮25上以便向此蒙皮25施加通过以下项定义的连续平坦表面：一方面，所述加强件的预成型件的U的分支之间的连接零件或基部20的外表面，以及在另一方面，分离两个预成型件的钉子26。如此获得呈肋状的面板的预成型件。

呈肋状的面板的预成型件28的基础蒙皮25通常布置在模制工具27上。

预成型件28包括，例如，由蒙皮25形成的面板部分29，布置在模制工具27上的预成型件的侧31上的加强件的预成型件的基部和钉子的基部。加强件的预成型件的侧面和钉子26形成预成型件的肋30。

模制工具27被配置为支撑预成型件28。

还在图5中所示，步骤F)包括相继地移除成形工具11。

热塑性真空装袋膜10仍然保持在位，并且紧密地适合加强件的几何形状。

步骤G)包括组装加强件预成型件的所有装袋膜以形成单个热塑性真空装袋膜。

将每个加强件预成型件的真空装袋膜10组装在肋30的各自的顶部处，以形成单个真空装袋膜。这种组件使得能够特别是最佳地避免了膜和部件的接合区域之间的接触(在其固化之前)。这是有利的，因为在一些情况下接合导致膜组件的局部过厚，可能使部件留下痕迹。

借助于插置在两个连续的膜10之间的胶黏料制成每个接合件，使得胶黏料构成相应的肋30的顶部。

在此阶段，常规辅属工具元件可以放在热塑性真空装袋膜上的合适位置。

换句话说，在聚合之前并且在移除成形工具之后，使用各种辅料产品如胶黏料确保真空包装放置的连续性，并且金属元件放在合适的位置，这使得能够在聚合期间呈几何形状地固持面板。

本发明还涉及一种用于通过真空固化制造由复合材料制成的部件的方法，所述方法包括以下相继的步骤：

A1)借助于上述方法制造设置有热塑性真空装袋膜的由复合材料制成的部件的预成型件；

B1)真空固化所述预成型件；

C1)获得所述由复合材料制成的部件。

步骤B1)包括在一方面热塑性真空装袋膜、或真空装袋膜的组件与在另一方面预成型件和模制工具之间形成的空间中产生部分真空，以进行预成型件的固化。

因此，重要的是应理解步骤B1)包括，如果必要，在预成型件是干燥的预成型件的情况下树脂的输注，并且包括，在所有情况下，在预成型件与热塑性真空装袋膜之间置于部分真空中的空间内硬化树脂，最后获得由复合材料制成的部件。

为此，步骤B1)优选地包括在真空中和在压力下加热预成型件和树脂。在这种情况下，其结果也是加热真空装袋膜或真空装袋膜的组件，这促进了真空装袋膜或膜的组件的变形，导致真空装袋膜最紧密地覆盖预制件，并且因此最佳地避免了预成型件与热塑性真空装袋膜之间的空间中气袋的存在。膜或膜的组件的这种变形典型地包括其拉伸允许预成型件的浮雕零件的合适覆盖。在这种情况下，膜的这种拉伸值得注意地允许桡骨连接加强件到到面板部分的合适覆盖。

换句话说，在步骤B1)中，高压釜中占主导的压力(例如，7巴)的作用，与热塑性膜因加热而变形有关，是使得能够获得具有所需品质的面板的关键因素之一。

作为实例，高压釜中占主导的压力对于整体零件而言典型地是6至11巴。

作为实例，高压釜中占主导的温度典型地是120℃至180℃，例如120℃、145℃或180℃，这取决于树脂系统。