DE69819509T2

DE69819509T2 - Grosse verbundkernstrukturen die durch vakuumunterstüztes transferspritzen von harz hergestellt sind und verfahren

Info

Publication number: DE69819509T2
Application number: DE69819509T
Authority: DE
Inventors: J. Steven WINCKLER; C. George TUNIS
Original assignee: TPI Technology Inc
Current assignee: TPI Technology Inc
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: DE69819509D1; PT998385E; CN1278762A; JP2001510748A; EP0998385A1; KR20010022262A; US5904972A; NO20000341D0; US6159414A; ES2210787T3; DK0998385T3; AU8581098A; NZ502432A; ATE253448T1; EP0998385A4; AU741696B2; CA2297793A1; EP0998385B1; WO1999004964A1; NO20000341L

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Harz-Transferpressen mit Vakuum-Unterstützung (VA-RTM) ist zur Herstellung verschiedener großer, faserverstärkter Verbundstrukturen, wie z. B. Bootsrümpfen, verwendet worden, die Materialien wie z. B. Schaum- und Balsa-Kerne enthalten. Die Kerne werden mit einem faserverstärkten Harz bedeckt. In dem VA-RTM-Vorgang wird die Verstärkungsfaser, wie z. B. ein Gewebe oder eine Matte, im trockenen Zustand zusammen mit den gewünschten Kern-Materialien in einer einseitigen Form angeordnet, die der Form des gewünschten Endprodukts entspricht. Die Anordnung wird dann in einem Vakuumbeutel eingekapselt und unter Vakuumbedingungen mit Harz imprägniert. Man lässt das Harz aushärten.
Es sind verschiedene Verfahren verwendet worden, um das Harz einzuführen und seine Verteilung innerhalb der Verstärkungsfasern zu fördern. Zu diesen Verfahren zählen das Platzieren eines entsorgbaren Verteilungsmediums auf der Außenschicht des Gewebes und Ausbilden von Öffnungen und/ oder Schlitzen, die durch den Kern verlaufen, damit das Harz von der Außen- zu der Innenschicht der Verstärkungsfaser strömen kann; siehe z. B. die U.S.-Patente Nr. 5,316,462 und 4,560,523. Ferner wurde in einem Harzeinführungsvorgang mit geschlossener Form eine Zuführnut in einem Schaumkern verwendet, um den Harzfluss zu erleichtern; siehe z. B. das U.S.-Patent 5,096,651.
WO 96/40488 beschreibt ein Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur mit den folgenden Schritten:
Herstellen mehrerer Kerne, die jeweils eine Umfangsfläche aufweisen, wobei die Kerne derart in einer Lage angeordnet werden, dass eine obere Fläche und eine untere Fläche gebildet werden;
Bedecken mindestens der oberen Fläche des Arrays mit einem Fasermaterial;
Erzeugen eines Harzverteilungs-Kanalnetzes, das derart ausgebildet ist, dass ungehärtetes Harz überall in dem Fasermaterial und in Zwischenräumen zwischen den Kernen verteilt wird;
Erzeugen eines Zufuhrkanals, der sich in Fluidverbindung mit dem Harzverteilungsnetz befindet, wobei der Zufuhrkanal eine größere Querschnittsfläche aufweist als einzelne der Kanäle des Harzverteilungsnetzes;
Abdichten der Kerne und des Fasermaterials mittels des Harzverteilungsnetzes und des Zufuhrkanals in einer Formungsstruktur, wobei mindestens ein erster Teil der Formungsstruktur eine Formfläche aufweist und mindestens ein weiterer Teil der Formungsstruktur einen flexiblen Abschnitt aufweist, der unter Vakuum gegen einen benachbarten Abschnitt der Kerne und des Fasermaterials kollabierbar ist;
Verbinden einer Quelle ungehärteten Harzes mit dem Zufuhrkanal durch den flexiblen Abschnitt;
Verbinden des Inneren der Formungsstruktur mit einem Vakuumauslass;
Zwingen des ungehärteten Harzes unter Vakuumeinfluss durch den Zufuhrkanal und das Harzverteilungsnetz zum Füllen der Formungsstruktur, um das Fasermaterial und die Zwischenräume zwischen den Kernen mit dem Harz zu durchtränken; und
Härten des Harzes zur Bildung einer Verbundstruktur.
WO 96/40488 beschreibt ferner eine Verbundstruktur mit:
Kerne, die jeweils eine Umfangsfläche aufweisen, wobei die Kerne in einer Lage angeordnet sind, die eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, und mit einem Fasermaterial, das auf den Lagen von Kernen eine Oberseiten-Haut und eine Unterseiten-Haut bildet; und
einem gehärteten Harz, welches das Fasermaterial imprägniert, und einem Harzverteilungs-Kanalnetz.
KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mittels Harz-Transferpressen mit Vakuum-Unterstützung (VA-RTM) durchgeführtes Verfahren zum Verteilen von Harz während der Herstellung großer Verbundstrukturen, und die mit diesem Verfahren hergestellte Verbundstruktur. Die Verbundstruktur wird aus inneren Kernen gebildet, die von faserverstärktem Harz umgeben werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird Harz direkt in ein Netzwerk von Haupt-Zuführnuten eingegeben, die mit mehreren kleineren Mikronuten verbunden sind, welche in der Oberfläche der inneren Kerne ausgebildet sind. Aus den Zuführnuten und den Mikronuten strömt das Harz von dem Kern weg nach außen, um die Verstärkungsfaser zu durchdringen. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein separates Verteilungsmedium zwischen dem inneren Kern und der Faserverstärkung angeordnet. Das Harz wird direkt einer oder mehreren in der Kern-Oberfläche ausgebildeten Haupt-Zuführnuten zugeführt und durchdringt die Verstärkungsfaser über das Verteilungsmedium. Ferner können die Haupt-Zuführnuten um die Kerne herum verlaufen, um Zuführschleifen zu bilden und dadurch das Imprägnieren querverlaufender Strukturteile zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden ein Vakuumbeutel und eine Form, die miteinander integriert sind, aus einer texturierten Metallbahn gebildet. Die Textur wird durch eng beabstandete erhabene Abschnitte an einer Seite der Bahn gebildet, die Vertiefungen an der anderen Seite der Bahn entsprechen. Die eng beabstandeten erhabenen Abschnitte definieren zwischen sich Täler, die ein Harzverteilungsnetzwerk bilden. Haupt-Verteilungsnuten werden direkt in der Bahn ausgebildet. Die texturierte Bahn kann auch als eine Form verwendet werden, aus der weitere Werkzeuge gebildet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die Struktur Kerne, bei denen es sich um hohle Zellen handeln kann und in deren Oberflächen und/oder deren gerundeten Ecken ein Netzwerk kleiner Kanäle oder Nuten ausgebildet ist, um den Harzfluss zu erleichtern. Die Zellen sind geschlossene, hohle Behälter, die z. B. durch Blasformen eines geeigneten Plastikmaterials gebildet sind. Mehrere Kerne werden in einer zur Bildung der gewünschten Struktur geeigneten Konfiguration gegen eine starre Form-Oberfläche einer Formvorrichtung angeordnet. Die Kerne können von einer Faserverstärkung umgeben sein. Die Formvorrichtung weist einen flexiblen Abschnitt – typischerweise einen Vakuumbeutel – auf, der über der Struktur platziert wird, wobei eine Vakuumleitung um den Umfang des Teils verläuft, und der dichtend an der starren Form-Oberfläche angeordnet wird. In dem Vakuumbeutel sind ein oder mehrere Haupt-Zuführleitungen ausgebildet. Es kann ein Netzwerk kleinerer Kanäle vorgesehen sein, die entweder in den Vakuumbeutel integriert ausgebildet sind und sich in Fluidverbindung mit den Haupt-Zuführleitungen befinden oder als separates Verteilungsmedium vorgesehen sind, das zwischen dem Vakuumbeutel und der Faserverstärkung angeordnet ist. Unter Vakuumeinwirkung wird den Haupt-Zuführkanälen im Vakuumbeutel Harz zugeführt und bewegt sich relativ schnell in die kleineren Kanäle hinein und entlang dieser Kanäle. Aus den kleineren Kanälen heraus infiltriert das Harz die auf der Oberseite der Kerne angeordnete Faserverstärkung, bis es die Oberfläche der Kerne erreicht. Das Harz fließt dann über die in den Oberflächen der Kerne ausgebildeten Nuten und/oder die von den gerundeten Ecken definierten Räume relativ schnell entlang den Kernen. Von dort dringt das Harz in die in den Bereichen zwischen benachbarten Kernen gelegene Verstärkung – falls vorhanden – und in die zwischen dem Boden der Kerne und der starren Form-Oberfläche gelegene Verstärkung ein. Nachdem das Harz ausgehärtet ist, werden der Vakuumbeutel und – falls verwendet – das separate Verteilungsmedium entfernt, und das fertiggestellte Teil wird von der Form getrennt.
Mit diesem Verfahren können große Verbundstrukturen, die mehrere Kerne verlangen, vor der Gelierzeit typischer Vinylester- oder Polyester-Harze schnell ausgebildet werden, und die Menge des verwendeten Harzes kann minimiert werden. Indem das Harz direkt durch den Vakuumbeutel in die Zuführnuten eingegeben wird, ist die Zufuhr auf einen Teil-Rand oder einen Einlass in einem Werkzeug beschränkt. Die Zufuhr zu einander benachbarten Kernen kann über einen einzigen Harzeinlass erfolgen. Das Harzverteilungs-Netzwerk kann in dem fertigen Teil verbleiben, so dass die Entsorgung von Verteilungsmaterialien entfällt. In diesem Fall sind nach dem Aushärten die Mikronuten mit Harz gefüllt, so dass die interlaminare Scherfestigkeit und die Delaminierungsfestigkeit verstärkt werden. Strukturelle Merkmale wie z. B. Scherverbindungsstreben, Kompressionsstege oder Träger können während des Formungsvorgangs direkt in das Verbundteil einbezogen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein tiefergehendes Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kerns für eine Verbundstruktur;
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Verbundstruktur;
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Verbundstruktur;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Verbundstruktur;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Kerns für eine Verbundstruktur;
6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kerns für eine Verbundstruktur;
7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Verbundstruktur;
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Verbundstruktur, die unter Verwendung einer integrierten Form- und Vakuumstruktur gebildet ist;
9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer starren Form und eines flexiblen Deckels zum Bilden einer Verbundstruktur;
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines für eine Verbundstruktur vorgesehenen Kerns mit mehreren Haupt-Zuführnuten;
11 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Form und eines Vakuumbeutels zur Bildung einer Verbundstruktur, wobei die Form und der Vakuumbeutel integriert vorgesehen sind;
12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Seite einer texturierten Materialbahn zur Bildung der integrierten Anordnung aus Form und Vakuumbeutel gemäß 11;
13 zeigt eine perspektivische Ansicht der anderen Seite der texturierten Bahn gemäß 12;
14 zeigt eine schematische, quergeschnittene Teilansicht einer Verbundstruktur- und Form-Anordnung;
15 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bei der Verbundstruktur gemäß 14 verwendeten geschlossenen Zelle;
16A, 16B, 16C und 16D zeigen verschiedene Anordnungen der bei der Verbundstruktur gemäß 14 verwendeten Kerne;
17A, 17B, 17C und 17D zeigen verschiedene Faserumwicklungs-Konfigurationen;
18 zeigt eine schematische, quergeschnittene Teilansicht einer Verbundstruktur- und Form-Anordnung;
19 zeigt eine entlang der Linie A-A in 18 angesetzte quergeschnittene Teilansicht;
20 zeigt eine schematische, quergeschnittene Teilansicht einer weiteren Konfiguration einer Verbundstruktur- und Form-Anordnung; und
21 zeigt eine schematische, quergeschnittene Teilansicht einer weiteren Konfiguration einer Verbundstruktur- und Form-Anordnung.
Die in den 1–13 gezeigten Ausführungsformen entsprechen den 1–13 von WO 96/40488 und sind nicht Teil der beanspruchten Erfindung; vielmehr zeigen sie einen technischen Hintergrund, der zum Verständnis der Erfindung nützlich ist. Auch die in den 14, 18, 20 und 21 gezeigten Ausführungsformen sind nicht Teil der beanspruchten Erfindung, sondern bilden einen zum Verständnis der Erfindung nützlichen technischen Hintergrund.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein großes Verbundteil weist einen Kern 12 auf, der in 1 gezeigt ist. Der Kern weist ein Material auf, das in der Lage ist, den Druck eines Vakuums zu unterstützen. Zu den typischen Materialien zählen Schäume, wie z. B. ein Polyurethan oder ein Polyvinylchlorid, oder Balsaholz. Der Kern kann massiv oder hohl ausgebildet sein, z. B. mittels geblasenen Polyethylens. Es kann auch Zement verwendet werden. Der Kern ist als rechteckiger Block gezeigt, obwohl, wie noch erläutert wird, auch andere Konfigurationen möglich sind.
In der Oberfläche 16 des Kerns sind eine oder mehr Haupt-Zuführnuten 14 vorgesehen. Die Haupt-Zuführnut kann den gesamten Kern umlaufen, um eine Schleife zu bilden. Ein Harzverteilungs-Netzwerk, das Kanäle mit einem kleineren Querschnittsbereich als demjenigen der Haupt-Zuführnut aufweist, ist in Kontakt mit der Oberfläche des Kerns angeordnet, um eine Fluidverbindung mit der Haupt-Zuführnut herzustellen.
Das Harzverteilungs-Netzwerk ist in Form mehrerer Mikronuten 18 ausgebildet, die in die Oberfläche 16 des Kerns 12 eingearbeitet sind, wie 1 zeigt. Die Mikronuten 18 sind im wesentlichen quer zu der Haupt-Zuführnut 14 angeordnet. Einige der Mikronuten können den gesamten Kern umlaufen, um eine Harzfluss-Schleife zu bilden, die an der Haupt-Zuführnut beginnt und endet. Die tatsächliche Beziehung der Mikronuten zu der Haupt-Zuführnut hängt von der Geometrie des Kerns und der Optimierung der Harz-Imprägnierung ab, wie noch erläutert wird.
Der Kern 14 mit den Netzwerk von Nuten ist von einer oder mehreren Schichten eines in 2 schematisch angedeuteten Fasermaterials 20 bedeckt. Das Fasermaterial kann als Stoff oder Matte vorgesehen sein, der bzw. die aus Fasern aus Glas, Kohlenstoff oder anderen geeigneten Materialien gebildet ist. Je nach den strukturellen Erfordernissen des gewünschten fertigen Teils kann der Kern vollständig von Fasermaterial umgeben sein, oder es können eine oder mehrere Flächenbereiche des Kerns frei von Fasermaterial belassen sein. Das Fasermaterial kann als Bahn um den Kern gewickelt sein, oder einzelne Stücke von Fasermaterial können auf den gewünschten Kern-Flächen aufgetragen sein. Die Faser kann auch in Form einer Röhre bereitgestellt werden, in die der Kern eingeführt wird.
Mehrere faser-umwickelte Kerne sind derart angeordnet, dass sie das gewünschte fertige Teil bilden. Obwohl in 2 zwei Kerne gezeigt sind, wird die tatsächliche Anzahl und Anordnung der Kerne von dem gewünschten fertigen Teil bestimmt. Eine oder mehrere Schichten von Fasermaterial können um mehrere Kerne gewickelt sein, um eine äußere Haut 22 zu bilden, die in 2 schematisch gezeigt ist. Die bestimmte Anzahl der Schichten des Fasermaterials sowie der Typ und die Anordnung des Fasermaterials hängen von dem gewünschten fertigen Teil ab und können von Fachleuten auf dem Gebiet leicht bestimmt werden. Eine Ablass-Schicht ist im wesentlichen in Form einer Lasche 23 ausgebildet, die sich von einer äußeren Faser-Lage zu einem Vakuum-Auslass 25 erstreckt. Abziehbare Schichten, die typischerweise bei herkömmlichen Vakuum-Vorgängen erforderlich sind, werden bei der vorliegenden Erfindung generell nicht benötigt.
Das die Kerne umgebende und zwischen diesen angeordnete Fasermaterial 24 bildet strukturelle Teile wie z. B. Scherverbindungsstreben, Kompressionsstege oder Träger. Beispielsweise werden in 4 mehrere dreieckige Kerne 40 zur Bildung eines Decks verwendet. Das Fasermaterial zwischen benachbarten dreieckigen Kernen bildet diagonale Strukturteile 41, die sowohl Kompressions- als auch Scherkräfte abstützen.
Während der Laminierung werden in den Haupt-Zuführnuten 14 geeignete Anschlussteile 26, wie z. B. T-Stücke aus Plastik oder Kupfer, positioniert, um das nachfolgende Einführen von Harzzuführrohren 28 zu erleichtern. In jeder Zuführnut können ein oder mehrere Anschlussteile Positioniert werden, um den gewünschten Harzfluss aufzunehmen. Die laminierte Anordnung wird in Anlage an einer Form 29 platziert, und dann wird ein Vakuumbeutel 30 über der laminierten Anordnung einschließlich der Plastik-Anschlussteile positioniert, und in auf dem Gebiet bekannter Weise dichtend an der Form angeordnet, wie 2 schematisch zeigt. Dann wird der Vakuumbeutel punktiert, und die Zuführröhren 28 werden durch den Vakuumbeutel hindurch direkt in ihre jeweiligen Anschlussteile 26 eingeführt. Die Zuführröhren werden dichtend mit dem Beutel verbunden, um die das Vakuum aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise werden die Haupt-Zuführnuten direkt mit Harz beschickt, indem der äußere Vakuumbeutel von einem Zuführrohr durchdrungen wird, das anschließend direkt in die Nut eingeführt wird.
Gemäß 8 können der Vakuumbeutel und Form auch zu einer einzigen Struktur 80 integriert sein, die starr genug ist, um ihre Gestalt als Formvorrichtung beizubehalten, jedoch hinreichend flexibel ist, um unter Vakuumeinwirkung gegen das Teil zu kollabieren. Beispielsweise kann die integrierte Struktur 80 eine dünn bemessene Stahlbahn aufweisen, z. B. mit einer Bemessung von 6,4 mm (0,25 Inch) oder weniger. Die Kerne 82 und das Fasermaterial 84, 86 sind – wie oben beschrieben – in der Stahlbahn eingekapselt. Durch die Bahn sind Löcher zur Aufnahme der Anschlussteile gebohrt. Die Harz-Imprägnierung wird in der oben beschriebenen Weise durchge führt. Die integrierte Struktur kann auch aus anderen geeigneten Materialien gebildet werden, etwa aus Gummi oder Silicon oder einem dünnen Verbund-Bahnmaterial wie z. B. mit Plastik laminiertem Metall.
9 zeigt eine weitere Form-Ausführungsform, gemäß derer eine starre Form 90 mittels eines flexiblen Deckels 92 versiegelt ist, der z. B. ein Stahl- oder Plastikmaterial aufweist. Ein Teil, der wie oben beschrieben die Kerne und das Fasermaterial aufweist, ist in der von der starren Form gebildeten Vertiefung 94 platziert. Eine in dem Deckel ausgebildete Vakuum-Nut 96 verläuft um das Teil herum. In dem Deckel oder der Form ausgebildete Löcher ermöglichen in der beschriebenen Weise den Zugriff auf die Anschlussteile, damit die Harz-Imprägnierung durchgeführt werden kann. Während der unter Vakuumbedingungen erfolgenden Imprägnierung des Harzes biegt sich der Deckel am Rand der Vakuum-Nut, um die Kompaktierung des Teils zu ermöglichen.
Das Harz, z. B. Polyester, Vinylester, Epoxid, Phenol, Acryl oder Bismaleimid, bewegt sich relativ schnell durch die Haupt-Zuführnuten 14 und in die Mikronuten 18. Aus den Mikronuten heraus durchdringt das Harz das Fasermaterial 20, 22. Die Imprägnierung resultiert daraus, das die Harz-Infusion an der Kern-Oberfläche 16 beginnt und nach außen hin zum Äußeren des Teils migriert. Das Fasermaterial an benachbarten Kern-Oberflächen kann gemäß 3 und 4 über eine Haupt-Zuführnut in einem der benachbarten Kerne imprägniert werden.
Der Querschnittsbereich der Haupt-Zuführnut und der Querschnittsbereich und die Beabstandung der Mikronuten sind dahingehend optimiert, dass das Harz das gesamte Fasermaterial innerhalb einer zweckmäßigen Zeit vor dem Härten imprägnieren kann, ohne dass unimprägnierte Bereiche belassen werden. Eine typische Haupt-Zuführnut kann eine Tiefe von 12,7 mm (0,5 Inch) und eine Breite von 12,7 mm (0,5 Inch) bei einer Querschnittsfläche von 161 mm² (0,25 Inch²) haben. Typische Mikronuten können eine Tiefe von 3,2 mm (0,125 Inch) und eine Breite von 3,2 mm (0,125 Inch) bei einem Querschnittsfläche von ungefähr 10,3 mm² (0,16 Inch²) haben. Die Mikronuten können um 25 mm (1,0 Inch) an der Mitte beabstandet sein. Diese Bemessungen können modifiziert werden, um Verstärkungsfasermaterialien unterschiedlicher Typen und Dicken aufzunehmen. Ferner kann, falls das Teil besonders groß ist, der Querschnittsbereich der Haupt-Zuführnuten vergrößert werden, um das Harz schneller auf sämtliche Abschnitte des Teils zu verteilen. Gemäß 10 können auch mehrere Haupt-Zuführnuten in dem Kern 12 vorgesehen sein.
Zusätzlich kann die Querschnittsfläche der Haupt-Zuführnuten oder der Mikroporen zwecks Erzeugung von Strömungsrestriktionen reduziert werden, um die Harz-Verweilzeit in einem bestimmten Bereich zu vergrößern. Die Harz-Verweilzeit kann auch vergrößert werden, indem in der Zuführnut eine Harz-"Sicherung" platziert wird, die den Harzfluss zeitweilig blockiert. Die Sicherung löst sich mit Ablauf einer bekannten Zeitperiode nach dem Kontakt mit dem Harz auf, wobei diese Zeitperiode durch die Länge der Sicherung eingestellt werden kann. Beispielsweise ist bei einem Vinylester-Harz eine Polystyrolschaum-Sicherung erfolgreich verwendet worden. Die Zuführnuten können auch in einer zum Umlenken des Harzflusses geeigneten Weise enden.
Die Haupt-Zuführnuten 14 ermöglichen den Durchtritt von Harz aus einem Kern zu einem benachbarten Kern. Durch die Kerne hindurch können Öffnungen zum Verbinden der Haupt-Zuführnuten verlaufen. Das Beschicken sämtlicher Haupt-Zuführnuten mit Harz kann gleichzeitig erfolgen, wodurch parallele Kreisläufe geschaffen werden, oder in einer vorgeschriebenen Abfolge durchgeführt werden, wodurch Reihen-Kreisläufe geschaffen werden, je nach der Geometrie und der Größe des zu imprägnierenden Teils. Ferner können die Haupt-Zuführnuten voneinander unabhängig sein, wodurch separate Kreisläufe geschaffen werden.
Nach der Imprägnierung wird dem Harz hinreichend Zeit zum Aushärten belassen. Nach dem Härten sind die Mikroporen mit festem Harz gefüllt.
Dieses Harz bildet einen lateralen Verriegelungsmechanismus, der die interlaminare Scherstärke der Verbindung zwischen dem faserverstärkten Fasermaterial und dem Kern erhöht. Das in dem Nuten-Netzwerk verbleibende Harz verstärkt ferner die Kräfte, die zum Delaminieren der faserverstärkten Verkleidungshäute von dem Kern erforderlich sind.
Die tatsächliche Anordnung, Form und Anzahl der Kerne hängt von dem gewünschten fertigen Teil ab. In 3 sind als Beispiel dreieckige Kerne 40 gezeigt. Die dreieckigen Kerne können Haupt-Zuführnuten 42 aufweisen, die in mindestens zwei Flächen ausgebildet sind. Ein zentraler dreieckiger Kern 44 kann Haupt-Zuführnuten in drei Flächen aufweisen. In den Flächen sind in der bereits beschriebenen Weise Mikronuten ausgebildet. Mehrere dreieckige Kerne können z. B. in einer Reihe derart angeordnet sein, dass sie ein Deck bilden. Bei diesem Beispiel wird Harz, das durch Röhren 46 zugeführt wird, beginnend an dem zentralen Kern und zu den Rändern hin fortschreitend sequentiell imprägniert, wie in 4 durch den schattierten Bereich angedeutet ist.
In 5 ist ein bogensegmentförmiger Kern 50 gezeigt. Der bogensegmentförmige Kern 50 kann eine Haupt-Zuführnut 52 in einer Fläche und ein Netzwerk von Mikronuten 54 aufweisen, die von der Haupt-Zuführnut 52 derart abgehen, dass sie den Kern umlaufen. Die bogensegmentförmigen Kerne können zum Bilden gekrümmter Strukturen wie z. B. Bootshüllen oder Bögen verwendet werden.
Gemäß einer in 6 und 7 gezeigten weiteren Ausführungsform wird ein Kern 60 mit einer der vorstehenden Beschreibung entsprechenden Haupt-Zuführnut 62 versehen. Anschließend wird ein Verteilungsmedium 64 an den Kernflächen angeordnet. Das Medium weist ein Netzwerk von offenen Durchlässen mit einer Struktur auf, die in der Lage ist, die Durchlässe während des Aufbringens des Vakuums in einem offenen Zustand zu halten. Beispielsweise kann das Medium einander schneidende Filamente aufweisen, die durch stiftartige Teile, welche an jeder Filament-Überschneidungs stelle angeordnet sind, eine gitterartige Struktur aus ausgerichteten Streifen oder ein loses Gewebe im Abstand von der Kern-Fläche gehalten werden. Geeignete Verteilungsmedien sind z. B. aus den U.S.-Patenten Nr. 4,902,215 und 5,052,906 bekannt. Dann wird ein Fasermaterial 66 in der bereits beschriebenen Weise um das Verteilungsmedium gewickelt. Mehrere Kerne werden derart angeordnet, dass das gewünschte fertige Teil gebildet wird, und ein Vakuumbeutel 66 wird wie bereits beschrieben über den Kernen und dem Fasermaterial platziert. Von der Harz-Quelle ausgehende Harzzuführröhren 70 werden durch den Beutel 68 und das Fasermaterial 66 zu Anschlussteilen 72 geführt, die in den Haupt-Zuführnut 62 angeordnet sind. Die Zuführröhren 70 werden in einer auf dem Gebiet bekannten Weise zusammen mit dem Vakuumbeutel abgedichtet. Durch die Zuführröhren hindurch wird den Haupt-Zuführnuten Harz zugeführt. Das Harz bewegt sich relativ schnell durch die Haupt-Zuführnuten und in das Verteilungsmedium. Aus dem Verteilungsmedium heraus dringt das Harz in das Fasermaterial ein. Es ist ein geeignetes Zeitintervall vorgesehen, um das Harz härten zu lassen.
Das Harzverteilungsmedium bildet eine gleichförmigere Harz-Anstromfront als die Mikronuten. Aus diesem Grund werden Harzverteilungsmedia generell für kompliziertere Teile bevorzugt, während Mikronuten zum Einsparen von Harz bevorzugt werden, da weniger Harz durch die Mikronuten fließt.
Gemäß einer in 11 bis 13 gezeigten weiteren Ausführungsform sind der Vakuumbeutel und die Form in ein einziges Werkzeug 102 integriert, das eine texturierte Bahn 104 aus Metall aufweist, z. B. eine Stahl-Bahn geringer Dicke. Die Bahn ist starr genug, um ihre Gestalt als Formvorrichtung beizubehalten, jedoch hinreichend flexibel, um unter dem Vakuum, das während des Harzimprägnierungsvorgangs aufgebracht wird, gegen das Teil zu kollabieren oder gezogen zu werden. Eine Bahn-Dicke von 6,4 mm (0,25 Inch) oder weniger hat sich als zweckmäßig erwiesen. Ferner kann ein Plastik oder ein Verbundmaterial, z. B. ein Metall- und Plastik-Laminat, das als texturierte Bahn ausgebildet ist, verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Textur durch eng beabstandete erhabene Bereiche 108 erzeugt, die an einer Seite der Bahn 104 ausgebildet sind und Vertiefungen 106 an der anderen Seite der Bahn entsprechen. Die eng beabstandeten erhabenen Bereiche 108 definieren zwischen sich Täler 110, welche ein Harzverteilungsnetzwerk bilden. Beispielsweise können die erhabenen Abschnitte eine im wesentlichen hexogonale Form aufweisen, deren längste Bemessung 9,5 mm (3/8 Inch) bis 11,1 mm (7/16 Inch) beträgt. Eine Tiefe von 0,76 mm (30/1000 Inch) der Täler hat sich als zweckmäßig erwiesen. Eine derartige texturierte Bahn, die problemlos formbar ist, ist im Handel von Ardmore Textured Metal in Edson, New Jersey erhältlich. Alternativ kann bei Bedarf die Textur nur an einer einzigen Seite der Bahn ausgebildet werden, so dass die erhabenen Abschnitte keine entsprechenden Vertiefungen an der anderen Seite erzeugen.
Die Bahn wird mit der gewünschten Gestalt einer Form 112 versehen, die einen Form-Hohlraum 118 aufweist, wobei die erhabenen Bereiche der Bahn die Innenwände des Hohlraums bilden und dadurch dem zu imprägnierenden Teil gegenüberliegen. Haupt-Zuführnuten 114 werden an den gewünschten Stellen direkt in der Bahn 104 statt wie oben beschrieben in den Kernen ausgebildet. Die Bemessungen der Haupt-Zuführnuten können gleich denjenigen sein, die oben angeführt wurden. Um den Umfang des Werkzeugs herum sind Vakuum-Auslasskanäle 116 ausgebildet.
Zur Bildung eines Verbundteils wird eine Faser-Laminatanordnung in dem Hohlraum 118 an den texturierten Flächen des Werkzeugs platziert, und das Werkzeug wird mittels eines Haftbandes oder einer anderen Dichtvorrichtung abgedichtet, wie auf dem Gebiet bekannt ist. Falls die Textur nicht in dem Teil verbleiben soll, kann eine abziehbare Schicht verwendet werden. Alternativ kann die abziehbare Schicht weggelassen werden, falls die Textur an der Oberfläche des Teils verbleiben soll. Das Ausbilden der Textur an dem Teil verleiht dem Teil weitere Festigkeit und kann auch aus ästhetischen Gründen gewünscht sein. Die Faseranordnung kann Kerne aufweisen, die wie oben beschrieben mit Fasermaterial umwickelt sind. Anschlussteile werden durch Perforationen, die in der oben beschriebenen Weise in der Bahn ausgebildet sind, in die Haupt-Zuführnuten eingeführt. Das Innere des Werkzeugs wird einem Vakuum ausgesetzt, und die Bahn texturierten Materials wird derart gegen die Faser-Laminatanordnung gezogen, dass die oberen Enden der erhabenen Abschnitte die Faser-Laminatanordnung kontaktieren, die Täler jedoch offen bleiben, um ein Netzwerk schmaler, miteinander verbundener Durchlässe zu schaffen, durch die hindurch das Harz fließen kann. Unter der Vakuumeinwirkung wird Harz zuerst in die Haupt-Zuführnuten und dann in die Täler gezogen. Aus den Tälern kann das Harz das Fasermaterial vollständig imprägnieren, wobei es schließlich in die Vakuum-Auslasskanäle strömt, die um den Umfang herum angeordnet sind. Dem Harz wird hinreichend Zeit zum Aushärten gegeben. Nach dem Härten wird das Teil dem Werkzeug entnommen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die texturierte Bahn in Verbindung mit einer herkömmlichen Form als Deckel verwendet werden. Die Faser-Laminatanordnung wird an der Form-Oberfläche platziert. Die texturierte Bahn wird auf der Faser-Laminatanordnung platziert und in einer beliebigen geeigneten Weise dichtend mit der Form verbunden. Es kann möglicherweise erforderlich sein, weiteres Harzverteilungsmedium an den herkömmlichen Form-Oberflächen zu verwenden. Die Harz-Imprägnierung erfolgt in der oben beschriebenen Weise.
Die texturierte Bahn kann auch als Master-Form zur Herstellung von Werkzeugen aus anderen Materialien wie z. B. Keramik verwendet werden. Das Werkzeug wird dann im Harz-Imprägnierungsvorgang als Form verwendet. In diesem Fall weist die Bahn ein Negativ des Werkzeugs auf, d. h. die Seite der Bahn, welche mit den Vertiefungen versehen ist, wird zur Bildung des Werkzeugs verwendet. Das resultierende Werkzeug hat die Konfiguration der durch die Täler getrennten erhabenen Abschnitte, die in der bereits erläuterten Weise ein Harzverteilungsmedium bilden. Eine Keramikform biegt sich grundsätzlich nicht derart, dass sie unter Vakuumeinfluss gegen das Teil kollabiert. In diesem Fall wird ein separater Vakuumbeutel zusammen mit der Form verwendet, wie auf dem Gebiet bekannt ist.
14 bis 21 zeigen weitere Ausführungsformen, die besonders zum Bilden sandwichartiger Strukturen wie z. B. Hohlkern- oder Schaumkern-Platten geeignet sind. Die Struktur wird durch mehrere Kerne 132 gebildet, bei denen es sich um hohle Zellen (14) oder Schaumblöcke. (21) handeln kann, die entsprechend dem zu bildenden gewünschten Teil angeordnet sind. Eine oder mehrere Schichten von Fasermaterial 134 bedecken die oberen Flächen 136 und die unteren Flächen 138 der wie gewünscht angeordneten Kerne, um die Verkleidungs-Häute der Struktur zu bilden. Fasermaterial kann auch in den Bereichen 140 zwischen sämtlichen Kernen 132 angeordnet sein, und der oder die Kerne können über einen Teilbereich ihrer Seiten oder ihre gesamten Seiten mit einem Fasermaterial 135 umwickelt sein. Das Fasermaterial kann ein Stoff oder eine Matte sein, der bzw. die Fasern aus Glas, Kohlenstoff, KEVLAR oder einem anderen geeigneten Material aufweist. Das Fasermaterial kann als Bahn um den Kern gewickelt sein, oder einzelne Stücke von Fasermaterial können auf die gewünschten Kern-Flächen aufgetragen sein. Die Fasern können auch in Form einer Röhre appliziert werden, in die der Kern eingeführt wird. Gemäß 17A bis 17D können die Fasern die Seiten der Kerne umgeben und an der Oberseite oder Unterseite oder in einem Abstand über und/oder unter dem Kern enden, oder sie können geringfügig auf die Oberseite und/oder Unterseite jedes Kerns oder vollständig auf die Oberseite und/oder Unterseite jedes Kerns gewickelt sein. Das die Kerne umgebende und zwischen ihnen angeordnete Fasermaterial bildet Strukturteile wie Scherverbindungsstreben, Kompressionsstege oder Träger. Vorteilhafterweise kann das Fasermaterial als multiaxiales Geflecht wie etwa ein biaxiales, triaxiales oder quadraaxiales Geflecht bereitgestellt werden, d. h. seine Fasern können in mehreren Richtungen verlaufen, um in unterschiedlichen Richtungen verlaufende Belastungen aufzunehmen. Die Ausrichtung der Geflecht-Fasern kann derart werden, dass sie an die strukturellen Erfordernisse des fertigen Teils angepasst ist.
15 zeigt einen hohlen Kern 132, der einen geschlossenen Behälter oder eine geschlossene Zelle aufweist, in dessen bzw. deren Seiten eine oder mehrere Nuten 142 einstückig ausgebildet sind. Vorzugsweise weist jeder hohle Kern ein Kunststoffmaterial auf, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid (PVC) oder Nylon. Die Kerne können durch einen Blasformvorgang gebildet werden, wie auf dem Gebiet bekannt ist. Andere Vorgänge, wie z. B. Spritzguss, Doppelbahn-Vakuumformung oder Roto-Formung, sind ebenfalls anwendbar. Bei einer blasgeformten Zelle sind die Nuten typischerweise im Querschnitt V-förmig, da die V-Form das Entfernen der Zellen aus der Form erleichtert. Es können jedoch auch andere Formen verwendet werden, z. B. eine U-Form. Die Nuten 142 sind, wie bereits beschrieben, derart ausgelegt, das der entlang der Nuten erfolgende Harzfluss erleichtert wird. Typischerweise funktionieren die Nuten als Mikronuten. Generell ist, je größer der Kern ist, auch die Querschnittsfläche der Nuten um so größer. Haupt-Zuführnuten sind in der Oberfläche der Kerne generell nicht erforderlich, obwohl eine oder mehrere Zuführnuten vorgesehen sein können, wenn dies gewünscht ist, insbesondere falls der Kern groß ist. Die Nuten können in jeder geeigneten Konfiguration ausgebildet sein, z. B. in der diagonalen Konfiguration gemäß 15. Die diagonale Konfiguration ermöglicht eine leichte Freigabe aus dem Blasformungsvorgang. Vorzugsweise laufen die Nuten um den Kern herum, um den Harztransport zu allen Seiten des Kerns zu erleichtern. Ferner sind die Ecken des Kerns vorzugsweise rund oder abgeschrägt, wodurch der Harzfluss um die Seiten des Kerns weiter erleichtert wird. In einigen Fällen, insbesondere falls die Kerne klein sind, z. B. falls sie eine Bemessung von einem oder zwei Inch an der Seite haben, können zur Erleichterung des Harzflusses bereits runde Ecken allein ausreichend sein, wie in 18 und 19 gezeigt, ohne dass zusätzliche Nuten in den Kern-Flächen vorgesehen sind. Die Kerne können jede geeignete Form haben; z. B. können sie in Form rechteckiger Boxen (gemäß 15), als Zylinder oder als gestreckte Dreiecke oder Hexagone ausgebildet sein, und sie können in jedem geeigneten Muster angeordnet sein, wie 16A bis 16D zeigen.
Die Kerne 132, die mit dem Fasermaterial 135 umwickelt sein können, sind gegen die starre Fläche 144 der Formvorrichtung angeordnet. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kerne an allen Seiten mit einem Fasermaterial umwickelt sind. 18 und 19 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Kerne 132 nicht mit einem Fasermaterial umwickelt oder mit Nuten versehen sind und das Harz über an den Kernen vorgesehene runde Ecken 133 von der oberen zur unteren Fläche fließt. Die Formvorrichtung weist einen flexiblen Abschnitt auf, der im wesentlichen ein Vakuumbeutel 146 ist, welcher über der Struktur angeordnet und an der Form-Oberfläche mittels einer um den Umfang verlaufenden Dichtung 149 befestigt ist. Der Vakuumbeutel weist eine oder mehr Haupt-Zuführkanäle 148 auf, die einstückig mit dem Beutel ausgebildet sein können (14) oder separat von diesem (21) angeordnet sein können. Ein Harzverteilungsnetzwerk aus kleinen, einander schneidenden Kanälen kann zur Fluidverbindung mit dem Haupt-Zuführkanal bzw. den Haupt-Zuführkanälen 148 vorgesehen sein. Die kleineren Kanäle können einstückig mit dem (in 20 gezeigten) Vakuumbeutel ausgebildet sein, wie in den U.S.-Patenten Nr. 5,439,635 und 5,316,462 beschrieben ist. Die kleineren Kanäle können auch durch ein (in 21 gezeigtes) separates Verteilungsmedium ausgebildet sein, wie oben und in den U.S.-Patenten Nr. 5,052,906 und 4,902,215 beschrieben ist. Bei Bedarf kann eine (in 21 gezeigte) abziehbare Schicht 151 verwendet werden. Ferner ist ein Vakuum-Kanal 152 oder eine Abzugsvorrichtung 153, der bzw. die mit der (nicht gezeigten) Vakuumquelle verbunden ist, um den Umfang der Struktur herum vorgesehen.
Eine (nicht gezeigte) Harz-Quelle ist direkt mit dem Haupt-Zuführkanal bzw. den Haupt-Zuführkanälen 148 des Vakuumbeutels 146 verbunden. Durch den Vakuumkanal 152 wird ein Vakuum gezogen, das Luft aus den Poren des Fasermaterials evakuiert. Die Harz-Zuführquelle wird geöffnet, und das Harz wird mittels des Vakuums relativ schnell in den Zuführkanal/die Zuführkanäle 148 und durch die kleineren Kanäle 150 des Vakuumbeutels oder des separaten Verteilungsmediums gezogen. Das Harz dringt in das die obe ren Flächen 136 der Kerne 132 bedeckende Fasermaterial 134 ein und erreicht die Oberfläche der Kerne. Wiederum bewegt sich das Harz relativ schnell entlang den Nuten 142 der Kerne 132, wodurch es das Fasermaterial 135 in den Bereichen 140 zwischen benachbarten Kernen und zwischen den Kernen und der Form 144 durchdringt. Es kann ein Harz mit niedriger Viskosität verwendet werden, welche auch die schnelle Bewegung entlang der Mikronuten und die Durchdringung des Fasermaterials unterstützt. Wenn die Kerne unter, atmosphärischem Druck gebildete hohle Zellen sind, drücken sie nach außen hin gegeneinander und gegen das Fasermaterial, während sie sich unter Vakuumeinwirkung befinden. Dies minimiert die Poren-Räume in dem Fasermaterial und gewährleistet, dass nur ein Minimum an Harz verwendet wird.
Die resultierende Verbundstruktur ist ziemlich stark. Verschiedene Deck-Strukturen mit Spannweiten von 1,2 und 1,5 m (4 und 5 Foot) und Tiefen von ungefähr 0,2 m (8 Inch) wurden bis zum Brechen belastet; die Decks brachen bei Lasten im Bereich von 14 : 10³ kg bis 41 : 10³ kg (31 bis 92 kip). Die Stege in den Bereichen 140 zwischen den Kernen sind strukturell durchgehend. Dies bedeutet, dass die Stege, die in einer Richtung verlaufen, keine Stege, die in einer anderen Richtung verlaufen, physisch schneiden. Ihre Belastungen jedoch verhalten sich so, als ob die Stege in beiden Richtungen fortlaufend wären. Dadurch können Scherbelastungen auf benachbarte Stege übertragen werden. Zudem kann eine in dieser Weise ausgebildete Platte dünner sein als z. B. eine strukturell gleichwertige Stahlstruktur, da stählerne I-Träger, die in einer ersten Richtung verlaufen, in der Praxis keine I-Träger schneiden können, die in einer anderen Richtung verlaufen. Ferner verbleiben die Kerne in der Struktur und können zu der Festigkeit der Struktur beitragen. Zudem verbleibt das in den Mikronuten befindliche Harz nach dem Härten in Position, so dass es die interlaminare Scherfestigkeit und Delaminationsfestigkeit verbessert und zusätzliche Knickwiderstandsfähigkeit erzeugt.
Die Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung sind mit einer Tiefe von mehr als einem Kern angeordnet. Dabei ist das Fasermaterial zwischen den Lagen von Kernen angeordnet. Diese Konfiguration ist z. B. vorteilhaft zur Erzeugung von Brandfestigkeit oder Erdbebensicherheit. Unter dem Aspekt der Brandfestigkeit kann nach dem Verbrennen einer Schicht immer noch eine weitere Schicht in Position verbleiben. Zur Gewährleistung von Erdbebensicherheit kann zusätzliche Stärke durch mehrere Lagen aus Kernen erzeugt werden.
Die Erfindung unterliegt keiner Beschränkung auf die hier gezeigten speziellen Ausführungsformen, sondern ist nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur, mit den folgenden Schritten: Herstellen mehrerer Kerne (132), die jeweils eine Umfangsfläche (16) aufweisen, wobei die Kerne (132) derart in einer Lage angeordnet werden, dass eine obere Fläche und eine untere Fläche gebildet werden, wobei die Kerne (132) ferner in mehreren Lagen angeordnet werden und Fasermaterial (134) zwischen den Lagen angeordnet wird; Bedecken mindestens der oberen Fläche des Arrays mit einem Fasermaterial (134); Erzeugen eines Harzverteilungs-Kanalnetzes (150), das derart ausgebildet ist, dass ungehärtetes Harz überall in dem Fasermaterial (134) und in Zwischenräumen (140) zwischen den Kernen (132) verteilt wird, wobei das Harzverteilungsnetz (150) eine derartige Konfiguration der Umfangsflächen (16) sämtlicher Kerne (132) aufweist, dass von der oberen Fläche (16) zu der unteren Fläche Strömungsdurchlässe zwischen benachbarten Kernen (132) gebildet werden; Erzeugen eines Zufuhrkanals (148), der sich in Fluidverbindung mit dem Harzverteilungsnetz (150) befindet, wobei der Zufuhrkanal (148) eine größere Querschnittsfläche aufweist als einzelne der Kanäle des Harzverteilungsnetzes (150); Abdichten der Kerne (132) und des Fasermaterials (134) mittels des Harzverteilungsnetzes (150) und des Zufuhrkanals (148) in einer Formungsstruktur, wobei mindestens ein erster Teil der Formungsstruktur eine Formfläche (144) aufweist und mindestens ein weiterer Teil der Formungsstruktur einen flexiblen Abschnitt (146) aufweist, der unter Vakuum gegen einen benachbarten Abschnitt der Kerne (132) und des Fasermaterials (134) kollabierbar ist; Verbinden einer Quelle (28) ungehärteten Harzes mit dem Zufuhrkanal (148) durch den flexiblen Abschnitt (146); Verbinden des Inneren der Formungsstruktur mit einem Vakuumauslass (25); Zwingen des ungehärteten Harzes unter Vakuumeinfluss durch den Zufuhrkanal (148) und das Harzverteilungsnetz (150) zum Füllen der Formungsstruktur, um das Fasermaterial (134) und die Zwischenräume (140) zwischen den Kernen (134) mit dem Harz zu durchtränken; und Härten des Harzes zur Bildung einer Verbundstruktur.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bilden des Harzverteilungsnetzes (150) jeder Kern (134) zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche von weiterem Fasermaterial (135) umgeben wird.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bilden des Harzverteilungsnetzes (150) weiteres Fasermaterial (135) Seiten jedes Kerns (132) umgibt.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner mindestens ein Teil jedes Kerns (134) von weiterem Fasermaterial (135) umwickelt wird.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsflächenkonfiguration Kanäle (142) aufweist, die einstückig in der Umfangsfläche (16) der Kerne (132) ausgebildet sind.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (142) jeden Kern (132) umschreiben.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harzverteilungsnetz (150) ein separates Harzverteilungsmedium enthält, das zwischen dem flexiblen Abschnitt (146) und dem benachbarten Abschnitt der Kerne (132) und des Fasermaterials (134, 135) angeordnet ist.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Harzverteilungsmedium einander überkreuzende Filamente, die durch an jeder Filament-Überkreuzung angeordnete stiftartige Teile in Abstandsbeziehung zu dem Fasermaterial (134, 135) gehalten sind, eine gitterartige Struktur ausgerichteter Streifen oder einen Stoff aus losem Gewebe aufweist.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harzverteilungsnetz (150) einander überkreuzende Kanäle aufweist, die einstückig in einer Oberfläche des flexiblen Abschnitts (146) ausgebildet sind.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Abschnitt (146) einen Vakuumbeutel aufweist.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich weiteres Fasermaterial (134, 135) über der oberen Fläche und unter der unteren Fläche der Kerne (132) erstreckt.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiteres Fasermaterial (134, 135) Seiten jedes Kerns und mindestens einen Teil der oberen Fläche (16) und mindestens einen Teil der unteren Fläche (16) der Kerne (132) umgibt.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bilden mehrerer Kerne (132) die geschlossene Zelle aus einem Plastikmaterial durch einen Blasformvorgang, durch einen Spritzgussvorgang, durch einen Vakuumformvorgang oder durch einen Drehformvorgang gebildet wird.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (148) einen einstückig in dem flexiblen Abschnitt (146) der Formungsstruktur ausgebildeten Kanal aufweist.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (148) eine gelochte Leitung aufweist, die unter einer Innenfläche des flexiblen Abschnitts (146) der Formungsstruktur ausgebildet ist.
Verfahren zum Bilden einer Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (148) einen Kanal aufweist, der einstückig in der Umfangsfläche (16) mindestens eines der Kerne (132) ausgebildet ist.
Verbundstruktur mit: Kernen (132), die jeweils eine Umfangsfläche (16) aufweisen, wobei die Kerne (132) in einer Lage angeordnet sind, die eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, wobei jede Umfangsfläche (16) eine derartige Konfiguration aufweist, dass von der oberen Fläche zu der unteren Fläche Strömungsdurchlässe zwischen benachbarten Kernen (132) gebildet sind, einem Fasermaterial (134), das auf den Lagen von Kernen (132) eine Oberseiten-Haut und eine Unterseiten-Haut bildet; und einem gehärteten Harz, welches das Fasermaterial (134) imprägniert, und einem Harzverteilungs-Kanalnetz, dadurch gekennzeichnet, dass ferner die Kerne (132) in mehreren Lagen angeordnet sind, und dass das Fasermaterial (134) zwischen den Lagen angeordnet ist.
Verbundstruktur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche von einem weiteren Fasermaterial (135) umgeben ist.
Verbundstruktur nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Fasermaterial (135) Seiten jedes Kerns (132) umgibt.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) eine geschlossene hohle Zelle ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) ein blasgeformter Behälter ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) aus einem Schaummaterial gebildet ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) aus einem Polyethylen-Material, einem Polypropylen-Material, einem Polyvinylchlorid-Material oder einem Nylon-Material gebildet ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeden Kern (132) umgebende weitere Fasermaterial (135) ein multiaxiales geflochtenes Gewebe ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) gerundete Ränder (133) aufweist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der Umfangsfläche (16) jedes Kerns (132) mindestens einen Kanal (142) bildet, der den Kern (132) umschreibt.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (142) V-förmig ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) boxförmig ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) zylindrisch ist.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) die Form eines langgestreckten Dreiecks hat.
Verbundstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kern (132) die Form eines langgestreckten Hexagons hat.