CN109397713B 用于制造夹层构件的方法、用于夹层构件的芯以及夹层构件 （空中客车德国运营有限责任公司）

US2017151707A1,201EP2801512A1,2014.11.12EP3034208A1,2016.06.22本发明描述了一种用于制造夹层构件(1)的表面(100a)上形成第一覆盖层(2)；通过借助于增材制造方法在所述第一覆盖层(2)上在厚度方向(D)上构造带有多个小室(35)的小室结构(30)盖层(2)相反放置的放置表面(3a)上形成第二覆2通过将第一纤维带(20)放置在成形模具(100)的成形表面(100a)上或通过将平坦延伸通过借助于增材制造方法在所述第一覆盖层(2)上在厚度方向(D)上构造带有多个小通过将第二纤维带(40)放置在所述芯(3)的放置表面(3a)上或通过将平坦延伸的纤维半成品铺放至所述芯(3)的放置表面(3a)，在所述芯(3)的与所述第一覆盖层(2)相反放置和/或用于形成所述第二覆盖层(4)的第二纤维带(40)或者用于形成所述第一覆盖层(2)的纤维半成品和/或用于形成所述第二覆盖层(4)的纤维半成品各自具4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由热塑性材料构造所述芯(3)的小室结构具有的就体积而言的小室密度比所述小室结构(30)的在所述厚度方向(D)上邻接的内部区6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，相对于所述厚度方向(D)与所述第一覆盖层(2)相反地放置并且形成所述放置表面(3a)的小室(35)以如下方式来设计：所述小室(35)的纵向延伸部(L35)沿着放置方向(L4)延伸，在所述放置方向上以所述第二纤维带(40)的7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，相对于所述厚度方向(D)与所述第一覆盖层是借助于所述增材制造方法在构造所述小室结构9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述芯(3)的用-在所述区域中形成具有由如下材料构成的小室壁(36)的小室(35)，所述材料所具有-在所述区域中所述小室(35)的小室壁(36)所具有的壁厚度比在相邻放置的区域(38)3设置在所述第一覆盖层(2)和所述第二覆盖层(4)之间的芯(3)，其结构(30)相对于所述厚度方向(D)具有放置边缘区域(31)，所述放置边缘区域所具有的就体积而言的小室密度比所述小室结构(30)的在所述厚度方向(D)上邻接的内部区域(32)更12.根据权利要求11所述的夹层构件(1)，其中，相对于所述厚度方向(D)形成所述芯-在所述区域中所述小室(35)具有由如下材料构成的小室壁(36)，所述材料所具有的-在所述区域中所述小室(35)的小室壁(36)所具有的壁厚度比在相邻放置的区域(38)缘区域(39)所具有的就体积而言的密度比所述小室结构(30)的邻接所述周向边缘区域4[0003]WO2015/105859A1描述了一种用于夹层构件的芯层，该芯层借助于3D打印方法其是一种简化夹层构件制造和/或具有改善的的纤维定向并且在相邻放置的层中的这些纤维带优选地具有与位于下方的层的纤维定向相异的纤维定向。这些纤维带可选地以基质材料在至少表面上的处于粘性物态状态(Aggregatszustand)的状态而存在，或该基质材料在放置之后立即借助于热供应(例如借质材料至少部分地处于粘性物态状态的状态被按压至成形模具的成形表面并由此对应地5小室结构可能是以常见的方法无法制造或仅能够以显著[0010]该小室结构是沿着厚度方向从下覆盖层的内表面起构造的。设计多个单独的小并且以特别快速的方式来制造夹层构件。可以以自动化的方式通过放置纤维带或通过成[0013]根据该方法的一个实施方式提出：用于形成第一覆盖层和/或第二覆盖层的纤维带或用于形成第一覆盖层和/或第二覆盖层的纤维半成品相应地具有热塑性的基质材料，6[0014]根据进一步的实施方式，执行FDM-3D打印方法作为用于制造芯的增材制造方的小室以如下方式来设计：纤维带的纤维(当这些纤维沿确定的方向被放置在放置表面上时)沿着该放置表面的由小室壁围绕的开口的纵向延伸方向延伸。如果在放置表面中由小口下垂(durchh⃞ngt),由此可靠地避免覆盖层中的凹坑。[0019]填充小室以用于形成放置表面尤其可以借助于在增材制造步骤在构造小室结构7应地，可以期待芯的高机械荷载横向区段区域可以形成有与另外的横向区段区域(其中可向区段区域中形成由与可以期待芯的低机械荷载的横向区段区域相比更有抵抗力或更稳可以检查由纤维带所生产的相应层的品质。这例如可以借助于光学或声学的方法来实现。尤其可以将相机或超声波传感器安装在放置纤维带的放置头上，以便识别表面缺陷或异8[0033]-在这些区域中这些小室具有由如下材料构成的小室壁，该材料所具有的机械强[0035]-在这些区域中这些小室的小室壁所具有的壁厚度壁比在相邻放置的区域中的小的就体积而言的小室密度比该小室结构的在横向方向上邻接的内部区域更大。一般而言，[0039]在根据本发明的方法的背景下所描述的该芯的特征和优点以类似的方式适用于何形状模型在特定的生成式制造系统中借助于化学和/或物理工艺从没有形状的材料(如9之一无法在不消除材料结合(Materialzusammenhalts)的情况下从其[0048]图1示出了根据本发明的实施例的用于制造夹层构件的方法的第一步骤的示意性带20相应地具有纤维F，它们嵌入基质材料M、尤其是热塑性的基质材料(例如PPS或PEEK)(未示出)铺放在成形表面100a上来形成。在此将平坦的垫子(其具有多层用基质材料浸渍的纤维材料)按压在成形表面100a上，并由此使其与成形表面100a的表面轮廓相对应地变[0064]成形模具100的成形表面100a尤其可以相对于所描述表面是三维的(如在图1至3[0065]例如借助放置头101可以实现对第一纤维带20的放置，如在图1中示意性示出放置在其上的表面上并且可选地将第一纤维带按压到这[0066]如图1示意性地示出的，放置头101还能够具有可选的加热装置103和同样可选的状或带状的塑料材料K借助在3D打印设备50中提供的加热装置51通过加热而液化，并且借助3D打印设备50的喷嘴52通过挤出成型而施加在第一覆盖层2的内表面2a上。塑料材料在[0069]如图2中示例性地和示意性地示出的，3D打印设备50能够具有储存辊53和引导装面描述的用于形成第一覆盖层2的第一纤维带20一样。通过放置第二纤维带40的至少一个下状态来放置这些第二纤维带40，其中基质材料M至少在相应第二纤维带40的表面上处于[0073]第二覆盖层4也能够通过将纤维半成品(未示出)铺放在芯3的放置表面3a上来形如借助第二压模(未示出)、借助轧辊(未示出)或以类似方式将真空施加到放置表面3a上，[0075]为了放置第二纤维带40，能够以与形成第一覆盖层2相同的方式来使用上述放置够在放置过程中借助检查装置104对已放置的第二纤维带40的表面的表面缺陷或放置错误或生成式制造方法在为此适当设置提供的轮廓表面(例如成形模具100的成形表面100a)上[0078]图5和6各自示出了芯3，其具有借助增材制造方法沿厚度方向D构造的小室结构的第二厚度边缘区域3B。相对于厚度方向D位于最外的小室35或第二厚度边缘区域3B的构度边缘区域3B。相对于厚度方向D位于最外的小室35或第一厚度边缘区域3A的构成这些小[0079]如图5所示，放置边缘区域31具有的就体积而言的小室密度可以比小室结构30的位于最外的小室35也可以填充有填充材料。例如能够在借助增材制造方法生产小室35时，区域37相对于厚度方向D放置在两个第二子区域38之间，它们分别具有比第一子区域37更区域37的小室35的小室壁36也能够具有比相邻放置的子区域38的小室35的小室壁36更大[0085]图9中示例性地示出的夹层构件1具有图5中示出的芯3。该芯相对于厚度方向D被安排在第一覆盖层2与第二覆盖层4之间。第一覆盖层与芯3的第二厚度边缘区域3B的相对第二覆盖层4各自延伸经过芯3的周向边缘33或芯3的小室结构30。周向边缘33包围或限制或限定芯3的平坦延伸部。第一覆盖层2的伸出周向边缘33的区域以及第二覆盖层4的伸出周向边缘33的区域尤其以材料配合的方式相互连接，并且构成夹层构件1的整体的周向边室结构30的周向边缘33齐平地封闭。填充小室35提供了可靠地避免液体侵入芯3的内部的[0088]图12示出了夹层构件1的布置。在此，夹层构件1的周向边缘区域5机械地相互联的小室结构30的周向边缘区域39具有沿厚度方向D从周向边缘区域39突出的销39A。当然，销39A也能够横向于厚度方向D从周向边缘33延伸出来，或者从周向边缘区域39延伸出来。夹层构件1(其在图12的图示中位于上方)的芯3的小室结构30的周向边缘区域39具有横向