用于制造夹层部件的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产夹层部件的工艺，并且涉及一种用于执行这一工艺的装置。
【背景技术】
[0002]夹层部件一般应被理解为指的是由相同材料或不同材料的层组成的部件。在最简单的情况下，夹层部件由两个覆盖层以及芯层组成，所述两个覆盖层是上覆盖层和下覆盖层，所述芯层布置在上覆盖层与下覆盖层之间。各个层之间的连接通常通过以合适的工具挤压而发生，所述工具诸如挤压机。
[0003]这样的夹层部件用于许多不同的领域。然而，近年来，它们在轻质汽车制造领域中特别作为结构部件的重要性已经极大地增加了。
[0004]现有技术公开了生产结构组件的许多种不同工艺。
[0005]例如，用于生产夹层部件作为车辆结构部件的工艺在DE 10 2012 222 376 Al中描述。这包括首先在工具中布置内覆盖层、在所述内覆盖层上布置至少在某些部分上多孔的芯层，并进而在所述芯层上布置外覆盖层。在所述各层的布置之后，针对两个覆盖层产生处理压力，并且在芯层中产生芯压力，以相对于处理压力均衡所述压力。以这种方式，芯层不会承受过多的处理压力，并且在其稳定性方面也没必要超尺寸。
[0006]DE 10 2013 013 419 Al公开了一种用于生产在可见侧上变化的夹层部件的连续生产工艺、用于制造所述夹层部件的装置，以及因此能够生产的夹层部件。从覆盖层/芯层/覆盖层堆叠开始，其中，所述覆盖层由纤维热塑性材料层组成，在此文档中介绍的用于生产夹层部件的工艺包括加热所述夹层布置的第一步骤，其中，所述夹层布置被加热直至纤维材料层的热塑性材料至少开始流动。加热在加热工具中进行，例如加热挤压机。当使用加热挤压机时，所产生的挤压压力具有的效果是纤维热塑性材料层粘附到蜂窝芯(芯层)。在下一工序中，有泡沫层的装饰层被以这样的方式布置在被加热的夹层布置上，使得所述泡沫层面对所述覆盖层。覆盖层的所述粘滞热塑性导致泡沫层到夹层布置的粘接。在此之后，装饰层的表面通过形式模板调整到成品夹层布置应具有的表面结构。为了这个目的，一个或多个形式模板被布置在压缩成型工具的一个或两个基础模具表面上。该工艺的最后步骤是由通过模压机的冷却压缩成型代表的。
[0007]同样，EP I 897 680 Al描述了一种用于生产有蜂窝芯的纤维增强夹层部件的工艺，其中，所述蜂窝芯只通过覆盖层在一侧上封闭，但是蜂窝层的蜂窝在两侧上都被封闭。在这种情况下，该工艺包括以下步骤:_生产铺叠(lay-up)，其包括蜂窝芯，以及至少在蜂窝芯一侧上从内侧布置到外侧的可固化粘合剂层、阻隔层和纤维层；-将所述铺叠限制在气密空间中；-在此气密空间中产生真空在这个真空下，将蜂窝芯与阻隔层之间的粘合剂层完全地或部分地固化，使得蜂窝单元在它们被阻隔层封闭之前被至少部分地抽真空；-在粘合剂层的完全或部分固化之后，在真空下将基质材料注入所述纤维层，并在真空下固化所述基质材料。
【发明内容】
[0008]本发明解决的一个问题是，提出一种用于制备夹层部件的可选工艺和一种用于执行这一工艺的装置。
[0009]根据本发明用于制造夹层部件的工艺包括以下步骤:
[0010]_提供多个材料腹板，
[0011]-将至少一种基质材料施加到至少一个材料腹板的上侧和/或下侧，其中，基质材料以不同的方式施加到至少两个材料腹板中，和/或基质材料以不同的方式沿其上侧和/或下侧施加到至少一个材料腹板，
[0012]-将至少一个芯层布置到一个材料腹板上，和
[0013]-挤压材料腹板和芯层以形成夹层部件，其中，所述芯层被布置在至少两个材料腹板之间。
[0014]通过根据本发明的工艺生产的夹层部件基本上由多层(至少两层)材料腹板和至少一层芯层组成。芯层在这种情况下设置在至少两层材料腹板之间。
[0015]材料腹板优选由纤维材料生产，并且优选地制成比芯层薄的。因此使用的纤维是天然纤维，诸如大麻纤维、竹纤维、纤维素类纤维等，和/或有机和无机人造纤维，诸如聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
[0016]纤维材料因此优选地由已加工成机织物、非织物或针织物、毡、网等的纤维组成，其中，这些构造已经优选地被进一步加工成基本基质，其适合于形成所谓复合材料的要求。
[0017]在根据本发明的工艺的有利实施变体中，材料(纤维材料)腹板被进行预处理，其中，可以考虑本领域技术人员熟悉的所有预处理方式，诸如涂刷、浸渍、涂覆等。
[0018]所使用的各材料腹板在它们的(基本)成分和设计上可彼此不同。
[0019]有利地，材料腹板被形成为对基质材料是可渗透的。
[0020]在一个可选的构造变体中，各个材料腹板以层的方式形成，也就是说，它们是由至少两个单独的层组成的，其中，所述各层中的至少一层是纤维材料。
[0021]非纤维材料的单独层在这种情况下有利地由塑料组成，并且以膜的形式形成。
[0022]关于所提供的材料腹板，至少一种基质材料被施加到至少一个材料腹板的上侧和/或下侧，其中，基质材料以不同的方式施加到至少两个材料腹板，和/或基质材料被以不同的方式沿其表面区域施加到至少一个材料腹板。
[0023]短语“以不同的方式”应优选地被理解为是指通过施加不同量和/或不同类型的基质材料到材料腹板而施加基质材料。
[0024]依照根据本发明的工艺，基质材料因此有利地均匀和/或不均匀地施加到一个或多个材料腹板。
[0025]基质材料优选地是热塑性和/或热固性聚合物。
[0026]基质材料优选地是树脂，特别优选地是合成树脂(例如聚氨酯)。
[0027]特别优选地，基质材料以粘合的方式形成，并且具有的主成分是例如树脂和催化剂，或者基质和催化剂(base and catalyst)。
[0028]为了相对于诸如强度或弹性的不同要求改变基质材料的性质，诸如纤维的附加组分和/或材料有利地与基质材料混合。
[0029]这可能涉及短的和/或长的纤维被均匀地或不均匀地与基质材料混合，以便因此以不同的方式施加基质材料到材料腹板，即均匀地和/或不均匀地。不同的部件性质同样由此产生，所述性质诸如在材料腹板的表面区域上的均匀和/或不均匀的区域刚度。这导致在部件表面区域和在层的层结构两者上有均匀和/或不均匀的层结构的夹层部件。
[0030]材料腹板优选地被存储在保持辊上，并且在至少一个退绕单元要求时从所述保持辊退绕。在根据本发明的工艺的过程中，材料腹板优选地被彼此平行并且一个在另一个之上基本水平地引导，和/或彼此相邻基本垂直地引导，和/或相对于彼此成任何所需的角度地引导。
[0031]在可选的实施变体中，材料腹板已经是对应于夹层部件的轮廓的现成单层的形式。
[0032]材料腹板的弓I导优选地通过在挤压机方向上运动的连续装配线进行。
[0033]在优选的实施例中，相对于它们的起点，材料腹板被在挤压机的方向上以一定距离水平地和/或垂直地引导。
[0034]在材料腹板在挤压机方向上被从保持辊引导的时间段内，将至少一种基质材料施加到至少一个材料腹板的上侧和/或下侧，其中基质材料以不同的方式施加到至少两个材料腹板，和/或基质材料被以不同的方式沿其表面区域施加到至少一个材料腹板，将所述芯层布置到至少一个材料腹板并且在挤压机中挤压材料腹板和芯层的步骤基本上以这一顺序进行。
[0035]因此，在工艺的开始，至少一种基质材料被施加到至少一个材料腹板的上侧和/或下侧，其中，基质材料以不同的方式施加到至少两个材料腹板，和/或基质材料被以不同的方式沿其表面区域施加到至少一个材料腹板。
[0036]根据本发明，基质材料的施加优选地在材料腹板的上侧或下侧进行，但根据需要也可以在材料腹板的上侧和下侧同时进行。后者在包括多个材料腹板的结构的情况下带来时间的节省。
[0037]在这种情况下，基质材料到各材料腹板的施加优选地通过喷涂施加和/或浸渍工艺和/或乳制施加(通过乳辊施加)进行。
[0038]施加单元特别优选地是喷涂单元，其中，所述喷涂单元优选地具有至少两个喷涂头，据此，诸如粘性、触变性、成分等多种性质的基质材料能够以简单的方式施加到材料腹板。
[0039]这允许生产具有部分地不同性质的夹层部件，例如相对于区域刚度或表面质量。
[0040]此外，由于基质材料到各材料腹板的单独施加(以多种方式)，以及基质材料的性质(例如粘度、触变性、量)对材料腹板的相应材料的适应，在