МЕХАНИЧЕСКОЕ ФОРМОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Способ формования композиционного материала, включающий:
(А) размещение композиционной системы в штампе, при этом штамп содержит пуансон и соответствующую матрицу, разделенные зазором, при этом каждый из элементов, представляющих собой пуансон и матрицу, независимо имеет неплоскую формообразующую поверхность;
(В) сдавливание композиционной системы между пуансоном и матрицей посредством закрытия зазора между пуансоном и матрицей; и
(С) удерживание пуансона и матрицы в закрытом положении до тех пор, пока вязкость композиционной системы не достигнет уровня, достаточного для сохранения отформованной конфигурации,
при этом композиционная система содержит по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль, имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, и по существу плоский композиционный материал, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность,
при этом нижняя поверхность по существу плоского композиционного материала находится в контакте с верхней поверхностью первой тканой или нетканой вуали, и
при этом данную по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль удерживают на месте посредством рамной конструкции.
2. Способ по п.1, в котором данная по меньшей мере одна тканая или нетканая вуаль натянута от края до края рамной конструкции.
3. Способ по п.1 или 2, в котором верхняя поверхность по существу плоского композиционного материала также находится в контакте с нижней поверхностью второй тканой или нетканой вуали, посредством чего формируется многослойная конструкция.
4. Способ по п.3, в котором композиционный материал удерживается неподвижно между первой тканой или нетканой вуалью и второй тканой или нетканой вуалью до тех пор, пока тепло не будет подведено или сила не будет приложена к многослойной конструкции.
5. Способ по п.1 или 2, в котором верхняя поверхность по существу плоского композиционного материала также находится в контакте с мембраной, выбранной из пленки, содержащей один или более слоев, каждый из которых независимо выбран из слоя резины, слоя силикона и слоя пластика.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором рамная конструкция содержит верхнюю раму и нижнюю раму, при этом данную по меньшей мере одну тканую или нетканую вуаль удерживают между верхней рамой и нижней рамой.
2
2
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором тканая или нетканая вуаль имеет массу, составляющую от приблизительно 5 г/м до приблизительно 50 г/м.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором тканая или нетканая вуаль содержит полиэфирные волокна, углеродные волокна, стекловолокна или их комбинацию.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (В) включает частичное закрытие зазора между пуансоном и матрицей так, что между пуансоном и матрицей образуется зазор меньшего размера, при этом указанный зазор меньшего размера впоследствии закрывают через заданное время или после того, как будет достигнута заданная вязкость.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (В) включает закрытие зазора между пуансоном и матрицей со скоростью, составляющей от приблизительно 0,7 мм/с до приблизительно 400 мм/с, при одновременном поддержании температуры пуансона и матрицы, которая превышает температуру размягчения композиционного материала.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температуру пуансона и матрицы поддерживают на уровне, превышающем температуру окружающей среды.
12. Способ по п.11, в котором температуру пуансона и матрицы поддерживают на уровне температуры, превышающей 100°С.
8
13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором этап (С) выполняют до тех пор, пока вязкость композиционного материала не станет меньше 1,0 × 10 мПа.
14. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий (D) охлаждение композиционной системы на штампе до температуры, которая ниже температуры размягчения композиционного материала.
15. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий (D’) извлечение композиционной системы из штампа в то время, когда температура композиционной системы превышает температуру размягчения композиционного материала.
16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором пуансон и матрицу удерживают в закрытом положении в течение от приблизительно 10 секунд до приблизительно 30 минут.
17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал в композиционной системе был подвергнут механической обработке по шаблону.
18. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий предварительный нагрев композиционной системы в нагревательном устройстве при температуре, достаточной для снижения вязкости композиционного материала, перед размещением композиционной системы в штампе.
19. Способ по п.18, в котором нагревательное устройство представляет собой контактный нагреватель или инфракрасный (ИК) нагреватель.
20. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал содержит конструкционные волокна из материала, выбранного из арамида, высокомодульного полиэтилена (ПЭ), сложного полиэфира, поли-p-фенилен-бензобисоксазола (РВО), углерода, стекла, кварца, оксида алюминия, диоксида циркония, карбида кремния, базальта, натуральных волокон и их комбинаций.
21. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционный материал содержит связующее или матричный материал, выбранный из термопластичных полимеров, термореактивных смол и их комбинаций.
22. Способ по п.21, в котором связующее или матричный материал присутствует в композиционном материале в количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 40%.
8
23. Способ по п.21 или 22, в котором связующее или матричный материал имеет вязкость, составляющую по меньшей мере приблизительно 1 × 10 мПа.
24. Способ по п.21, в котором:
8
2
- или (i) связующее или матричный материал имеет вязкость, составляющую менее 1 × 10 мПа, или (ii) вуаль имеет массу, составляющую менее 100 г/м; и
- поверхность композиционного материала является обогащенной смолой.
25. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий нанесение антиадгезионной смазки для форм на пуансон, матрицу или оба данных компонента.
26. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором композиционную систему размещают в необязательном нагревательном устройстве и в штампе с помощью автоматизированных средств.
27. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором вакуумметрическое давление не прикладывают к какой-либо части штампа.