详情

原文传递使用三维印刷热塑性销增韧复合材料

专利名称：	使用三维印刷热塑性销增韧复合材料
摘要：	本申请提供了使用三维印刷热塑性销增韧复合材料。一种复合制品，包括多个层，每个层包括由空间隔开的纤维束；结合到至少一个束的一侧并延伸或建造穿过层之间的空间的销；以及与层和销组合的树脂。销形成防止或减少复合制品的x‑y平面中裂缝的传播的物理屏障。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	波音公司
发明人：	克里斯托弗·A·霍韦;卡里扎·马丁;米歇尔·路易斯·吉;阿德里安·莫里特兹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-29T00:00:00+0800
申请号：	CN201910314089.1
公开号：	CN110386242A
代理机构：	北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：	殷爽
分类号：	B64C1/12(2006.01);B;B64;B64C;B64C1
申请人地址：	美国伊利诺斯州
主权项：	1.一种复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，包括：多个纤维束(304)；多个销(308)，其中：每个所述销(308)穿过由所述纤维束(304)界定的不同空间(306)，并且每个所述销(308)结合到至少一个所述纤维束(304)的表面(310)；树脂(1010)，与片(302)和所述销(308)组合；并且其中所述销(308)形成减少在所述复合制品(300a、300b、300c、300d)中裂缝(102)的传播的物理屏障(312)。 2.根据权利要求1所述的复合制品(300e)，其中所述纤维束(340a、340b、340c、340d)设置在多个片(336a、336b、336c、336d)或层(338a、338b、338c、338d)中，空间(342)穿过多个层(338a、338b、338c、338d)或片(336a、336b、336c、336d)，并且所述空间(342)由不同层(338a、338b、338c、338d)或片(336a、336b、336c、336d)中的纤维束(340a、340b、340c、340d)界定。 3.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中所述销(308)各自填充所述纤维束(304)之间的所述空间(306)的体积的至少90％。 4.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中至少一个所述纤维束(304)包括未变形的纤维束(612)以及结合到所述未变形的纤维束(612)的表面(616)的至少一个所述销(308)。 5.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中至少一个所述纤维束(304)包括未磨损的纤维(614)以及结合到所述未磨损的纤维(614)的表面(618)的至少一个所述销(308)。 6.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中至少一个所述销(308b)在所述片之间较宽。 7.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中所述销(308)结合到所述树脂(348)和所述纤维束(304)。 8.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中每个所述销(308)在所述空间(306)之间从锚固件(602)拉出。 9.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300c、300d、300e、300f、300g)，其中所述纤维束(304)设置在片(302)中并且至少一个所述销(308a)不延伸穿过所有所述片(302)。 10.根据权利要求1或2所述的复合制品(300b、300c、300d、300e、300f、300g)，其中所述纤维束(304)设置在片(302)中并且至少一个所述销(308c)延伸穿过所有所述片(302)。 11.根据权利要求1或2所述的复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)，还包括沉积在所述片(302)的任一侧上的材料(322)的层(350)，其中所述销(308)接合到所述片(302)的任一侧上的材料(322)的层(350)。 12.一种制造复合制品(300a、300b、300c、300d、300e、300f、300g)的方法，包括： (a)提供多个纤维束(304)和由所述纤维束(304)界定的空间(306)；以及 (b)在多个所述空间(306)中沉积材料(322)，以形成多个销(308)，每个所述销(308)穿过不同的一个所述空间(306)。 13.根据权利要求12所述的方法，其中所述纤维束设置在一个或多个片中，所述方法还包括：重复步骤(a)和(b)，使得在沉积每个片(302)之后，逐片(302)地将所述材料(322)沉积在空间(306)中，其中沉积在下一片(302)中的空间(306)中的至少一些材料(322)与沉积在前一片(302)中的空间(306)中的材料(322)对齐并连接，以形成延伸穿过多个所述片(302)的所述销(308)。 14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述纤维束设置在一个或多个片中，所述方法还包括：重复步骤(a)以获得沉积在彼此上部的多个片(302)；以及在重复步骤之后，执行步骤(b)以形成延伸穿过至少一些所述片(302)的所述销(308)。 15.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述纤维束设置在一个或多个片中，所述方法还包括在形成销(308)之后，在后处理步骤中加热所述销(308)和所述片(302)，以增加所述销(308)与所述纤维束(304)的结合。 16.根据权利要求12或13所述的方法，还包括使用增材制造技术沉积所述材料(322)，其中在使用所述增材制造技术沉积所述材料(322)期间，所述销(308)结合到所述纤维束(304)。 17.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述材料(322)的沉积包括： (i)将所述材料(322)从出口(450)沉积到基层(408)上并进入一个所述空间(306)中，同时使所述出口(450)和所述基层(408)相对于彼此移动，首先在x-y平面(412)上移动然后在z方向(414)上移动，以在所述基层(408)上形成锚固件(602)； (ii)使所述出口(450)和所述基层(408)相对于彼此移动而没有从所述出口(450)进料所述材料(322)，从而拉出所述锚固件(602)的一部分以形成所述销(308)； (iii)从所述出口(450)释放所述销(308)并使所述出口(450)和所述基层(408)相对于彼此移动，使得所述出口(450)位于下一个所述空间(306)的上方；以及 (iv)重复步骤(i)-(iii)以产生多个所述销(308)。 18.根据权利要求12-17所述的方法，其中：所述纤维束设置在一个或多个片中，所述纤维束(304)各自具有至少2mm的直径并且包括至少1000个纤维，所述纤维包括选自热塑性材料、玻璃纤维、凯夫拉和碳的至少一种材料(322)，所述空间(306)各自具有至少2mm的直径，所述片(302)各自具有2-10mm范围内的厚度，所述销(308)各自具有2-5mm范围内的厚度，并包括选自聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和聚苯砜及它们的混合物的至少一种热塑性材料，所述销(308)各自具有1-3mm范围内的长度，所述复合制品(300a、300b、300c、300d)具有在10mm-1m范围内的总厚度，并且所述纤维束(304)包括选自玻璃纤维、凯夫拉和碳的至少一种材料。
所属类别：	发明专利