專利名稱：一種制備預成型件的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制備包含至少一層纖維束的預成型件的設備和方 法，該纖維束至少部分地被樹脂固定。
背景技術：
在制備大型風輪機葉片時，實際中已經開始使用具有在樹脂層中的纖 維，即復合材料，的半成品部件。這些半成品元件稱為預成型件。這些部 件可以依賴于它們的結構來提供主要在一個方向上的強度，因此可以用作 風輪才幾葉片的加強元件。
傳統上來說，已經將由在樹脂中的單層纖維構成的"環形"片材制備 成紡織品。隨后，將這些片材切割為具有所需形狀和尺寸的較小部分。將 這些部分堆積和層疊以得到成品加強元件，即預成型件。
由于在將片材切割為所需形狀和尺寸的較小部分時，不可能將整個片 材都用掉，因此傳統方法會產生廢料。由于片材的造價高，傳統方法由于 損耗的產品大小引起很高的價值浪費。另外，切割造成時間的消耗和造價 的增加。
在傳統方法中，片材是在纖維于樹脂中浸濕后凈皮切割的，這有時會引 起樹脂粘附于切割裝置的問題，這進一步增加了對切割濕潤且堅硬的片材 的切割工具的特殊設計需要。
在堆積較小的部分時，在層中間可能會夾雜空氣。由于這些層是具有 在樹脂層中的纖維的半成品部件，因此去除層間的夾雜空氣是困難的
發明內容
本發明的實施例的一個目的是提供制備預成型件的改進設備和方法。 在第一方面，本發明提供一種制備預成型件的設備，該預成型件包含
至少一層由樹脂至少部分地固定的纖維束，其中該設備包括 工作表面；
纖維束分布裝置，其包括多個分布通道，每個分布通道適于接收和傳 送一纖維束，所述通道設置成在所傳送的纖維束之間提供分布間隔(間距)；
適于保持多個纖維束的纖維束保持裝置；和
操縱裝置，其適于相對于纖維束保持裝置移動纖維束分布裝置；
其中，該設備布置成使得能將纖維束的自由端從纖維束分布裝置傳送 向纖維束保持裝置，纖維束保持裝置用于以所述分布間隔保持所述自由端， 從而纖維束分布裝置和纖維束保持裝置的彼此遠離的相對運動使得纖維束 坤皮拉伸通過分布通道并且將纖維束分布到工作表面上。
該設備可用于制備半成品元件，例如，包含至少一層被樹脂至少部分 地固定的纖維束的預成型件。這些纖維束可基本平行地分布并且被樹脂固 定。因此，預成型件可提供主要在一個方向上的強度。
根據預成型件的最終應用，可以使用不同類型的纖維，例如玻璃纖維、 碳纖維、合成纖維、生物纖維、礦物纖維和金屬纖維。預成型件包括以纖 維束形式存在的纖維，該纖維束是大量單個纖維的集束。
樹脂可以是有機聚合液體，該液體當將轉換成最終使用狀態時會變成 固體。作為一個實施例，樹脂可以是環氧M脂或聚酯基樹脂，當然也可 使用其它樹脂類型。此外，也可將一種或多種不同類型的樹脂應用到預成 型件的制備中。但如果使用不同類型的樹脂，則有利地使用同族樹脂以確 保它們之間的相容性。
工作表面可為在其上制備預成型件的工作臺。或者，工作表面可以是 在其上制備預成型件的襯層或載體層。在后一種情況下，該設備可進一步 包括工作臺。
纖維束分布裝置適于接收和傳送多個纖維束。纖維束可以是巻繞的， 并且這些巻可定位成在向纖維束分布裝置傳送纖維束時展開。作為一個示例，可將巻定位在分布裝置的上方。
纖維束的數量可以是可變的，以便能分布不同數量的纖維束。這可允 許制備包含不同纖維束數量的預成型件，由此允許制備不同尺寸和形狀的 預成型件。
分布裝置包括多個分布通道，每個分布通道適于接收和傳送一纖維束。 通過設置分布通道以提供纖維束間的分布間隔，可保證纖維束以預定的間 隔4皮傳送，從而可更準確地分布纖維束。此外，可以確保纖維束不纏繞在 一起，因此使得該設備能在停頓數量有限的情況下運行。
因為要制備的預成型件的尺寸和形狀是變化的，不是總使用所有分布 通道。在某些階段，僅有一些分布通道可接收和傳送纖維束。
分布間隔可以是變化的，以便適用于傳送到纖維束保持裝置的纖維束 間的要求的距離以及/或者適用于在工作表面上分布纖維束時要求的纖維 束間的距離。
可經由一個或多個孔眼、 一個或多個例如形式為空心橡膠管或類似分 離裝置的通道將纖維束引入該分布裝置中，因此限制了纖維束在被分布通 道接收之前纏繞的風險。
該設備布置成使得纖維束的自由端能纟皮從纖維束分布裝置傳送到纖維 束保持裝置，在該保持裝置處纖維束被保持。
操縱裝置適于^f吏纖維束分布裝置相對于纖維束^呆持裝置移動。這可通 過移動其中一個裝置或者通過使這兩個都移動來實現，因此允許這些裝置 相對彼此移動。通過移動纖維束分布裝置和纖維束保持裝置中的至少一個 以4吏它們彼此遠離，可將纖維束拉伸通過分布通道并分布到工作表面上。
為了能夠分開保持纖維束的各個自由端，纖維束保持裝置可包括與纖 維束分布裝置的每個分布通勤目對應的一個保持開口。然而，應當理解， 不必總是使用所有保持開口和分布通道。根據要制備的預成型件的尺寸和 形狀，使用可變數量的保持開口和分布通道。
保持開口可設計成具有與分布通道的相互間隔相對應的相對保持間 隔。這樣可將纖維束基本平行地拉伸通過分布通道。而且，可有利于在工作表面上基本平行地分布纖維束。
為促進纖維束的自由端從分布裝置到保持裝置的傳送，可將該設備布 置成4吏得保持開口和分布通道能對齊，以形成用于纖維束的多個連續通道。 作為一個示例，這可以通過允許分布裝置和/或保持裝置進行移動，并因此 使得它們彼此聯系或使它們彼此靠近而是實現。
為限制在工作表面上分布纖維束時的不精確性并進一步有利于通過分
布通道拉伸纖維束，纖維束保持裝置可包括一保持桿，該保持桿適于在纖 維束的分布過程中朝著工作表面向下按壓每個纖維束的至少一部分。
纖維束分布裝置同樣可包括分布桿，該分布桿適于在纖維束的分布過 程中朝著工作表面向下按壓纖維束。
或者，該設備可包括適于在纖維束分布過程中朝工作表面向下按壓纖 維束的纖維束桿。纖維束桿可以是可移動的，因此在纖維束分布過程中沿 纖維束的長度朝向樹脂層按壓該纖維束。纖維束桿可設置成不接觸樹脂， 而僅使纖維束接近或接觸樹脂。隨后，樹脂確保纖維束至少部分被固定。
因為纖維束被分布到工作表面上的樹脂層上，所以保持桿、分布桿和/ 或纖維束桿可能沾上樹脂并變得帶有粘性.因為樹脂在高溫下具有低的粘 度，因此加熱保持桿和分布桿并因此減少樹脂附著以便減少樹脂附著到這 些桿上的可能性是有利的。此外，當纖維束可在接觸樹脂時將樹脂從桿上 移開。因此，可將加熱裝置與保持桿和分布桿結合在一起。
為允許分布裝置和保持裝置進行彼此遠離的相對運動，可將纖維束保 持裝置設置成平移地運動。在這種實施例中，分布裝置可以是不能動的， 或者，分布裝置可同樣地設置成平移地運動。此外，也可《吏這些裝置中的 一個或全部進行旋轉運動。
適于相對于纖維束保持裝置移動纖維束分布裝置的操縱裝置可包括至 少一個自動操縱器。該至少一個自動操縱器可使得這些裝置中的一個或全 部進行平移運動和/或旋轉運動，
在一個實施例中，操縱裝置包括用于纖維束分布裝置在分布工作空間 內的移動的分布操縱器、用于纖維束保持裝置在保持工作空間內的運動的保持操縱器以及用于工作平面在工件工作空間內的運動的工件操縱器。每 個操縱器可設置用于平移運動或旋轉運動或二者。
作為一個示例，工件操縱器可設置成用于工作表面在工件工作空間內 的平移運動。這可例如允許工作表面向前或向后運動，同時在工作表面上 分布纖維束。因此，纖維束分布裝置可在分布纖維的過程中停頓，因為纖 維束保持裝置可移動離開分布裝置并同時與工作表面 一 同運動。
使用既用于平移運動又用于旋轉運動的分布操縱器和保持操縱器是有 利的，因為這將使得對應裝置的例如朝向操作者的運動變得方便，并因此 有利于控制、維護和修理分布裝置和保持裝置。
如上所述，操縱器可設置成允許例如工作表面和纖維束保持裝置的共 同運動。這可通過將這些操縱器永久連接在一起或通過使用與保持操縱器 和工件操縱器的相同操縱器而實現。或者，這些操縱器可包括根據所執行 的工作進程而它們連接或松開連接的界面。然而，將這些操縱器中的至少 兩個設置成單個地運動是有利的。
樹脂可包含當與設備操作者的皮膚接觸時可能刺激皮趺或對皮膚有害 的組分。因此希望避免直接接觸樹脂。因此，該設備可包含適于將樹脂分 布到工作表面上的噴嘴裝置。
由于預成型件可能包含多個纖維束層和多個樹脂層，因此在一個實施 例中，可通過交替制備纖維束層和樹脂層的來制備預成型件。如果樹脂以 基本完全覆蓋纖維束的連續層的形式被分布，則在預成型件中空氣可能殘 留在樹脂層之間。從而，如果噴嘴裝置適于以不連續的層分布樹脂，則這 將是有利的，因此易于從預成型件中排除空氣。
在此，不連續的層應理解為未完全覆蓋纖維束的層，即不封閉的層。 作為一個示例，不連續的層可為Z字形、線形、正方形或其它使得纖維束 的至少一部分上沒有樹脂的樣式(圖案)。這些樣式也可是任意樣式。
應當進一步理解，在形成不連續層的同時，樹脂可能是連續分布的。
作為一個示例，噴嘴裝置可包括基本為矩形的噴嘴開口，該噴嘴開口 可在噴嘴裝置移動的過程中允許以直線分布樹脂，以及在移動噴嘴裝置的
10過程中開啟和閉合噴嘴開口。或者，如果例如通過穿孔薄膜或包含小口的 柵格進行分布，可將樹脂不連續地分布而不必打開和關閉噴嘴裝置。
另一種解決方案是通過利用小噴嘴開口來以不連續層的形式連續分布 樹脂，該小噴嘴開口可以可拆卸地附裝在噴嘴裝置上。通過將噴嘴開口例 如從一側移動到另一側，同時相對于工作表面移動噴嘴裝置，可將樹脂以 不連續層的形式分布成Z字形。可通過移動噴嘴裝置和工作表面中的至少 一個來使它們彼此相對移動。
也可以使用其它的以不連續層分布樹脂的方法。
在室溫下樹脂可能處于半固態。當在溫度接近室溫的環境下進行分布
時，為了能夠分布樹脂，優選的是將樹脂加熱到成為液態的溫度例如50-60 攝氏度。因為樹脂能夠相對快速地冷卻，在分布時樹脂又變成半固態。這 可以確保樹脂具有一種粘度，該粘M夠高以能夠確保在滯留層間的空氣 被排除前，纖維束不被浸漬。如果浸漬纖維束，樹脂可從非連續層轉到基 本連續的層，因此阻止排除空氣。
因為可在排除滯留空氣后加熱預成型件，所以樹脂可足夠薄以使得樹 脂能接觸包含在纖維束中的單個纖維以浸漬纖維束。溫度可升高到高于第 一固化溫度的溫度，以使得第一固化過程可以發生。而后，預成型件可再 次冷卻以得到半固態預成型件，在此時樹脂形成基本連續的層。
預成型件可以以該半成品狀態保存，直到將該預成型件用作例如風輪 機元件如葉片。在制備最終的元件時，為了完成預成型件的固化，可將元 件以及由此半固態預成型件加熱到高于第二固化溫度的溫度，以使得笫二 固化過程可以發生。
可將噴嘴裝置和纖維束分布裝置接合以共同運動。因此，噴嘴裝置的 運動可不需要單獨控制的運動方式，甚至不需要單獨的操縱器。此外，這 可4吏得纖維束和樹脂的分布在一個工作過程中進行。然而，相對于噴嘴裝 置和纖維束分布裝置，噴嘴開口是可移動的。
樹脂分布樣式的幾何形狀可通過噴嘴裝置和工作表面間的間隔進行控 制。因此，該設備還可包括距離操縱器，其設置用于噴嘴裝置相對于工作
ii表面的平移運動。通過增加噴嘴裝置和工作表面間的距離，可增加樹脂區 域的寬度。當寬度增加時，如果在工作表面上每單位面積的樹脂量如質量 分布或體積分布要保持不變，應當降低噴嘴裝置的移動速度。
為了能夠改變樹脂分布的量和/或樹脂樣式的寬度，噴嘴裝置還可包括 噴嘴控制器，該噴嘴控制器用于可變地分布樹脂。因此，也可以例如根據 要制備的預成型件而改變樹脂分布的量。
例如當不分布纖維束時，纖維束分布裝置和纖維束保持裝置將適于連 接。作為一個示例，當準備分布纖維束時，可在對齊的過程中將分布裝置 和保持裝置連接起來。所述裝置可在分布樹脂的過程中保持連接。
由于該設備可適于制備不同形狀、不同尺寸和不同厚度的預成型件， 該設備可包含用于單個地切割纖維束的切割裝置。通過單個地切割纖維束， 所制備的預成型件可包含不同長度的纖維束。
作為一個示例，可將一個纖維束層形成基本梯形的形狀，其兩側朝向 里側。為利用基本平行的纖維束形成朝向里側的邊，優選能^f吏用不同長度 的纖維束，并因此能沿梯形的邊單個切割纖維束以4吏之終止于不同位置。
在一個實施例中，可將切割裝置布置成在分布通道之后切割纖維束。 因此，可在分布過程中切割一個或多個纖維束，同時纖維束的剩余部分仍 然分布在工作表面上。
該設備還可包括用于接收信息的裝置，該信息涉及預成型件的所需形 狀，并且切割裝置可根據該信息切割纖維束。
作為一個示例，在以20cm的長度進行分布時，在保持裝置和分布裝 置兩側的兩個最外側的纖維束可-皮切割，而在以30cm的長度進行分布時， 在一側的相鄰五個纖維束和在另一側相鄰八個纖維束可被切割，切割剩下 的纖維束并因此^吏其長度最終為50cm。然而，應當理解，纖維束不必從預 成型件的外側終止。在連續分布一些外部纖維束時，可使一些接近預成型 件中央的纖維束終止。
在一個簡單的實施例中，優選是在垂直于纖維束分布的方向上使纖維
束終止，因為這樣可以使切割裝置的角度固定。因此，切割裝置適于以基
12本筆直的切口切割纖維束，該切口形成80-100度的切割角，切割角限定為該切口與纖維束的分布方向之間的角度。
在一個較復雜的實施例中，切割裝置適于以可變的切割角切割纖維束。此外，切割角的選擇可獨立于預成型件的所需形狀。
在第二方面，本發明提供了一種制備預成型件的方法，包括以下步驟
一提供工作表面；
一提供包含多個分布通道的纖維束分布裝置，每個分布通道適于接收和傳送纖維束；
一提供適于保持多個纖維束的纖維束保持裝置；
—提供操縱裝置，該操縱裝置適用于纖維束分布裝置和纖維束保持裝置彼此間的相對運動；
一以一相互分布間隔從纖維束分布裝置向纖維束保持裝置傳送纖維束的自由端；
—以一對應于該分布間隔的保持間隔，在纖維束保持裝置中保持纖維束的自由端；
—通過移動纖維束分布裝置和纖維束保持裝置中的至少一個來使它們彼此遠離，從而將纖維束拉伸通過分布通道；以及—將纖維束分布到工作表面上。
應當理解，上迷本發明第一方面的特征也可適用于本發明第二方面的方法中。
為確保纖維束在工作表面上保持于該纖維束已經被分布的位置并因此減少所制備的預成型件的形狀偏差，該方法可進一步包括提供用于分布樹脂的噴嘴裝置的步驟，以及在將纖維束分布到工作表面上的步驟之前的在工作表面上以不連續的層分布樹脂的步驟。通過在分布纖維束前分布樹脂，樹脂可至少部分地固定分布到工作表面上的纖維束。
在第三方面，本發明提供一種纖維束分布裝置，其將纖維束分布到工作表面上以制備預成型件，該預成型件包括至少一層至少部分被樹脂固定的纖維束，該纖維束分布裝置包括多個分布通道，每個分布通道適于單獨接收和傳送纖維束。
應當理解，以上所述的本發明的第 一和第二方面的特征可應用到本發明第三方面的纖維束分布裝置中。
在第四方面，本發明提供一種適于保持多個纖維束的纖維束保持裝置，該保持裝置適于應用在制備預成型件的設備中，該預成型件包括至少一層通過樹脂至少部分固定的纖維束，該纖維束保持裝置適于保持多個纖維束的自由端。
應當理解，以上所述的本發明的第一、第二和第三方面的特征也可應
用到本發明第四方面的纖維束保持裝置中。
該纖維束保持裝置可包括多個保持開口，其中每個開口均適于接收纖
維束自由端。根據保持裝置的使用，可在每個保持開口中接收一纖維束的自由端，或僅在一些保持開口中接收纖維束的自由端。作為一個示例，如果所要制備的預成型件是細長的，而利用所有保持開口接收纖維束的自由可產生寬的預成型件，則可僅使用一些保持開口來接收自由端。
為在保持開口中保持自由端，纖維束保持裝置可進一步包括一適于在保持開口中鎖止自由端的保持鎖。該保持鎖適于鎖止所有自由端，或者該
保持鎖適于鎖止選定數量的自由端。如果保持鎖適于鎖止選定數量的自由端，則保持裝置適于在所有保持開口中接收自由端，盡管在制備預成型件時僅有所使用的纖維束的自由端需要通過保持鎖鎖止。
保持鎖適于同時鎖止自由端。根據要制備的預成型件的所需形狀信息，纖維束的相應自由端因此同時被鎖止。
當已經在工作表面上分布了相關數量的纖維束之后，纖維束保持裝置停止保持纖維束。因此，保持鎖適于在將纖維束分布到工作表面上之后釋放纖維束。
應當理解，以上所述的纖維束保持裝置的特征也可應用到本發明第一方面的設備中的纖維束保持裝置。
在笫五方面，本發明提供一種預成型件，其包含至少一個由樹脂至少部分固定的纖維束層，其中每個纖維束沿基本直線延伸且以基本筆直的切
14割(切割)終止，該切口與該直線形成80-100度的切割角。
應當理解，以上所述的本發明的第一、笫二、第三、和第四方面的特征也可用到制備本發明第五方面的預成型件中。
并不總是希望在預成型件中的所有纖維束具有不同的切割角度。如果在切割預成型件以形成所需形狀的過程中纖維束凈皮切割，纖維束將以平行于預成型件邊緣的角度終止。依照本發明，纖維束的長度可決定預成型件的形狀，因此預成型件具有至少一個沿一線延伸的邊緣，其中至少一個纖維束以不平行于該線的角度終止于邊緣處。
下面將參考附圖進一步說明本發明的實施例，在附圖中圖1示出制備預成型件的設備；圖2示出制備預成型件的設備；
圖3示出準備分布纖維束的制備預成型件的設備；以及圖4示出在分布纖維束過程中的制備預成型件的設備。
具體實施例方式
圖l示出用于制備預成型件2 (僅示出其最上層)的設備l。該設備l包含工作表面3、纖維束分布裝置4、用于保持多個纖維束6的纖維束保持裝置5和一操縱裝置7，該操縱裝置用于使纖維束分布裝置4相對于纖維束保持裝置5移動。
操縱裝置7的第一部分7a用于移動纖維束分布裝置4，而，裝置的笫二部分7c用于移動纖維束保持裝置5。操縱裝置的第三部分(未示出)用于移動工作表面3。
纖維束分布裝置4包含多個分布通道8 (為了說明的目的只示出了 一部分)。每個分布通道8用于接收和傳遞一個纖維束6，所述分布通道8布置成提供所傳遞的纖維束6之間的分布距離。
設備1布置成可將纖維束6的自由端從纖維束分布裝置4傳遞到纖維束保持裝置5。纖維束保持裝置5用于保持該自由端，以使纖維束分布裝置4和纖維束保持裝置5之間的相互遠離的移動能將纖維束6拉伸，并將該纖維束分布在工作表面3上。
在所示實施例中，工作表面3是在其上制備預成型件2的工作臺。
纖維束分布裝置4用于接收和傳遞多個纖維束6。在所示實施例中，纖維束6是盤繞的，并且盤繞巻9,皮置于分布裝置4上方，從而將纖維束6向纖維分布裝置4傳遞，以展開盤繞巻9。由于每個分布通道8均可以接收纖維束6，相對每個分布通道8存在一個盤繞巻9。為了+兌明的目的僅在圖1中示出一個盤繞巻9。
為能分別地保持纖維束6的自由端，纖維束保持裝置5包括一個開口10,該開口與纖維束分布裝置4的每個分布通道8相對應(見圖3和4)。但是，不是所有的保持開口 10和通道8都需要持續使用。根據待制備的預成型件2的大小和形狀，可使用不同數目的保持開口 10和分布通道8。
圖2示出一預成型件2，該預成型件在本實施例中包括兩層至少部分地由樹脂固定的纖維束6。每層纖維束6部分地固定在樹脂層11中。
圖3示出用于制備預成型件2的設備1 ，該設備1準備好分布纖維束6。設備1設置成保持開口 10和分布通道8對齊以形成用于纖維束6的多個連續的通道。在所示實施例中，這通過朝向分布裝置4移動保持裝置5并由此4吏它們相互關聯而實現。
保持開口 10設置為具有與分布通道8的相互之間距離相對應的相互距離。這使得纖維束6能被通過分布通道8基本平行地抽出。另外，這有利于纖維束6基本上平行地分布于工作表面3之上。
為將自由端保持在保持開口 10內，纖維束保持裝置5還包括一用于將自由端鎖止在保持開口 10內的保持鎖12。該保持鎖12能鎖止所有自由端，并且能鎖止纖維束6的逸定數量的自由端。
為了限制將纖維束6分布于工作臺3上時的不精確，以及進一步利于將纖維束6由分布通道8抽出，設備1包括纖維束桿13，該纖維束桿用于在分布纖維束6的過程中朝工作表面3向下按壓每個纖維束6的至少一部分。如圖所示，纖維束桿13在保持裝置5的上方升起以位于備用位置。當開始分布纖維束6時，將纖維束桿13降低，以便朝向工作表面3上的樹脂層11 (圖3中未示出)按壓纖維束6。圖4中示出纖維束桿13處于起作用的位置。
另外，設備1包括噴嘴裝置14,該噴嘴裝置用于將樹脂分布于工作表面3上。在所示實施例中，噴嘴裝置14用于將樹脂分布于一個非連續層中，以有利于從預成型件2中排出空氣。
噴嘴裝置14包括一小的噴嘴開口 ，在相對于工作表面3的長度方向移動噴嘴裝置14以及同時相對于工作表面3的寬度方向將噴嘴開口從一側移動到另一側時，該噴嘴開口允許將樹脂成直線分布。所分布的樹脂的量由噴嘴泵15控制。噴嘴裝置14和工作表面3的相對移動通過利用第三操縱裝置移動工作表面3實現，或者通過利用第一操縱裝置7a移動噴嘴裝置14實現，因為噴嘴裝置14可以與纖維束分布裝置4 一起^C移動。
由于設備1用于制備不同形狀、不同尺寸和不同厚度的預成型件2,所以該設備1包括用于單獨切割纖維束6的切割裝置16。
如圖1所示，纖維束6的一個層可形成基本為梯形的形狀。為形成基本為梯形形狀的預成型件2，有利的是能使用不同長度的纖維束6，以及由此能分別切割纖維束6，以便將纖維束6沿長度方向終止在不同的位置。
如圖3中的箭頭17所示，通過降低切割裝置16來分別切割每個纖維束6。在切割纖維束6之后，使切割裝置16上升且相對于分布方向垂直移動，以準備切割另一個纖維束6。因此，可在分布過程中切割一個或者多個纖維束6，同時纖維束6的剩余部分仍^^分布于工作表面3上。
圖4示出在分布纖維束6的過程中的制名^預成型件2的設備1。如圖所示，通過將纖維束保持裝置5移動遠離纖維束分布裝置4，同時使用纖維束桿13朝工作表面3按壓纖維束6來分布纖維束6。
權利要求
1. 一種制備預成型件的設備，該預成型件包括由樹脂至少部分地固定的至少一個纖維束層，該設備包括工作表面；包括多個分布通道的纖維束分布裝置，每個分布通道適于接收和傳送一纖維束，所述通道布置成可在傳送的纖維束間提供分布間隔；用于保持多個纖維束的纖維束保持裝置；和用于相對于纖維束保持裝置移動該纖維束分布裝置的操縱裝置；其中，該設備布置成能將纖維束的自由端從纖維束分布裝置傳送到纖維束保持裝置，纖維束保持裝置用于以分布間隔保持該自由端，從而纖維束分布裝置和纖維束保持裝置的彼此相互遠離的運動使得纖維束被拉伸通過分布通道，并將纖維束分布到工作表面上。
2. 根據權利要求l的設備，其特征在于，纖維束保持裝置包括與纖維束分布裝置的每個分布通道對應的保持開口 。
3. 根據權利要求2的設備，其特征在于，保持開口相互間的保持間隔對應于分布通il^目互間的間隔。
4. 根據權利要求2或3的設備，其特征在于，該設備設置成使得保持開口和分布通道能對準以形成用于纖維束的多個連續通道。
5. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，纖維束保持裝置還包括保持桿，該保持桿用于在纖維束分布期間朝著工作表面的方向按壓每個纖維束的至少一部分。
6. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，纖維束保持裝置設置成平移移運。
7. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，操縱裝置包括至少一個自動操縱器。
8. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，操縱裝置包括在分布工作空間內移動纖維束分布裝置的分布操縱器；在保持工作空間內移動纖維束保持裝置的保持操縱器；以及在工件工作空間內移動工作表面的工件操縱器。
9. 根據權利要求8的設備，其特征在于，所述操縱器中的至少兩個設置成單個地運動。
10. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，該設備還包括適于將樹脂分布到工作表面上的噴嘴裝置。
11. 根據權利要求10的設備，其特征在于，該噴嘴裝置適于以不連續層分布樹脂。
12. 根據權利要求10或11的設備，其特征在于，噴嘴裝置和纖維束分布裝置連接以共同運動。
13. 根據權利要求10至12之一的設備，其特征在于，該設備還包括距離搮縱器，該距離操縱器設置成相對于工作表面平移噴嘴裝置。
14. 根據權利要求10至13之一的設備，其特征在于，噴嘴裝置包括噴嘴控制器，該噴嘴控制器用于可變地分布樹脂。
15. 根據前述權利要求之一的設備，其特征在于，該設備還包括切割裝置，該切割裝置用于單個地切割纖維束。
16. 根據權利要求15的設備，其特征在于，切割裝置設置成在分布通道之后切割纖維束。
17. 根據權利要求15或16的設備，其特征在于，該設備還包括用于接收與預成型件的所需形狀有關的信息的裝置，其中，切割裝置用于根據該信息切割纖維束。
18. —種制備預成型件的方法，該方法包括以下步驟提供工作表面；提供包括多個分布通道的纖維束分布裝置，每個分布通道適于接收和傳送一纖維束；提供適于保持多個纖維束的纖維束保持裝置；提供操縱裝置，其用于纖維束分布裝置和纖維束保持裝置彼此間的相對運動；以一相互分布間隔從纖維束分布裝置向纖維束保持裝置傳送纖維束的自由端；在纖維束保持裝置中以對應于該相互分布間隔的保持間隔保持纖維束的自由端；通過移動纖維束分布裝置和纖維束保持裝置中的至少一個來^f吏它們彼此遠離，從而將纖維束拉伸通過分布通道；以及將纖維束分布到工作表面上。
19. 根據權利要求18的方法，其特征在于，還包括以下步驟提供用于分布樹脂的噴嘴裝置；以及在將纖維束分布到工作表面上的步驟前，在工作表面上以不連續的層分布樹脂。
20. 根據權利要求18或19的方法，其特征在于，還包括這樣的步驟，即，在從纖維束分布裝置向纖維束保持裝置傳送纖維束自由端的步驟之前，布置相互連通的纖維束保持裝置的保持通道和纖維束保持裝置的保持開口，由此形成多個用于纖維束的連續通道。
21. 根據權利要求18至20之一的方法，其特征在于，還包括以下步驟提供切割裝置；提供預成型件所需形狀的信息；以及根據該信息單個地切割纖維束。
22. —種纖維束分布裝置，該裝置用于將纖維束分布到工作表面上以制備預成型件，該預成型件包括至少一層由樹脂至少部分固定的纖維束，該纖維束分布裝置包括多個分布通道，每個分布通道適于單個地接收和傳送一纖維束。
23. 根據權利要求22的纖維束分布裝置，其特征在于，還包括用于單個地切割纖維束的切割裝置。
24. 根據權利要求22或23的纖維束分布裝置，其特征在于，還包括接收關于預成型件所需形狀的信息的裝置，其中，該切割裝置適于根據該信息切割纖維束。
25. —種適于保持多個纖維束的纖維束保持裝置，該保持裝置適于應用到制備預成型件的設備中，該預成型件包括至少一層由樹脂至少部分固定的纖維束，該纖維束保持裝置適于保持多個纖維束的自由端。
26. 根據權利要求25的纖維束保持裝置，其特征在于，該纖維束保持裝置適于在將分布纖維束到工作表面的過程中保持纖維束的自由端。
27. 根據權利要求25或26的纖維束保持裝置，其特征在于，該纖維束保持裝置包括多個保持開口 ，每個保持開口適于接收一纖維束的自由端。
28. 根據權利要求27的纖維束保持裝置，其特征在于，還包括適于 在保持開口中鎖止自由端的保持鎖。
29. 根據權利要求28的纖維束保持裝置，其特征在于，該保持鎖適于鎖止選定數量的纖維束的自由端。
30. 根據權利要求29的纖維束保持裝置，其特征在于，該保持鎖適于同時鎖止自由端。
31. 根據權利要求28至30之一的纖維束保持裝置，其特征在于，所述保持鎖用于在將纖維束分布到工作表面上之后釋放纖維束。
32. —種預成型件，包括至少一層由樹脂至少部分固定的纖維束，其中每個纖維束沿基本直線延伸且以基本筆直的切口終止，該切口形成一相對于該直線的80-100度的切割角。
33. 根據權利要求32的預成型件，其特征在于，該預成型件具有至少一個沿一線延伸的邊緣，至少一個纖維束以不平4亍于該線的角度終止于該邊緣處。
全文摘要
本發明涉及一種制備預成型件的設備和方法，該預成型件包括至少一層通過樹脂至少部分固定的纖維束。該設備包括工作表面、纖維束分布裝置、纖維束保持裝置和操縱裝置，該操縱裝置適于相對于纖維束保持裝置移動纖維束分布裝置。該設備設置成能從纖維束分布裝置向纖維束保持裝置傳送纖維束的自由端，并且纖維束保持裝置適于保持纖維束的自由端，由此纖維束分布裝置和纖維束保持裝置的彼此遠離的相對運動引起纖維束的拉伸以及在工作表面上的分布。
文檔編號B29C70/28GK101462358SQ20081008814
公開日2009年6月24日 申請日期2008年1月22日 優先權日2007年12月19日
發明者A·貝奇 申請人:維斯塔斯風力系統有限公司