專利名稱：大型復合結構的制造工具和方法
技術領域：
本發明涉及增強纖維樹脂復合結構的制造，尤其是涉及大型復合結構的真空加力樹脂壓鑄方法以及該方法中所使用的工具。
背景技術：
真空加力樹脂壓鑄法(VA-RTM)一直被用來制造許多大型的纖維增強復合結構比如船體等，其中包括多孔材料和軟木芯子。芯子的外側用纖維增強樹脂覆蓋。在VA-RTM方法中，將增強纖維，可以是纖維或織物，在干燥狀態下在面模上排布在最終產品形狀所需的芯子的材料上。然后，將敷設層封裝在真空袋中，在真空狀態下，用樹脂浸漬，再使樹脂固化。
各種不同的方法被用來實施和增強樹脂的分布。這些方法包括在纖維層外面放置易于處理的分布媒介，和設置穿透芯子的孔和/或槽，以使樹脂可由增強纖維層的外面流進里面。例如，可參閱美國專利No.5,316,462和No，4,560,523。在封閉模樹脂注射方法中，在多孔材料芯子上使用了供料槽，以助于樹脂的流動，這一點可參閱美國專利No.5,096,651。
發明簡述本發明涉及一種在用真空加力樹脂壓鑄法(VA-TRM)制造大型復合結構時的分配樹脂的方法，以及用這種方法制造的復合結構。復合結構是用纖維增強樹脂包裹內芯制成的。在本發明的一個實施例中，樹脂直接輸送到與若干在內芯表面上形成的較小的微槽相連的主供料槽網路。樹脂從供料槽和微槽向外流動，由芯子穿過增強纖維。在本發明的第二實施例中，在內芯和增強纖維之間設有單獨的分配媒介。樹脂直接輸送到芯子表面上的一個或多個主供料槽，通過分配媒介穿過增強纖維。另外，主供料槽可環繞芯子形成供料環，可以浸漬橫向結構部分。
在另一個實施例中，用帶有表面結構的金屬板制成了一體化的真空袋和模子。表面結構為在板的一面加工出的距離很近的凸起部分，而在板的另一面則有對應的凹入部分。在距離很近的凸起部分之間形成的凹槽就成為樹脂分配網絡。在板上直接加工出主供料槽。帶有表面結構的板子也可用作模板，該模板可用來制做其他工具。
利用這個方法，需用多個芯子的大型復合結構能夠在通常的乙烯基酯或聚酯樹脂的膠凝時刻之前迅速成型，并可將樹脂用量降到最低。將樹脂通過真空袋直接輸送至供料槽，供料就不僅局限在構件邊緣或工具的入口處。相鄰的芯子可通過一個樹脂入口供料。樹脂分配網絡可保留在成品件上，省去了對分布材料的處理。這樣，微槽在固化后充滿了樹脂，因而增加了層間剪切強度和剝離強度。特殊結構，如抗剪帶、承壓腹板、梁等，可在壓鑄過程中直接與復合結構件制成一體。
附圖的簡要說明下面結合附圖對本發明進行詳細敘述，以使本發明更易于完全理解，附圖包括
圖1為相應于本發明第一實施例的復合結構的芯子的透視圖；圖2為相應于本發明第一實施例的制造中的復合結構的斷面示意圖；圖3為相應于本發明的制造中的另一復合結構的透視圖；圖4為相應于本發明的制造中的復合結構的透視圖；圖5為相應于本發明的復合結構的另一芯子的透視圖；圖6為相應于本發明第二實施例的復合結構的芯子的透視圖；圖7為相應于本發明第二實施例的制造中的復合結構的斷面示意圖8為使用一體化模子和真空結構的制造中的復合結構的斷面示意圖；圖9為用于制造復合結構的剛性模和撓性蓋的斷面示意圖；圖10為帶有多個主供料槽的復合結構的芯子的透視圖；圖11為相應于本發明另一實施例的用于制造復合結構的一體化模子和真空袋的斷面示意圖；圖12為制做如圖11所示的一體化模子和真空袋的帶有表面結構的板的一個表面的透視圖；和圖13為圖12中帶有表面結構的板的另一面的透視圖。
對本發明的詳細描述根據本發明制造的大型復合構件包括芯子12，如圖1所示。芯子由能承受真空壓力的材料制成。常用的材料包括多孔材料，如聚氨酯、聚氯乙烯或軟木。芯子可以是實體的或空心的，如多孔聚乙烯。也可以使用混凝土。圖示的芯子呈矩形塊狀，也可以是其它形狀，后面將做深入討論。
在芯子的表面16上設有一個或多個主供料槽或通道14。主供料槽可環繞整個芯子形成一個環。在芯子的表面上還設有由橫截面積比主供料槽更小的通道組成的與主供料槽相連通的樹脂分配網路。
在本發明的第一實施例中，樹脂分配網路由若干在芯子12的表面16上加工出的微槽18組成，如圖1所示。微槽18基本上與主供料槽14呈橫向排布。某些微槽環繞整個芯子形成了起止端與主供料槽相通的樹脂流動環。微槽與主供料槽的實際比例關系取決于芯子的幾何形狀和樹脂浸漬的最佳條件，后面將做進一步討論。
帶有槽網路14的芯子12用一層或多層纖維材料20覆蓋，如圖2所示。纖維材料可以是由玻璃纖維、碳纖維或其他合適材料制成的織物或編織物。根據最終產品的結構要求，芯子可以用纖維材料完全包裹起來，或留下一個或幾個面不用纖維覆蓋。纖維材料可以是大片的，用來包裹芯子，纖維材料也可以是單獨的小片，用在所需的芯子面上。纖維材料也可以是筒狀的，套在芯子上。
若干個用纖維纏繞的芯子排列成所需的最終成品。盡管圖2中只示出了兩個芯子，芯子的實際數量和排布方式要根據所需的最終產品來確定。可在若干個芯子外用一層或多層纖維材料纏繞形成外層22，如圖2所示。纖維材料層的數量、型式、及排布方式取決于所需的最終產品，這些可由本領域的一般技術人員很方便地確定。一般還要設置由外纖維層到真空出口25之間的片23狀的泄放層。在現有技術的真空工藝中，通常需要剝離層，而在本發明的方法中，一般不需要剝離層。
芯子周圍的和在各芯子之間的纖維材料24形成了諸如抗剪帶、承壓腹板以及梁等結構要素。例如，在圖4中，一組三角形芯子40用來制造平臺板。在鄰近三角形芯子之間的纖維材料形成了承受壓力和剪力的斜構件41。
在纏繞過程中，在主供料槽14中要放置適當的接頭26，例如塑料或銅制的T型管，以便隨后插入樹脂輸送管28。在每個供料槽中可放置一個或多個接頭，以獲得所需樹脂流。將纏繞完的結構放在模子29上，將真空袋30覆蓋在纏繞完的結構，包括塑料接頭，之上，并且以本技術領域常用的方式與模子密封，如圖2所示。然后，在真空袋上穿孔，將輸送管28通過真空袋直接插入至對應的接頭26。輸送管與真空袋間要密封，以保證真空度。這樣，輸送管穿透外真空袋直接插入主供料槽，以將樹脂直接輸送到主供料槽。
參見圖8，真空袋與模子也可以制成一體化的結構80，它既具有足夠的剛性以保持作為模的形狀，又有足夠的撓性以在抽真空時壓緊在構件上。例如，一體化結構80可由0.25英寸或更薄的標準厚度鋼板制成，如前所述，芯子82及纖維材料84、86封裝在鋼板中。在鋼板上鉆出通孔以與接頭連接。按照前面所述進行樹脂浸漬。一體化結構也可用其它材料制造，如橡膠或硅酮或是塑料包覆金屬類的薄的復合板材。
圖9示出了另一個模子的實施例，其中剛性模90用鋼或塑料制成的撓性蓋92密封。包括前面所述的芯子和纖維材料的制件放入剛性模的凹槽94中。真空槽96環繞著制件。在蓋子或模上設有通孔，以便與接頭連接，從而進行前面所述的樹脂浸漬。在真空狀態下浸漬樹脂時，蓋子在真空槽的邊緣處發生撓曲，以將制件壓實。
樹脂材料，如聚酯、乙烯基酯、環氧樹脂、酚醛、聚丙烯或雙順丁烯二酰亞胺，通過主供料槽14很快地進入微槽18。樹脂再由微槽浸透纖維材料20、22。樹脂浸漬過程從芯子表面16開始，再向外流入制件的外部。相鄰芯子表面間的纖維材料可由一個相鄰芯子上的主供料槽來浸漬，如圖3和4所示。
主供料槽的橫截面積、及微槽的橫截面積和微槽之間的間距應優化選擇，以保證在固化之前有適當的時間使樹脂能浸漬所有的纖維材料，而不出現未浸漬區。典型的主供料槽的尺寸為深0.5英寸，寬0.5英寸，截面積為0.25平方英寸。典型的微槽尺寸為深0.125英寸，寬0.125英寸，截面積大約為0.016平方英寸。微槽的間距可以為1英寸。這些尺寸可以改變，以適應不同類別和/或厚度的增強纖維材料。如果制件特別大，為能將樹脂迅速分配到制件的所有部位，可以增大主供料槽的截面積。類似地，也可在芯子12上設置多個主供料槽14，如圖10所示。
另外，可以減小主供料槽或微槽的橫截面積，以限制樹脂流動，增加樹脂在某一特定區域內的停留時間，還可以在供料槽中放置可暫時阻斷樹脂流的樹脂“熔斷器”，來增加樹脂停遛時間。熔斷器在與樹脂接觸一段已知的時間后便會被溶解，這段時間的長短可由熔斷器的長度來設定。例如，對于乙烯基酯樹脂，已成功地使用了泡沫聚苯乙烯熔斷器。也可以終止供料槽，以改變樹脂的流向。
主供料槽14可使樹脂由一個芯子流向相鄰的另一芯子。可以在芯子上做出通孔，以使不同的主供料槽相連。可以同時向每一主供料槽輸送樹脂，以形成并行的回路，或是按規定的順序向每一主供料槽輸送樹脂，以形成串聯的回路，這要取決于待浸漬制件的幾何形狀和尺寸。另外，主供料槽可以彼此間互相獨立，形成單獨的回路。
浸漬后，留出足夠的時間使樹脂固化。在固化后，微槽18中充滿了固體樹脂。這些樹脂起到了橫向的鎖定連接作用，它可以提高纖維增強復合材料與芯子間連接的層間剪切強度。留在槽網路中的樹脂也可增大纖維增強表層與芯子間的剝離強度。
芯子的實際排列方式、形狀及數量要視所需的最終產品而定。例如，圖3所示的為三角形芯子。三角形芯子可在至少兩個面上設置主供料槽42。中間的三角形芯子可在三個面上設主供料槽。微槽按前面所述的方式設在表面上。一組三角形芯子可排成一列，以形成平臺板。在這個例子中，通過管子46輸送的樹脂，由中間的芯子開始浸漬，順序地向兩邊緣擴展，如圖4中陰影部分48所示。
圖5示出了拱形的芯子50。拱形芯子50在一個面上有主供料槽52和由供料槽輻射出去環繞芯子的微槽網路54。拱形芯子可用來制造帶曲面的結構，如船身或拱門。
如圖6和圖7所示，在本發明的另一個實施例中，芯子60帶有如前所述的主供料槽62。分配媒介64貼近芯子表面。媒介由可在真空狀態下保持通路暢通的結構構成的網絡通路組成。例如，媒介可以由細絲交叉排布，在每個交叉點處設有柱狀件，將細絲與芯子表面隔開一定距離，或是條帶排列成的格柵狀結構，或是稀樹織物纖維。例如在美國專利NO.4,902,215和5,025,906中論及了適宜的分配媒介，這里引為參考。然后，如同前面的敘述，將纖維材料66繞在分配媒介之外，將若干芯子排成所需最終品的形狀，再將真空袋68置于芯子和纖維材料之上，如前所述。將與樹脂源相連的樹脂輸送管70穿透真空袋68和纖維材料66插入主供料槽62的接頭72中。輸送管70與真空袋間以本領域中常用的方式進行密封。通過輸送管將樹脂輸送至主供料槽。樹脂通過主供料槽較迅速地流進分配媒介。樹脂由分配媒介滲透纖維材料。應留有適當的時間間隔使樹脂固化。
同微槽相比，樹脂分配媒介可使樹脂流動狀態更加均勻。因而，對較復雜的制件，更傾向于使用樹脂分配媒介，但是，要想節省樹脂，微槽則更好一些，因為流過微槽的樹脂量較少。
在圖11至13所示的另一個實施例中，用帶有表面結構的金屬板104，如薄鋼板，將真空袋與模子做成一體化的單一工具102。板材應有足夠的剛性以保持作為模子的形狀，同時又要有足夠的撓性，以便在浸漬樹脂時在真空狀態下可壓緊制件，這一點后面還要深入討論。實踐證明，板厚為0.25英寸或更薄比較合適。也可以用塑料或復合材料，如金屬和塑料疊層板，制成的帶表面結構的板材。
表面結構最好是在板104的一面加工出相距很近的凸起部分108，在板的另一面則有對應的凹入部分106。相距很近的凸起部分108之間形成的凹槽110則成為樹脂分配網路。例如，凸起部分可以是六邊形。其最大尺寸在3/8英寸至7/16英寸之間。凹槽深度為0.03英寸被證明比較合適。帶這種表面結構的板材很容易制造，New Jersey州的Ardmore Textured Metal of Edison有產品可供。如果需要，也可以只在板的一側做出表面結構，即凸起部分的背面沒有對應的凹入部分。
板104根據模子112所需的形狀成形，模子112的與待浸漬制件相對的模腔118的內壁由帶板的帶有凸起的部分制成。主供料槽114在板104上的所需位置處直接成形，而不是如前所述設在芯子上。主供料槽的尺寸可如前所述。真空出口通道環繞著工具的周圍。
在制做復合構件時，纖維纏繞層放置在模腔118中的靠近工具的帶有表面結構的表面上，工具用膠帶或其它在本技術領域中常用的密封方法密封。如果不需將表面結構保留在制件上，可以使用剝離層。若需要將表面結構保留在制件表面上，就無需使用剝離層。在制件上形成的表面結構可使制件的強度增大，并且，從美觀的角度看，有時也是需要的。纖維纏繞層也包括前面論及的用纖維材料包覆的芯子。在工具的內部抽真空，帶表面結構的板被吸并貼近纖維纏繞層，凸起部分的頂部與纖維纏繞層接觸，凹槽保持暢通，從而形成了樹脂可在其中流過的窄小的互相連接的網路通路。在真空狀態下，樹脂首先被抽吸進入主供料槽，然后再進入凹槽。樹脂可由凹槽完全浸漬纖維材料，最后流到環繞制件的真空出口通道。留出足夠的時間使樹脂固化。固化后，將制件從工具中取出。
在另一個實施例中，帶表面結構的板可作為蓋子與常規模子一起使用。纖維纏繞層放置在模子的表面上。帶表面結構的板置于纖維纏繞層上，可以任何適宜的方式與模子密封。在靠近常規模子的表面處，也可使用輔助的樹脂分配媒介。樹脂浸漬過程與前面所述的過程相同。
帶表面結構的板還可用做母模，該母模用于由其它材料，如陶瓷，來制造工具。然后，該工具用做樹脂浸漬的模子。這時，板構成工具的負像，即板帶有凹入的一面，以用來制造工具。制出的工具具有這樣的形狀，即由凹槽分隔開許多凸起部分，這就形成了前面所述的樹脂分配媒介。在真空狀態下，陶瓷模子基本不會撓性變形，以壓緊在制件上。這時單獨的真空袋要同模子一起使用，如同在已有技術中人們所熟悉的那樣。
本發明并不僅局限于所述的特定實施例，而僅受到所附權利要求的限定。
權利要求
1.一種用真空加力樹脂壓鑄法制造復合結構的工具，包括模子表面和真空袋，該真空袋與模子表面相配合，可容放待浸漬樹脂結構的模腔；所述真空袋至少部分地由第一表面帶有凸起部分的表面結構的金屬板制成，凸起部分相距很近，其間形成凹槽，凹槽成為互相連通的樹脂分配網路；和主供料槽，其橫截面積比凹槽的橫截面積大，所述主供料槽與凹槽連通，設在工具的一個部分上，可將樹脂輸送到樹脂分配網絡。
2.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，真空袋和模子是整體的。
3.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，部分真空袋形成了模子表面，真空袋和模子是整體的。
4.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，凹槽的深度大約為0.03英寸。
5.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，凸起部分基本為六邊形，最大尺寸在3/8至7/16英寸之間。
6.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，制造部分真空袋的板材包括薄鋼板。
7.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，部分真空袋用板制成，該真空袋具有足夠的剛性，以保持其形狀，所述真空袋還具有足夠的撓性，以在樹脂壓鑄過程中在真空狀態下壓緊在構件上。
8.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，制造部分真空袋的板材厚度為0.25英寸或更薄。
9.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，板材在另一面上帶有對應于凸起部分的凹入部分。
10.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，還包括在真空袋上做出的環繞工具周圍的真空出口通道。
11.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，真空袋和模子可以密封，以形成模腔。
12.一種制造復合結構的方法，包括提供一種用真空加力樹脂壓鑄法制造復合結構的工具，該工具包括模子表面和真空袋，該真空袋與模子表面相配合，可容放待浸漬樹脂的結構的模腔，所述真空袋至少部分地由第一表面帶有凸起部分形成的表面結構的金屬板制成，凸起部分相距很近，其間形成凹槽，凹槽成為互相連通的樹脂分配網絡，和主供料槽，其截面積比凹槽的橫截面積大，所述主供料槽與凹槽連通，設在工具的一個部分上，可將樹脂輸送到樹脂分配網路；提供欲在模腔中壓鑄的制件；將模腔密封；將未固化的樹脂源同主供料槽連接；將模腔內部與真空出口連接；加力，使未固化樹脂通過主供料槽和樹脂分配網路進入真空出口，以充滿模腔中的制件，從而使該制件浸漬；和使樹脂固化，以制成復合結構。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，真空袋和模子是整體的。
14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，部分真空袋形成了模子表面，真空袋和模子是整體的。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，凹槽的深度大約為0.03英寸。
16.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，凸起部分基本為六邊形，最大尺寸在3/8至7/16英寸之間。
17.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，制造部分真空袋的板材包括薄鋼板。
18.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，部分真空袋用板制成，所述真空袋具有足夠的剛性，以保持其形狀，所述真空袋還具有足夠的撓性，以在樹脂壓鑄過程中在真空狀態下壓緊在構件上。
19.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，制造部分真空袋的板材厚度為0.25英寸或更薄。
20.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，板材在另外一面上帶有對應于凸起部分的凹入部分。
21.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，在提供工具的步驟中，工具還包括在真空袋上做出的環繞工具周圍的真空出口通道。
22.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，將未固化樹脂源同主供料槽相連接的步驟包括在真空袋上開孔，和把通往樹脂源的輸送管插進供料槽。
23.一種制造復合結構的方法，包括提供芯子，該芯子帶有外周圍表面和分布在至少部分外周圍表面上的供料槽；提供貼近至少部分芯子的外周圍表面并且同芯子的外周圍表面上的供料槽相連通的樹脂分配網路；用纖維材料覆蓋至少部分芯子和樹脂分配網路；將被覆蓋的芯子密封在成型結構中，成型結構的第一部分至少包括模子，成型結構的另一部分至少包括一個撓性部分，該撓性部分在真空狀態下壓緊在被覆蓋的芯子的對應部分；將未固化的樹脂源通過成型結構與供料槽相連通；將成型結構的內部與真空出口相連通；加力，使未固化的樹脂通過供料槽和樹脂分配網路進入真空出口，以填充在芯子和成型結構之間，從而將纖維材料浸漬；和使樹脂固化制成復合結構。
24.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路包括在芯子表面上形成的與供料槽連通的槽網路，槽的截面積小于供料槽的截面積。
25.根據權利要求24所述的方法，其特征在于，槽相對于供料槽橫向排布。
26.根據權利要求24所述的方法，其特征在于，至少部分槽環繞芯子形成起止于供料槽的環。
27.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路包括放置在靠近芯子表面的樹脂分配媒介。
28.根據權利要求27所述的方法，其特征在于，樹脂分配媒介包括形成交叉通道網絡的結構。
29.根據權利要求27所述的方法，其特征在于，樹脂分配媒介可以是交叉排布的細絲、條帶排列成的格柵狀結構、或稀松織物纖維；若是細絲，則在細絲交叉點處設有柱狀零件，以將細絲與芯子表面隔開一定距離。
30.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，還包括在用纖維材料覆蓋芯子和樹脂分配網路之前，在供料槽中放置至少一個連接接頭。
31.根據權利要求30所述的方法，其特征在于，將未固化的樹脂源同供料槽相連接的步驟包括在成型結構上的連接接頭處開孔，并將通向樹脂源的輸送管插進連接接頭。
32.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，還包括提供若干個芯子，每個芯子帶有外周圍表面和在表面上貫通芯子長度的供料槽，并將芯子彼此靠近，以排列成最終產品所需的形狀。
33.根據權利要求32所述的方法，其特征在于，芯子彼此靠近排列并使各供料槽基本對正。
34.根據權利要求33所述的方法，其特征在于，還包括在將芯子放入模子的步驟之前，用另外的纖維材料覆蓋彼此靠近排列的芯子。
35.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構是薄鋼板。
36.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構包含剛性模子和撓性袋。
37.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構是橡膠袋。
38.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構是硅酮袋。
39.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構是薄的復合板材。
40.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，成型結構包含剛性模子和撓性蓋。
41.根據權利要求40所述的方法，其特征在于，所述的蓋具有一真空槽，該真空槽環繞在由纖維材料覆蓋的芯子周圍。
42.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，供料槽和樹脂分配網路的尺寸和排布方式使樹脂在固化前能充分填充覆蓋芯子的纖維材料。
43.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是泡沫材料。
44.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是軟木。
45.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是混凝土。
46.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是矩形斷面的塊體。
47.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是三角形斷面的塊體。
48.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，芯子是具有曲面的塊體。
49.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，設有若干供料槽，這些供料槽至少槽貫在所述芯子的部分外周圍面上。
50.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，還包括在用未固化的樹脂填充成型結構時，要造成延遲。
51.根據權利要求50所述的方法，其特征在于，造成延遲的步驟包括在部分供料槽中，設置可被未固化的樹脂所溶解的材料。
52.根據權利要求50所述的方法，其特征在于，造成延遲的步驟包括部分供料槽變窄。
53.一種制造復合結構的方法，包括提供芯子，該芯子帶有外周圍表面和穿過至少部分外周圍表面的供料槽；提供貼近至少部分芯子的外周圍表面并且同芯子的外周圍表面上的供料槽相連通的樹脂分配網路；用纖維材料覆蓋至少部分芯子和樹脂分配網路；將被覆蓋的芯子放入模子中；將覆蓋的芯子密封在與模子貼緊的袋中；將未固化的樹脂源通過袋子與供料槽相連通；將袋的內部與真空出口相連通；加力，使未固化的樹脂通過供料槽和樹脂分配網路進入真空出口，以填充在芯子和模子和袋之間，從而將纖維材料浸漬；和使樹脂固化制成復合結構。
54.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路包括在芯子表面上形成的與供料槽連通的槽網路，槽的截面積小于供料槽的截面積。
55.根據權利要求54所述的方法，其特征在于，槽相對于供料槽橫向排布。
56.根據權利要求54所述的方法，其特征在于，至少部分槽環繞芯子形成起止于供料槽的環。
57.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路是放置在靠近芯子表面的樹脂分配媒介。
58.根據權利要求57所述的方法，其特征在于，樹脂分配媒介為可形成交叉通道網絡的結構。
59.根據權利要求57所述的方法，其特征在于，樹脂分配媒介可以是交叉排布的細絲、條帶排列成的格柵狀結構、或稀松織物纖維；若是細絲，則在細絲交叉點處設有柱狀零件，以將細絲與芯子表面隔開一定距離。
60.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，還包括在用纖維材料覆蓋芯子和樹脂分配網路之前，在供料槽中放置至少一個連接接頭。
61.根據權利要求60所述的方法，其特征在于，將未固化的樹脂源與供料槽相連通的步驟包括在袋的連接接頭處開孔，并將通向樹脂源的輸送管插進連接接頭。
62.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，還包括提供若干個芯子，每個芯子具有外周圍表面和在表面上貫通芯子長度的供料槽，并將芯子彼此靠近，以排列成最終產品所需的形狀。
63.根據權利要求62所述的方法，其特征在于，芯子彼此靠近排列，并使各供料槽基本對正。
64.根據權利要求62所述的方法，其特征在于，還包括在將芯子放入模子的步驟之前，用另外的纖維材料覆蓋彼此靠近排列的芯子。
65.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，供料槽和樹脂分配網路的尺寸和排布方式使樹脂在固化前能充分填充覆蓋芯子的纖維材料。
66.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是泡沫材料。
67.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是軟木。
68.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是混凝土。
69.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是矩形斷面的塊體。
70.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是三角形斷面的塊體。
71.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，芯子是帶有曲面的塊體。
72.根據權利要求53所述的方法，其特征在于，設有若干供料槽，這些供料槽至少橫貫在所述芯子的部分外周圍面上。
73.一種整體的復合結構，包括帶有外周圍表面和設在至少部分外周圍表面上的供料槽的芯子；靠近芯子外周圍表面和芯子外周圍表面上的供料槽的樹脂分配網路；覆蓋芯子、供料槽和樹脂分配網路的纖維材料；和充滿纖維材料、供料槽和樹脂分配網路的固化的樹脂。
74.根據權利要求73所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路包括在芯子表面上形成的與供料槽連通的槽網路，槽的截面積小于供料槽的截面積。
75.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，槽相對于供料槽橫向排布。
76.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，至少部分槽環繞芯子形成起止于供料槽的環。
77.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，樹脂分配網路是放置在靠近芯子表面的樹脂分配媒介。
78.根據權利要求77所述的方法，其特征在于，樹脂分配媒介可以是交叉排布的細絲、條帶排列成的格柵狀結構或稀松織物纖維；若是細絲，則在細絲交叉點處設有柱狀零件，以將細絲與芯子表面隔開一定距離，
79.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，還包括若干個芯子，每個芯子帶有外周圍表面和在表面上貫通芯子長度的供料槽，這些芯子彼此靠近排列。
80.根據權利要求79所述的方法，其特征在于，芯子彼此靠近排列，并使各供料槽基本對正。
81.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是泡沫材料。
82.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是軟木。
83.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是混凝土。
84.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是矩形斷的塊體。
85.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是三角形斷面的塊體。
86.根據權利要求74所述的方法，其特征在于，芯子是帶有曲面的塊體。
全文摘要
包含有樹脂分配網路的大型復合結構由真空加力樹脂壓鑄法制成。樹脂分配網路由真空袋和模子一體化的帶表面結構的金屬板(104)構成。表面結構的形狀為:在板的一面上的凸起部分(108),而板的另一面有相對應的凹入部分。凸起部分之間的凹槽形成了樹脂分配網路。纖維纏繞制件置于帶表面結構的板(104)上,凸起部分朝向纏繞制件。在板(104)上還有直接做出的主供料槽(114)。在真空狀態下,將樹脂輸送進主供料槽,樹脂由主供料槽流過帶表面結構的板(104)上的凹槽,以浸漬纏繞制件。
文檔編號B29C33/00GK1190927SQ96195474
公開日1998年8月19日 申請日期1996年6月4日 優先權日1995年6月7日
發明者喬治·C·圖尼斯三世, 威廉·H·澤曼三世, 安德魯·P·佩雷拉, 理查德·K·哈拉德森, 威廉·E·埃弗里特, 埃弗里特·A·皮爾遜 申請人:精算系統有限公司