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CN103429409B - 制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带的纤维复合材料的方法和装置 - Google Patents

制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带的纤维复合材料的方法和装置 Download PDF

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CN103429409B CN201280012839.6A CN201280012839A CN103429409B CN 103429409 B CN103429409 B CN 103429409B CN 201280012839 A CN201280012839 A CN 201280012839A CN 103429409 B CN103429409 B CN 103429409B
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Abstract

本发明涉及一种用于制造纤维复合材料的装置（1），所述纤维复合材料的形式为利用聚合物浸渍的纤维带（2），该装置具有用于输送纤维带坯件（4）并且用于沿加工路径（5）运输纤维带（2、4）的运输装置（3）。预加热装置（9）用于将纤维带坯件预加热到一高于聚合物熔点的加工温度。涂覆装置（12）用于在纤维带坯件（4）的整个宽度上将熔化的聚合物涂覆到纤维带坯件（4）的表面上。至少一个压力-剪力-振动加载装置（18、19）用于在涂覆聚合物之后垂直于带平面将压力施加在纤维带坯件（4）上，其中，在压力冲头（20）通过在带平面中并且横向于带行进方向的振动-运动分量（y）同时进行剪力-振动加载时，利用至少一个压力冲头（20）施加压力。至少一个控温装置用于直到压力-剪力-振动加载结束之后一直将纤维带坯件（4）保持在加工温度范围内，该加工温度范围高于聚合物熔点。由此实现了用于以尽可能低的制造费用在预定的浸渍质量下浸渍纤维带的制造方法以及制造装置。

Description

制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带的纤维复合材料的方法和装置
技术领域
本发明涉及制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带的纤维复合材料的方法和装置。
背景技术
用于加工或制造纤维带的方法和装置由以下文献已知：JP2688845B2、JP03146777A、JP03251408A、WO2009/074490A1、US2005/0221085A1、JP2007-076224A、JP2008-246782A、US3,422,796A、US4,059,068A、EP0397506A2、US5,798,068A、US4,588,538A、US3,873,389A、US3,993,726A、DE2507675A1、US4,300,878A以及US7,571,524B2。
发明内容
本发明的目的是，对开头所述类型的方法或装置这样加以改进，从而以尽可能低的制造费用在预定的浸渍质量的情况下浸渍纤维带。
该目的根据本发明通过具有权利要求1中所给出的特征的方法和具有权利要求7中所给出的特征的装置来实现。
根据本发明公开了：利用设置在后面的压力-剪力-振动加载的熔体涂覆物——如果纤维带坯件的温度高于聚合物熔点——实现聚合物熔体有效地结合到纤维带坯件的整个纤维体积结构中。通过压力-剪力-振动加载将还处于纤维带坯件内部的气体体积高效地排出。该方法可被连续地实施。该方法的产品可以是经浸渍的连续纤维带。可将连续纤维带坯件用作初始产品。将纤维带坯件保持在高于聚合物熔点的温度上确保了：聚合物不会不期望地在完全渗透和分布之前在纤维带坯件内部凝固在其上。这样地将温度保持在聚合物熔点之上的措施可以在压力-剪力-振动加载结束之后、甚至在静止间隔中仍继续采取。在实施给定的方法步骤之后可按规定的方式冷却所制成的、经浸渍的纤维带。纤维带可以具有多个连续纤维。替代地或附加地可能的是：将如下的织物带用作纤维带：其中单纤维沿不同于纵向方向的方向定向。也可以将其它的带形纤维结构——例如由无纺布组成——或者纺织品结构用作纤维带。基于压力-剪力-振动加载可以在纤维带的良好的聚合物渗透性的情况下、亦即在良好的浸渍的情况下实现纤维的较小的损坏甚至没有损坏。
根据权利要求2所述的力加载能够实现构成纤维带坯件的粗纱的期望的“开松”。在通过上浆剂彼此附着的粗纱内的长丝或单纤维在此彼此脱开，使得聚合物熔体能在这些单纤维之间渗透。力加载可以在粗纱被聚集成纤维带坯件之后进行。
根据权利要求3所述的纤维带坯件提供特别适合于制造连续纤维带。
根据权利要求4所述的涂覆避免了高成本地向外密封处于压力下的涂覆空间。令人惊奇地证明了，根据本发明的压力-剪力-振动加载能在正常环境压力下实现聚合物涂覆。
根据权利要求5所述地多次进行压力-剪力-振动加载提高了制造方法的效率。不同的压力-剪力-振动加载装置的横向-运动分量可以同步反向地、也就是说以反向脉冲/推挽（Gegentakt）方式被控制。在相继进行的压力-剪力-振动加载之间可以有针对性地分别设置一静止间隔，其中纤维带坯件在预定的时间段内不被加载压力振动和/或剪力振动。
根据权利要求6所述的从两侧进行的压力-剪力-振动加载可以通过在加工路径中相继布置的压力加载装置进行。或者也可以从两侧同时进行压力-剪力-振动加载。从两侧进行的压力-剪力-振动加载也能以横向-运动分量的同步反向地、也就是说以被控制的反向脉冲的方式进行。
根据权利要求7所述的装置的优点相应于那些上述的参考根据本发明的方法已经说明过的优点。为了抽取粗纱，可以使用具有筒管的筒管架，在这些筒管上缠绕了相应的粗纱。制造装置可以具有用于将粗纱聚集成纤维带坯件的聚集装置。沿加工路径可以有针对性地设置用于使纤维带坯件转向的转向元件。转向元件可以被加热。制造装置可以具有在压力-剪力-振动加载和必要时还跟随在后的静止间隔结束之后的冷却装置。冷却装置可以设计为辊对并且可以具有额外的冷却板。在压力-剪力-振动加载中可以集成有用于将纤维带坯件保持在一高于聚合物熔点的温度的控温装置。这种控温装置例如可以耦合在反压体上。压力-剪力-振动加载的频率可以处于1Hz到40Hz的范围中。剪力-振动加载的振幅可以处于0.1mm到5mm的范围中。压力-剪力-振动加载的压力可以处于0.01MPa到2MPa的范围中。
根据权利要求8所述的剪力-加载装置能实现纤维带坯件的高效“开松”。剪力-加载装置可以具有多个相继布置在纤维带坯件的加工路径中的辊，通过这些辊以之字形的方式导引纤维带坯件。剪力-加载装置也可以布置在形成纤维带坯件的粗纱被聚集之后。在剪力-加载装置中剪力通常以横向于纤维带的带平面的力分量起作用。该作用方向与在压力-剪力-振动加载中的主要作用方向不同，其中主要在带平面中实现剪力。
根据权利要求9所述的宽口喷嘴能实现聚合物熔体在纤维带坯件上的高效涂覆。宽口喷嘴可以布置在用于使聚合物熔化的挤出装置的输出端上。可以设置两个彼此在带平面的两侧上相对设置的宽口喷嘴，通过这些宽口喷嘴从两侧将聚合物熔体涂覆到纤维带坯件上。
根据权利要求10所述的压力-剪力-振动冲头实现了聚合物熔体向纤维带坯件中的高效结合。压力冲头的廓形可以对称地设计，使得进入部段和离开部段具有相同的廓形。或者压力冲头具有不对称的廓形也是可能的。
根据权利要求12所述的压力-剪力-振动冲头同时具有反压体的功能。
根据权利要求13所述的反压体同时实现了高于聚合物熔点的、期望的纤维带坯件温度控制。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明的实施例。图中示出：
图1示出用于制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带的纤维复合材料的装置的侧视图；
图2示出根据图1的装置的透视剖面图，其中可更清楚地看出纤维带的引导的细节；
图3示出图1的在制造装置的两个前后布置的振动-压力加载装置的区域中的局部放大图；
图4示出压力-剪力-振动加载装置的透视细节图；
图5示出压力-剪力-振动加载装置的侧视图；
图6示意性地且局部地以与图5对应的侧视图示出用于压力-剪力-振动加载装置的压力-剪力-振动冲头的替代廓形；
图7以另一个透视图示出压力-剪力-振动加载装置之一的细节图；和
图8透视地示出压力-剪力-振动加载装置的一个变体的在两个相对设置的压力-剪力-振动冲头的区域中的细节。
具体实施方式
装置1用于制造形式为利用聚合物浸渍的纤维带2的纤维复合材料，该纤维带也被称为带条。
制造装置1具有运输装置3，其用于将纤维带坯件4输送到制造装置1的加工部件并且用于沿加工路径5运输纤维带4、2、也就是说首先运输纤维带坯件4而随后运输制成的、经浸渍的纤维带2。如果还未实现最终加工状态、也就是说带条（纤维带2），则在下文中使用术语“纤维带坯件”4（纤维带4）。纤维带2、4沿加工路径5的、通过运输装置3预定的运输速度处于2.5m/min至25m/min的范围中，特别是处于7.5m/min至25m/min的范围中。纤维带4、2沿加工路径5的输送方向在图1中通过多个箭头表明。
纤维带坯件4沿y方向的宽度在几毫米到300mm的范围中。另外，纤维带坯件4沿y方向的更大的宽度也是可能的。纤维带坯件4沿z方向的厚度为大约0.5mm。玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺、玄武岩、聚酯或天然纤维可以用作纤维带坯件4的纤维材料。
加工路径5开始于示意性示出的筒管架6的图1中未示出的筒管。从那里借助于运输装置3拉出在筒管架6的多个粗纱筒管上提供的粗纱7或者说纤维纱线并且以未示出的方式使它们聚集成纤维带坯件4。粗纱7是无捻的连续的复丝。在筒管架6的筒管上分别卷绕有几千克的粗纱7。筒管架6的筒管被以固定的张力抽拉。粗纱7以无扭转的方式被输送给聚集装置。当被聚集时粗纱7被彼此并置成纤维带坯件4。纤维带坯件4在其宽度上——也就是说在y方向上——在预定的公差范围内具有恒定的纤维密度。
纤维带坯件4的粗纱7被利用上浆剂、即所谓的浆液处理。在粗纱被聚集成纤维带坯件4之后，该纤维带坯件4经过在图1中同样被示意性地示出的开松装置8。开松装置8是一种剪力-加载装置。在那里，纤维带坯件4首先被有针对性地加载具有垂直于带平面的力分量的剪力S，用以使各个粗纱7内的单丝彼此脱开。开松装置8可以如图1中所表明地那样在粗纱被聚集之后布置在加工路径5中，但也可以替代地布置在粗纱被聚集之前。
为了说明位置关系，下面使用坐标形式的xyz坐标系。x方向在图1中向左延伸。y方向在图1中垂直于绘图平面延伸并且从其中向外伸出。z方向在图1中向上延伸。
开松装置8可以通过多个前后布置的辊实现，这些辊沿y方向——也就是说横向于带行进方向x地——延伸并且它们被纤维带坯件4曲折地或之字形地围绕。
从粗纱被聚集起在这个加工阶段中也被称为干燥的纤维带的纤维带坯件4首先被平行于x方向输送。纤维带坯件4的带平面平行于xy平面延伸。
在开松装置8之后并且在粗纱被聚集成纤维带坯件4之后，其被平行于x方向地导引经过接触-预加热装置9。该接触-预加热装置具有接触体10（参见图3），该接触体通过具有加热元件11的加热单元被加热到理论预加热温度。该加热元件11设计为多个在加工路径5中前后横向于加工路径延伸的加热棒的形式，它们共同形成接触体10。纤维带坯件4沿接触体10与其热传递地、机械地接触。理论预加热温度选择成，使纤维带坯件4通过与接触体10的接触被预加热到一高于浸渍聚合物熔点的加工温度。
在纤维带坯件4的与接触-预加热装置9的接触体10相对设置的一侧上布置有涂覆装置12。涂覆装置12用于将以熔体体积13保持的聚合物在纤维带坯件4的整个y宽度上涂覆在纤维带坯件4的表面13a上。
可以将热塑性塑料用作浸渍聚合物。其例子包括：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、其它聚烯烃以及这些聚烯烃的共混物、SAN（苯乙烯/丙烯腈）、PA（聚酰胺）、例如PA6、PA6.6、PA6.6T、PA12、PA6.10、ASA（丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯）、PC（聚碳酸酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PPS（聚苯硫醚）、PSU（聚砜）、PES（聚醚砜）、PEEK（聚醚醚酮）或共混聚合物，例如PC/PBT。也可以将热固塑料用作浸渍聚合物，其可以作为在B阶段/工段（乙阶段酚醛树脂）中的熔体被涂覆。
涂覆装置12具有宽口喷嘴14。该宽口喷嘴通过喷嘴通道15与熔体体积13流体连接。熔体体积13是制造装置1的挤出装置16的排出体积。由于通过接触-预加热装置9对纤维带坯件4的预加热以及由于通过额外的控温装置对纤维带4、2的进一步加热，在纤维带坯件4上涂覆的浸渍聚合物在加工路径5的继续行进期间直至被布置在运输装置前方的冷却装置17为止一直被保持在高于浸渍聚合物的熔点的加工温度。
在涂覆了浸渍聚合物之后，纤维带坯件4也被称为经涂覆的纤维带或经聚合物涂覆的纤维带4a。
宽口喷嘴14在根据图1的布置结构中被布置在纤维带坯件4的上方，而接触体10被布置在纤维带坯件4的下方。
通过宽口喷嘴14将聚合物熔体涂覆到纤维带坯件4上的过程在聚合物不过剩的情况下进行，因此聚合物熔体在纤维带坯件4的整个表面上——也就是说特别是在纤维带坯件4的整个y宽度上——的分布在预定的公差内是均匀的。
在熔化的浸渍聚合物在纤维带坯件4上的涂覆位置的周围环境中存在正常压力。一旦浸渍聚合物离开宽口喷嘴14，则浸渍聚合物也就不再处于过压下。
在纤维带坯件4的后续的加工路径5中与涂覆装置12前后地布置有两个压力-剪力-振动加载装置18、19。这两个压力-剪力-振动加载装置18、19——从它们的空间位置上看——构造相同，因此在下面仅需对第一压力-剪力-振动加载装置18进行详细描述就足够了。
图5示出压力-剪力-振动加载装置18的主要组件。其具有压力-剪力-振动冲头20。该振动冲头用于垂直于其带平面地对经聚合物涂覆的纤维带坯件4施加压力（压力FD）。压力-剪力-振动冲头20近似沿正的z方向施加压力。与压力加载同时地进行压力-剪力-振动冲头20的剪力-振动加载，该剪力-振动具有沿y方向的振动运动分量、也就是说在带平面中并且横向于带行进方向（x方向）的振动运动分量。
可以将偏心机构、摆升机构/曲线机构（Pendelhub-Mechanik）、气动缸、液压缸、电磁激励器或压电激励器用作沿y方向的振动的振动驱动装置。
在通过压力-剪力-振动加载装置18进行加工时，在压力冲头20和反压体21之间导引纤维带坯件4。反压体21借助于一在图5中示出的控温装置22又被加热到一理论温度，使得纤维带坯件4在它与反压体21接触的位置被保持在一高于浸渍聚合物熔点的加工温度上。纤维带坯件4特别是直到在压力-剪力-振动加载结束后一直被保持在该高于浸渍聚合物熔点的加工温度或加工温度范围上。
压力-剪力-振动冲头20具有冲头头部23，该冲头头部在压力-剪力-振动加载过程中与纤维带坯件4接触。冲头头部23也被称为冲头靴（Stempelschuh）。冲头头部23的接触面具有特定廓形并且沿加工路径5具有进入部段24、压力-剪力-振动加载部段25和离开部段26。进入部段24构造为斜面，从而在冲头头部23和纤维带坯件4之间的间距在沿加工路径5的输送方向上连续减小。压力-剪力-振动加载部段25设计为平坦的并且平行于反压体21的同样设计为平坦的接触面27延伸。离开部段26同样构造为斜面并且这样构造，从而在冲头头部23和纤维带坯件4之间的间距在沿加工路径5的输送方向上连续增大。总体上，冲头头部23设计为鼓凸形的。
借助于压力-剪力-振动冲头20的压力-剪力-振动加载在纤维带坯件4的整个宽度上进行并且横向于带行进方向进行。
压力-剪力-振动加载装置18的压力FD通过气动缸形式的压力源29的压力活塞28产生。被冲头头部23施加到纤维带坯件上的压力处于0.01MPa到2MPa的范围中。
冲头头部23沿+/-y方向的振动以一在1Hz至40kHz的范围中的、可预定的频率进行。冲头头部23沿y方向的振幅为5mm（+/-2.5mm）。在示出的实施方式中，振幅为5mm，振动频率为5Hz。
冲头头部23在压力-剪力-振动加载装置18的支撑体30上通过两个沿z方向延伸的引导杆31可动地导引。
冲头头部23的振动加载可以借助于压电驱动装置进行，该压电驱动装置被安置在接合体32上，冲头头部23通过燕尾形导向件33与该接合体机械连接。
在两个压力-剪力-振动加载装置18之间通过转向边使纤维带坯件4转向，该转向边要么由压力-剪力-振动加载装置18的反压体21形成，要么由图3中示意性示出的转向元件34形成。转向元件34可以设计为经过加热的心轴（Dorn）。沿经聚合物涂覆的纤维带坯件4的加工路径5可以设置多个这种转向元件34。
两个压力-剪力-振动加载装置18、19的压力-剪力-振动冲头20相互间相对于纤维带坯件4的带平面沿加工路径5这样设置：使得在涂覆浸渍聚合物之后对沿加工路径5输送的纤维带坯件4部段的压力-剪力-振动加载由纤维带坯件4的两侧通过这两个压力-剪力-振动加载装置18、19的两个压力-剪力-振动冲头20进行。
在压力-剪力-振动加载的一个替代设计方案中也可以设置在加工路径5中依次布置在纤维带坯件4的相同侧上的压力-剪力-振动冲头20。这种设计方式在图3中以虚线示出。
在压力-剪力-振动加载结束之后，纤维带坯件4也被称为经浸渍的纤维带4b。
冷却装置17具有两个相对运转的冷却标定辊（Kuehl-Kalibrier-Rollen）35，经浸渍的纤维带在这两个冷却标定辊之间穿过。在经过辊35之后，由经浸渍的纤维带坯件4获得制成的浸渍纤维带2。由于纤维带2被冷却到聚合物熔点之下的温度，纤维带2被固化、也就是说被加固。
通过这两个冷却标定辊35可以在具有或不具有宽度界限的情况下、也就是说在具有或不具有沿y方向的侧面界限的情况下导引纤维带2。在两个辊35之后，冷却装置17还可以具有冷却板，该冷却板未在附图中示出并且纤维带2借助于该冷却板无压力地经历进一步的冷却。
纤维带2在冷却装置17之后经过运输装置3的两个以相反转动方向运动的连续传送带36。在经过运输装置3之后，经浸渍的纤维带2通过在图2中示意性示出的辊37卷起。
在制造利用浸渍聚合物浸渍的纤维带2时，首先提供在筒管架6上的各自具有粗纱的筒管。在抽出粗纱之后将粗纱聚集成纤维带坯件4并且利用开松装置8使之开松。所述开松使得浸渍聚合物能渗透到各单纤维之间，而不会受到由于浆液粘住的粗纱区域的妨碍。纤维带坯件4随后被利用接触-预加热装置9首先预加热到高于浸渍聚合物熔点的加工温度。随后，利用涂覆装置12将熔化的浸渍聚合物在纤维带坯件4的整个宽度上涂覆在其表面13a上。在这种涂覆进行的同时，纤维带坯件在正常环境压力下沿加工路径5被运输装置3输送。所涂覆的、液态的浸渍聚合物此时一直渗透到纤维带坯件4中直到在纤维带坯件4中包含的空气使进一步的和完全的渗透变得更困难为止。随后，通过图1中的压力-剪力-振动加载装置18从下方并且在此之后利用图1中的压力-剪力-振动加载装置19从上方以垂直于带平面的方式利用压力冲头20对纤维带坯件4加载压力并且同时进行压力-剪力-振动冲头20的剪力-振动加载。该振动加载的振动运动分量沿y方向、也就是说在xy带平面中横向于带行进方向延伸。在振动加载时，在相应的压力冲头20和相应的反压件21之间导引纤维带坯件4。在剪力-振动加载期间，控温装置22将反压体21保持在加工温度上并且通过与该反压体的机械热接触将纤维带坯件4保持在加工温度上，直到压力-剪力-振动加载结束之后。
纤维带坯件4的温度不会超过380℃。在特定的、特别是耐热的材料的情况下也可以使用更高的加热温度，例如400℃。纤维带坯件4的更高的加热温度也是可能的。
在压力-剪力-振动加载中横向于纤维带坯件4的纤维的聚合物熔体剪力改善了单纤维在压力-剪力-振动加载的作用路段上的浸润。该作用路段相应于压力-剪力-振动加载部段25的延展（尺寸）并且在根据图5的实施方式中处于10mm到50mm的范围中。
通过压力-剪力-振动加载高效地对纤维带坯件4排气，因此液态的浸渍聚合物实际上能渗透到纤维带坯件4的粗纱的单纤维之间的所有间隙中。纤维带坯件4被以这种方式完全并且均匀地且实际上不含残留气穴地浸渍。相应地，经浸渍的纤维带2内的孔隙度、也就是说剩余空气体积相对于纤维带体积较小。该孔隙度可以具有0Vol%（体积百分比）到10Vol%的范围中的值、特别是0Vol%到5vol%的范围中的值。
在浸渍后，纤维带2内的纤维含量为35Vol%至65Vol%。
压力-剪力-振动加载的频率、振幅和压力是与相应待加工的材料组合相协调的参数。在此有影响的包括：纤维带坯件4的纤维材料、纤维带坯件4的厚度和宽度、单纤维的直径、浸渍聚合物的材料和纤维带坯件4的单位面积的浸渍聚合物的涂覆量。原则上有影响的还包括组成纤维带坯件4的粗纱或精纺纱/细纱/短纤纱的性质。
通过从纤维带坯件4的两侧利用两个压力冲头进行的压力-剪力-振动加载，使浸渍聚合物有效地渗透到纤维带坯件4的内部、也就是说渗透到在纤维带坯件4的体积中延伸的各个纤维之间。
在多次相继的可能的压力-剪力-振动加载之间，纤维带坯件4沿加工路径5在没有压力加载的情况下运行，这也被称为“静止间隔”。在该静止间隔中，给予聚合物熔体均匀地分布在纤维带坯件4的纤维之间的机会。
聚合物熔体粘度、也就是说熔体流动指数（MFI）处于10g/min到150g/min的范围中，特别是处于30g/min到50g/min的范围中。小于10g/min的MFI值也是可能的。可以处理MFI值在20g/min到75g/min的范围中的以及MFI值在5g/min到25g/min的范围中的聚合物熔体、也就是说相对来讲粘性较高的聚合物熔体。
当聚合物熔体与纤维带坯件在宽口喷嘴14的出口处相遇时，纤维温度与熔体温度之差处于-20K到+50K的范围中。原则上，使该差的绝对值保持尽可能小。
图6示出用于压力-剪力-振动加载装置18和19的压力冲头20的冲头头部23的廓形的变体。与在上文中已参考压力-剪力-振动加载装置18、19进行说明的部件相对应的各部件具有相同的附图标记并且不再详细描述。
与根据图1至5的压力冲头23的不对称的廓形不同，替代的压力冲头23的廓形是关于一平行于yz平面的对称平面SE镜像对称的。进入部段24与离开部段26相应地相同地构造和成型。替代的压力冲头23的压力-剪力-振动加载部段38是平坦的并且平行于反压体21的对应面，其中，压力-剪力-振动加载部段38的x向延展（尺寸）大于根据图1至5的实施方式的压力-剪力-振动加载部段25的x向延展（尺寸）。
图8示出一可代替压力-剪力-振动加载装置18、19使用的压力-剪力-振动加载装置39的替代变型方案。在两个相对设置的压力-剪力-振动冲头40、41的区域中示出了压力-剪力-振动加载装置39，其中，该图示是局部的并且是透视的。压力-剪力-振动冲头40、41具有两个鼓凸形的冲头头部42、43。纤维带坯件4在这两个鼓凸形的冲头头部42、43之间穿过。纤维带坯件4的位于这两个冲头头部42、43之间的部段从两侧受到相对设置的压力-剪力-振动冲头40、41的压力-剪力-振动加载。在此，冲头头部42将压力FD1沿负的z方向施加到纤维带坯件4上，而冲头头部43将压力FD2沿正的z方向施加到纤维带坯件上。冲头头部43形成用于冲头头部42的反压体，而冲头头部42形成用于冲头头部43的反压体。每个冲头头部42、43向纤维带坯件4施加一在0.005MPa到1MPa的范围内的绝对压力。
压力-剪力-振动加载装置39设计成：使得压力-剪力-振动冲头40、41的冲头头部42、43的横向运动分量同步反向地在压力-剪力-振动加载中作用到纤维带坯件4上。这两个冲头头部42、43也就以反向脉冲方式工作，这一点通过图8中的沿y方向延伸的方向箭头44表明。如果冲头头部42在振动时沿负的y方向移动，则相对设置的冲头头部43沿正的y方向移动，反之亦然。
压力-剪力-振动冲头20的横向运动分量（+/-y）的相应的同步的反向作用也可以在压力冲头20的布置结构中直接相继地提供，这在图3中以虚线表明。
冲头头部42、43中的至少一个配备有按照用于反压体21的控温装置22的类型的控温装置45，因此纤维带坯件4在压力-剪力-振动加载中利用压力-剪力-振动加载装置39保持到高于浸渍聚合物熔点的加工温度。

Claims (14)

1.一种用于制造纤维复合材料的方法，所述纤维复合材料的形式为利用聚合物浸渍的纤维带(2)，所述方法具有以下步骤：
-提供纤维带坯件(4)并且沿加工路径(5)输送纤维带坯件(4)，
-将纤维带坯件(4)预加热到一高于聚合物熔点的加工温度，
-在纤维带坯件(4)的整个宽度上将熔化的聚合物涂覆到纤维带坯件(4)的表面上，
-在涂覆聚合物之后垂直于带平面地对纤维带坯件(4)施加压力，其中，利用至少一个压力冲头(20)在压力冲头(20)的剪力-振动加载的同时施加压力，该剪力-振动加载具有在带平面中并且横向于带行进方向的振动-运动分量(y)，
-至少是直到压力-剪力-振动加载结束之后为止一直将纤维带坯件(4)保持在加工温度范围内，该加工温度范围高于聚合物熔点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所提供的纤维带坯件(4)由多个聚集的粗纱(7)制成，其中，首先为了使各粗纱(7)内的单丝彼此脱开而对利用上浆剂处理过的纤维带坯件(4)有针对性地加载一剪力，该剪力具有垂直于带平面的力分量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括以下用于提供纤维带坯件(4)的步骤：
-在多个粗纱筒管上提供多个粗纱(7)，
-从粗纱筒管中抽取粗纱(7)并且使粗纱(7)聚集成纤维带坯件(4)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在正常环境压力下输送纤维带坯件(4)的同时向纤维带坯件(4)上涂覆聚合物。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在涂覆聚合物之后沿加工路径(5)多次相继地对纤维带坯件(4)的一部段进行压力-剪力-振动加载。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在涂覆聚合物之后从带平面的两侧对纤维带坯件(4)的一部段进行压力-剪力-振动加载。
7.一种用于制造纤维复合材料的装置(1)，所述纤维复合材料的形式为利用聚合物浸渍的纤维带(2)，所述装置具有：
-运输装置(3)，该运输装置用于输送纤维带坯件(4)并且用于沿加工路径(5)运输纤维带(2、4)；
-预加热装置(9)，该预加热装置用于将纤维带坯件(4)预加热到一高于聚合物熔点的加工温度；
-涂覆装置(12)，该涂覆装置用于在纤维带坯件(4)的整个宽度上将熔化的聚合物涂覆到纤维带坯件(4)的表面上；
-至少一个压力-剪力-振动加载装置(18、19；39)，所述至少一个压力-剪力-振动加载装置具有至少一个压力冲头(20；40、41)，所述至少一个压力-剪力-振动加载装置用于在涂覆聚合物之后利用压力冲头(20；40、41)在压力冲头(20)的剪力-振动加载的同时以垂直于带平面的方式对纤维带坯件(4)施加压力，该剪力-振动加载具有在带平面中并且横向于带行进方向的振动-运动分量(y)，其中，纤维带坯件(4)在压力冲头(20；40、41)和反压体(21；43、42)之间被导引，
-至少一个控温装置(22、34；45)，该至少一个控温装置用于直到压力-剪力-振动加载结束之后为止一直将纤维带坯件(4)保持在加工温度范围内，该加工温度范围高于聚合物熔点。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于在加工路径中布置在涂覆装置(12)上游的剪力-加载装置(8)，该剪力-加载装置设计成：首先为了使各粗纱(7)内的单丝彼此脱开而对利用上浆剂处理过的纤维带坯件(4)有针对性地加载一剪力(S)，该剪力具有垂直于带平面(xy)的力分量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在形成纤维带坯件(4)的粗纱(7)被聚集成纤维带坯件(4)之前对利用上浆剂处理过的纤维带坯件(4)加载所述剪力(S)。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述涂覆装置(12)具有宽口喷嘴(14)。
11.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，压力-剪力-振动冲头(20；40、41)具有冲头头部(23；42、43)，所述冲头头部包括进入部段(24)、压力-剪力-振动加载部段(25；38)和离开部段(26)。
12.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于多个沿加工路径(5)相继布置的压力-剪力-振动冲头(20)。
13.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于相对设置的压力-剪力-振动冲头(40、41)，其中，在涂覆聚合物之后从两侧通过两个相对设置的压力-剪力-振动冲头(40、41)对纤维带坯件(4)的一部段进行压力-剪力-振动加载。
14.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，反压体(21；43、42)与控温装置(22)相耦合。
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