NL1024076C2

NL1024076C2 - Werkwijze voor het vormen van een laminaat met een uitsparing.

Info

Publication number: NL1024076C2
Application number: NL1024076A
Authority: NL
Inventors: Abdoel Faziel Rajabali
Original assignee: Stork Fokker Aesp Bv
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-02-10
Also published as: JP2005059596A; RU2004124076A; CN1590085A; US7223318B2; EP1504888A1; EP1504888B1; CA2476785A1; RU2366579C2; BRPI0403231A; US20050037225A1; DE602004018434D1

Description

I I

Werkwijze voor het vormen van een laminaat met een uitspanne

De uitvinding betreft het vervaardigen van laminaten uit opeenvolgende lagen metaal en vezelversterkte hechtlagen. Dergelijke laminaten worden toegepast op aller-5 lei gebied, zoals in de luchtvaart en de ruimtevaart, bij transportmiddelen zoals containers en dergelijke. Bij bepaalde toepassingen worden de uit dergelijke laminaten ver- * vaardigde panelen onderling verbonden door tredevormige randen. Elk van de panelen bezit in dat geval een rand met een kleiner aantal lagen dan de rest van het paneel. De panelen worden zo aan elkaar verbonden dat de uitgespaarde treden in elkaar vallen, 10 waardoor een gladde overgang wordt verkregen. Vooral in de luchtvaart is een dergelijke verbinding gunstig, gezien de goede aërodynamische eigenschappen daarvan.

Zoals bekend worden dergelijke panelen vervaardigd onder verhoogde druk en temperatuur. De vezelversterkte hechtlagen worden daarbij geactiveerd ter verkrijging van de gewenste hechting. De treden moeten worden ondersteund door een hulpgereed-15 schap, zodanig dat ook ter plaatse van de randen de gewenste overdruk kan worden gegarandeerd. Het toegepaste hulpgereedschap is vaak van staal. Het heeft daardoor andere mechanische eigenschappen dan het vervaardigde laminaat. In het bijzonda: de stijfheid van het hulpgereedschap is groter dan die van het laminaat. Bovendien moet bedacht worden dat het laminaat bij het vervaardigen wordt samengedrukt. Niet alleen 20 worden de lagen daardoor enigszins platgedrukt, maar ook wordt daarbij een gedeelte van de vloeibare hars uit het pakket geperst Het hulpgereedschap moet derhalve een dikte bezitten die gelijk is aan die van het pakket lagen in samengedrukte toestand, hetgeen ook de dikte zal zijn in de gerede toestand van het laminaat. Hierdoor zal het gerede product de juiste toleranties verkrijgen.

25 In dit verband blijken de traditionele stalen hulpgereedschappen minder goed te voldoen. Bij elk laminaat moet een speciaal vervaardigd hulpgereedschap worden vervaardigd, dat de juiste dikte heeft. Doel van de uitvinding is daarom een werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat te verschaffen die deze nadelen mist Dat doel wordt bereikt door middel van een werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat 30 uit metaallagen alsmede tenminste een vezelversterkte hechtlaag die zich bevindt tussen de metaallagen, welk laminaat tenminste een gebied bezit dat een geringer aantal lagen heeft dan de rest van het laminaat, omvattende de stippen van: i 1024076 *

I

I 2 I 'het vormen van een stapel uit metaaüagen en tenminste een met een hechtmiddel

I geïmpregneerde vezellaag, welke stapel een eerste reeks opeenvolgende lagen bezit met I

I een andere oppervlaktegrootte dan een tweede opeenvolgende reeks lagen, zodanig dat I

I een van de reeksen lagen uitsteekt ten opzichte van de andere reeks lagen, I

I S -het plaatsen van een hulpgereedschap bij het uitstekende gedeelte van de uitste- I

I kende reeks lagen naast de andere reeks lagen, welk gereedschap een opbouw heeft die I

I gelijk is aan die van die andere reeks lagen, I

I -het onder verhoogde druk en temperatuur activeren van de vezelversterkte hecht- I

I lagen onder vorming van het laminaat I

I 10 Door de toepassing van een hulpgereedschap met dezelfde opbouw als het lami- I

naat worden verscheidene voordelen verkregen. Allereerst passen de mechanische ei- I

genschappen van een dergelijk hulpgereedschap beter bij die van het laminaat. Het ge- I

I drag van het hulpgereedschap ook onder druk past daardoor beter bij van het vervaar- I

digde laminaat. Zo ligt de stijfheid van het samengedrukte laminaat veel dichter bij die I

I 15 van het hulpgereedschap volgens de uitvinding dan bij die van een stalen hulpgereed- I

I schap. Daarnaast ligt de uitzettingscoëfficiënt van het samengedrukte laminaat even- I

I eens dichtbij die van het hulpgereedschap. Daardoor kan een gelijkmatiger aandrukking I

I van het gehele laminaat worden verzekerd, hetgeen de uniformiteit en hoogwaardige I

I maatvoering (tolerantie) van het daaruit vervaardigde paneel ten goede komt I

I 20 De werkwijze volgens de uitvinding kan op verschillende manieren worden uit- I

I gevoerd. Volgens een eerste mogelijkheid wordt een vooraf vervaardigd hulpgereed- I

I schap toegepast. Een dergelijke vooraf vervaardigd gereedschap is onder dezelfde druk I

I en temperatuur tot stand gekomen als het daarmee te vervaardigen laminaat Dit bete- I

I kent dat de dikte van het hulpgereedschap uitstekend zal passen bij de uiteindelijke I

25 dikte van het daarmee te vervaardigen laminaat. I

Volgens een tweede mogelijkheid omvat de werkwijze volgens de uitvinding: I

-het plaatsen van een reeks hulplagen op het uitstekende gedeelte van de reeks la- I

I gen die uitsteekt welke reeks hulplagen een opbouw heeft die gelijk is aan de opbouw I

I van de andere reeks lagen, I

I 30 -het onder verhoogde druk en temperatuur activeren van de vezelversterkte hecht- I

I lagen van de reeks hulplagen, alsmede I

-het tegelijk met het laminaat vormen van een hulpgereedschap uit de reeks hulp- I

I lagen. I

I 1024076 I

3 I l

Bij een dergelijke gang van zaken is een volledig uniforme vervaardigingswijze van het laminaat en het hulpgereedschap verzekerd. Dit komt de kwaliteit van het laminaat ten goede. Het laminaat en het hulpgereedschap kunnen elke vorm bezitten, bijvoorbeeld enkelvoudig of dubbelvoudig gekromd. Dat zelfde geldt voor het bijbeho-5 rende aandrukgereedschap.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een hulpgereedschap voor gebruik bij / de hiervoor beschreven werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat uit metaal-lagen alsmede tenminste een vezelversterkte hechtlaag die zich bevindt tussen de me-taallagen, welk laminaat een eerste reeks opeenvolgende lagen bezit die is terugge-10 sprongen ten opzichte van een tweede reeks lagen, onder vorming van tenminste een gebied met een geringer aantal lagen dan de rest van het laminaat, welk hulpgereedschap een reeks opeenvolgende hulplagen omvat die gelijk is aan de teruggesprongen reeks lagen.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de in de 15 figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

Figuur 1 toont een eerste variant van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een tweede variant van de werkwijze.

Figuren 3-7 tonen mogelijke samenstellen van het laminaat volgens de uitvinding.

20 Bij het vervaardigen van een laminaat worden op een verder niet weergegeven vormmal metaallagen 1-4 en afwisselend met een hechtmiddel geïmpregneerde vezel-lagen 5-7 (prepreg) op elkaar gestapeld tot een stapel 8. In het weergegeven voorbeeld bestaan de lagen 5-7 ieder uit twee gestapelde geïmpregneerde vezellagen. Het is mogelijk om één of meerdere geïmpregneerde vezellagen naar keuze tussen twee metaal-25 lagen op te nemen. Deze stapel omvat een gebied 9 met een geringer aantal lagen dan de rest van het laminaat, waardoor een trede 10 ontstaat.

Deze trede is verkregen doordat de reeks 11 uit de lagen 1,2, 5 en 6 een andere oppervlakte-afineting heeft dan de reeks 12 uit de lagen 3,4,7.

Bij het tot één geheel samenstellen van de lagen 1-7 tot een gereed laminaat 30 wordt het geheel onderworpen aan een verhoogde druk en temperatuur. De druk kan daarbij aanvullend regelmatig worden verdeeld door het aandrukgereedschap 13. Het aandrukgereedschap 13 kan vervaardigd zijn uit laminaat als het gaat om vlak, enkelvoudig gekromd of dubbelvoudig gekromd laminaat. Het aandrukgereedschap 13 kan 1024076_ I 4 I vervaardigd zijn uit metalen strips als het gaat om vlak of enkelvoudig gekromd lami- naat.

I Met als doel om ook in het uitstekende gebied 19 dat een geringer aantal lagen I bezit toch een voldoende aandrukking te verkrijgen, is het in zijn geheel met 14 aange- I 5 duide hulpgereedschap toegepast. Dit hulpgereedschap bestaat uit identieke lagen Γ, I 2\ 5’ en 6’ als de eerste reeks 11. Wel is het hulpgereedschap 14 omgekeerd, zodat de I met hechtmiddel geïmpregneerde vezellaag 6 gedurende het verhitten en aandrukken niet gaat hechten aan het oppervlak 15 van de metaallaag 3. Tussen de met hechtmiddel I geïmpregneerde vezellaag 6 en de mal is een laag 16 uit lossingsmateriaal aanwezig.

I 10 Het voordeel van het toepassen van een hulpgereedschap 14 met dezelfde op- I bouw als de eerste reeks 11 is dat ook in het uitstekende gebied 19 toch een regelmatige I aandrukking wordt verkregen, die gelijk is aan de aandrukking in het volledige lami- I naat. De mechanische eigenschappen van het hulpgereedschap 14 zijn daarbij gelijk I aan die van de stapel 11, zodat ook hierdoor geen verschillen kunnen optreden.

I 15 Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan het hulpgereedschap 14 samen met I het laminaat worden samengesteld. Dat wil zeggen dat aan het begin van het vervaardi- I gingsproces de lagen Γ, 2', 5’ en 6’ van het hulpgereedschap 14 nog niet aan elkaar I bevestigd hoeven te zijn. Bij het aandrukken en verhitten treedt dan automatisch ook de I vorming van het hulpgereedschap 14 op, aannemende dat dit geheel is bedekt met delen I 20 van het laminaat.

I Een dergelijk vervaardigd hulpgereedschap 14 kan echter ook in gerede toestand worden toegepast bij het vormen van het laminaat. Het hulpgereedschap 14 is dan weliswaar iets dunner, omdat het reeds samengedrukt en uitgehard is, maar de dikte daarvan is dan juist afgestemd op de hoogte van de trede 10 in het vervaardigde lami- I 25 naat.

Zoals weergegeven in figuur 2 kan het aandrukgereedschap 13 ook worden aan- gebracht op het hulpgereedschap 14 en de volledige stapel 8, waarbij dan de onderste laag van het aandrukgereedschap 13 gescheiden is van de laag 6* van het hulpgereed- schap 14 en van de laag 1 van de stapel 8, door een laag 16 uit lossingsmateriaal.

30 In de figuren 3 en 4 zijn twee mogelijke samenstellen van het laminaat zoals hiervoor besproken getoond. In figuur 3 ligt de reeks uitstekende lagen van beide lami- naten over de andere reeks 11. Door middel van bevestigingsmiddelen die zijn gestoken I 1024076 5 door gaten waarvan de hartlijnen bij 20 schematisch zijn aangegeven, zijn de laminaten aan elkaar bevestigd.

In de variant van figuur 4 zijn de reeksen met uitstekende lagen 12 aan elkaar bevestigd.

5 In de variant van figuur 5 zijn drie verschillende reeksen 12,12’en 11 in elk la minaat voorzien. De uitstekende reeks 12 van het ene laminaat ligt over de het minst ver uitstekende reeks 11 van het andere laminaat enzovoorts.

In de variant van figuur 6 ligt de verst uitstekende reeks 12 tegenover de reeks 11 van het andere laminaat, zodat volkomen vlakke oppervlakken worden verkregen.

10 In de variant van figuur 7 is een laminaat met twee reeksen 12,11 bevestigd aan een laminaat met drie reeksen 11,12,12’, zodanig dat slechts één zijde vlak is.

1024076'

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat uit metaallagen alsmede I I tenminste een vezelversterkte hechtlaag (5-7) die zich bevindt tussen de metaallagen I I 5 (1-4), welk laminaat tenminste een gebied (9) bezit dat een geringer aantal (3, 4, 7) I I lagen heeft dan de rest van het laminaat, omvattende de stappen van: I I -het vormen van een stapel (8) uit metaallagen (1-4) en tenminste een met een I I hechtmiddel geïmpregneerde vezellaag (5-7), welke stapel (8) een eerste reeks (11) I opeenvolgende lagen (1,2,5,6) bezit met een andere oppervlaktegrootte dan een twee- I I 10 de reeks (12) opeenvolgende lagen (3,4, 7), zodanig dat een (12) van de reeksen lagen I I uitsteekt ten opzichte van de andere reeks (11) lagen, I I -het plaatsen van een hulpgereedschap (14) bij het uitstekende gedeelte (19) van I I de uitstekende reeks (12) lagen naast de andere reeks (11) lagen, welk hulpgereedschap I I (14) een opbouw heeft die gelijk is aan die van die andere reeks (11) lagen, I I 15 -het onder verhoogde druk en temperatuur activeren van de vezelversterkte hecht- I I lagen (5,6,7) onder vorming van het laminaat I

2. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende het toepassen van een vooraf I I vervaardigd hulpgereedschap (14). I I 20 I

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende: I I -het plaatsen van een reeks hulplagen (Γ, 2’, 5’, 6’) op het uitstekende gedeelte I I van de reeks (12) lagen die uitsteekt naast de andere reeks (11) lagen, welke redes hul- I I plagen (1', 2’, 5’, 6’) een opbouw heeft die gelijk is aan de opbouw van de andere reeiks I I 25 (11) lagen, I I -het onder verhoogde druk en temperatuur activeren van de vezelversterkte hecht- I lagen (5’, 6') van de reeks hulplagen, alsmede I I -het tegelijk met het laminaat vormen van een hulpgereedschap (14) uit de reeks I I hulplagen 0’, 2’, 5’, 6’). I I 30 I

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het laminaat en het I I hulpgereedschap (14) tenminste enkelvoudig zijn gekromd. I I 1 024076 1_I

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een aandrukge-reedschap (13) wordt toegepast voor het aandrukken van de reeksen (11, 12) lagen en het hulpgereedschap (14). 5

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij het laminaat en het aandrukgereed- schap tenminste enkelvoudig zijn gekromd. Λ ------ -7.-Werkwijze-volgens-conclusie 5-of 6, omvattende het aanbrengen van een los- 10 singsmateriaal (16) tussen het aandrukgereedschap (13) en de daarnaar toe gekeerde laag (1) van de stapel (8).

8. Werkwijze volgens conclusie S, 6 of 7, omvattende het aanbrengen van een lossingsmateriaal (16) tussen het aandrukgereedschap (13) en het hulpgereedschap 15 (14).

9. Werkwijze volgens een der conclusies 1-7, omvattende het plaatsen van de stapel lagen (8) in een vormmal, alsmede het aanbrengen van een lossingsmateriaal (16) tussen het hulpgereedschap (14) en de vormmal. 20

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende het vormen van een uitstekende reeks (12) lagen waarvan de naar het hulpgereedschap (14) gekeerde laag (3) een metaallaag is, alsmede het plaatsen van een hulpgereedschap in omgekeerde toestand in vergelijking met de opbouw van de andere reeks lagen (11). 25

11. Hulpgereedschap (14) voor gebruik bij de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies voor het vervaardigen van een laminaat uit metaallagen (1-4) alsmede tenminste een vezelversterkte hechtlaag (5-7) die zich bevindt tussen de metaallagen (1-4), welk laminaat een eerste reeks (11) opeenvolgende lagen (1,2, 5, 6) bezit die is 30 teruggesprongen ten opzichte van een tweede reeks (12) lagen (3,4,7), onder vorming van tenminste een gebied (9) met een geringer aantal lagen (3,4, 7) dan de rest van het laminaat, welk hulpgereedschap (14) een reeks opeenvolgende hulplagen (Γ, 2’, 5*. 6’) omvat die gelijk is aan de teruggesprongen reeks lagen (1,2,5,6). 1024076 ι I I 8

12. Hulpgereedschap volgens conclusie 11, waarbij de reeks opeenvolgende hul· I plagen (1 2\ 5’, 6’) tenminste enkelvoudig gekromd is. I 5 13. Samenstel, omvattende twee laminaten vervaardigd volgens de werkwijze I volgens een der conclusies MO, welke laminaten elk een stapel (8) uit metaallagen (1- I 4) en ten minste een met een hechtmiddel geïmpregneerde vezellaag (5-7) omvatten, welke stapel (8) een eerste reeks (11) opeenvolgende lagen (1, 2, 5, 6) beat en een I tweede reeks (12) opeenvolgende lagen (3, 4, 7), zodanig dat een (12) van de reeksen I I 10 lagen uitsteekt ten opzichte van de andere, teruggetrokken (11) lagen, welke laminaten I aan elkaar zijn bevestigd. I

14. Samenstel volgens conclusie 13, waarbij, in de richting dwars op het opper- I I vlak van de laminaten, ten minste telkens een teruggetrokken reeks (11) van het ene I I 15 laminaat ligt naast een uitstekende reeks (12) van het andere laminaat I

15. Samenstel volgens conclusie 13, waarbij, in de richting dwars op de tussen de I laminaten bepaalde naad, ten minste een uitstekende reeks (12) lagen van het ene lami- I I naat ligt tegenover een teruggetrokken reeks (11) lagen van het andere laminaat. I I 20 I 1024076_