用于制造复合结构的方法和复合结构与流程

技术特征：
1.一种制造复合结构的方法，所述方法包括：将至少一个织物层放置在大体上平坦的模具的顶上；将至少一个热塑性膜放置在邻近于所述至少一个织物层的一个或多个期望的位置中；将所述至少一个织物层和所述至少一个热塑性膜在所述大体上平坦的模具的顶上共灌注或共结合在一起以形成具有富含树脂的打印侧表面的至少一个蒙皮层，其中，所述至少一个蒙皮层在固化之后包括热塑性树脂；经由弯曲模具迫使所述至少一个蒙皮层成为期望的形状；经由计算机数字控制(cnc)装置的挤出机将液态热塑性材料打印和沉积到弯曲的所述至少一个蒙皮层的所述富含树脂的打印侧表面上，以在其上形成三维网格结构；以及在所述至少一个织物层内至少部分地包封和固定所述网格结构以形成所述复合结构。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个织物层和所述至少一个热塑性膜在所述大体上平坦的模具的顶上共灌注或共结合在一起以形成至少一个蒙皮层进一步包括将所述至少一个织物层和所述至少一个热塑性膜与可灌注热塑性树脂材料一起共灌注。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个织物层进一步包括一个或多个大体上平坦的干燥纤维织物或已经利用树脂浸渍的至少一个预浸渍复合纤维织物中的至少一者。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述至少一个织物层与所述至少一个热塑性膜一起固定在所述大体上平坦的模具的顶上以形成中间构件。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，将所述至少一个预浸渍复合纤维织物与所述至少一个热塑性膜一起固定在所述大体上平坦的模具的顶上以形成所述中间构件进一步包括：将所述至少一个热塑性膜施加在所述至少一个预浸渍复合纤维织物层的顶部或底部上；以及在真空袋成型以固化所述至少一个预浸渍复合纤维织物之后，加热或紫外线固化所述大体上平坦的模具以固化所述至少一个预浸渍复合纤维织物。6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括在将所述至少一个预浸渍复合纤维织物放置到所述大体上平坦的模具上之前预固结所述至少一个预浸渍复合纤维织物。7.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述至少一个预浸渍复合纤维织物与所述至少一个热塑性膜一起固定在所述大体上平坦的模具的顶上以形成所述中间构件进一步包括：在足够低的温度下将所述至少一个预浸渍复合纤维织物施加到所述大体上平坦的模具上，以免引起过早固化；将所述至少一个热塑性膜施加在所述至少一个预浸渍复合纤维织物层的顶部或底部上；以及对所述至少一个预浸渍复合纤维织物和所述至少一个热塑性膜进行加热或施加紫外线能量以形成所述中间构件。8.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：真空成型所述至少一个蒙皮层；冷却所述至少一个蒙皮层以允许将所述至少一个预浸渍复合纤维织物施加到所述至少一个蒙皮层；以及
对所述至少一个蒙皮层进行加热或施加紫外线能量至适合于将所述至少一个预浸渍复合纤维织物固化到其的温度。9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一个热塑性膜用作留置真空袋，其中，所述真空袋的至少部分成为所述中间构件的部分。10.根据权利要求4所述的方法，进一步包括允许所述中间构件在所述大体上平坦的模具的顶上凝固以形成所述复合结构的大体上平坦的基部。11. 根据权利要求4所述的方法，其中，允许所述中间构件在所述大体上平坦的模具的顶上凝固进一步包括：将所述一个或多个平坦纤维织物与所述至少一个热塑性膜一起快速地固化；以及将所述一个或多个平坦纤维织物与所述至少一个热塑性膜一起后固化。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用火焰处理、等离子体处理、化学处理、化学蚀刻、机械研磨、压花或提高至少要打印在所述中间构件上的区域的温度中的至少一种来处理所述中间构件。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个热塑性膜包括大于约0.2毫米(mm)的厚度。14.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦形成所述复合结构，所述方法进一步包括在打印和沉积之前在所述复合结构的顶上在所述弯曲模具内灌注一个或多个额外的基于纤维的层片。15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述大体上平坦的模具包括一个或多个槽。16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个热塑性膜包括乙二醇化聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)中的至少一种。17.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个热塑性膜包括多层膜，其中所述多层膜的第一侧与所述可灌注热塑性树脂材料相容，并且所述多层膜的第二侧针对所述网格结构的热焊接相容。18.根据权利要求2所述的方法，其中，所述可灌注热塑性树脂材料在混合之后或混合期间但在灌注之前被真空脱气。19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括在所述灌注期间使用不包含邻苯二甲酸酯的催化剂。20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂是具有小于约0.5%水分的水分含量的低水分含量催化剂。21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个织物层或所述热塑性膜中的至少一个包括平坦侧和有槽或纹理化侧，所述有槽或纹理化侧促进树脂流动。22.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述复合结构的外表面上放置紫外线(uv)稳定膜。23.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述复合结构的一个或多个结合线区域处放置一个或多个界面层以改进在所述一个或多个结合线区域处的粘合性，所述一个或多个结合线区域不存在所述网格结构。24.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用紫外线能量、额外的热或两者的组合
中的至少一种来固化所述复合结构。25. 根据权利要求2所述的方法，其中，将所述至少一个织物层和所述至少一个热塑性膜与所述可灌注热塑性树脂材料一起共灌注或共结合进一步包括：将所述至少一个织物层、所述至少一个热塑性膜、所述可灌注热塑性树脂材料和基于纤维的流动介质共灌注在一起；以及在灌注之后将所述基于纤维的流动介质留在所述复合结构中。26.一种制造复合结构的方法，所述方法包括：将至少一个织物层放置在大体上平坦的模具的顶上；利用可灌注热塑性树脂材料在所述大体上平坦的模具的顶上灌注所述至少一个织物层，以在所述至少一个织物层上形成一个或多个富含树脂的打印侧区域；经由弯曲模具迫使所述复合结构成为期望的形状；经由计算机数字控制(cnc)装置的挤出机将液态热塑性材料打印和沉积到所述富含树脂的打印侧表面上，以在其上形成具有三维网格结构的所述复合结构；以及在所述至少一个织物层内至少部分地包封和固定所述网格结构。27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用织物或网状材料来帮助除了所述至少一个织物层之外还形成所述一个或多个富含树脂的打印侧区域。28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括在所述一个或多个富含树脂的打印侧区域中提供在固化时不结合到所述可灌注热塑性树脂材料的纹理化表面，使得当去除所述纹理化表面时，在所述纹理化表面的空间中固化的所述可灌注热塑性树脂材料提供所述一个或多个富含树脂的打印侧区域。29.根据权利要求26所述的方法，其中，所述大体上平坦的模具包括一个或多个槽。30.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用真空袋，所述真空袋具有一个或多个纹理化区域，所述一个或多个纹理化区域对应于所述至少一个织物层富含树脂的区域。31.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在打印期间将所述网格结构热结合到所述至少一个蒙皮层或所述至少一个热塑性膜中的所述至少一个。32.一种复合结构，包括：至少一个蒙皮层，其由可灌注热塑性树脂材料和一个或多个纤维织物构成；至少一个热塑性膜，其与所述至少一个蒙皮层共灌注或共结合以在所述至少一个蒙皮层上形成富含树脂的打印侧表面；以及三维(3d)网格结构，其固定到所述至少一个蒙皮层上的所述富含树脂的打印侧表面，所述至少一个蒙皮层至少部分地包封和固定所述网格结构，其中，所述网格结构构造成在静态局部屈曲和动态全局屈曲中的至少一种下稳定所述复合结构。33.根据权利要求32所述的复合结构，进一步包括在所述至少一个蒙皮层的外表面上的紫外线稳定膜。34.根据权利要求32所述的复合结构，其中，所述网格结构被直接增材打印到所述至少一个蒙皮层上的所述富含树脂的打印侧表面上。35.根据权利要求32所述的复合结构，其中，所述网格结构在打印期间热结合到所述至少一个蒙皮层或所述至少一个热塑性膜中的所述至少一个。
36.根据权利要求32所述的复合结构，其中，所述至少一个热塑性膜仅覆盖所述至少一个蒙皮层的部分。37.根据权利要求32所述的复合结构，进一步包括邻近于所述至少一个蒙皮层的一个或多个翼梁层片。38. 一种复合结构，包括：至少一个蒙皮层，其由可灌注热塑性树脂材料和一个或多个纤维织物构成，所述至少一个蒙皮层具有富含树脂的打印侧表面；以及三维(3d)网格结构，其固定到所述至少一个蒙皮层上的所述富含树脂的打印侧表面，所述至少一个蒙皮层至少部分地包封和固定所述网格结构，其中，所述网格结构构造成在静态局部屈曲和动态全局屈曲中的至少一种下稳定所述复合结构。

技术总结
在一个方面中，本公开针对一种复合结构(100)。复合结构(100)包括三维(3D)网格结构(62)和至少一个整体式蒙皮层(70)，所述至少一个整体式蒙皮层(70)至少部分地包封和固定网格结构。照此，网格结构(62)构造成在静态局部屈曲和动态全局屈曲中的至少一种下稳定复合结构(100)。结构(100)。结构(100)。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2021.06.24
技术公布日：2023/1/31