本申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,614的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,632的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,652的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,670的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,685的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。本申請要求于2015年1月28日提交的申請?zhí)枮?2/108,837的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。
背景技術(shù)：
：復合材料結(jié)構(gòu)可用于任何數(shù)量的合適應(yīng)用中。通常，復合材料結(jié)構(gòu)也可用于其中降低重量與強度比是重要的各種應(yīng)用中。例如，復合材料結(jié)構(gòu)可用于車輛底盤、用于通信設(shè)備的面板、用于運輸或車輛的車架或車身部分(例如，自行車、摩托車、卡車等)、農(nóng)業(yè)應(yīng)用(例如，農(nóng)業(yè)設(shè)備)、能源相關(guān)的應(yīng)用(例如，風力、太陽能)、衛(wèi)星應(yīng)用、航天應(yīng)用、建造材料(例如，建筑材料等)、以及消費產(chǎn)品(例如，家具、馬桶座圈和電子產(chǎn)品等)。因此，復合材料結(jié)構(gòu)的制造商和用戶繼續(xù)尋求對其的改進。技術(shù)實現(xiàn)要素：本文所述的實施例涉及可具有相對高的彎曲剛度并且可以是相對輕質(zhì)的復合材料結(jié)構(gòu)(例如，復合材料夾層)以及這些復合材料結(jié)構(gòu)的使用和制造的相關(guān)方法。例如，復合材料夾層可包括夾在至少兩個復合材料蒙皮之間的芯體結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，兩個復合材料蒙皮中的至少一個可包括聚合物基體(例如，凝固或固化的聚合物樹脂)和嵌入聚合物基體中的增強纖維。此外，在固化和凝固后，聚合物樹脂可與芯體形成適當強度的結(jié)合。在至少一個實施例中，當凝固時，聚合物樹脂為復合材料夾層提供結(jié)構(gòu)剛度和/或支撐。實施例包括復合材料夾層。更具體地，復合材料夾層包括具有嵌入聚合物基體中的多個增強纖維的第一復合材料蒙皮和具有嵌入聚合物基體中的多個增強纖維的第二復合材料蒙皮。復合材料夾層還包括定位于第一復合材料蒙皮和第二復合材料蒙皮之間并與其結(jié)合的芯體。芯體包括由相應(yīng)的單元壁限定的多個單元。例如，芯體可包括聚合物芯體。實施例還包括制造復合材料夾層的方法。該方法包括組裝堆疊組件，其包括浸漬有聚合物樹脂的第一纖維板、浸漬有聚合物樹脂的第二纖維板以及定位于第一纖維板和第二纖維板之間的芯坯。該方法還包括加熱和施加壓力到堆疊組件以將第一纖維板和第二纖維板結(jié)合到聚合物芯坯以形成復合材料夾層。來自所公開的任何實施例的特征可不受限制地彼此組合使用。另外，通過考慮以下具體實施方式和附圖，本公開的其它特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得顯而易見。附圖說明為了更好地理解，在各種附圖中相同的元件已經(jīng)通過相同的附圖標記表示。應(yīng)當理解的是，由于這些附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)被認為是對其范圍的限制，本發(fā)明的實施例將通過使用附圖利用附加的特性和細節(jié)來描述和解釋，其中：圖1A是根據(jù)實施例的復合材料夾層的部分俯視圖；圖1B是根據(jù)圖1A的復合材料夾層的部分剖視圖；圖2是根據(jù)實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖3是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖4是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖5是根據(jù)至少一個實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖6是根據(jù)實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖7是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖8是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖9是根據(jù)至少一個實施例的復合材料夾層的軸測圖；圖10是根據(jù)實施例的復合材料夾層的部分剖視圖；圖11是根據(jù)實施例的用于制造復合材料夾層的芯坯的俯視圖；圖12是根據(jù)另一實施例的用于制造復合材料夾層的芯坯的俯視圖；圖13是根據(jù)實施例的用于擠出芯坯的一個或多個部分的擠出機的示意圖；圖14是根據(jù)實施例的壓縮模具的剖視圖；圖15是根據(jù)實施例制造的樣品復合材料夾層的照片；圖16是根據(jù)實施例的制造夾層結(jié)構(gòu)組件的方法的流程圖；圖17是根據(jù)另一實施例的制造夾層結(jié)構(gòu)組件的方法的流程圖；圖18是根據(jù)一個或多個實施例的比較各種構(gòu)造的面板的彎曲剛度的圖；圖19是用于計算彎曲剛度的面板的圖；圖20是根據(jù)實施例的用于計算其彎曲剛度的復合材料夾層的圖；圖21A是根據(jù)實施例的復合材料結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖21B是根據(jù)實施例的復合材料夾層的側(cè)視圖；圖21C是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的側(cè)視圖；圖22A是示出等效厚度的板的重量和成本的材料比較的圖；圖22B是示出等效厚度的板的重量和成本的材料比較的圖；以及圖23是比較不同復合材料夾層的彎曲模量的柱狀圖。具體實施方式本文所述的實施例涉及可具有相對高的彎曲剛度并且可以是相對輕質(zhì)的復合材料結(jié)構(gòu)(例如，復合材料夾層)以及這些復合材料結(jié)構(gòu)的使用和制造的相關(guān)方法。例如，復合材料夾層可包括夾在至少兩個復合材料蒙皮之間的芯體結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，兩個復合材料蒙皮中的至少一個可包括聚合物基體(例如，凝固或固化的聚合物樹脂)和嵌入聚合物基體中的增強纖維。通常，固化或凝固的聚合物樹脂可以是基本上完全固化或凝固的或部分固化或凝固的(例如，使得聚合物樹脂保持至少部分地黏稠)。此外，在固化和凝固后，聚合物樹脂可與芯體形成適當強度的結(jié)合。在至少一個實施例中，當凝固時，聚合物樹脂為復合材料夾層提供結(jié)構(gòu)剛度和/或支撐。通常，復合材料夾層在任何數(shù)量的裝置和/或結(jié)構(gòu)中可用作或可形成任何數(shù)量的合適的部件或元件。例如，復合材料夾層可用作車輛中的部件，諸如汽車(例如，結(jié)構(gòu)或框架部件、面板等)。在一些實施例中，復合材料夾層可用于家具、地板等。在任何情況中，復合材料夾層可在各種應(yīng)用中用作結(jié)構(gòu)和/或非結(jié)構(gòu)部件。在一個或多個實施例中，芯坯可以是在制造期間被至少部分地壓縮以形成復合材料夾層的芯體。例如，芯坯可定位于浸漬有聚合物樹脂的纖維板之間，其可被加熱和/或壓縮在一起以形成復合材料夾層。特別地，纖維板與聚合物樹脂一起可形成復合材料夾層的結(jié)合到芯體(由芯坯形成)的復合材料蒙皮。在一些實施例中，可將芯坯壓縮到不同的高度或厚度以形成在其不同部分具有相應(yīng)變化的厚度的芯體。因此，在一些實施例中，復合材料夾層的不同部分可具有不同的厚度(例如，復合材料夾層可具有三維構(gòu)造)。此外，復合材料夾層通?？尚纬蔀榭删哂衅矫婧?或非平面表面的面板。芯體材料和構(gòu)造在不同實施例中是可改變的。通常，相對硬的芯體可有效地將全部載荷從芯體的一端傳遞到芯體的另一端。例如，“硬”芯體可由包括塑性材料(例如，熱塑性材料、熱固性材料等)的芯坯形成并且可包括由相應(yīng)的一個或多個單元壁限定的多個壁(例如，塑性材料可限定蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中蜂窩可具有任何數(shù)量的合適形狀)。在一些實施例中，塑料管(例如，諸如飲用吸管的吸管，其可包括低成本材料，并且可以是相對輕質(zhì)的)可組合在一起以共同地形成芯坯(例如，每根吸管可限定芯體的相應(yīng)的單元并且相鄰的芯體可在其間的間隙或空間中限定額外的單元)。另外地或可選地，高密度泡沫和其它合適的和/或可壓縮的材料可包括在芯坯中(例如，可以是多孔的或可包括小孔或微孔或單元的材料，其可在材料內(nèi)具有三維布置)。在另外的或可選的實施例中，芯體的一個或多個部分也可以是相對軟的，并且可包括或可由諸如紙板或硬紙板或低密度泡沫的相對軟的材料構(gòu)成。當將載荷施加到芯體的端部上時，“軟”芯體可不將全部載荷從芯體的一端傳遞到芯體的相對端，例如，“軟”芯體可由紙板或硬紙板等形成。在一些實施例中，全部載荷是指施加的載荷的至少70％。在一些實施例中，全部載荷是指施加的載荷的至少80％。在一些實施例中，全部載荷是指施加的載荷的至少90％。在一些實施例中，全部載荷是指施加的載荷的至少100％。在基本上垂直于復合材料蒙皮的垂直方向上，“軟”芯體可比“硬”芯體吸收更多的能量或沖擊。如上所述，復合材料蒙皮的構(gòu)造和/或組成(例如，聚合物基體和/或增強纖維的組成)在不同實施例中是可改變的。通常，纖維可以是連續(xù)的(例如，可在蒙皮的邊緣之間延伸的纖維)和/或不連續(xù)的或短纖維，其可以是隨機定向的。在一些實施例中，不連續(xù)纖維可以是來自諸如RTM的廢纖維的再循環(huán)纖維以顯著降低材料成本。纖維也可包括任何數(shù)量的合適材料(例如，纖維可以是碳纖維、玻璃纖維等)。此外，纖維(連續(xù)的和/或不連續(xù)的)可布置在一起以限定纖維板。在一些實施例中，纖維板中的纖維可重疊和/或編織在一起?？蛇x地，纖維可松散地定位在一起和/或鋪在一起以限定纖維板。在實施例中，松散定位的纖維可附接或結(jié)合在一起以形成纖維板。在一些實施例中，本文所述的復合材料夾層可沿著復合材料夾層具有相對高的彎曲剛度和相對良好的能量吸收(例如，當復合材料夾層包括相對硬的芯體時)。例如，具有高彎曲剛度和/或良好能量吸收的復合材料夾層可用于制造或可被制造為任何數(shù)量的合適部件(例如，車輛的結(jié)構(gòu)部件，諸如底盤)。如上所述，由復合材料夾層制造的部件可具有二維和/或三維構(gòu)造。如本文所使用的，術(shù)語“二維”復合材料夾層是指具有總體平坦或平面的相對外表面和通常均勻的厚度的復合材料夾層。相反，如本文所使用的，術(shù)語“三維”復合材料夾層是指具有一個或多個非平面的外表面和/或不均勻的厚度的復合材料夾層。在實施例中，復合材料夾層可包括可基本上沒有表面缺陷的聚合物表面。例如，本文所述的低壓壓縮模制工藝可生產(chǎn)基本上沒有針孔的聚合物表面(例如，復合材料夾層的一個或多個表層的外表面可沒有諸如針孔的缺陷)。在一些實施例中，基本上沒有缺陷的表面可更容易和/或更便宜地涂漆(例如，與具有缺陷的表面相比)。通常，RTM工藝可能需要施加諸如120巴(約1764磅/平方英寸)的高壓以減小成品復合材料表面上的針孔的尺寸，該針孔即使在高壓下執(zhí)行加工也可能存在。在一些情況下，與低壓壓縮模制工藝相比，高壓RTM工藝可以是較貴的和/或具有較低的產(chǎn)量。圖1A和1B示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100的各自的示意性俯視圖和剖視圖。在所示的實施例中，復合材料夾層100包括頂部復合材料蒙皮102、底部復合材料蒙皮104以及夾在頂部復合材料蒙皮102和底部復合材料蒙皮104之間的芯體106。通常，為了便于描述，術(shù)語“頂部”和“底部”與復合材料蒙皮結(jié)合使用并且不旨在表示復合材料蒙皮或復合材料夾層的特定方位。如上所述，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可包括或可由復合材料(例如，可包括嵌入固化樹脂中的纖維)形成。在一些實施例中，復合材料夾層100可以是相對輕質(zhì)的和/或可具有相對薄的頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104。此外，在一些實施例中，相對薄的復合材料蒙皮可能需要比例如具有與復合材料夾層相同或相似體積的塊狀固體復合材料更少的固化時間。圖1A示出頂部復合材料蒙皮102的示意圖，其示出嵌入聚合物樹脂中的纖維板的纖維。如圖1B所示，通常，纖維板可浸漬有聚合物樹脂并且壓靠在芯坯上以形成抵靠復合材料夾層100的芯體106壓縮和/或結(jié)合到其上的相應(yīng)的頂部和底部復合材料蒙皮102、104。例如，當壓靠在可形成芯體106的芯坯上時，可形成頂部和底部復合材料蒙皮102、104的浸漬的纖維板可以是至少部分未固化的，使得在固化和凝固后，頂部和底部復合材料蒙皮102、104結(jié)合到芯體106，從而形成復合材料夾層100。此外，如下文更詳細地描述的，在一些實施例中，芯坯可以是至少部分可壓縮的。例如，芯坯可包括可壓縮的材料(例如，可壓縮的泡沫)和/或可包括一個或多個可壓縮的構(gòu)件或單元(例如，可彎曲(例如通過塑性或彈性變形)和/或熔化以壓縮的構(gòu)件)。在一些實施例中，芯坯的可壓縮的單元可由管或吸管形成或限定?？蛇x地，單元可由薄片材料形成(例如，每個單元可通過單壁限定)。在實施例中，芯坯可被擠出并且單元可具有任何合適的形狀(例如，擠出模可被配置為生產(chǎn)任何數(shù)量的形狀)。在任何情況中，單元可具有任何數(shù)量的合適的形狀和尺寸，其在不同實施例中是可改變的。在一個或多個實施例中，單元可以是總體圓柱形的(例如，單元中的一個、一些或每個可包括限定單元的開放空間或腔體的總體圓柱形的壁)。應(yīng)當理解的是，包括圓柱形單元的芯體106可在沿著復合材料夾層100的任何數(shù)量的方向上表現(xiàn)出類似的載荷承受特性。包括具有一個或多個諸如三角形、正方形、五邊形、六邊形、八邊形等的多邊形形狀的單元的芯體106的復合材料夾層100可沿不同的方向具有不同的載荷承受特性(例如，取決于芯體106的單元相對于載荷方向的方位)。在任何情況中，在制造復合材料夾層100期間，芯坯可至少部分地壓縮以形成芯體106。可選地或另外地，在制造復合材料夾層100之后，芯坯的至少一部分可保持基本上或至少部分地未壓縮(例如，芯坯的高度或厚度可與由其形成的芯體106的高度或厚度相似或相同)。在一些實施例中，芯坯可完全壓縮以形成基本上實心的芯體。應(yīng)當理解的是，由基本上未壓縮或部分壓縮的芯坯形成的芯體106可包括其中具有空隙或腔體的單元。在至少一個實施例中，芯坯(其可形成芯體106)可包括一個或多個諸如塑料管或吸管的管狀構(gòu)件的束。例如，管的至少一些可彼此附接或結(jié)合，諸如熱結(jié)合(例如，到相鄰的管)?？蛇x地，任何數(shù)量的合適的管狀構(gòu)件可用于組裝包括一個或多個管和/或一個或多個管束(例如，可以相對低的成本為復合材料夾層100提供高的彎曲剛度的聚碳酸酯管、聚乙烯管等)的芯坯。在實施例中，管的一個、一些或每個可具有兩個相對的開放端部。可選地，管的一個、一些或每個可具有兩個相對的封閉端部。在實施例中，由多個管形成的芯體106可形成“硬”芯體，其可有效地將載荷從其一端傳遞到另一端。雖然包括管狀構(gòu)件或諸如吸管的管的芯體106在垂直方向或總體垂直于頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可吸收相對小的沖擊能量，但是在諸如沿著頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的水平方向上可具有相對良好的能量吸收?？蛇x地，因為相對“軟”的芯體可包括材料和/或可具有構(gòu)造以形成較軟的芯體，如在名稱為“表現(xiàn)能量吸收和/或包括無缺陷表面的復合材料多層”并且與本申請同時提交的申請?zhí)枮?代理人案卷號為244353WO01_496714-23)的PCT國際申請中更詳細地描述的，該PCT國際申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,670的美國臨時申請、于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,652的美國臨時申請以及于2015年1月28日提交的申請?zhí)枮?2/108,837的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，所以前述申請的每一個的公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。通常，芯坯(和由其形成的芯體106)可由任何數(shù)量的合適的材料形成，其在不同實施例中是可改變的。此外，芯坯材料可從芯坯(和由其形成的芯體106)的一部分到另一部分變化。在一些實施例中，芯體106的管或管狀構(gòu)件可由聚碳酸酯(例如，類似于或相同于飲用吸管)、聚乙烯或任何合適的熱塑性或熱固性材料形成。例如，用于形成芯體106的芯坯可具有70kg/m3的密度和7mm的厚度或孔高度。然而，如本文所述，應(yīng)當理解的是，芯坯和由其形成的芯體106的單元高度或單元厚度可在不同實施例中是可改變(例如，芯坯厚度可在3mm和30mm之間)。如上所述，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可包括嵌入聚合物基體(例如，在固化的聚合物樹脂中)的碳纖維。聚合物樹脂可以液體形式提供并且可固化以與嵌入其中的纖維凝固。在實施例中，液體聚合物樹脂可包括熱固性材料和熱塑性材料的混合物，諸如環(huán)氧樹脂和聚氨酯的混合物。例如，在固化或凝固后，聚合物樹脂可形成聚合物基體，其包括固化的環(huán)氧樹脂和聚氨酯微泡沫或多孔聚氨酯的混合物(例如，微泡沫可以是微孔泡沫)。然而，應(yīng)當理解的是，環(huán)氧樹脂泡沫或聚氨酯泡沫可具有任何數(shù)量的合適尺寸和/或形狀的孔。通常，在固化或凝固后，聚合物樹脂可在纖維之間轉(zhuǎn)移載荷。在一些實施例中，一種熱固性聚合物可具有比另一種熱固性聚合物好的載荷傳遞能力。例如，由于環(huán)氧樹脂可以比聚氨酯硬，因此可更有效地在纖維之間轉(zhuǎn)移載荷。此外，與單一的熱固性聚合物基體相比，由聚合物的混合物(例如，諸如環(huán)氧樹脂和聚氨酯的熱固性材料的混合物)和/或可選地熱塑性材料的混合物(例如，混合的熱塑性纖維)形成的聚合物樹脂基體可具有改善的機械性能。在一些實施例中，兩個熱固性材料的混合物可優(yōu)于單一的熱固性材料。此外，泡沫可增加表面積，這可有助于將頂部和/或底部復合材料蒙皮104、106結(jié)合到芯體106。在部分構(gòu)造中，一種熱固性材料(例如，環(huán)氧樹脂)可提供比另一種熱固性材料(例如，聚氨酯)更好的載荷傳遞能力。例如，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可由一種或多種熱固性材料(例如，環(huán)氧樹脂和聚氨酯的混合物或僅聚氨酯)和可選地熱塑性材料(例如，混合的熱塑性纖維)形成，這可改善其機械性能(例如，與包括單一的熱固性或熱塑性材料的復合材料表層相比)。在一些實施例中，熱塑性材料可改善頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的韌性(例如，與沒有熱塑性材料的復合材料蒙皮相比)。各種材料、構(gòu)造以及制造復合材料蒙皮的方法更詳細地描述在名稱為“多組分聚合物樹脂，其用于應(yīng)用其的方法以及包括其的復合材料層壓體結(jié)構(gòu)”，并且與本申請同時提交的申請?zhí)枮?代理人案卷號為243721WO01_496714-25)的PCT國際申請中，該PCT國際申請要求于2014年6月4日提交的申請?zhí)枮?2/007,632的美國專利申請以及于2015年1月28日提交的申請?zhí)枮?2/108,837的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其每一個的公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。在一些構(gòu)造中，包括環(huán)氧樹脂和聚氨酯的混合物的聚合物樹脂可與和/或到芯體106(例如，到塑料管)很好地結(jié)合并且可比單獨的環(huán)氧樹脂更抵抗從芯體106剝離(例如，可承受更高的剝離力)。泡沫(例如，聚氨酯泡沫)可在固化期間形成并且可有助于頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104附接到芯體106。例如，泡沫可部分或完全地填充芯體106中的腔體并且主要通過機械結(jié)合而不是化學結(jié)合來附接到芯體106。在部分構(gòu)造中，復合材料蒙皮中的傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂可能不粘附到“硬”芯體上(例如，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)復合材料蒙皮相對容易地從“硬”芯體的端部剝離)。在實施例中，聚合物樹脂可以不同于聚氨酯，諸如用于拜耳烯醇酮(BayerPreg)的VITROX。例如，聚氨酯泡沫可具有透過泡沫的水滲透性并且可比環(huán)氧樹脂軟得多。包括環(huán)氧樹脂和聚氨酯的混合物的聚合物樹脂可為復合材料夾層提供硬表面和/或可比由聚氨酯形成的表面更耐水。在一個或多個實施例中，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可包括碳纖維重量的約50％和聚合物基體重量的約50％。然而，應(yīng)當理解的是，纖維的重量含量和/或纖維和聚合物基體的重量百分比在不同的實施例中是可改變的。在一些實施例中，增強碳纖維(RCF)的重量可以是約200g/m2，當嵌入纖維的聚合物樹脂固化時，可產(chǎn)生約0.2mm的復合材料蒙皮。例如，TorayT70060E碳纖維可從干燥的NCF廢料被切割成35mm的纖維，然后可用于形成具有200g/m2的面密度的無規(guī)纖維氈。NCF可具有300g/m2的質(zhì)量或重量以進一步增強復合材料。為了增加復合材料蒙皮的厚度，可將多個纖維板和/或多層纖維嵌入聚合物基體中。例如，包括復合材料蒙皮中的兩層纖維可產(chǎn)生0.4mm的厚度；包括三層纖維可產(chǎn)生0.6mm的厚度等。當纖維板的數(shù)量增加時，由于復合材料蒙皮變得較厚因此比相對較薄的復合材料蒙皮強和硬。在一些實施例中，纖維板可包括諸如非卷曲織物(NCF)、編織物等的高性能材料，其可增加復合材料蒙皮對拉出載荷和/或拉伸強度的阻力。NCF可包括兩個或更多個單向連續(xù)纖維的厚度或?qū)?。此外，在一些實施例中，每個層可沿著不同的軸線和/或相對于另一個層以不同的角度(例如，在任何數(shù)量的其它合適的角度中的0°、90°或45°)定向。例如，根據(jù)層的數(shù)量和/或每層的方位，單向、雙軸、三軸和四軸構(gòu)造可組裝成多片或多堆堆疊或組件。如上所述，頂部和底部復合材料蒙皮102、104可結(jié)合到芯體106。例如，頂部和底部復合材料蒙皮102、104的一個或多個部分和/或形成其基體的聚合物可定位于芯體106中的一個或多個空隙或腔體內(nèi)部(例如，在由芯體106的管的壁限定的腔體中)。此外，定位于芯體106的腔體中的聚合物可至少部分地將相應(yīng)的頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104結(jié)合到芯體106。在一些實施例中，泡沫可以是基本上硬的泡沫。例如，如上所述，形成頂部或底部復合材料蒙皮102、104的基體的聚合物樹脂或兩種或更多種聚合物的混合物可在芯體106的界面處和/或附近包括或形成泡沫。即，在制造復合材料夾層100b期間，用于浸漬纖維板和制造聚合物基體的聚合物(例如聚氨酯)可在浸漬的纖維板定位成與芯坯接觸之前、期間和/或之后發(fā)泡。因此，在至少一個實施例中，雖然泡沫可包括與頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的聚合物基體相同或相似的材料和/或可具有與頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的聚合物基體總體相同或相似的硬度，但是可包括可密封或未密封的氣泡(例如，泡沫的一個或多個部分可以是開孔和/或閉孔)。在一些實施例中，泡沫可位于僅一個復合材料蒙皮和芯體之間(例如，在頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間)。如上所述，泡沫可僅部分地從復合材料蒙皮102延伸到芯體106中的單元的腔體中。復合材料夾層還可包括從底部蒙皮104延伸并且部分地進入芯體106中的單元的一個或多個腔體中的泡沫。此外，在實施例中，泡沫可延伸到芯體106中的單元的腔體中并且在頂部和底部復合材料蒙皮102、104之間(例如，部分地或完全地填充芯體106中的單元的一個或多個腔體)。在一個或多個實施例中，泡沫可定位于芯體106中的一個或多個腔體中并且可至少部分地結(jié)合鄰近芯體106的頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104。另外地或可選地，如上所述，芯坯的一個或多個部分可壓縮以形成基本上實心的芯體106。例如，芯體106的基本上實心的部分可包括被壓縮在一起的芯坯的泡沫和熱塑性材料以形成芯體106的實心部分的基本上實心的材料。即，在一些實施例中，芯體106的基本上實心的部分可包括其中的諸如微孔的氣泡或氣孔(例如，包括氣泡的在芯體106的實心部分中的泡沫可通過由熔化和/或塌陷的單元壁，諸如由管狀構(gòu)件的壁，形成的實心壁和/或?qū)嵭钠琳戏侄位蚍珠_)。因此，在一些實施例中，芯體106的基本上實心的部分可包括與多孔聚合物樹脂的部分混合在一起和/或分開的多孔聚合物樹脂和基本上無孔的熱塑性材料(例如，聚碳酸酯、聚乙烯等)和/或熱固性材料。再次，在一些實施例中，作為混合兩種或更多種聚合物樹脂(例如，聚氨酯和環(huán)氧樹脂)的結(jié)果，可形成泡沫。泡沫可擴展到芯體106中的單元的腔體中。例如，當泡沫在頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間的界面處形成時，泡沫可擴展到腔體中(例如，當向浸漬的纖維板施加壓力時)。在實施例中，泡沫可壓靠在管狀構(gòu)件的壁上，并且當固化時可提供頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間的機械粘合(例如，泡沫可以使限定芯體106的單元的壁，諸如管狀構(gòu)件的壁，擴展或變形)。圖2示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100a的剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100a及其元件和部件可以與復合材料夾層100(圖1)及其相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，復合材料夾層100可包括結(jié)合到芯體106a的相對側(cè)并且在芯體106a的相對側(cè)上的頂部和底部復合材料蒙皮102a、104a，其可類似于復合材料夾層100的頂部和底部復合材料蒙皮102、104和芯體106(圖1A至圖1B)。如上所述，芯體106a可包括一個或多個單元，其每一個可包括由相應(yīng)的一個或多個壁限定的相應(yīng)的開放空間或腔體。更具體地，例如，芯體106a的單元的一個、部分或每個可至少部分地通過相應(yīng)的管狀構(gòu)件形成，該管狀構(gòu)件包括限定諸如在所示實施例中的腔體107a的單元的相應(yīng)空隙或腔體的壁。此外，在一些實施例中，形成芯體106a的管的一個或多個端部可在頂部和/或底部復合材料蒙皮102a、104a附接之前打開。在實施例中，將頂部復合材料蒙皮102a結(jié)合到芯體106a可將頂部復合材料蒙皮102a的一部分壓入或強行壓入芯體106a的單元中的腔體(例如腔體107a)的一個、一些或每個中。類似地，將頂部復合材料蒙皮104a結(jié)合到芯體106a可將頂部復合材料蒙皮104a的一部分壓入或強行壓入芯體106a的單元中的腔體(例如腔體107a)的一個、一些或每個中。因此，例如，可在頂部和/或底部表層102a、104a的暴露的或外表面中形成相應(yīng)的一個或多個凹坑或透印凹陷。在一些實施例中，可在頂部和/或底部復合材料蒙皮102a、104a的外表面中形成的一個或多個凹陷可對復合材料夾層100a的彎曲剛度或其他機械性能沒有顯著影響。然而，對于部分應(yīng)用，包括凹陷的頂部和/或底部復合蒙皮102a、104a的外表面的美學外觀可以是不期望的。因此，在一些實施例中，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104可結(jié)合到芯體106而不在其外表面中形成凹陷(例如，足夠或合適的厚材料可以用于促進頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的一個或多個部分進入芯體的單元中的腔體中而不在頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的外表面上形成凹陷)。在可選的和另外的實施例中，空隙或腔體107的尺寸可使得防止或限制頂部和/或底部復合材料蒙皮102a、104a進入腔體107a，以產(chǎn)生基本上沒有凹坑或凹陷的復合材料夾層100a的外表面。例如，當在制造期間在浸漬的纖維板上施加相對較大的壓力(例如，將芯坯壓縮到比其他情況小的厚度)時，芯坯可包括具有相對較小腔體的管狀構(gòu)件。此外，在一些實施例中，芯坯(和由其形成的相應(yīng)的芯體106a)可包括具有兩種或更多種尺寸的管狀構(gòu)件，其可具有相對較小和相對較大的腔體。例如，具有相對較大腔體的管狀構(gòu)件可定位于芯坯的將被壓縮得比包括具有較小腔體的管狀構(gòu)件的部分少的部分中(例如，為了形成彎曲、拐角等，芯坯可被壓縮得比形成復合材料夾層的平面的或略微彎曲的部分多)。在一些實施例中，具有相對較小腔體的管狀構(gòu)件(例如，較小直徑的管狀構(gòu)件)可包括在坯芯體的將經(jīng)受更大壓縮力的部分中和/或可在制造復合材料夾層期間經(jīng)受更多應(yīng)力，諸如復合材料夾層的彎曲部分。因此，例如，通過改變管狀構(gòu)件的尺寸(例如，至少部分地基于壓縮芯坯以形成復合材料夾層的芯體所需的壓縮量)可有助于生產(chǎn)具有基本上沒有凹坑或凹陷的外表面的復合材料夾層。圖3示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100b的示意性側(cè)視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100b及其元件和部件可與復合材料夾層100、100a(圖1至圖2)及其相應(yīng)的元件和部件中的任何一個相似或相同。在至少一個實施例中，復合材料夾層可包括頂部和底部復合材料蒙皮102、104以及定位于它們之間并且結(jié)合到其上的芯體106(類似于復合材料夾層100(圖1A-1B))。在實施例中，復合材料夾層100b可包括中間層，諸如定位于頂部復合材料蒙皮102和芯體106中的至少一個之間和/或底部復合材料蒙皮104和芯體106之間的塑料泡沫層。聚合物泡沫層108可有助于減少來自芯坯的透印。在所示的實施例中，復合材料夾層100b包括定位于頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間的泡沫108(例如，塑料泡沫)。更具體地，例如，泡沫108可在第一側(cè)上結(jié)合到芯體106并且在第二側(cè)上結(jié)合到頂部復合材料蒙皮102或與頂部復合材料蒙皮102整合(例如，泡沫108可將頂部復合材料蒙皮102結(jié)合到芯體106)。應(yīng)當理解的是，泡沫108可具有在其各個部分處可以是均勻的和/或不均勻的任何合適的厚度。此外，泡沫108可以是總體連續(xù)的或不連續(xù)的。在泡沫108中的材料在不同的實施例中是可改變的。例如，泡沫108可包括閉孔泡沫或開孔泡沫。通常，閉孔泡沫可比開孔泡沫更耐水。例如，閉孔泡沫可用于當復合部件需要防水時的應(yīng)用。在一些實施例中，可使用Rohacell泡沫。通常，頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的厚度可從一個實施例到下一個實施例變化。在一些實施例中，頂部復合材料蒙皮102可比底部復合材料蒙皮104薄，或反之亦然。在一些實施例中，頂部復合材料蒙皮102可具有與底部復合材料蒙皮104相同的厚度。此外，泡沫108可比頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104厚或薄。在一些實施例中，泡沫108可改善復合材料夾層100b的抗沖擊性和/或其隔音性。應(yīng)當理解的是，除了或代替泡沫108之外，復合材料夾層100b可包括在頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間的任何數(shù)量的合適的材料或材料的組合。例如，復合材料夾層100b可包括可放置于頂部復合材料蒙皮102和芯體106之間的紙、紙板、其它纖維素基材料、其它泡沫、前述的組合等。如本文所述，除了芯體之外，復合材料夾層可包括在相對的復合材料蒙皮之間的任何數(shù)量的元件、部件、層等。此外，在一些實施例中，復合材料夾層可包括結(jié)合到頂部和/或底部蒙皮102、104的外表面的附加元件、部件、層等。圖4示出根據(jù)實施例的具有至少一個沒有表面缺陷的外表面的復合材料夾層100c的示意性側(cè)視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100c及其元件和部件可與復合材料夾層100、100a、100b(圖1至圖3)及其相應(yīng)的元件和部件中的任何一個相似或相同。例如，復合材料夾層100c可包括頂部和底部復合材料蒙皮102、104以及定位于其間并與其結(jié)合的芯體106。如圖4所示，在一些實施例中，聚合物表面層110可附接和/或結(jié)合到頂部復合材料蒙皮102。聚合物表面層110可基本上沒有諸如針孔(例如，在其外表面上)的表面缺陷。在一個或多個實施例中，聚合物表面層110可以由諸如熱固性粉末的粉末形成以提供硬表面，或者由熱固性塑料和熱塑性塑料的混合物的熱塑性粉末或粉末形成以向表面提供韌性，如在標題為“復合材料夾層表現(xiàn)能量吸收和/或包括無缺陷表面”并且與本申請同時提交的申請?zhí)枮?代理人案卷號為244353WO01_496714-23)的PCT國際申請中更詳細地描述的。此外，本文公開的實施例涉及用于增加復合材料夾層的厚度的方法以及通過該方法產(chǎn)生的復合材料夾層。該方法可使用較厚的纖維板以產(chǎn)生復合層壓材料或一疊纖維板以產(chǎn)生固化在一起的多個較薄的復合層壓材料以形成較厚的復合層壓材料。圖5示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100d的示意性剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100d及其元件和部件可以與復合材料夾層100、100a、100b、100c(圖1至圖4)及其相應(yīng)的元件和部件中的任何一個相似或相同。例如，復合材料夾層100d可包括頂部和底部復合材料蒙皮102d、104d以及位于其間并與其結(jié)合的芯體106d，其可類似于復合材料夾層100(圖1)的頂部和底部復合材料蒙皮102、104和芯體106。在一些實施例中，復合材料夾層100d可包括一疊或多個復合材料蒙皮。例如，復合材料夾層可包括兩個底部復合材料蒙皮，諸如第一和第二底部復合材料蒙皮104d、104d′和單一頂部復合材料蒙皮102d。如上所述，頂部和底部復合材料蒙皮102d、104d、104d′可包括和/或可由浸漬有聚合物樹脂的纖維板形成。在所示的實施例中，復合材料夾層100d可包括可定位于頂部復合材料蒙皮102d上和/或可結(jié)合到其外表面的外部蒙皮109d。例如，外部蒙皮109d可包括NCF、編織物、其組合等，這可幫助增加復合材料夾層對拉出載荷的阻力和/或可減少從芯體的透印。在實施例中，外部蒙皮109d可包括具有雙軸構(gòu)造的NCF(例如，相對于軸線定向成包括0°和90°的層)。雙軸NCF可以具有雙向強度和剛度以及柔性強度和剛度。外部蒙皮109d(例如，包括NCF的外部蒙皮109d)可提供較大的對拉出載荷的阻力，諸如在基本上平行于外部蒙皮109d的方位(例如，與外部蒙皮109d同平面)和/或基本上垂直于復合材料夾層100d的橫截面的方向上。在一些實施例中，外部蒙皮109d(例如，NCF)可在其外表面中具有較少或基本上沒有可限定復合材料夾層100d的外表面的凹陷。如上所述，復合材料夾層100d可用于諸如汽車車身部件的各種應(yīng)用。例如，外部蒙皮109d可面向外和/或限定或形成汽車的外表面的至少一部分。因此，在部分情況下，基本上沒有凹陷的外表面可比其中包括凹陷或凹坑的類似外表面更美觀。在實施例中，復合材料夾層100還可包括在復合材料夾層100d的底側(cè)上(例如，附接和/或結(jié)合到第二底復合蒙皮104d′)的外部蒙皮(例如，包括NCF的外部蒙皮)，這可增加復合材料夾層100d對拉出載荷的阻力和/或可幫助減少來自芯體的透印。此外，可結(jié)合到第二底部復合材料蒙皮104d′(例如，結(jié)合到第二底部復合材料蒙皮104d′的外表面)的外部復合材料蒙皮可隱藏或填充可形成在第二底部復合材料蒙皮104d′的外表面中的凹坑或凹陷，以形成基本平滑或未凹陷的表面。圖6示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100e的示意性剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100e及其元件和部件可與復合材料夾層100、100a、100b、100c、100d(圖1至圖5)中的任何一個以及它們相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，復合材料夾層100e可包括頂部和底部復合材料蒙皮102e、104e以及定位于其間并與其結(jié)合的芯體106e，其可類似于復合材料夾層100(圖1)的頂部和底部復合材料蒙皮102、104和芯體106。在一些實施例中，復合材料夾層100e可在芯體106e的每一側(cè)上包括兩個復合材料蒙皮。更具體地，例如，復合材料夾層100e可包括結(jié)合在一起并結(jié)合到芯體106e的第一和第二頂部復合材料蒙皮102e、102e′，以及結(jié)合在一起并結(jié)合到芯體106e的第一和第二底部復合材料蒙皮104e，104e′。在所示的實施例中，復合材料夾層100e不包括形成其外部蒙皮的NCF，使得其可具有比復合材料夾層100d(圖5)低的對拉出載荷的阻力。如上所述，頂部和/或底部復合材料蒙皮102e、102e′、104e、104e′可由浸漬有聚合物樹脂的纖維板制成。因此，在一些實施例中，在制造復合材料夾層100e期間(例如，當浸漬的纖維板壓靠在芯坯上時)，兩個浸漬的纖維板可結(jié)合在一起。在實施例中，浸漬相鄰纖維板(例如，將形成頂部復合材料蒙皮102e、102e′的纖維板)的聚合物樹脂對于兩個纖維板可以是相同或相似的。因此，例如，由其形成的復合材料蒙皮可整合在一起(例如，在固化之后，兩個或更多個相鄰復合材料蒙皮的兩個或更多個纖維板可嵌入均勻或整體的聚合物基體中)。圖7示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100f的示意性剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100f及其元件和部件可以與復合材料夾層100、100a、100b、100c、100d、100e(圖1至圖6)及其相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，復合材料夾層100f可包括頂部和底部復合材料蒙皮102f、104f和定位于其間并與其結(jié)合的芯體106f，其可類似于復合材料夾層100(圖1)的頂部和底部復合材料蒙皮102、104和芯體106。如上所述，可通過壓縮芯坯以形成復合材料夾層100f的芯體106f來制造復合材料夾層。此外，芯坯的不同部分可被壓縮到不同的高度或厚度。例如，芯坯的第一部分可被壓縮到第一厚度以形成芯體106f的具有第一厚度(通過頂部和底部復合材料蒙皮102、104的相應(yīng)的第一部分102f′、104f′之間的距離限定)的第一部分106f′。此外，芯坯的第二部分可被壓縮到第二厚度(例如，比第一厚度小)以形成芯體106f的具有第二厚度(通過頂部和底部復合材料蒙皮102、104的相應(yīng)的第一部分102f″、104f″之間的距離限定)的第二部分106f″。換言之，復合材料夾層100f可包括具有不同厚度的兩個或更多個部分。此外，通過在制造期間改變各個部分中的厚度，復合材料夾層100f可被配置為具有三維構(gòu)造或形狀。芯坯可壓縮成任何合適的厚度以形成芯體106(例如，厚度在3mm和60mm之間)。此外，芯坯具有可以在3mm和60mm之間的任何合適的厚度。在一些實施例中，硬芯體的最大高度可以根據(jù)管的直徑而變化，并且可以不是太大而不能使芯體彎曲。在實施例中，軟芯體可具有任何合適的高度，因為軟芯體雖然可以不彎曲，但是可在軟芯體的相對端變形。在一些實施例中，芯坯可以包括多個單元(例如，具有總體管狀構(gòu)造的單元，其可以由諸如管或吸管的管狀構(gòu)件形成)，其在制造復合材料夾層100f期間可被壓縮、彎曲、軟化、至少部分熔化或前述的組合，因為熱和壓力被施加到芯坯料和至少部分未固化的頂部和底部復合材料蒙皮102、104。因此，在一些實施例中，芯體106f可包括被壓縮、彎曲、軟化、至少部分熔化或其組合的芯坯(例如，諸如管或吸管管狀構(gòu)件)的構(gòu)件。例如，形成芯體106的芯坯的構(gòu)件可塑性地或彈性地變形。此外，如上所述，形成芯體106f的芯坯的構(gòu)件中的壓縮、軟化和/或熔化、彎曲、殘余應(yīng)力等的量可以從芯體106f的不同部分變化，以在這些部分中產(chǎn)生合適的和/或預(yù)定的厚度。也應(yīng)當理解的是，如上所述，芯體106f可包括可壓縮的泡沫或任何數(shù)量的其它合適的可壓縮的材料。因此，例如，合適的可壓縮的材料的芯坯可被壓縮(例如通過壓縮和/或熔化材料)至任何數(shù)量的合適的和/或預(yù)定的厚度以制造復合材料夾層106f的三維形狀。在一些實施例中，芯坯的一部分可被壓縮以形成芯體106f的基本上實心的部分。在所述的實施例中，芯體106f的第二部分106f″可以是基本上實心的。例如，可以形成芯坯的單元的管狀構(gòu)件可被軟化和/或熔化和壓縮以形成限定芯體106f的第二部分106f″的基本上實心的或整體的熱塑性和/或熱固性材料。通常，芯體106f的材料的可壓縮性可不同于用于制造芯體106f的芯坯的可壓縮性。在一些實施例中，一個或多個部分或整個芯體106f可以是基本上不可壓縮的(例如，可壓縮芯坯以形成與芯坯的可壓縮性相比可以是基本上不可壓縮的基本上整體的芯體106f)。此外，在一些構(gòu)造中，芯體106f可表現(xiàn)出比芯坯小的可壓縮性。在任何情況中，芯體106f的可壓縮性可從其一部分到另一部分以及從一個實施例到另一個實施例變化，并且可取決于芯體106f的構(gòu)造(例如，在制造之后)以及使用的材料、操作溫度等。應(yīng)當理解的是，芯體106f的各個部分可具有相同的材料或不同的材料。例如，整個芯體106f可以由基本上相同的材料制成。在一些實施例中，芯體106f的一個或多個部分可以由包括具有比一個或多個其它部分小的腔體的單元的芯坯制造。例如，第二部分106f″可具有比第一部分106f′中的腔體具有更小腔體的單元。在實施例中，相對較小的腔體可限制或消除在頂部和/或底部復合材料蒙皮102、104的外表面中形成凹坑或凹陷(例如，通過防止或限制浸漬的纖維板(用于形成復合材料表皮)進入芯體106f中的單元的腔體中)。應(yīng)當理解的是，復合材料夾層100f可包括位于頂部和底部復合材料蒙皮102f、104f之間和/或其外表面上的任何數(shù)量的附加層和/或材料(例如，如上所述的塑料泡沫層、聚合物表面層等)。此外，在一些實施例中，復合材料夾層100f可具有如通過頂部和/或底部復合材料蒙皮102f、104f限定的總體平面的外表面。可選地，復合材料夾層可具有非平面的外表面。圖8示出根據(jù)實施例的復合材料夾層100g的示意性剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100g及其元件和部件可以與復合材料夾層100、100a、100b、100c、100d、100e、100f(圖1至圖7)及其相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，復合材料夾層100g可包括頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g和定位于其間并與其結(jié)合的芯體106g，其可類似于復合材料夾層100(圖1)的頂部和底部復合材料蒙皮102、104和芯體106。在實施例中，復合材料夾層100g的外表面(例如，頂部和/或底部蒙皮102g、104g的外表面)可以是非平面的。此外，在一些實施例中，頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g的一個或多個部分可總體彼此平行(例如，在頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g彼此平行的復合材料夾層100g的部分處芯體106g的厚度可總體均勻)。可選地，頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g的一個或多個部分可彼此不平行。如圖8所示，芯體106g的厚度可變化(例如，連續(xù)地)，使得頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g定位并且定向為彼此不平行。例如，頂部復合材料蒙皮102g可具有第一三維形狀或構(gòu)造(例如，可以是弧形的、彎曲的等)，并且底部復合材料蒙皮104g可具有不同于第一三維構(gòu)造的第二三維形狀或構(gòu)造。此外，芯體106g的厚度的變化可適應(yīng)或形成復合材料夾層100g的三維形狀(例如，通過改變頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g之間的距離；頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g的厚度可以是總體均勻的)。如上所述，芯體106g可通過將頂部和底部復合材料蒙皮102g、104g之間的芯坯壓縮到合適的厚度來制造，該厚度可從芯體106g的一部分到另一部分變化。此外，在一些實施例中，芯體106g可包括至少部分壓縮的單元(例如，單元可通過壁限定，并且壁可在制造復合材料夾層100g期間被壓縮)。在一些實施例中，單元的壁可以由諸如吸管的管狀構(gòu)件形成。在任何情況中，在至少一個實施例中，限定芯體106g的單元的壁可總體垂直于頂部和/或底部復合材料蒙皮102g、104g(例如，在與限定芯體106g的單元的壁接觸的點處垂直于頂部和/或底部復合材料蒙皮102g、104g的平面的面向內(nèi)的表面或內(nèi)表面和/或垂直于與頂部和/或底部復合材料蒙皮102g的非平面的內(nèi)表面相切的假想線)。圖9是根據(jù)一個或多個實施例的復合材料夾層100h的軸測圖。如圖所示，復合材料夾層100h具有幾個不同厚度的部分。例如，頂部和/或底部復合材料蒙皮可具有總體均勻的厚度，并且復合材料夾層100h的芯體在其不同部分處可具有不同的厚度，以限定復合材料夾層100h的外部形狀。另外地或可選地，復合材料夾層100h的頂部和/或底部蒙皮可在其不同部分處具有不同的厚度并且可以至少部分地限定復合材料夾層100h中的變化厚度。此外，如圖9所示，復合材料夾層100f的不同部分中的變化厚度可限定或形成復合材料夾層100h的三維形狀(例如，與基本上平的或片狀的復合材料夾層相比)。特別地，例如，復合材料夾層100h具有具有彼此不同的形狀和厚度的部分101h至105h。例如，部分105f可以是總體平面的或平坦的(例如，片狀)并且可以比部分101h至104h薄。相反，部分101h至104h可比部分105h厚并且可具有總體三維構(gòu)造。圖10示出根據(jù)實施例的包括插入件111k的復合材料夾層100k的示意性剖視圖。除了如本文另外描述的，復合材料夾層100e及其元件和部件可以與復合材料夾層100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100e(圖1至圖8)及其相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，復合材料夾層100g可包括在第一側(cè)上結(jié)合到芯體106k的底部復合材料蒙皮104k和頂部復合材料蒙皮102k以及以與復合材料夾層100d(圖5)中類似的方式在其第二相對側(cè)上結(jié)合到芯體106k的外部蒙皮109k。在所示的實施例中，復合材料夾層100k包括插入件111k。通常，插入件111k可包括或由任何合適的材料形成。插入件111k可包括金屬、塑料、玻璃、木材以及其他合適的材料。在一些實施例中，插入件111k可定位于復合材料蒙皮和芯體之間。例如，插入件111k可以位于底部復合蒙皮104k和芯體106k之間。在一個實施例中，形成芯體106k的芯坯可圍繞插入件111k部分或完全地被壓縮和/或軟化和/或熔化(例如，圍繞插入件111k壓縮和/或軟化和/或熔化芯體106k可以將插入件111k和芯體106k結(jié)合在一起)。在一些實施例中，形成芯體106k的芯坯可在包含插入件111k的部分處或附近比在一個或多個其它部分處被壓縮得更多。在一些構(gòu)造中，芯體106可以由在制造期間在部分部分(例如，在芯體106k的部分106k′處)基本上未壓縮的芯坯形成。另外地或可選地，芯體106k可由在制造期間被部分壓縮或基本上完全壓縮的芯坯形成(例如，在芯體106k的部分106″和106″′處)。然而，應(yīng)當理解的是(如上所述)，復合材料夾層100k可包括在制造期間在任何數(shù)量的合適位置和/或部分通過將芯坯壓縮任何合適的量或百分比來形成的芯體106k。如上所述，本文所述的復合材料夾層可用于任何數(shù)量的應(yīng)用中。例如，復合材料夾層100k可被配置成用于汽車中的座椅安裝。座椅安裝可能需要復合材料夾層100k呈現(xiàn)相對高的拉出載荷。如果座椅安裝部由包括具有NCF和/或另一外部蒙皮(例如，在復合材料夾層100k的底部)的外部蒙皮109k的復合材料夾層100k形成，則外部蒙皮可例如防止或阻止安全帶從座椅安裝部拉出(例如，安全帶可連接到插入件111k，并且外部蒙皮109k可防止或阻止插入件的拉出)。例如，當汽車突然停止時，安全帶可以在復合材料夾層100k的插入件111k上施加向外的力的方式被拉動，并且包括NCF的一個或多個諸如外部蒙皮109k的外部蒙皮可防止或阻止插入件111k移動和/或被拉出復合材料夾層100k。如上所述，復合材料夾層的芯體可包括任何數(shù)量的合適的元件、構(gòu)造、材料等，其可從一個實施例到下一個實施例變化。在一些實施例中，芯體可通過多個連接的單元(例如，蜂窩等)限定或形成。圖11示出根據(jù)實施例的芯坯116的示意性俯視圖。應(yīng)當理解的是，芯坯116可用于和/或結(jié)合到本文所述的任何復合材料夾層中。此外，芯坯116可以具有任何合適的尺寸(例如，芯坯116可在一個或多個蒙皮的邊緣之間延伸，以形成任何合適尺寸的復合材料夾層)。在一些實施例中，芯坯可延伸超過該蒙皮和/或(至少在一些部分中)蒙皮可延伸超過芯坯的外周邊。例如，在加工和形成復合材料夾層之后，可將復合材料夾層的外周邊切割或修剪成選定的或合適的尺寸和/或形狀。在實施例中，芯坯116可包括和/或可由可結(jié)合在一起的管狀構(gòu)件117形成?？蛇x地，芯坯116的管狀構(gòu)件117可定位于彼此接近或接觸但是管狀構(gòu)件117的壁可保持彼此不附接。此外，管狀構(gòu)件117可具有任何數(shù)量的合適布置。在所示實施例中，管狀構(gòu)件可布置成總體平行的行和列(例如，同一行中的管狀構(gòu)件117的中心可沿著總體直的第一線設(shè)置，同一列中的管狀構(gòu)件117的中心可位于總體直的第二線，并且第二線可總體垂直于第一線)。在任何情況中，芯體117可定位于復合材料蒙皮之間并且可結(jié)合到其上以形成復合材料夾層。芯坯116的管狀構(gòu)件117可形成或限定單元118、119。特別地，管狀構(gòu)件117的壁可限定芯坯116的單元118、119。例如，單元118的腔體可以是總體圓柱形的(例如，由管狀構(gòu)件117的總體圓柱形內(nèi)部限定)。在一些實施例中，單元119的腔體可以是近似菱形或正方形棱柱體(例如，如通過四個管狀構(gòu)件117之間的空間限定)。管狀構(gòu)件117可具有可限定芯坯116的高度或厚度的任何合適的高度。此外，管狀構(gòu)件117可包括適當可壓縮的材料，使得芯坯116可被壓縮以形成具有一個或多個適當?shù)目蓮男倔w的一部分到另一部分變化的高度的芯體。另外地或可選地，管狀構(gòu)件117可包括以促進壓縮管狀構(gòu)件117和芯坯116(例如，不損壞或破壞管狀構(gòu)件117)的方式在適當溫度下軟化和/或熔化的材料。例如，當芯坯116的管狀構(gòu)件117被壓縮和/或軟化和/或熔化時，這種管狀構(gòu)件117的壁可彎曲、折疊、軟化、熔化等進入單元118、119的腔體(例如，進入管狀構(gòu)件117內(nèi)部的腔體和/或進入管狀構(gòu)件117之間的腔體中)。如上所述，芯坯可包括可以任何數(shù)量的合適布置布置的管狀構(gòu)件。圖12是根據(jù)實施例的包括以偏置行布置的管狀構(gòu)件117的芯坯116a的示意性俯視圖。除了如本文另外描述的，芯坯116a及其元件和部件可與芯坯116(圖11)及其相應(yīng)的元件和部件相似或相同。例如，管狀構(gòu)件117的兩個、一些或所有行可從管狀構(gòu)件117的一個或多個鄰近或相鄰的行橫向偏置。行之間的偏置距離10可以是管狀構(gòu)件117的寬度的大約一半(例如，大約為管狀構(gòu)件117的外徑的1/2)。此外，在實施例中，芯坯116a可包括由管狀構(gòu)件117限定的單元118a、119。例如，單元118a的腔體(例如，通過相鄰管狀構(gòu)件117的外表面之間的相應(yīng)間隙限定)可以是總體三角形棱柱體。在部分實施中，單元118a的腔體可小于單元118(圖11)的腔體。應(yīng)該理解的是，雖然在一些實施例中，芯坯的單元可由多個管狀構(gòu)件形成，但是在另外的或可選的實施例中，芯坯的單元可具有任何數(shù)量的構(gòu)造并且可以由任何數(shù)量的合適的部件形成。例如，單元可由實心塊機械加工而成，芯坯可被擠出，使得單元由單個壁限定而不是由管狀構(gòu)件形成的部分雙壁限定，可以由折疊片等形成。在任何情況中，以本文描述的方式，芯坯中的單元的壁通過壓制和/或加熱可以發(fā)生變形以形成復合材料夾層的芯體。在一些實施例中，包括多個管狀構(gòu)件的芯坯的至少一部分可被擠出(例如，以擠壓之后芯坯的管狀構(gòu)件結(jié)合在一起的方式)。圖13示出根據(jù)實施例的擠出并熱結(jié)合在一起的一束塑料管120的示意性側(cè)視圖。管120可以從擠出機200擠出和/或從一側(cè)或多側(cè)通過熱輥210擠壓，使得塑料管120熱結(jié)合在一起以形成一束塑料管，其可用作芯坯并且隨后可形成復合材料夾層的芯體。例如，管束可在擠出期間和/或之后以預(yù)定間隔切割以限定芯坯的高度。此外，多個管束可定位在一起或結(jié)合在一起以形成合適的芯坯。因此，雖然在一些實施例中，管狀構(gòu)件的兩個、一些或全部可具有相同或相似的高度(例如，以形成具有總體均勻厚度的芯坯)，但是在可選的或另外的實施例中，芯坯的管狀構(gòu)件的兩個、一些或全部可具有不同的高度(例如，以形成具有可變厚度的芯體)。圖14示出根據(jù)一個或多個實施例的用于制造復合材料夾層的壓縮模具300的示意圖。通常，堆疊組件可在模具300中定位并且至少部分地加工以制造復合材料夾層。模具300可包括上部模具部分310和下部模具部分320。當閉合在一起時，上部模具部分310和下部模具部分320限定可壓縮堆疊組件以形成復合材料夾層的腔體和/或芯體構(gòu)造(例如，堆疊組件可包括用聚合物樹脂浸漬的纖維板和定位于其間的芯坯)。例如，上部模具部分310可包括可促進將堆疊組件的至少一部分放置在其中的腔體311。例如，可浸漬有聚合物樹脂的第一纖維板112、芯坯116和浸漬有聚合物樹脂的第二纖維板114。模具300還可以包括下部模具部分320。在所示的實施例中，下部模具部分320具有總體平坦的頂表面321。例如，堆疊組件可在上部模具部分310和下部模具部分320之間形成的加工體積中封閉(例如，以將堆疊組件壓縮到選定的厚度和/或選定的形狀，以形成這種厚度和形狀的復合材料夾層)。即，模具300可定位在壓機中并且上部模具部分310和下部模具部分320可被壓在一起，從而壓縮堆疊組件。在一些實施例中，模具300可在制造期間被加熱(例如，以固化第一和/或第二纖維板中的聚合物樹脂，以軟化和/或熔化芯坯的一個或多個部分等)。如上所述，復合材料蒙皮可包括嵌入聚合物基體(例如，固化的聚合物樹脂)中的不連續(xù)和/或連續(xù)纖維。在復合材料模制期間，復合層壓材料也結(jié)合到芯體上。在一些實施例中，包括隨機定向的不連續(xù)和/或連續(xù)纖維的復合材料蒙皮可比包括連續(xù)纖維的類似復合材料蒙皮可彎曲和/或可拉伸。在一個或多個實施例中，氣體(例如，空氣)可從模具300的加工體積中抽出。例如，當模具300處于閉合構(gòu)型時，模具300還可包括可連接到真空泵(未示出)的出口330以在模具300的加工體積中從模具300的內(nèi)部加工體積中排出氣體(例如，從而產(chǎn)生至少部分真空)。上部模具部分310和下部模具部分320可包括可適于模具300的選定操作壓力和/或溫度的任何合適的材料。例如，上部模具部分310和下部模具部分320可由諸如鋼、鋁等的合適的金屬制造(例如，在部分情況中，鋼可能比鋁更適于較高壓力加工)。在部分實施中，模具300的多孔表面(例如，由鋁制成的上部部分和/或下部部分310、320)但可用模具密封劑密封。與高壓RTM相比，低壓壓縮成型工藝可顯著降低設(shè)備成本，例如，通過使用鋁模具而不是鋼模具以降低加工成本，還通過使用較薄的模具壁來降低模具材料的成本。具體地，鋁模具的壁比用于高壓RTM的鋼模具的壁更薄。例如，對于低壓壓縮模制鋁模具的壁可以是約10mm厚或更小，而對于RTM鋁模具的壁是約30mm厚。另外地，壓力或載荷機器產(chǎn)生用于低壓壓縮模制的比高壓RTM低的載荷。應(yīng)當理解的是，本文所述的任何復合材料夾層可利用可適當?shù)嘏渲糜糜谶@種制造的模具300或類似的模具制造。圖15是根據(jù)本文所述的實施例制造的樣品復合材料夾層100m。更具體地，通過浸漬纖維板和由吸管形成的芯坯來制造復合材料夾層100m，從而形成復合材料夾層100m的復合材料蒙皮102m、104m和芯體106m。芯體106m具有約20mm的高度。芯坯的吸管的端部被軟化或熔化以形成芯體106m并且結(jié)合到復合材料蒙皮102和104。圖16是根據(jù)實施例的制造復合材料夾心結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。例如，該方法可包括將堆疊組件定位于模具的加工體積內(nèi)的動作400。在一些實施例中，堆疊組件可組裝在加工溶劑內(nèi)部?？蛇x地，堆疊組件的至少一部分可組裝在加工體積外部。如上所述，堆疊組件可包括任何數(shù)量的當在模具中加工時可形成復合材料夾層的元件和部件。例如，堆疊組件可包括浸漬有聚合物樹脂的兩個纖維板和定位于其間的芯坯(例如，當一起加工時，浸漬的纖維板可形成復合材料蒙皮并且芯坯可形成復合材料夾層的芯體)。根據(jù)至少一個實施例，在模具閉合以限定加工體積之前，可在操作時將聚合物樹脂噴涂到第一纖維板和/或第二纖維板上。通過在閉合模具之前將聚合物樹脂噴涂到纖維板上，堆疊組件可在比高壓RTM低的壓力下被加工并且可適當?shù)亟n纖維。為了噴涂樹脂，商業(yè)噴頭可用于大批量生產(chǎn)大型部件。對于低壓壓縮模制過程，熱壓鍋而不是商業(yè)噴頭可用于小批量生產(chǎn)小部件或原型，這可降低制造成本。低壓熱鍋可噴涂樹脂。聚合物樹脂可以是聚氨酯、環(huán)氧樹脂、另一種合適的聚合物樹脂或任何上述物質(zhì)的混合物。低粘度混合物可更容易噴涂。對于聚合物樹脂，可通過在熱壓鍋中加熱樹脂并延遲硬化開始直到壓縮模制中來降低粘度?？蛇x擇用于包括混合物的聚合物樹脂的硬化劑使得環(huán)氧樹脂和聚氨酯具有大約相同或相似的固化時間。促進相同或相似的固化時間可允許兩個熱固性材料(例如，環(huán)氧樹脂和聚氨酯)完全固化在一起，而不會由于聚合物樹脂中的熱固性材料之一延長固化過程。在一些實施例中，該方法還可包括從模具的加工體積和從纖維板去除至少一些氣體的動作410。例如，如上所述，真空泵可從加工體積中排出氣體，從而在其中產(chǎn)生減壓或至少部分真空。該方法還可包括壓縮和加熱模具中的堆疊組件的動作420。特別地，例如，當加熱和壓縮堆疊組件時，聚合物樹脂可固化和/或可將浸漬的纖維板結(jié)合到芯坯。此外，當壓縮和加熱堆疊組件時，芯坯和具有增強纖維的聚合物樹脂可形成為合適的形狀。例如，具有增強纖維的聚合物樹脂可固化以形成選定形狀和/或厚度的復合材料蒙皮，并且芯坯可被壓縮和/或軟化和/或熔化以形成選定形狀和厚度的芯體。在一些實施例中，施加到堆疊組件的加工壓力可在5巴到10巴(例如，約6巴(約88磅/平方英寸))的范圍內(nèi),其可顯著低于通常在傳統(tǒng)RTM中使用的約120巴(1764磅/平方英寸)的壓力。然而，應(yīng)當理解的是，加工壓力可大于10巴或小于5巴。還應(yīng)當理解的是，本文所描述的動作或步驟可以從一個實施例到下一個實施例變化的任何合適的順序來執(zhí)行。在一些實施例中，加工堆疊組件可產(chǎn)生具有一個或多個基本上沒有針孔或孔隙(例如，外表面可以是光亮的和/或可以有助于其涂漆)外表面的復合材料夾層。另外地或可選地，復合材料夾層的一個或多個外表面可包括具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物使得該表面可承受高溫用于后處理。在一些實施例中，可能需要可用作諸如罩、門板等的各種汽車部件的復合材料夾層以承受相對高的操作溫度。例如，復合材料夾層可在約180℃下進行電涂覆然后在約140℃下涂底漆，其后可進行涂覆工藝。圖17是根據(jù)一個或多個實施例的用于制造復合材料夾層的方法的流程圖。在一些實施例中，該方法可包括對第一模具部分靜電充電的動作500。例如，可充電第一模具部分以幫助將帶電的熱塑性和/或熱固性粉末保持在其中。靜電充電還可幫助減少粉末的浪費和/或可保持圍繞模具的工作空間通常不含粉末。在實施例中，該方法可包括將一種或多種粉末(例如，熱塑性和/或熱固性粉末)放置或設(shè)置在第一模具部分上和/或中的步驟510。例如，粉末噴槍可以將粉末噴涂到第一模具部分上和/或中。此外，在一些實施例中，粉末可以總體均勻地分布在第一模具部分的一個或多個表面上。通過將粉末施加到模具表面，在纖維中捕獲的空氣可通過纖維層和工具表面之間的間隙并且通過單個顆粒或粉末顆粒之間的間隙或空間被拉出。粉末還可促進形成基本上沒有針孔的復合材料夾層的外表面。通常，粉末的顆?；蛭⒘？稍诔叽绾?或形狀上變化。在一些實施例中，顆?；蛭⒘？杀欢ǔ叽绾?或成形以允許在不連續(xù)纖維中捕獲的空氣通過真空(例如通過在顆粒之間的空間中通過)被有效地去除。在一些構(gòu)造中，與不連續(xù)纖維相比，連續(xù)纖維可能不太可能捕獲空氣。在至少一個實施例中，空氣可有效地從從RTM再循環(huán)的廢纖維中除去。使用的粉末的量可根據(jù)一個實施方案變化，并且尤其可取決于粉末顆粒的尺寸和/或形狀。在一些實施例中，粉末顆粒的尺寸可在約40μm至約100μm的范圍內(nèi)。粉末可包括被聚合物樹脂殼包圍的硬化劑，其可開始固化但是尚未固化。當首先加熱至高溫時，粉末可變軟，然后開始固化或交聯(lián)以形成固體涂層(例如，其可為約100μm厚或更厚)。粉末可以是諸如環(huán)氧樹脂的熱固性材料，其可為復合材料夾層的一個或多個外表面提供硬度。粉末還可以是諸如聚丙烯、聚乙烯、尼龍、聚酯的熱塑性材料。粉末還可以是熱固性材料和熱塑性材料的共混物。熱塑性材料和共混物可為表面提供一些韌性和/或還可幫助減少由固化熱固性粉末引起的收縮。粉末還可具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或高熔融溫度，使得粉末可承受高的后加工溫度。此外，在一些實施例中，粉末可具有比用于形成復合材料蒙皮的基體的聚合物更高的Tg溫度，使得粉末可以固體或軟化形式保持足夠的時間量以促進從堆疊組件中去除空氣。熱固性材料在固化之前可以是液體形式并且在固化之后變成固體，這包括聚合物鏈的交聯(lián)。另外地或可選地，熱固性材料可以是粘合劑。在一些實施例中，熱塑性材料可以是團?；蝾w粒的形式并且可通過軟化和/或熔化顆粒然后模制成形為最終產(chǎn)品。例如，熱塑性塑料的加工或硬化可不涉及固化或交聯(lián)。在實施例中，環(huán)氧樹脂粉末可用于產(chǎn)生基本上來自具有針孔和/或孔隙度的表面，其在汽車工業(yè)中也被稱為“A級”或閃光表面。環(huán)氧樹脂粉末可具有諸如約180℃的起始Tg的高Tg，并且可用于可涂漆的汽車部件。環(huán)氧樹脂粉末可在約200℃或更高的溫度下開始具有熱降解。環(huán)氧樹脂粉末的高Tg可促進制備可承受高溫(例如，諸如電泳涂覆工藝、底漆涂覆工藝、涂漆等的后處理所需的溫度)的復合材料夾層。該方法還可包括將堆疊組件設(shè)置在第一模具部分上和/或第一模具部分中以及在粉末上和/或與粉末接觸的步驟520。如上所述，堆疊組件可包括浸漬有聚合物樹脂的第一纖維板(例如，可將具有聚合物樹脂的第一纖維板置于粉末上)、芯坯和位于芯坯上的浸漬有聚合物樹脂的第二纖維板，使得芯坯設(shè)置在第一浸漬纖維板和第二浸漬纖維板之間。該方法可包括在通過閉合模具的第一部分和第二部分形成的在模具的加工體積中閉合粉末和堆疊組件的動作530。此外，模具的第一和第二部分可將選定的壓力施加到粉末和堆疊組件上。在一些實施例中，該方法可包括將模具的加工體積抽真空的動作540。另外地或可選地，該方法可包括通過加熱第一和第二模具部分來加熱粉末和/或堆疊組件的動作550。第二模具部分可被加熱到比第一模具部分低的溫度，使得聚合物樹脂從第二模具部分朝第一模具部分開始凝膠，或反之亦然。這種凝膠工藝可將在不連續(xù)纖維中捕獲的空氣推向粉末的顆?；驁F粒之間的間隙，使得空氣可通過真空去除。在一些實施例中，第一和第二模具部分之間的溫度差可以是至少5℃。例如，第一和第二模具部分之間的溫度差可以是至少10℃，至少15℃等。當?shù)谝荒＞卟糠痔幱谙鄬Φ偷臏囟葧r，粉末可被加熱而不硬化。例如，粉末可具有約90秒的凝膠時間，這可允許在纖維板的纖維中捕獲的空氣被至少部分地去除(例如通過自然吸氣和/或真空)以產(chǎn)生基本平滑的表面光潔度。在實施例中，在堆疊組件中使用的聚合物樹脂的固化溫度可以是約120℃。例如，第一模具部分可在115℃，第二模具部分可在125℃?？蛇x地，例如，固化溫度可以是約125℃，并且第一模具部分可在120℃，而第二模具部分可在130℃。通常，固化時間可從一個實施例到另一個實施例變化。在至少一個實施例中，環(huán)氧樹脂的固化可以需要約6至7分鐘來固化約98％。當固化時，聚合物樹脂可收縮約2.5％至3％(例如，與未固化的聚合物樹脂的填充體積相比)。在一些實施例中，第一模具部分和第二模具部分之間的溫度差可以是至多50℃。在部分加工條件下，當溫度差增加至約50℃時，由于在不同模具溫度下的不同熱膨脹導致的尺寸差異可能太大，以在模具閉合時在蒙皮組件上引起高的局部壓力；這種高的局部壓力可導致顯著的模具磨損。在一些實施例中，為了完全固化，復合材料夾層可進行后固化處理(例如，在烘箱或高壓釜中加熱)。例如，烘箱可以2℃的溫度梯度從室溫加熱至升高的溫度，這可在諸如電涂覆的后處理期間遇到。在實施例中，復合材料夾層可被加熱到約180℃并且可在該溫度下保持一段時間(例如，1小時)，這可促進或確保完全固化并且可減少或消除進一步的收縮。后固化期間的緩慢加熱可降低熱沖擊的可能性和/或效果。為了提高烘箱的利用效率，可將多個復合部件放置在烘箱中以經(jīng)歷后固化過程。通常，固化溫度和固化時間可從一個實施例到下一個實施例變化，并且尤其可取決于環(huán)氧樹脂的類型、環(huán)氧樹脂的厚度等。例如，當固化溫度升高時，固化時間可較短。在一些實施例中，可施加諸如蠟的脫模劑以促進從第一和/或第二模具部分取出復合材料夾層。注意，在一個或多個實施例中，對于旨在被涂漆的表面，硅樹脂脫模劑可能不是期望的。在一些實施例中，復合材料夾層可從模具中去除并且隨后可被冷卻。圖18是示出根據(jù)本公開的實施例的各種材料的面板的彎曲剛度的比較的圖。這些曲線是對具有輕微材料變化的復合材料夾層通過實驗獲得的。曲線902表示由聚碳酸酯飲用吸管形成的硬芯體。每根吸管具有7mm的直徑，并且芯體具有70kg/cm3的密度(PC7-70)。復合材料蒙皮包括來自第一供應(yīng)商的600gsm玻璃纖維和在環(huán)氧樹脂中的400gsmNCF。曲線904表示由聚碳酸酯飲用吸管形成的芯體。每根吸管具有6mm的直徑和70kg/cm3的密度(PC6-70)。復合材料蒙皮包括環(huán)氧樹脂中來自第一供應(yīng)商的600gsm玻璃纖維。曲線906表示具有在環(huán)氧樹脂中來自第一供應(yīng)商的600gsm玻璃纖維的PC7-70。曲線908表示具有環(huán)氧樹脂中來自第二供應(yīng)商的600gsm玻璃纖維的6-70。如圖所示，曲線902具有最高的彎曲剛度。具體地，曲線902具有比曲線906高的彎曲剛度，這表明附加的NCF可增加復合材料夾層的彎曲剛度。曲線902示出比曲線906高的彎曲剛度，這表明管的較大直徑可增加彎曲剛度。曲線904示出比曲線908高的彎曲剛度，這可表明玻璃纖維的供應(yīng)者可影響彎曲剛度。以下部分提供了基于理論模型計算復合材料蒙皮和復合材料夾層的剛度、撓曲強度的細節(jié)。另外，還提供了各種復合材料結(jié)構(gòu)與鋁的比較。為了獲得彎曲剛度，表1.1至表1.5列出包括復合層壓材料或蒙皮和鋁的密度、彈性模量、寬度、長度和厚度以及芯體高度的數(shù)據(jù)。鋁或復合材料蒙皮或復合材料夾層的彎曲剛度是基于在以下部分中描述的等式計算的。表1.1：鋁表1.2：碳纖維層壓材料表1.3：具有聚碳酸酯芯體和環(huán)氧樹脂的復合材料夾層表1.4：具有聚碳酸酯芯體、碳纖維和聚氨酯的復合材料夾層圖1.5：具有紙芯體、玻璃纖維和聚氨酯的復合材料夾層圖19是根據(jù)本公開的實施例的用于計算彎曲剛度的面板的圖。面板可以是復合材料蒙皮、復合材料夾層、鋁板等。包括沿著y軸的厚度和沿著z軸的寬度的尺寸關(guān)于x-y-z坐標示出。如圖所示，彎曲是圍繞z軸的。整體碳纖維(CF)層壓材料的彎曲剛度可在等式(1)中表示為其彈性模量乘以轉(zhuǎn)動慣量的乘積：其中Dcf表示CF層壓材料的彎曲剛度，Ecf表示CF層壓材料的彈性模量，Iz表示相對于z軸的轉(zhuǎn)動慣量，w表示CF層壓材料的寬度，t表示CF層壓材料的厚度。Iz取決于層壓材料的厚度和寬度。實心鋁板的彎曲剛度可以由等式(1)表示，但是用鋁DAl的彎曲剛度代替Dcf，并且用鋁的彈性模量EAl代替Ecf。如果CF層壓材料實現(xiàn)與鋁板相同的彎曲剛度，則CF層壓材料的所需厚度可由以下等式(2)獲得：因此，CF層壓板的所需厚度可從等式(2)計算并且通過以下等式(3)獲得：圖20是根據(jù)本公開的實施例的用于計算復合材料夾層的彎曲剛度的復合材料夾層的圖。復合材料夾層1100包括夾在頂部復合材料蒙皮1102A和底部復合材料蒙皮1102B之間的芯體1104。芯體可以是包括諸如塑料管或高密度泡沫的管的“硬”芯體或諸如紙板或硬紙板或低密度泡沫的“軟”芯體。如圖20所示，w表示復合材料夾層1100的寬度，tc表示芯體1104的厚度或高度，ts表示復合材料蒙皮1102A和1102B的厚度，ds表示復合材料蒙皮1102A至1102B的中間部分之間的距離(即tc+ts)。對于復合材料夾層1100，彎曲剛度可在等式(4)中表示為復合材料蒙皮1102A-1102B和芯體1104相對于中心軸的彎曲剛度的總和：假設(shè)復合材料夾層1100的兩個蒙皮或面層1102A至1102B的對稱分布和相同的材料，復合材料夾層1100的彎曲剛度可通過等式(5)以復合材料蒙皮1102A-1102B和芯體1104的彈性模量和轉(zhuǎn)動慣量表示：將斯坦納定理應(yīng)用于蒙皮1102A-1102B，蒙皮1102A或1002B和芯體1104的轉(zhuǎn)動慣量可在等式(6)中表示：其中w表示復合材料梁的寬度，tc表示芯體的厚度，ts表示蒙皮的厚度，ds表示蒙皮的中間部分之間的距離(tc+ts)。在等式(5)中代入等式(6)得出以下等式(7)：因為由于芯體的低彈性模量，芯體1104對復合材料夾層1100的彎曲剛度的貢獻通常不顯著，其小于1％，所以復合材料夾層1100的彎曲剛度可通過以下等式(8)來估計：如果ds大于4ts，則在等式(8)中彎曲剛度的第一項可占小于2.5％。在大多數(shù)情況下，復合材料蒙皮1102A或1102B是薄的，而復合材料芯體1104比復合材料蒙皮1102A或1102B厚得多。因此，復合材料夾層1100的彎曲剛度可通過以下等式(9)來估計：如等式(7)至等式(9)所示，當復合材料蒙皮的厚度ts增加時，復合材料夾層的彎曲剛度也增加。以下提供幾個示例以說明芯體高度對彎曲剛度的影響。圖21A是根據(jù)本公開的實施例的復合材料結(jié)構(gòu)的圖。在該實施例中，固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A包括兩個具有組合厚度t的復合材料蒙皮。固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A不包括任何芯體(例如，假設(shè)芯體可被壓縮到零厚度)。圖21B是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的圖。在該實施例中，復合材料夾層1200B包括具有組合厚度t的兩個復合材料蒙皮。復合材料夾層1200B還包括具有厚度t的芯體。復合材料夾層1200B具有通過等式(10)表示的彎曲剛度：因此，當芯體具有與包括頂部復合材料蒙皮層和底部復合材料蒙皮層兩者的固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A的蒙皮層相同的厚度時，復合材料結(jié)構(gòu)1200B的彎曲剛度增加到固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A的彎曲剛度的七倍。圖21C是根據(jù)另一實施例的復合材料夾層的圖。在該示例中，復合材料夾層1200C包括厚度為3t的芯體而兩個表層的組合厚度為t，其為固體復合結(jié)構(gòu)1200A的厚度。復合材料夾層1200C具有通過等式(10)表示的彎曲剛度：如等式(11)所示，使用關(guān)于固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A的厚度t的三倍厚度的芯體的復合材料夾層1200C的彎曲剛度產(chǎn)生了固體復合結(jié)構(gòu)1200A的彎曲剛度的三十七倍的彎曲剛度。復合材料夾層的彎曲強度可使用以下等式(12)計算：其中σmax表示彎曲強度，Mmax表示最大彎矩；I表示轉(zhuǎn)動慣量，ymax表示距離中軸的最大距離ymax。對于公共載荷配置，Mmax保持為固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A和復合材料夾層1200B-1200C的常數(shù)。如等式(1)所示，ymax可相應(yīng)于固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A和復合材料夾層1200B至1200C的厚度變化，并且轉(zhuǎn)動慣量I可隨厚度增加。表2列出圖21A至圖21C所示的固體復合材料結(jié)構(gòu)1200A和復合材料夾層1200B至1200C的剛度、彎曲強度和重量的比較。如表2所示，當芯體高度增加時，復合材料夾層的彎曲剛度和彎曲強度可增加。雖然期望較高的芯體高度以增加彎曲剛度，但是例如由聚碳酸酯飲用吸管制成的芯體可能不太長或太高，因為芯體可能更容易彎曲。表2：固體復合材料結(jié)構(gòu)和復合材料夾層的比較固體復合材料結(jié)構(gòu)芯體厚度t芯體厚度3t剛度1.07.037.0彎曲強度1.03.59.2重量1.01.021.06如表2所示，復合材料夾層的芯體占固體復合材料結(jié)構(gòu)重量的約2％-6％，復合材料夾層的彎曲剛度和彎曲強度可顯著增加而不增加芯體的總重量?；谝陨系仁?，導致等效彎曲剛度的復合材料蒙皮和鋁板的厚度被計算并列于表3中。如表所示，厚度可取決于CF層壓材料的彈性模量。鋁等效厚度也對復合材料夾層的CF蒙皮的厚度敏感。對于計算，由碳纖維數(shù)據(jù)推斷平均彈性模量值，其為E＝37.7GPa。表3：復合材料蒙皮厚度和等效鋁板厚度對碳纖維層壓材料的彈性模量彈性模量(GPa)復合材料總厚度(mm)Al厚度(mm)231.738.0301.588.737.71.479.4451.3810.0521.3210.5假設(shè)實現(xiàn)相同彎曲剛度的恒定彈性模量(E＝37.7GPa)，表4列出各種CF蒙皮厚度和等效鋁厚度。表4：對于為37.7GPa的恒定E的CF蒙皮厚度對等效鋁厚度每個蒙皮的夾層結(jié)構(gòu)蒙皮厚度(mm)鋁厚度(mm)0.48.20.58.80.69.40.79.90.810.4對于由諸如聚碳酸酯(PC)的飲用吸管形成的芯體，當芯體高度變化時，鋁等效厚度也可變化。假設(shè)CF蒙皮的每一個的恒定彈性模量為37.7GPa并且厚度為0.6mm，表5列出PC芯體高度對等效鋁厚度的變化以實現(xiàn)相同的彎曲剛度。表5：PC芯體高度對等效鋁厚度PC芯體高度(mm)鋁厚度(mm)43.985.9127.5169.0209.4基于以上等式，可執(zhí)行附加計算并且圖22A和圖22B中表示數(shù)據(jù)。圖22A是示出等效厚度的板的重量和成本的材料比較的圖。如圖22A所示，例如，與整體碳纖維層壓材料和包括由聚碳酸酯管形成的芯體和復合材料蒙皮的復合材料夾層相比，鋁是最重的，而整體碳纖維層壓材料具有最高的成本。例如，復合材料夾層的重量為鋁(具有可比的厚度和尺寸)的重量的約80％，并且其成本可為鋁的成本的約50％。整體碳纖維層壓材料的重量為鋁的重量的約60％，并且其成本可為鋁的成本的約130％。圖22B是示出等效剛度的板的重量和成本的材料比較的圖。如圖22B所示，復合材料夾層可具有鋁的重量的約10％以及鋁的成本的約10％以具有與鋁相同或相似的剛度。相反，整體碳纖維層壓材料具有鋁的重量的約60％以及鋁的成本的約130％以具有與鋁相同或相似的剛度。以下CF數(shù)據(jù)和樹脂數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生圖22A和圖22B的柱狀圖，(1)具有20mm厚度的鋁6061T6；(2)具有20mm厚度、50GPa彈性模量的整體碳纖維層壓材料；以及(3)包括結(jié)合到兩個復合材料蒙皮并且在其間的芯體的復合材料夾層，每個蒙皮是0.4mm厚，芯體高度是20mm，在復合材料蒙皮中纖維的體積分數(shù)是40％，并且彈性模量是35GPa。圖23是比較不同復合材料夾層的彎曲模量的柱狀圖。彎曲模量是材料的固有性質(zhì)并且不取決于幾何形狀。如圖23所示，柱1406表示包括夾在包括環(huán)氧樹脂的復合材料蒙皮之間的聚碳酸酯芯體的復合材料夾層的彎曲模量，該復合材料夾層在所有復合材料夾層中具有最高的彎曲彈性模量。柱1404表示包括夾在由浸漬有聚氨酯的短切絲氈(CSM)制成的復合材料蒙皮之間的紙的復合材料夾層的彎曲模量具有最低的彎曲模量。柱1402表示包括聚碳酸酯芯體和包括聚氨酯而不是環(huán)氧樹脂的較軟的復合材料蒙皮的復合材料夾層的彎曲模量，并且具有比由柱1406表示的復合材料夾層低的彎曲模量。在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以其它具體形式實施。所述的實施例在所有方面被認為僅是說明性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求而不是通過前述說明來表示。在權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化將被包括在它們的范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3