本發(fā)明涉及一種尤其在航空領(lǐng)域中由復(fù)合材料制成的零件的制造方法，所述復(fù)合材料包括經(jīng)金屬基體致密化的纖維增強(qiáng)材料。

背景技術(shù)：

如今，必須遵守難以與安全性方面的要求相協(xié)調(diào)的非常高的環(huán)境要求，這通常在相關(guān)零件的制造中導(dǎo)致質(zhì)量和成本的不可忽略的增加。然而，據(jù)證明：即使零件具有所需的機(jī)械性能、熱性能和電性能，也難以考慮以過高的成本制造該零件。

例如，在航空領(lǐng)域中，容納動力電子器件(l'électroniquedepuissance)的航空電子設(shè)備外殼承受非?？量痰臏囟拳h(huán)境和振動環(huán)境，而需要良好的(機(jī)械、熱和電)能量傳輸。因此，由于鋁既具有低密度又具有良好導(dǎo)熱率，所以這些外殼通常由這種材料制成。然而，鋁不足以移除由動力電子器件產(chǎn)生的所有熱量，從而證實了有必要為外殼配備包括冷卻板、散熱器和/或熱管的補(bǔ)充冷卻系統(tǒng)，但這卻使得外殼的總質(zhì)量增加且使其在處理環(huán)境限制方面的效率大大降低。

已經(jīng)有人提出使用復(fù)合材料以將幾種不同材料的有利性質(zhì)結(jié)合并且改善制造由這些材料制成的不同零件的質(zhì)量和/或成本。

例如，在航空領(lǐng)域中，已經(jīng)有人提出制造由具有經(jīng)聚合物基體致密化的纖維增強(qiáng)材料制成的復(fù)合材料的鼓風(fēng)機(jī)罩殼。由此獲得的零件既輕又機(jī)械性能強(qiáng)。然而，這種類型的材料不是導(dǎo)體，并且由于基體的聚合物組成而難以耐受苛刻的溫度環(huán)境。因此，不能考慮將這種類型的復(fù)合材料用于制造需要良好的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率的零件，諸如航空電子設(shè)備外殼。

在航天領(lǐng)域中，已經(jīng)有人提出制造包括經(jīng)金屬基體致密化的增強(qiáng)材料的復(fù)合材料(對于金屬基體復(fù)合材料，已知的為c3m(首字母縮寫))。金屬基體則可以包括純金屬或合金，而增強(qiáng)材料可以包括纖維或開孔泡沫。

為了獲得這些金屬基體復(fù)合材料，已知在超壓包殼(enceintehyperclave)中，使液體形式(熔化)的金屬基體在壓力下滲入增強(qiáng)材料。根據(jù)這項技術(shù)，將模具放入該包殼中，該包殼包括纖維預(yù)制件和坩堝，所述坩堝容納用于形成零件的基體的金屬塊。然后，在包殼和模具內(nèi)產(chǎn)生真空，對容納金屬塊的坩堝進(jìn)行加熱，并對模具進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)容納在坩堝中的合金完全熔化時，將它轉(zhuǎn)移到模具的內(nèi)部。通過將包殼加壓到通常約30巴至約100巴的壓力水平來自動進(jìn)行這種轉(zhuǎn)移。一旦裝滿模具，立即通過使制冷構(gòu)件與模具的壁接觸來加速零件的冷卻。只要溫度沒有下降到合金的凝固溫度以下，就維持容器中的壓力以補(bǔ)償金屬的自然收縮。

這種方法則使得所獲得的復(fù)合材料具有良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性能、熱性能和電性能(取決于選擇作為纖維增強(qiáng)材料和金屬基體的材料)。然而，這種方法實施起來極其復(fù)雜并且消耗大量的能量、制造時間和成本，而難以用于航天領(lǐng)域之外的大規(guī)模生產(chǎn)。

在文件ep0164536中，已經(jīng)有人提出制造細(xì)長形狀的物體，該細(xì)長形狀的物體包括由碳纖維和基于鎂的金屬基體制成的復(fù)合材料。為此，將平行高強(qiáng)度碳纖維束引入至預(yù)熱至約700℃的由不銹鋼制成的細(xì)長包殼，并且在壓力下放入至預(yù)熱至約200℃的鑄造模具的空腔，使得包殼的開口取向向上。然后，將約700℃的熔化的鎂合金倒入空腔，隨后將加熱至約200℃的活塞壓到模具的頂部，以便在設(shè)備的冷卻期間壓縮熔化的合金并且迫使其滲入纖維束。在再次升起活塞之后，使用挺桿(poussoir)向上提拉固化的部分。在移除包殼期間，通過機(jī)械加工來獲得最終零件。

然而，在該文件中，所得零件必然具有沿著活塞的壓縮軸線延伸的主方向。此外，零件的形狀受限于細(xì)長的形狀，并且為了使合金滲入碳纖維需要在活塞上施加非常大的壓力(約1500巴)。最后，為了去除由此獲得的復(fù)合材料周圍的金屬合金和鋼包殼，這種方法需要冗長的機(jī)械加工步驟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提出一種尤其能夠在航空領(lǐng)域中使用的新的金屬基復(fù)合材料，該金屬基復(fù)合材料與單塊鋁或鎂相比具有更好的電性能和熱性能以及更好的密度，同時以合理的成本仍然具有相等的機(jī)械性能。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種由新的金屬基復(fù)合材料制成的零件，該零件結(jié)合了幾種材料的機(jī)械性能、熱性能和電性能，以合理的成本能夠容易且快速地進(jìn)行制造，并且(如果需要的話)經(jīng)歷后續(xù)的精加工操作，諸如機(jī)械加工和其它組裝方法(諸如焊接，鉚接等)。

為此，本發(fā)明提出了一種由包括經(jīng)金屬基體致密化的纖維增強(qiáng)材料的復(fù)合材料制造零件的方法，所述零件例如為用于航空發(fā)動機(jī)的零件，所述制造方法包括以下步驟：

通過將成型部分與支撐部分分開來打開包括所述支撐部分和所述成型部分的裝置，以由所述支撐部分界定出凹槽；

將纖維增強(qiáng)材料放入所述裝置的凹槽；

通過使所述成型部分靠向所述支撐部分并且在所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間提供空間，來密封地閉合所述裝置；

使所述金屬基體熔化；

將所述金屬基體引入所述裝置，以填充所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間的空間；

對所述成型部分和/或所述支撐部分施加力，以使所述成型部分和所述支撐部分合在一起并且減小所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間的空間，從而使所述金屬基體浸漬所述纖維增強(qiáng)材料。

上述制造方法的某些優(yōu)選而非限定性的特征如下：

預(yù)熱所述支撐部分和/或所述成型部分至小于或等于所述金屬基體的熔化溫度的預(yù)熱溫度

預(yù)熱所述支撐部分和/或所述成型部分達(dá)到約200℃至600℃的溫度；

預(yù)熱所述支撐部分和/或所述成型部分，其中，所述成型部分預(yù)熱達(dá)到的溫度高于所述支撐部分預(yù)熱達(dá)到的溫度；

所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：在該步驟期間，在閉合所述裝置之前，將金屬網(wǎng)格置于所述支撐部分與所述纖維增強(qiáng)材料之間和/或置于所述成型部分與所述纖維增強(qiáng)材料之間；

所述方法進(jìn)一步包括以下步驟(s20)：對所述纖維增強(qiáng)材料進(jìn)行處理，該處理適合于提高形成所述纖維增強(qiáng)材料的纖維的滲透性；

所述預(yù)處理步驟包括：對形成所述纖維增強(qiáng)材料的纖維進(jìn)行練漂(désensimage)的步驟，以及通過氟化物鹽、通過碳化物沉積物或通過鎳沉積物對所述纖維進(jìn)行化學(xué)處理的步驟；以及

在真空下進(jìn)行填充所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間的空間的步驟和/或使所述金屬基體浸漬所述纖維增強(qiáng)材料的步驟。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明還提出一種由包括經(jīng)金屬基體致密化的纖維增強(qiáng)材料的復(fù)合材料制成的零件，該零件例如為用于航空發(fā)動機(jī)的零件，其特征在于，所述零件是使用上述制造方法獲得的。

所述零件的某些優(yōu)選而非限定性特征如下：

所述零件包括例如板或桿的細(xì)長零件、發(fā)動機(jī)用航空電子設(shè)備外殼或前緣用金屬增強(qiáng)件；

所述零件包括體積百分比為30％至70％的纖維、優(yōu)選40％至65％；

所述纖維增強(qiáng)材料包括合成纖維；

所述纖維增強(qiáng)材料包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、硼纖維和/或凱芙拉纖維，例如高熱導(dǎo)率模量的碳纖維；

所述纖維增強(qiáng)材料包括一層至十層、優(yōu)選兩層至八層的疊置的纖維板層(ply)；

所述金屬基體包括鋁合金和/或鎂合金；以及

所述纖維增強(qiáng)材料是二維織造的、三維織造的、二維編織的、三維編織的和/或?qū)訅旱摹?/p>

根據(jù)第三方面，本發(fā)明還提出一種用于制造如上所述的零件的裝置，包括：

模具，所述模具包括：

支撐部分；

成型部分，所述成型部分能夠相對于所述支撐部分移動，以由所述支撐部分界定出適用于接納纖維增強(qiáng)材料的凹槽；

密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件位于所述支撐部分與所述成型部分之間，適用于在所述成型部分靠向所述支撐部分時密封所述裝置，同時在所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間提供空間；以及

通孔，所述通孔形成在所述成型部分或所述支撐部分中并且通入所述凹槽，所述通孔適用于將金屬基體引入所述凹槽中；以及

作動器，所述作動器配置為對所述模具的成型部分和/或所述模具的支撐部分施加力，以使所述成型部分和所述支撐部分合在一起并且減小所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間的空間，從而使所述金屬基體浸漬所述纖維增強(qiáng)材料。

根據(jù)第四方面，本發(fā)明最后提出一種用于如上所述的裝置的模具，其特征在于，所述模具包括：

支撐部分；

成型部分，所述成型部分能夠相對于所述支撐部分移動，以由所述支撐部分界定出適用于接納纖維增強(qiáng)材料的凹槽；

密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件位于所述支撐部分與所述成型部分之間，適用于在所述成型部分靠向所述支撐部分時密封所述裝置，同時在所述纖維增強(qiáng)材料與所述裝置的兩個部分之間提供空間；以及

通孔，所述通孔形成在所述成型部分或所述支撐部分中并且通入所述凹槽，所述通孔適用于將金屬基體引入所述凹槽中。

根據(jù)優(yōu)選而非限定性的特征，所述模具可以進(jìn)一步包括通氣口，所述通氣口通入所述凹槽并且配置為與真空泵流體連通。

附圖說明

在閱讀下面的詳細(xì)描述并參考作為非限定性的實例給出的附圖后，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將更加清楚，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的裝置的實施例，以及

圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的制造方法的實施方式中的不同步驟的流程圖。

具體實施方式

在下文中，本發(fā)明將更詳細(xì)地描述其應(yīng)用于制造渦輪發(fā)動機(jī)的零件1，通常為航空電子設(shè)備外殼、能用于這種外殼以改善外殼的熱交換和冷卻的散熱板、或者用于渦輪發(fā)動機(jī)葉片的前緣的金屬增強(qiáng)材料，該金屬增強(qiáng)材料配置為保護(hù)葉片的前緣免受在渦輪發(fā)動機(jī)的操作期間所承受的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。

然而，并不限于以下程度：本發(fā)明適用于通過鑄造技術(shù)在模具12中所能獲得的任何零件1，而不論其形狀(平面、凸面、凹面等)或其用途；也不限于以下程度：所述零件1含有包括經(jīng)金屬基體3致密化的纖維增強(qiáng)材料2的復(fù)合材料。

本文的復(fù)合材料是指包括經(jīng)金屬基體3致密化的纖維增強(qiáng)材料2的材料。

纖維增強(qiáng)材料2可以包括適合于零件1的預(yù)期用途的任何類型的纖維。例如，在零件1用于承受苛刻的溫度環(huán)境的情況下，優(yōu)選能承受這樣溫度的纖維。在此實例中，它們可以是除天然纖維之外的任何類型的纖維。

例如，在渦輪發(fā)動機(jī)的零件1的情況下，纖維可以包括合成纖維，諸如碳纖維(例如，高熱導(dǎo)率模量碳纖維，諸如瀝青(前體)型纖維)、玻璃纖維、芳綸纖維、硼纖維、凱芙拉(kevlar)纖維。

纖維增強(qiáng)材料2可以是二維織造的、三維織造的、二維編織的、三維編織的和/或?qū)訅旱?纖維板層的堆疊)。

為了提高零件1的機(jī)械強(qiáng)度，纖維增強(qiáng)材料2的纖維優(yōu)選具有足夠的滲透性以確保金屬合金3的良好浸漬。纖維的這種滲透性尤其可以通過它們的潤濕角進(jìn)行表征。在一個實施方式中，潤濕角接近0°，例如0°至60°。例如，約40°至50°的潤濕角已能夠確保纖維的良好浸漬。

如果適用的話，當(dāng)纖維不具有足以確保金屬合金3良好地滲入纖維增強(qiáng)材料2的滲透性時，可以使它們經(jīng)歷預(yù)處理以提高它們的滲透性。這種處理可以首先包括通過將纖維加熱至約500℃的溫度來練漂纖維的步驟。盡管經(jīng)歷該練漂步驟，滲透性可能由于纖維的類型仍然不足。例如，纖維可以具有約150°的潤濕角。在這種情況下，為了進(jìn)一步提高纖維的滲透性水平并達(dá)到通常為40°至50°的適合的潤濕角，可使用氟化物鹽或通過沉積碳化物或鎳來對經(jīng)先前練漂的纖維進(jìn)行化學(xué)處理。

此外，金屬基體3可以包括適合于零件1的預(yù)期用途的任何類型的合金。因此，對于在苛刻環(huán)境中需要具有優(yōu)異的耐溫性、良好的機(jī)械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性的同時，還需要小體積、低重量和中等成本的零件1，金屬基體3可以包括鋁基合金和/或鎂基合金。這種類型的合金尤其可以適用于如上所述的散熱板或航空電子設(shè)備外殼。

可以使用其它類型的金屬合金。這些合金尤其可以包括：能用于砂鑄的金屬、鑄造金屬(諸如鑄鐵和鋼)、能用于殼成型(重力、壓力或失蠟(cireperdue))的金屬，其熔點小于900℃(銅、鋁、鋅等的合金)。

裝置10

可以使用包括模具12的合適的裝置10來實施方法s，模具12具有：支撐部分或基體14，以及成型部分或沖頭13。沖頭13能夠相對于基體14移動，以在基體14中界定出適合于容納纖維增強(qiáng)材料2的凹槽15。在一個實施方式中，基體14的正對面與沖頭13的正對面形成凹槽15并且協(xié)作使零件1在模具12中成型。

模具12進(jìn)一步包括形成在沖頭13或基體14中并且通入凹槽15中的通孔11，以將熔化的金屬合金3引入凹槽15。在圖1所示的實施方式中，通孔11形成在沖頭13中。

為了制造由復(fù)合材料制成的零件1，模具12具有：

初始構(gòu)型，其中，沖頭13與基體14分開，以能夠接觸凹槽15；

潤濕構(gòu)型，其中，沖頭13位于基體14上。在這種潤濕構(gòu)型中，沖頭13和基體14界定出用于接納纖維增強(qiáng)材料2的凹槽15。凹槽15則具有初始內(nèi)部體積，該初始內(nèi)部體積對應(yīng)于形成零件1的纖維增強(qiáng)材料2的體積加上待用金屬合金3填充的纖維增強(qiáng)材料2與模具12之間的空氣的體積。在這些附圖所示的實施方式中，空氣的體積例如在纖維增強(qiáng)材料2和沖頭13之間延伸；

浸漬構(gòu)型，其中，沖頭13和基體14合在一起，以減小凹槽15的內(nèi)部體積。在這種浸漬構(gòu)型中，凹槽15的內(nèi)部體積基本上對應(yīng)于零件1的最終體積。

模具12可進(jìn)一步包括位于基體14與沖頭13之間的密封構(gòu)件17。密封構(gòu)件17配置為在處于潤濕構(gòu)型或浸漬構(gòu)型時，密封模具12的凹槽15。為此，選擇密封構(gòu)件17用于密封處于潤濕構(gòu)型的模具12的凹槽15，并且在沖頭13和基體14處于浸漬構(gòu)型時例如通過密封零件17的彈性形變保持這種密封。在這種方式下，能夠在潤濕構(gòu)型下，在纖維增強(qiáng)材料2與沖頭13之間設(shè)置用于接納金屬合金3的空間的同時，仍然保證模具12的密封。

在一個實施方式中，密封構(gòu)件17可以包括墊圈，該墊圈抵靠至沖頭13(或基體14)的周邊區(qū)域并且用于在模具12閉合時與基體14(或沖頭13)進(jìn)行接觸。為了閉合模具12，墊圈17尤其可以包括相對可延展的金屬墊圈，其在模具12的溫度增加時膨脹并且由此密封模具12。作為一個變型，墊圈17可為通過以下方式靠向基體14(或沖頭13)的o形環(huán)：當(dāng)施加沖頭13至基體14以閉合模具12時，沖頭13(或基體14)與o形環(huán)進(jìn)行接觸并壓縮o形環(huán)，從而密封模具12的凹槽15。

可選地，模具12還可以包括預(yù)熱構(gòu)件，該預(yù)熱構(gòu)件配置成將模具12預(yù)熱至根據(jù)金屬合金3的熔化溫度所限定的溫度，以在將其引入模具12期間避免金屬合金3的熱梯度。這種預(yù)熱構(gòu)件則可以不受裝置10影響，使得模具12在熱控制方面具有自主性。

最后，裝置10可以包括作動器16，作動器16配置成對沖頭13和/或基體14施加壓力，以使沖頭13和基體14合一起并且減小纖維增強(qiáng)材料2與模具12之間的空間，以使金屬合金3浸漬纖維增強(qiáng)材料2。

作動器16可以是模具12的組成部分或者獨(dú)立于模具12。在作動器16獨(dú)立于模具12的變型實施方式中，具有以下優(yōu)點：通過使用多個不同的模具12來用同一作動器16連續(xù)制造多個零件1，不受多個零件1在模具12中的冷卻的持續(xù)時間影響。

在一個實施方式中，作動器16尤其可以包括能施加高達(dá)2000噸壓力的壓力機(jī)。當(dāng)然，所施加的壓力適合于裝置的尺寸和維度。

在這里，本發(fā)明將針對制造包括由復(fù)合材料制成的散熱板的零件1的情況進(jìn)行說明，該復(fù)合材料包括經(jīng)金屬合金3致密化的纖維增強(qiáng)材料2。本領(lǐng)域技術(shù)人員則無需過多的努力，就將知道如何使該方法s的步驟適應(yīng)于生產(chǎn)由復(fù)合材料制成的其它零件1。

在這個實例中，由復(fù)合材料制成的散熱板包括通過側(cè)緣連接在一起的平行的第一面和第二面。在這里，第一面和第二面對應(yīng)于平行六面體的具有最大表面積的面。

由基體14和沖頭13界定出的凹槽15則具有整體上為平行六面體的形狀。因此，基體14和沖頭13各自具有輪廓通常為平行六面體的形狀的開放式空腔。在組裝基體14和沖頭13時，所述空腔與模具12的凹槽15一起形成。作為一個變型，只有基體14(或沖頭13)可以包括這樣的空腔，沖頭13(或基體14)則是平面的。

在一個實施方式中，基體14的空腔包括第一壁，該第一壁對應(yīng)于待生產(chǎn)的板的第一表面，沖頭13的空腔包括對應(yīng)于第二表面的第二壁。在模具12閉合時，第一壁和第二壁以彼此正對的方式平行延伸。換句話說，空腔均具有與沖頭13相對于基體14的移位方向基本上垂直的主延伸方向，從而能夠優(yōu)化金屬合金3在纖維增強(qiáng)材料2內(nèi)的分布，并且使施加至零件1最大表面上的壓力均勻化。

在零件1具有與板的形狀不同的形狀的情況下，將理解的是，基體14的形狀必須與沖頭13的形狀相適應(yīng)。因此，相比較而言，對于整體上為矩形形狀的外殼，基體14例如可以包括輪廓整體上為平行六面體的空腔，而沖頭13包括配置成伸入基體14的空腔、互補(bǔ)的突出形狀。

制造方法s

為制造由復(fù)合材料制成的零件1，本發(fā)明的方法s包括：第一步驟s1，在第一步驟s1期間，通過將基體14與沖頭13分開以打開凹槽15，來使模具12打開而處于初始配置。

在第二步驟s2期間，將用于形成零件1的纖維增強(qiáng)材料2放入模具12中基體14上的凹槽15。

如果適用的話，可對纖維增強(qiáng)材料2進(jìn)行預(yù)處理(步驟s20)，以改變其滲透性并改善金屬合金3的浸漬。

在散熱板的實施例中，纖維增強(qiáng)材料2可以具有整體上為平行六面體的形狀。此外，纖維增強(qiáng)材料2可以包括幾層疊置的纖維板層，通常為1層至10層纖維板層，優(yōu)選2層至8層纖維板層，通常為4層至8層纖維板層。此外，為了使該板導(dǎo)熱并導(dǎo)電，板層可以包括碳纖維。

在一個實施方式中，可以將金屬網(wǎng)格放置在沖頭13與纖維增強(qiáng)材料2之間(步驟s21)，并且，如果適用的話，將金屬網(wǎng)格放置在基體14與纖維增強(qiáng)材料2之間。該金屬網(wǎng)格的目的是通過產(chǎn)生開放式表面來使金屬合金3在纖維增強(qiáng)材料2之上和之中的分布均勻化。開放式表面限制了可能阻礙熔化合金的循環(huán)的壓力，有助于熔化的合金圍繞纖維增強(qiáng)材料2的進(jìn)展。

在第三步驟s3期間，通過將沖頭13施加至基體14來閉合凹槽15，能夠使裝置10而處于潤濕構(gòu)型。在一個實施方式中，密封地閉合裝置10，以防止模具12外部的材料的任何損失。

使用密封構(gòu)件能夠獲得閉合模具12的密封。

在潤濕構(gòu)型中，以如下的方式閉合模具：在纖維增強(qiáng)材料2與模具12之間設(shè)置空間的同時，確保模具12的密封。該內(nèi)部空間的體積對應(yīng)于為形成由復(fù)合材料制成的零件1所期望浸入纖維增強(qiáng)材料2的金屬合金3的體積。該體積整體上對應(yīng)于纖維增強(qiáng)材料2的內(nèi)部體積，即，對應(yīng)于增強(qiáng)材料的纖維之間的空氣體積。

通常，高度h為幾十毫米(厚度e為1mm至2mm)至幾毫米(厚度e大于2mm)。例如，對于厚度e(沿作動器16施力的軸線的維度)為約2毫米的纖維增強(qiáng)材料2，該纖維增強(qiáng)材料2的上表面與沖頭13之間的空間具有約1毫米的高度h(沿作動器16施力的軸線的維度)。

當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，空間的體積取決于用于獲得零件1所期望的纖維百分比。例如，零件1可以包括30％至70％的金屬基體3以及70％至30％的纖維(即纖維體積百分比為30％至70％)，優(yōu)選35wt％至60wt％的金屬基體3以及65％至40％的纖維(即，體積百分比為40％至65％的纖維)。

在第四步驟s4期間，在合適的容器18中加熱金屬合金3，直到達(dá)到其熔化溫度，以能夠?qū)⑵湟砸后w形式引入到模具12中。

在一個變型實施方式中，對沖頭13和/或基體14進(jìn)行預(yù)熱s40，以限制熱梯度并避免能改變所得零件1的冶金質(zhì)量的可能沖擊。例如，可以將沖頭13和/或基體14預(yù)熱至200℃至600℃的溫度。如果適用的話，可根據(jù)金屬合金3的熔化溫度調(diào)整該預(yù)熱溫度。因此，對于鋁基合金或鎂基合金，可以將沖頭13和/或基體14預(yù)熱至約500℃的溫度。

可以以常規(guī)方式，例如通過感應(yīng)，進(jìn)行模具12的預(yù)熱s40。

在一個變型實施方式中，在將纖維增強(qiáng)材料2引入模具12之前，即在方法s的第二步驟s2之前，可進(jìn)行對模具12(沖頭13和/或基體14)的預(yù)熱s40。

在第五步驟s5期間，通過通孔11將金屬合金3引入閉合的模具12。

在第一實施方式中，金屬合金3通過重力滲入模具12?？蛇x地，可通過金屬網(wǎng)格來改善金屬合金在纖維增強(qiáng)材料2之上和之中的分布。模具12則處于大氣壓力下。

作為一個變型，尤其在纖維增強(qiáng)材料2具有相當(dāng)大的厚度或零件1的后續(xù)使用需要優(yōu)異的機(jī)械性能時，可以將模具12處于真空下s50，以改善金屬合金3在纖維增強(qiáng)材料2中的分布并避免氣泡的形成。例如，可使模具12的內(nèi)部空腔達(dá)到約20巴的壓力。為此，模具12則可以包括通氣口(圖中未示出)，該通氣口通入模具12的凹槽15并且與泵(該泵配置用于使模具12處于真空)形成流體連通。

在該步驟s5之后，模具12則含有纖維增強(qiáng)材料2、纖維增強(qiáng)材料2之上和/或之下的金屬網(wǎng)格(如果適用的話)，以及圍繞纖維增強(qiáng)材料2分布的熔化金屬合金3。

在第六步驟s6期間，通過作動器16對模具12(即，對沖頭13和/或基體14)施力，以通過使沖頭13和基體14合在一起來使模具12進(jìn)入浸漬構(gòu)型。使沖頭13和基體14合在一起具有通過減小模具12的凹槽15的內(nèi)部體積而迫使金屬合金3滲入纖維增強(qiáng)材料2的間隙的效果。

可通過作動器16施加基本垂直于纖維增強(qiáng)材料2的主延伸平面的方向的力。通常，對于包括大致在延伸平面p中延伸的板的零件1，可以施加垂直于該延伸平面p的方向的力。因此，在沿延伸平面p內(nèi)的軸線施加力時，作動器16施加的壓力更均勻，并且由此能夠使金屬合金3更均勻地浸入纖維增強(qiáng)材料2。

優(yōu)選地，迅速完成步驟s5和步驟s6，迅速到足以在金屬合金3開始硬化之前完成通過使用作動器16使金屬合金3浸漬纖維增強(qiáng)材料2。

此外，使金屬合金3浸漬纖維增強(qiáng)材料2的步驟s6可以可選地在真空下進(jìn)行。

在該步驟s6之后，使金屬合金3均勻地浸入纖維增強(qiáng)材料2。

在第七階段s7期間，冷卻零件1。冷卻可以在裝置10的外部空氣(l'airlibre)中進(jìn)行。例如，可以從裝置10中取出模具12，然后在不同的模具12用于在裝置10中制造另一零件1的同時進(jìn)行冷卻。

當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，零件1的冷卻方法基于期望獲得的零件1的冶金質(zhì)量進(jìn)行選擇。如果適用的話，例如可以對零件1進(jìn)行回火。

在冷卻步驟s7之后，金屬合金3均勻地分布在纖維增強(qiáng)材料2中，從而賦予由此獲得的零件1以良好的機(jī)械性能、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，這些性能夠根據(jù)用于金屬合金3的材料進(jìn)行調(diào)節(jié)。特別是，本發(fā)明能夠通過最大限度地降低纖維增強(qiáng)材料2的纖維與金屬合金3之間的接觸阻礙(contactresistance)來優(yōu)化流動通道，從而纖維增強(qiáng)材料2產(chǎn)生電橋和熱橋的網(wǎng)絡(luò)來通過所得的零件1進(jìn)行能量的耗散和/或傳導(dǎo)。

最后，零件1能夠經(jīng)歷諸如機(jī)械加工、鉚接、膠合、焊接等精加工步驟。