用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备。由顺应性成型器装置使用真空膜片施加的压实力使复合预浸料层成型以及压实在轮廓化工具上。所述成型器装置被构造成以期望的顺序在所述工具的特征件上方首先夹紧然后扫过所述层。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体设及复合层压件（composite laminate)的制造，并且更具体地设及一 种用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备。
技术介绍
复合层压件加强筋有时需要具有适合特定应用的复杂轮廓。例如，在飞行器工业 中，用于加强飞行器蒙皮的复合层压件纵梁有时在一个或多个平面中轮廓化，W便匹配经 常在空气动力机身和机翼中发现的蒙皮几何形状的变化。 因为复合预浸料材料可能在轮廓的区域中桥接或起皱，所W具有复杂轮廓的复合 层压件加强筋的铺放W及成型可能是具有挑战性的。为了使运些状况最少化，诸如纵梁的 复合层压件结构加强筋通常用手铺放；然而，加强筋的手动铺放既是劳动密集又是耗时的， 并且因此是昂贵的。轮廓化复合加强筋的成型W及压实的自动化可能需要复杂的、重的和 /或昂贵的装备。 因此，需要有一种能够减少部分不合格和触摸劳动力的方法、装置和设备来使诸 如复合层压件预浸料纵梁的轮廓化复合加强筋成型W及压实。还需要有一种上文提到的类 型的方法、装置和设备，其不需要专业化的、重的成型装备，并且依靠常规的真空膜片来制 定必要的成型压力。
技术实现思路
阳〇化]所公开的实施方式提供了使用简单的顺应性成型器装置和由常规真空膜片施加 的压实压力对轮廓化复合层压件结构的自动化被动成型W及压实。触摸劳动力W及部分不 合格得W减少。各实施方式还减少了装备成本并且避免了对高度专业化的工具的需要。所 述顺应性成型器装置包括成型特征件，所述成型特征件W期望的顺序将压实压力施加到预 浸料层，W便减少或消除层起皱和/或屈曲。仅由施加到所述真空膜片的真空压力来供给 成型压力。所述顺应性成型器装置是分段的，允许它弯曲并符合整个工具长度的局部轮廓。 还可采用各实施方式使未轮廓化的复合层压件结构（诸如直的纵梁）成型W及压实。 根据一个公开的实施方式，提供了用于使复合层压件结构成型的设备。预浸料层 被放置在具有轮廓化工具表面的工具上，所述预浸料层在所述轮廓化工具表面上成型。成 型器装置被构造成待被放置在所述预浸料层上并且使所述预浸料层成型到所述轮廓化工 具表面上。所述成型器装置包括多个成型段W及位于所述成型段之间的柔性连接部。所 述成型段均被构造成使所述预浸料层的一部分成型在所述轮廓化工具表面上。柔性真空 膜片覆盖所述预浸料层并且被构造成待被排空并将所述成型器装置向下压实到所述工具 上。所述柔性连接部可包括穿过所述成型段的柔性线和/或被构造成允许一个或多个所述 成型段被增添至所述成型器装置或从所述成型器装置被拆除的卡扣接头。在一种形式中， 所述柔性连接部中的每一个均包括锥体W及用于接收所述锥体的杯形件。所述工具可包括 帽段、一对凸缘段W及连接所述凸缘段的一对腹板段。所述成型段中的每一个均包括：被 构造成将所述预浸料层保持成抵靠所述帽段的主体；w及被构造成在所述腹板段上方扫过 (sweep)所述预浸料层并将所述预浸料层扫到所述凸缘段上的成型指部。所述主体包括： 被构造成将所述预浸料层夹紧成抵靠所述帽段的夹紧构件；W及与所述夹紧构件联接并被 构造成将所述夹紧构件朝向所述帽段偏压的弹黃。所述成型段中的每一个均进一步包括位 于所述成型指部和所述主体之间的柔性连接部，其中所述柔性连接部被构造成允许所述成 型指部相对于所述主体弯曲。所述主体、所述柔性连接部和所述成型指部被一体地成型到 一起，并且均是柔性的。 根据另一公开的实施方式，提供了一种用于使预浸料层成型到轮廓化工具上的装 置，所述轮廓化工具具有帽段、一对凸缘段W及将所述凸缘段连接到所述帽段的一对腹板 段。所述装置包括主体、一对成型指部和一对柔性连接部。所述主体被构造成待被放置于 覆在所述帽段上面的所述预浸料层上。所述成型指部分别被构造成在所述腹板段上方顺序 地扫过所述预浸料层并将所述预浸料层向下扫到所述凸缘段上。所述柔性连接部分别将所 述成型指部与所述主体的相对两侧连接。所述主体是柔性的，并且所述柔性连接部中的每 一个均包括活较链。所述成型指部中的每一个也均是柔性的，并且包括被构造成在所述工 具的所述腹板段上方扫过所述预浸料层的内末端。所述主体、所述成型指部和所述柔性连 接部具有整体的单件配置。所述装置还可包括：与所述主体连接并被构造成将所述预浸料 层夹紧到所述帽段上的夹紧构件；W及联接在所述主体和所述夹紧构件之间W将所述夹紧 构件朝向所述帽段偏压的弹黃。所述弹黃和所述夹紧构件可被一体地成型到一起。 根据另一实施方式，提供了一种用于使预浸料层成型到工具上的装置。所述装置 包括：被构造成待被放置于覆在所述工具上面的所述预浸料层上的主体；W及分别被构造 成在所述工具上方顺序地扫过所述预浸料层的一对成型指部。所述装置还包括分别将运一 对成型指部与所述主体的相对两侧连接的一对柔性连接部。所述柔性连接部包括由柔性弹 黃状材料制成的折叠部。所述折叠部可与所述成型指部一体成型。所述柔性连接部被附接 在所述成型指部的相对末端之间的中间位置。所述主体可包括用于将所述预浸料层夹紧到 所述工具上的夹紧件。 根据又一实施方式，提供了一种使预浸料层成型在工具上的方法，所述工具具有 帽段、一对凸缘段W及将所述凸缘段与所述帽段连接的一对腹板段。将所述预浸料层放置 于覆在所述帽段上面的所述工具上，并且将成型器装置放置于所述预浸料层上。将真空膜 片装设在覆盖所述成型器装置的所述预浸料层上方，并且通过排空所述真空膜片来产生压 实力。使用由所述真空膜片施加的所述压实力将所述成型器装置压实成抵靠所述工具，并 且在所述帽段、所述腹板段和所述凸缘段上方顺序地扫过所述预浸料层。所述方法还可包 括将所述预浸料层夹紧成抵靠所述工具的所述帽段。 根据又一实施方式，提供了一种使预浸料层成型在具有纵向轮廓的细长工具上的 方法。通过W柔性的方式连接多个成型器段来组装成型器装置，将每个成型器段构造成使 一段所述预浸料层成型在所述细长工具上。将预浸料层放置于所述工具上，并且将所述成 型器装置构造成基本匹配所述工具的所述纵向轮廓。将所述成型器装置压实成抵靠所述工 具，W使所述预浸料层成型到所述工具上。所述方法还可包括：使真空袋在所述预浸料层上 方密封，并且通过排空所述真空袋来产生压实力。 W11] 此外，本公开包括根据W下条款的实施方式： 条款1、用于使复合层压件结构成型的设备，该设备包括： 具有轮廓化工具表面的工具，所述轮廓化工具表面被构造成供预浸料层放置并成 型在其上； 成型器装置，所述成型器装置被构造成待被放置于所述预浸料层上并且使所述预 浸料层成型到所述轮廓化工具表面上，所述成型器装置包括多个成型段W及位于所述成型 段之间的柔性连接部，其中所述成型段中的每一个均被构造成使所述预浸料层的一部分成 型在所述轮廓化工具表面上；W及 覆盖所述预浸料层的柔性真空膜片，所述柔性真空膜片被构造成待被排空并且将 所述成型器装置向下压实到所述工具上。 条款2、根据条款1所述的设备，其中，所述柔性连接部包括穿过所述成型段的柔 性线。 条款3、根据条款1所述的设备，其中，所述柔性连接部中的每一个均是被构造成 允许一个或多个所述成型段被增添至所述成型器装置或从所述成型器装置被拆除的卡扣 接头。 条款4、根据条款3所述的设备，其中，所述柔性连接部中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使复合层压件结构成型的设备，该设备包括：具有轮廓化工具表面的工具(32)，所述轮廓化工具表面被构造成供预浸料层(44)放置并成型在其上；成型器装置(46)，所述成型器装置(46)被构造成待被放置于所述预浸料层(44)上并且使所述预浸料层成型到所述轮廓化工具表面上，所述成型器装置(46)包括多个成型段(64)以及位于所述成型段(64)之间的柔性连接部(52)，其中所述成型段(64)中的每一个均被构造成使所述预浸料层的一部分成型在所述轮廓化工具表面上；以及覆盖所述预浸料层的柔性真空膜片(62)，所述柔性真空膜片(62)被构造成待被排空并且将所述成型器装置(46)向下压实到所述工具(32)上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·李，A·E·莫丁，J·C·埃尔姆，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US