复合材料成形设备制造技术

本发明专利技术涉及一种复合材料成形设备。一种用于成形复合结构的系统和方法。所述设备包括基座、板、若干移动系统以及若干片材。所述若干移动系统使所述基座和所述板中的一者相对于另一者移动。所述若干片材连接到所述板。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体涉及复合结构，尤其涉及复合结构的制造。更具体地，本公开涉及一种用于逐步形成复合结构的方法和设备。
技术介绍
飞行器的设计和制造使用复合材料的比例越来越大。复合材料用在飞行器中以减轻飞行器的重量。这种减轻的重量改善了诸如有效载荷能力和燃料效率之类的性能特征。而且，复合材料可为飞行器中的各种部件提供更长的使用寿命。复合材料是通过组合两个或更若干功能部件而形成的坚韧轻质材料。例如，复合材料可包括结合在聚合物树脂基体中的增强纤维。纤维可以是随机分布的短切纤维，是单向的，或者可采取机织布或织物的形式。在热固性复合材料中，纤维和树脂被布置并固化以形成复合结构。在热塑性复合材料中，纤维和树脂被加热以提供可成形性。在可成形的同时，可设定热塑性复合材料的形状然后使其冷却。为了形成具有复杂形状的复合结构，若干复合材料层片可叠置在工具上方。复合材料层片可形成在工具的上方(包括在至少一个工具半径之上)。成形复合材料层片可形成超出公差范围的不一致性。当不一致性超出公差范围时，复合结构可能具有不期望的质量。当复合结构具有不期望的质量时，复合结构可能会被返工或废弃。复合结构的返工或复合结构的废弃可增加制造时间和制造成本中的至少一者。因此，将期望具有一种考虑上面讨论的问题以及其它可能问题中的至少一些问题的方法和设备。具体来说，一种问题是找到一种用于形成复合材料的方法和设备，其可产生具有复杂形状和期望质量的复合结构。而且，另一种问题是找到一种用于在至少一个模具半径上成形若干复合材料层片的方法和设备。
技术实现思路
本公开的说明性实施方式提供了一种设备。所述设备包括基座、板、若干移动系统以及若干片材。所述若干移动系统使所述基座和所述板中的一者相对于另一者移动。所述若干片材连接到所述板。本公开的另一说明性实施方式提供了一种设备。所述设备包括基座、板、若干移动系统以及若干片材。所述基座可具有若干空腔。所述板可与所述若干空腔的空腔关联。所述若干移动系统可位于所述若干空腔的空腔内。所述若干片材可连接到所述板。本公开的又一说明性实施方式提供了一种方法。所述方法可包括：使若干复合层片与若干片材的部分交织。所述方法还可包括降低连接到所述若干片材的板。本公开的另一说明性实施方式提供了一种方法。所述方法可包括将第一层片放置到具有若干空腔的基座上。所述方法还可包括将片材的一部分放置到所述第一层片上。所述方法可进一步包括将第二层片放置到所述第一层片上。所述方法可进一步包括将垂帘(drape)放置在所述第一层片、所述第二层片和所述第一片材上方。所述方法还可包括在所述垂帘下方抽真空。所述方法可进一步包括降低连接到所述片材的板。这些特征和功能可以在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中组合，其中可以参考以下描述和附图看到更多的细节。附图说明认为是说明性实施方式的特点的新颖特征在所附权利要求书中加以阐述。然而，当结合附图阅读时，参考本公开的说明性实施方式的以下详细描述将会最好地理解这些说明性实施方式以及最佳使用模式、其进一步的目的及特征，其中：图1是可实施一个说明性实施方式的飞行器的图示；图2是依据一个说明性实施方式的制造环境的框图的图示；图3是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具和复合材料的横截面图的图示；图4是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具和复合材料的横截面图的图示；图5是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具和复合材料的横截面图的图示；图6是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具和复合材料的横截面图的图示；图7是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具和复合材料的横截面图的图示；图8是依据一个说明性实施方式的成形工具的等距视图的图示；图9是依据一个说明性实施方式的成形工具和复合材料的一部分的图示；图10是依据一个说明性实施方式的成形工具和复合材料的一部分的图示；图11是依据一个说明性实施方式在成形期间成形工具的图示；图12是依据一个说明性实施方式在成形之后成形工具上的复合材料的图示；图13是依据一个说明性实施方式形成在成形工具上的复合结构的图示；图14是依据一个说明性实施方式若干移动系统位于若干空腔内的成形工具的图示；图15是依据一个说明性实施方式位于成形工具的空腔内的若干移动系统的图示；图16是依据一个说明性实施方式剪叉式升降机处于伸展位置的图示；图17是依据一个说明性实施方式剪叉式升降机处于压下位置的图示；图18是依据一个说明性实施方式用于形成复合结构的过程的流程图的图示；图19是依据一个说明性实施方式用于形成复合结构的过程的流程图的图示；图20是依据一个说明性实施方式以框图形式说明飞行器制造和保养方法的图示；以及图21是以框图形式说明可实施一个说明性实施方式的飞行器的图示。具体实施方式说明性实施方式认识到并出于一种或多种不同考虑。说明性实施方式认识并考虑到，复合结构可由热塑性材料和热固性材料中的至少一者形成。说明性实施方式认识并考虑到，第一复合结构可能最初由第一复合材料形成。具有与第一复合结构基本相同的形状的后继复合结构可能由不同的复合材料形成。由此，说明性实施方式认识并考虑到，理想的是工具可利用不同类型的复合材料。说明性实施方式认识并考虑到，可能期望将基本平坦的若干复合材料层片成形为复杂形状而不具有超出公差范围的不一致性。说明性实施方式认识并考虑到，基本平坦的若干复合材料层片可通过在工具圆角上成形所述层片而成形为复杂形状。说明性实施方式认识并考虑到，在工具圆角上形成复合材料层片可能导致意外的层片移位、撕裂、开裂或其它不期望的不一致。说明性实施方式认识并考虑到，为了减少复合结构的不一致性，可以使复合材料层片起褶。复合材料的褶可以是以间距分开的复合材料部分。复合材料的褶可在工具圆角上折叠直到碰触为止。使复合材料起褶可能增添不期望的制造时间。而且，形成起褶的复合材料仍可能导致不期望的不一致性。更进一步地，使复合材料起褶仍可能生产具有不期望质量的复合结构。说明性实施方式认识并考虑到，复合层片可能在成形期间彼此粘附，造成不一致。当期望所述层片相对于彼此滑移时，粘附会是不期望的。当各层片被成形为使得外层片可具有比内层片更长的行进距离时，可期望层片滑移。例如，层片滑移可能期望围绕弯曲部或圆角。如果相对于彼此没有层片滑移，则每个层片均可移动相同的行进距离或长度，并且可导致起皱。在成形期间彼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料成形设备，所述复合材料成形设备包括：基座；板；若干移动系统，所述若干移动系统使所述基座和所述板中的一者相对于另一者移动；以及若干片材，所述若干片材连接到所述板。

【技术特征摘要】
2015.01.16 US 14/599,4511.一种复合材料成形设备，所述复合材料成形设备包括：
基座；
板；
若干移动系统，所述若干移动系统使所述基座和所述板中的一者相对于另一者移
动；以及
若干片材，所述若干片材连接到所述板。
2.根据权利要求1所述的复合材料成形设备，其中，所述若干片材由聚合材料
形成。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料成形设备，其中，所述基座具有若干空
腔，并且其中所述板与所述若干空腔的空腔关联。
4.根据权利要求3所述的复合材料成形设备，其中，所述若干移动系统位于所
述若干空腔的所述空腔内。
5.根据权利要求4所述的复合材料成形设备，其中，所述板是可压下的并且与
所述若干移动系统关联。
6.根据权利要求4所述的复合材料成形设备，所述复合材料成形设备进一步包
括垂帘。
7.根据权利要求6所述的复合材料成形设备，所述复合材料成形设备进一步包
括真空源，所述真空源与所述垂帘及所述基座中的至少一者关联。
8.一种方法，所述方法包括：
使若干复合层片与若干片材的部分交织；以及
降低连接到所述若干片材的板。
9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·A·孔茨，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US