使用復(fù)合預(yù)浸帶制作彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體涉及制作彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)的過程，并且更特別地涉及制作復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，例如使用復(fù)合預(yù)浸帶制作具有復(fù)合曲線的加強(qiáng)件。
【背景技術(shù)】
[0002]在預(yù)浸層片在工具上的疊層期間，有時有必要使層片緊密地符合工具的曲線、輪廓和/或特征以便確保纖維遵循載荷路徑，并且疊層具有準(zhǔn)確的尺寸并且基本沒有空隙、褶皺和/或翹曲。使層片與彎曲工具表面符合的已知技術(shù)包含在疊層過程期間投射，切割和/或分離層片，和/或全面的手工清掃以便使層片符合波狀外形的工具表面。這些技術(shù)能夠是耗時的，和/或不可以使得彎曲零件具有期望的機(jī)械強(qiáng)度。該問題的另一種解決方案包含將相對窄的狹縫預(yù)浸帶遞增地操縱到波狀外形的工具上以便成型彎曲的層片。但是，使用狹縫帶可以增加材料成本并且降低生產(chǎn)率，這是因為鋪放狹縫帶可以更加的耗時。
[0003]因此，需要一種使用基本筆直的單向預(yù)浸帶層疊并且成型彎曲的復(fù)合層片的方法，尤其是O度的層片。也需要一種層疊并且成型彎曲的零度層片的方法，其避免了在彎曲工具周圍遞增地操作狹縫帶的各個條帶的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開的配置提供了一種當(dāng)筆直單向預(yù)浸帶正被操作為符合工具的復(fù)雜形狀、輪廓和特征時支撐、定位以及變形該筆直單向預(yù)浸帶的方法。單向預(yù)浸帶的筆直長度被用于成型具有復(fù)合曲線的結(jié)構(gòu)。該方法利用可變形載體薄膜以在層疊過程期間支撐由帶成型的層片，從而在當(dāng)它們正被層疊時防止層片褶皺和/或翹曲。使用載體薄膜允許預(yù)浸層片根據(jù)需要被準(zhǔn)確地定位并且被均勻地變形以便符合波狀外形的工具表面。載體薄膜也可以被用于在處理和運(yùn)輸期間使復(fù)合層片穩(wěn)定。該方法可以消除為了遞增地層疊零度層片而需要使用窄狹縫帶，以及相對昂貴的自動狹縫帶鋪放裝備。該方法也可以較小或消除在層疊過程期間的手工作業(yè)、投射、切割以及分離層片的需要。進(jìn)一步地，該方法可以減小通過使用全寬度復(fù)合預(yù)浸帶層疊并且成型復(fù)雜波狀外形結(jié)構(gòu)所要求的時間。此外，該方法可以改進(jìn)層片邊界的準(zhǔn)確度并且當(dāng)要求時提供更均勻的層片材料變形，繼而引起固化的復(fù)合零件在強(qiáng)度和外觀上的改進(jìn)。
[0005]公開的方法包含在基本直線或筆直的方向上在可變形載體薄膜上層疊零度層片。零度層片可以包括被排列在不同層中或排列在間隔開的片段中的多種寬度的預(yù)浸帶或單一寬度的預(yù)浸帶。層片片段可以被交錯并且然后在隨后的成形操作內(nèi)被重疊以創(chuàng)建期望的層片長度。
[0006]根據(jù)一種公開的配置，提供了在工具上層疊復(fù)合零件的方法。該方法包括采用單方向纖維加強(qiáng)的一定長度的復(fù)合樹脂帶，所述纖維具有基本為零度的纖維取向并且將帶放置在可變形的載體薄膜上。該方法進(jìn)一步包括將帶和載體薄膜成型在成型工具的第一彎曲表面上，并且然后繞著彎曲軸線將帶和載體薄膜成型在成型工具的第二彎曲表面上。該方法也包含從已成形的預(yù)浸帶中移除載體薄膜。將帶放置在載體薄膜上可以包含將帶放置成與載體薄膜面對面地接觸并且抵靠載體薄膜壓縮帶。該方法可以進(jìn)一步包括沿著帶的長度勾畫其至少一個邊緣的輪廓。在成形過程期間，通過使載體薄膜變形可以將帶成型到工具的第二彎曲表面上。
[0007]根據(jù)另一種公開的配置，提供了制作具有至少兩個彎曲的邊(leg)的彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括提供一定長度的復(fù)合預(yù)浸帶，該復(fù)合預(yù)浸帶具有基本零度纖維取向的單向加強(qiáng)纖維。該方法進(jìn)一步包括將帶接合到薄膜并且通過在成型工具的第一彎曲表面上成型薄膜和帶的寬度的第一部分來成型該結(jié)構(gòu)的第一邊。該方法進(jìn)一步包括通過將薄膜和帶的寬度的第二部分成型到成型工具的第二彎曲表面上來成型該結(jié)構(gòu)的第二邊。該方法也包含從成形的帶中移除薄膜并且固化已成形的預(yù)浸帶。
[0008]根據(jù)又一配置，提供了制作具有彎曲腹板和至少一個彎曲法蘭的復(fù)合加強(qiáng)件的方法。該方法包括層疊載體薄膜上的筆直長度的單向預(yù)浸帶。該方法進(jìn)一步包括通過使用載體薄膜將帶的第一部分操控到第一彎曲工具表面上而成型法蘭，并且通過使用載體薄膜以將帶的第二部分成型到第二彎曲工具表面上而成型腹板。該方法進(jìn)一步包含從已成形的帶中移除載體薄膜并且固化已成形的層片。
[0009]根據(jù)另一配置，提供了在具有波狀外形表面的工具上層疊多層片復(fù)合零件的方法。該方法包含提供可變形的載體薄膜并且加強(qiáng)載體薄膜的一部分以防止變形，包含浸漬具有加強(qiáng)纖維的載體薄膜部分。該方法也包含放置復(fù)合加倍器到載體薄膜的表面上，并且在載體薄膜表面上放置釋放薄膜條。復(fù)合層片被放置在覆蓋在加倍器和釋放薄膜條上的載體薄膜的表面上。該方法進(jìn)一步包含將并行關(guān)系的多條帶單向預(yù)浸纖維帶鋪放在載體薄膜表面上。
[0010]根據(jù)本公開的一方面，提供了在工具上層疊復(fù)合零件的方法，其包括:提供用單向纖維加強(qiáng)的一定長度的復(fù)合樹脂帶，所述單向纖維具有基本零度的纖維取向，在可變形載體薄膜上放置復(fù)合樹脂帶，將復(fù)合樹脂帶和載體薄膜成型到成型工具的第一彎曲表面上，將復(fù)合樹脂帶和載體薄膜圍繞彎曲軸線成型到成型工具上的第二彎曲表面上，以及從復(fù)合樹脂帶中移除載體薄膜。有利的是，該方法包括，其中在載體薄膜上放置復(fù)合樹脂帶包含抵靠載體薄膜壓縮復(fù)合樹脂帶。有利的是，該方法進(jìn)一步包括沿著復(fù)合樹脂帶的長度勾畫其至少一個邊緣的輪廓。有利的是，該方法包括，其中勾畫復(fù)合樹脂帶的邊緣的輪廓是通過沿著所述邊緣切割復(fù)合樹脂帶進(jìn)行的。有利的是，該方法包括，其中成型復(fù)合樹脂帶和載體薄膜包含使載體薄膜變形。有利的是，該方法包括，其中當(dāng)復(fù)合樹脂帶和載體薄膜正被成型到工具的第二表面上時，執(zhí)行載體薄膜的變形。
[0011]根據(jù)本公開的又一方面，提供了通過一種方法層疊的復(fù)合零件，該方法包括:提供用單向纖維加強(qiáng)的一定長度的復(fù)合樹脂帶，所述單向纖維具有基本零度的纖維取向，在可變形載體薄膜上放置復(fù)合樹脂帶，將復(fù)合樹脂帶和載體薄膜成型到成型工具上的第一彎曲表面上，將復(fù)合樹脂帶和載體薄膜圍繞彎曲軸線成型到成型工具上的第二彎曲表面上，以及從復(fù)合樹脂帶中移除載體薄膜。
[0012]根據(jù)本公開的又一方面，提供了制作具有至少兩個彎曲邊的彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，其包括:提供具有單向加強(qiáng)纖維的一定長度的復(fù)合預(yù)浸帶，所述單向加強(qiáng)纖維具有基本零度的纖維取向，將帶接合到薄膜，通過將薄膜和帶的寬度的第一部分成型在成型工具的第一彎曲表面之上而成型該結(jié)構(gòu)的第一邊，通過將薄膜和帶的寬度的第二部分成型在成型工具的第二彎曲表面上而成型該結(jié)構(gòu)的第二邊，從已成形的帶中移除薄膜，以及固化已成形的帶。有利的是，該方法包括，其中成型第二邊是通過按壓薄膜并且圍繞彎曲折彎線將帶的寬度的第二部分剪切到工具的第二彎曲表面上進(jìn)行的。有利的是，該方法包括，其中將薄膜成型到工具的第二彎曲表面上包含使薄膜變形。有利的是，該方法進(jìn)一步包括沿著帶的長度勾畫其至少一個邊緣的輪廓。有利的是，該方法包括其中勾畫帶的邊緣輪廓是通過沿著所述邊緣切割帶進(jìn)行的。
[0013]根據(jù)本公開的又一方面，提供了通過一種方法制作的彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)，該方法包括:提供具有單向加強(qiáng)纖維的一定長度的復(fù)合預(yù)浸帶，該單向加強(qiáng)纖維具有基本零度的纖維取向，將帶接合到薄膜，通過在成型工具的第一彎曲表面之上成型薄膜和帶的寬度的第一部分來成型該結(jié)構(gòu)的第一邊，通過將薄膜和帶的寬度的第二部分成型到成型工具的第二彎曲表面上來成型該結(jié)構(gòu)的第二邊，從已成形的帶中移除薄膜，以及固化已成形的帶。
[0014]根據(jù)本公開的又一方面，提供了制作具有彎曲腹板和至少一個彎曲法蘭的復(fù)合加強(qiáng)件的方法，其包括:在載體上放置基本筆直長度的單向預(yù)浸帶，通過使用載體將帶的第一部分操控到第一彎曲工具表面上而成型至少一個彎曲法蘭，以及通過使用載體將帶的第二部分成型到第二彎曲工具表面上而成型彎曲腹板。有利的是，該方法包括，其中成型彎曲腹板包含當(dāng)帶的第二部分正被成型到第二彎曲工具表面上時使載體變形。有利的是，該方法包括其中操控帶的第一部分包含操控帶的寬度的第一部分，并且成型帶的第二部分包含成型帶的寬度的第二部分。有利的是，該方法包括其中所述帶的單一寬度被用于成型至少一個彎曲法蘭和彎曲腹板。有利的是，該方法包括，其中成型彎曲腹板包含圍繞彎曲折彎線將帶的寬度的一部分剪切到第二工具表面上。有利的是，該方法進(jìn)一步包括:在彎曲腹板和至少一個彎曲法蘭已經(jīng)被成型之后，從帶中移除載體，并且固化所述帶。有利的是，該方法進(jìn)一步包括:將至少一個彎曲法蘭抵靠第一彎曲工具表面夾緊，并且其中當(dāng)至少一個彎曲法蘭被抵靠第一工具表面夾緊時進(jìn)行彎曲腹板的成型。有利的是，該方法包括其中在載體上放置帶包含通過在載體上順序成型帶的偏置片段而在載體上成型重疊的帶的片段。有利的是，該方法包括其中在載體上放置帶包含使片段重疊。有利的是，該方法進(jìn)一步包括:在成型至少一個彎曲法蘭和彎曲腹板之前沿著帶的長度勾畫其邊緣的輪廓。
[0015]根據(jù)本公開的又一方面，提供了由一種方法制作的復(fù)合加強(qiáng)件，所述方法包括:在載體上放置基本筆直長度的單向預(yù)浸帶，通過使用載體將帶的第一部分操控到第一彎曲工具表面上而成型至少一個彎曲法蘭，以及通過使用載體將帶的第二部分成型到第二彎曲工具表面上而成型彎曲腹板。
[0016]根據(jù)本公開的又一方面，提供了在具有疊層與之符合的波狀外形表面的工具上層疊多層片復(fù)合零件的方法，該方法包括:提供可變形載體薄膜，加強(qiáng)部分載體薄膜以防止變形，包含浸漬具有加強(qiáng)纖維的載體薄膜，在載體薄膜的表面上放置復(fù)合加倍器(doubler)，在載體薄膜的表面上放置釋放薄膜(release film)條，在覆蓋在加倍器和釋