用于使復(fù)合層壓件真空成型的方法、裝置和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體設(shè)及復(fù)合層壓件（composite laminate)的制造，并且更具體地設(shè)及一 種用于使復(fù)合層壓件真空成型的方法、裝置和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合層壓件加強筋有時需要具有適合特定應(yīng)用的復(fù)雜輪廓。例如，在飛行器工業(yè) 中，用于加強飛行器蒙皮的復(fù)合層壓件縱梁有時在一個或多個平面中輪廓化，W便匹配經(jīng) 常在空氣動力機身和機翼中發(fā)現(xiàn)的蒙皮幾何形狀的變化。
[0003] 因為復(fù)合預(yù)浸料材料可能在輪廓的區(qū)域中橋接或起皺，所W具有復(fù)雜輪廓的復(fù)合 層壓件加強筋的鋪放W及成型可能是具有挑戰(zhàn)性的。為了使運些狀況最少化，諸如縱梁的 復(fù)合層壓件結(jié)構(gòu)加強筋通常用手鋪放；然而，加強筋的手動鋪放既是勞動密集又是耗時的， 并且因此是昂貴的。輪廓化復(fù)合加強筋的成型W及壓實的自動化可能需要復(fù)雜的、重的和 /或昂貴的裝備。
[0004] 因此，需要有一種能夠減少部分不合格和觸摸勞動力的方法、裝置和設(shè)備來使諸 如復(fù)合層壓件預(yù)浸料縱梁的輪廓化復(fù)合加強筋成型W及壓實。還需要有一種上文提到的類 型的方法、裝置和設(shè)備，其不需要專業(yè)化的、重的成型裝備，并且依靠常規(guī)的真空膜片來制 定必要的成型壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]所公開的實施方式提供了使用簡單的順應(yīng)性成型器裝置和由常規(guī)真空膜片施加 的壓實壓力對輪廓化復(fù)合層壓件結(jié)構(gòu)的自動化被動成型W及壓實。觸摸勞動力W及部分不 合格得W減少。各實施方式還減少了裝備成本并且避免了對高度專業(yè)化的工具的需要。所 述順應(yīng)性成型器裝置包括成型特征件，所述成型特征件W期望的順序?qū)簩崏毫κ┘拥筋A(yù) 浸料層，W便減少或消除層起皺和/或屈曲。僅由施加到所述真空膜片的真空壓力來供給 成型壓力。所述順應(yīng)性成型器裝置是分段的，允許它彎曲并符合整個工具長度的局部輪廓。 還可采用各實施方式使未輪廓化的復(fù)合層壓件結(jié)構(gòu)（諸如直的縱梁）成型W及壓實。
[0006] 根據(jù)一個公開的實施方式，提供了用于使復(fù)合層壓件結(jié)構(gòu)成型的設(shè)備。預(yù)浸料層 被放置在具有輪廓化工具表面的工具上，所述預(yù)浸料層在所述輪廓化工具表面上成型。成 型器裝置被構(gòu)造成待被放置在所述預(yù)浸料層上并且使所述預(yù)浸料層成型到所述輪廓化工 具表面上。所述成型器裝置包括多個成型段W及位于所述成型段之間的柔性連接部。所 述成型段均被構(gòu)造成使所述預(yù)浸料層的一部分成型在所述輪廓化工具表面上。柔性真空 膜片覆蓋所述預(yù)浸料層并且被構(gòu)造成待被排空并將所述成型器裝置向下壓實到所述工具 上。所述柔性連接部可包括穿過所述成型段的柔性線和/或被構(gòu)造成允許一個或多個所述 成型段被增添至所述成型器裝置或從所述成型器裝置被拆除的卡扣接頭。在一種形式中， 所述柔性連接部中的每一個均包括錐體W及用于接收所述錐體的杯形件。所述工具可包括 帽段、一對凸緣段W及連接所述凸緣段的一對腹板段。所述成型段中的每一個均包括：被 構(gòu)造成將所述預(yù)浸料層保持成抵靠所述帽段的主體；w及被構(gòu)造成在所述腹板段上方掃過 (sweep)所述預(yù)浸料層并將所述預(yù)浸料層掃到所述凸緣段上的成型指部。所述主體包括： 被構(gòu)造成將所述預(yù)浸料層夾緊成抵靠所述帽段的夾緊構(gòu)件；W及與所述夾緊構(gòu)件聯(lián)接并被 構(gòu)造成將所述夾緊構(gòu)件朝向所述帽段偏壓的彈黃。所述成型段中的每一個均進一步包括位 于所述成型指部和所述主體之間的柔性連接部，其中所述柔性連接部被構(gòu)造成允許所述成 型指部相對于所述主體彎曲。所述主體、所述柔性連接部和所述成型指部被一體地成型到 一起，并且均是柔性的。
[0007] 根據(jù)另一公開的實施方式，提供了一種用于使預(yù)浸料層成型到輪廓化工具上的裝 置，所述輪廓化工具具有帽段、一對凸緣段W及將所述凸緣段連接到所述帽段的一對腹板 段。所述裝置包括主體、一對成型指部和一對柔性連接部。所述主體被構(gòu)造成待被放置于 覆在所述帽段上面的所述預(yù)浸料層上。所述成型指部分別被構(gòu)造成在所述腹板段上方順序 地掃過所述預(yù)浸料層并將所述預(yù)浸料層向下掃到所述凸緣段上。所述柔性連接部分別將所 述成型指部與所述主體的相對兩側(cè)連接。所述主體是柔性的，并且所述柔性連接部中的每 一個均包括活較鏈。所述成型指部中的每一個也均是柔性的，并且包括被構(gòu)造成在所述工 具的所述腹板段上方掃過所述預(yù)浸料層的內(nèi)末端。所述主體、所述成型指部和所述柔性連 接部具有整體的單件配置。所述裝置還可包括：與所述主體連接并被構(gòu)造成將所述預(yù)浸料 層夾緊到所述帽段上的夾緊構(gòu)件；W及聯(lián)接在所述主體和所述夾緊構(gòu)件之間W將所述夾緊 構(gòu)件朝向所述帽段偏壓的彈黃。所述彈黃和所述夾緊構(gòu)件可被一體地成型到一起。
[0008] 根據(jù)另一實施方式，提供了一種用于使預(yù)浸料層成型到工具上的裝置。所述裝置 包括：被構(gòu)造成待被放置于覆在所述工具上面的所述預(yù)浸料層上的主體；W及分別被構(gòu)造 成在所述工具上方順序地掃過所述預(yù)浸料層的一對成型指部。所述裝置還包括分別將運一 對成型指部與所述主體的相對兩側(cè)連接的一對柔性連接部。所述柔性連接部包括由柔性彈 黃狀材料制成的折疊部。所述折疊部可與所述成型指部一體成型。所述柔性連接部被附接 在所述成型指部的相對末端之間的中間位置。所述主體可包括用于將所述預(yù)浸料層夾緊到 所述工具上的夾緊件。
[0009] 根據(jù)又一實施方式，提供了一種使預(yù)浸料層成型在工具上的方法，所述工具具有 帽段、一對凸緣段W及將所述凸緣段與所述帽段連接的一對腹板段。將所述預(yù)浸料層放置 于覆在所述帽段上面的所述工具上，并且將成型器裝置放置于所述預(yù)浸料層上。將真空膜 片裝設(shè)在覆蓋所述成型器裝置的所述預(yù)浸料層上方，并且通過排空所述真空膜片來產(chǎn)生壓 實力。使用由所述真空膜片施加的所述壓實力將所述成型器裝置壓實成抵靠所述工具，并 且在所述帽段、所述腹板段和所述凸緣段上方順序地掃過所述預(yù)浸料層。所述方法還可包 括將所述預(yù)浸料層夾緊成抵靠所述工具的所述帽段。
[0010] 根據(jù)又一實施方式，提供了一種使預(yù)浸料層成型在具有縱向輪廓的細長工具上的 方法。通過W柔性的方式連接多個成型器段來組裝成型器裝置，將每個成型器段構(gòu)造成使 一段所述預(yù)浸料層成型在所述細長工具上。將預(yù)浸料層放置于所述工具上，并且將所述成 型器裝置構(gòu)造成基本匹配所述工具的所述縱向輪廓。將所述成型器裝置壓實成抵靠所述工 具，W使所述預(yù)浸料層成型到所述工具上。所述方法還可包括：使真空袋在所述預(yù)浸料層上 方密封，并且通過排空所述真空袋來產(chǎn)生壓實力。 W11] 此外，本公開包括根據(jù)W下條款的實施方式：
[0012] 條款1、用于使復(fù)合層壓件結(jié)構(gòu)成型的設(shè)備，該設(shè)備包括：
[0013] 具有輪廓化工具表面的工具，所述輪廓化工具表面被構(gòu)造成供預(yù)浸料層放置并成 型在其上；
[0014] 成型器裝置，所述成型器裝置被構(gòu)造成待被放置于所述預(yù)浸料層上并且使所述預(yù) 浸料層成型到所述輪廓化工具表面上，所述成型器裝置包括多個成型段W及位于所述成型 段之間的柔性連接部，其中所述成型段中的每一個均被構(gòu)造成使所述預(yù)浸料層的一部分成 型在所述輪廓化工具表面上；W及
[0015] 覆蓋所述預(yù)浸料層的柔性真空膜片，所述柔性真空膜片被構(gòu)造成待被排空并且將 所述成型器裝置向下壓實到所述工具上。
[0016] 條款2、根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述柔性連接部包括穿過所述成型段的柔 性線。
[0017] 條款3、根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述柔性連接部中的每一個均是被構(gòu)造成 允許一個或多個所述成型段被增添至所述成型器裝置或從所述成型器裝置被拆除的卡扣 接頭。
[0018] 條款4、根據(jù)條款3所述的設(shè)備，其中，所述柔性連接部中的每一個均包括錐體W 及用于接收所述錐體的杯形件。
[0019] 條款5、根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述成型器裝置包括被構(gòu)造成將所述預(yù)浸 料層夾緊在所述工具上的夾緊構(gòu)件。
[0020] 條款6、根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中：
[0021] 所述工具包括帽段、一對凸緣段W及連接所述凸緣段的一對腹板段，并且
[0022] 所述成型段中的每一個均包括：被構(gòu)造成將所述預(yù)浸料層保持成抵靠所述帽段的 主體；W及被構(gòu)造成在所述腹板段上方掃過所述預(yù)浸料層并將所述預(yù)浸料層掃到所述凸緣 段上的成型指部。
[0023] 條款7、根據(jù)條款6所述的設(shè)備，其中，所述主體包括：
[0024] 夾緊構(gòu)件，所述夾緊構(gòu)件被構(gòu)造成將所述預(yù)浸料層夾緊成抵靠所述帽段；W及
[0025] 彈黃，所述彈黃與所述夾緊構(gòu)件聯(lián)接并且被構(gòu)造成將所述夾緊構(gòu)件朝向所述帽段 偏壓。
[00%] 條款8、根據(jù)條款6所述的設(shè)備，其中，所述成型段中的每一個均進一步包括位于 所述成型指部和所述主體之間的柔性連接部，其中所述柔性連接部被構(gòu)造成允許所述成型 指部相對于所述主體彎曲。
[0027] 條款9、根據(jù)條款8所述的設(shè)備，其中：
[0028] 所述主體、所述柔性連接部和所述成型指部被一體地成型到一起；并且
[0029] 所述主體、所述柔性連接部和所述成型指部都是柔性的。
[0030] 條款10、一種用于使預(yù)浸料層成型到輪廓化工具上的裝置，所述輪廓化工具具有 帽段、一對凸緣段W及將所述凸緣段連接到所述帽的一對腹板段，該裝置包括：
[0031] 主體，所述主體被構(gòu)造成待被放置于所述預(yù)浸料層上，覆在所述帽上面；
[0032] 一對成型指部，運一對成型指部分別被構(gòu)造成在所述腹板段上方順序地掃過所述 預(yù)浸料層并將所述預(yù)浸料層向下掃到所述凸緣段上；W及
[0033] 一對柔性連接部，運一對柔性連接部分別將運一對成型指部與所述主體的相對兩 側(cè)連接。
[0034] 條款11、根據(jù)條款10所述的裝置，其中，所述主體是柔性的。
[0035] 條款12、根據(jù)條款10所述的裝置，其中，所述柔性連接部中的每一個均包括活較 鏈。
[0036] 條款13、根據(jù)條款10所述的裝置，其中，所述成型指部中的每一個