通過(guò)布置在真空袋外部的固化工具制造復(fù)合結(jié)構(gòu)件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)件的制造方法，該結(jié)構(gòu)件通過(guò)將第二結(jié)構(gòu)部件(11)共同結(jié)合至第一結(jié)構(gòu)部件(13)而形成。所述方法包括以下步驟：a)制備用于每個(gè)第二結(jié)構(gòu)部件(11)的組合體(19)，其中，組合體(19)的預(yù)成形件(20)布置在固化工具(21、21’)之間，預(yù)成形件(20)由用于形成真空袋的合適材料的帶材(23)包圍，因此，固化工具(21、21’)與袋相接觸并且不與預(yù)成形件相接觸；b)將所述組合體(19)定位在第一結(jié)構(gòu)部件(13)上并且將所述帶材(23)與互補(bǔ)件連接而形成用于完整結(jié)構(gòu)件的真空袋(31)；c)對(duì)所得到的組件應(yīng)用高壓釜處理周期。
【專利說(shuō)明】
通過(guò)布置在真空袋外部的固化工具制造復(fù)合結(jié)構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于通過(guò)布置在真空袋外部的固化工具制造復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)件比如加強(qiáng)板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于制造復(fù)合材料的加強(qiáng)板一一比如在飛行器升力面中使用的加強(qiáng)板一一而言，共同結(jié)合方法以及二次共同結(jié)合方法和共同固化方法是已知的，在制造復(fù)合材料的加強(qiáng)板的過(guò)程中，處于未固化狀態(tài)的加強(qiáng)元件連接至處于固化狀態(tài)的蒙皮。
[0003]在關(guān)于這種板的已知的共同結(jié)合方法中，使用了與加強(qiáng)元件直接接觸的固化工具并且雖然總體上得到了滿意的結(jié)果，但是不能避免如下一些問(wèn)題:比如涉及T形形狀的加強(qiáng)件的所謂的“墨西哥帽”現(xiàn)象、共同結(jié)合線的不均勻性以及在桁條件的腳部中存在靠近固化工具的非工作區(qū)域。
[0004]本發(fā)明旨在解決這些問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)件的制造方法，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)件通過(guò)將第一結(jié)構(gòu)部件比如飛行器機(jī)翼的覆蓋件的蒙皮共同結(jié)合至飛行器機(jī)翼第二結(jié)構(gòu)部件比如加強(qiáng)桁條件而連接形成。
[0006]所述方法的基本特征如下:
[0007]a)制備用于每個(gè)第二結(jié)構(gòu)部件(桁條件)的組合體，其中，組合體的預(yù)成形件布置在固化工具之間，預(yù)成形件由用以形成真空袋的合適的材料的帶材包圍，就像針對(duì)每個(gè)桁條件具有單一真空袋，因此固化工具與袋相接觸并且不與預(yù)成形件相接觸；
[0008]b)將所述組合體定位在第一結(jié)構(gòu)部件(蒙皮)上并且通過(guò)將所述帶材與互補(bǔ)件連接而形成用于結(jié)構(gòu)件的真空袋；
[0009]c)對(duì)所得到的組件應(yīng)用高壓釜處理周期以執(zhí)行第二結(jié)構(gòu)部件(桁條件)至第一結(jié)構(gòu)部件(蒙皮)的共同結(jié)合。
[0010]有利地，用于形成真空袋的合適材料的所述帶材和所述互補(bǔ)件包括:防滲塑料膜；隔離膜，該隔離膜或者是可剝離的或者在其內(nèi)表面上進(jìn)行了糙面精整；以及充氣組織，該充氣組織布置在兩個(gè)膜之間，該充氣組織的密度低于在真空袋中使用的不與處于未固化狀態(tài)的復(fù)合部件直接接觸的充氣組織的密度。
[0011]在具有T形形狀的第二結(jié)構(gòu)部件(桁條件)的實(shí)施方式中，所述固化工具為兩個(gè)角型材，并且所述互補(bǔ)件包括第一互補(bǔ)件和第二互補(bǔ)件，第一互補(bǔ)件的寬度與接連布置的帶材的寬度相同，第二互補(bǔ)件用以覆蓋邊緣區(qū)域。
[0012]在一個(gè)實(shí)施方式中，在所述組合體的定位步驟期間，所述帶材和所述第一互補(bǔ)件具有應(yīng)用在其兩者的側(cè)邊緣處的兩個(gè)密封膠帶以能夠?qū)崿F(xiàn)帶材與第一互補(bǔ)件的連結(jié)。
[0013]根據(jù)參照附圖出于說(shuō)明目的的實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為復(fù)合結(jié)構(gòu)件比如飛行器機(jī)翼的覆蓋件的示意性平面圖，其中，多個(gè)第二結(jié)構(gòu)元件(桁條件)被共同結(jié)合至第一結(jié)構(gòu)部件(蒙皮)。
[0015]圖2a至圖2b為示出組合體的準(zhǔn)備階段的基本步驟的示意性立面圖，其中，第二結(jié)構(gòu)元件的預(yù)成形件一一該預(yù)成形件由用于形成真空袋的合適的材料的帶材包圍一一設(shè)置在固化工具之間，并且圖2c為示出將所述組合體在第一結(jié)構(gòu)部件上的定位的示意性立面圖。
[0016]圖3為復(fù)合結(jié)構(gòu)件的部分示意性立面圖，其圖示了制造方法的步驟，其中，通過(guò)將用于形成真空袋的合適材料的不同的帶材與互補(bǔ)件連接而形成覆蓋所述結(jié)構(gòu)件的真空袋。
[0017]圖4為在使復(fù)合結(jié)構(gòu)件經(jīng)受高壓釜處理周期之前的復(fù)合結(jié)構(gòu)件的示意性平面圖，其特別地示出了用于形成真空袋的帶材和部件。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)將對(duì)結(jié)構(gòu)件10—一比如飛行器機(jī)翼的覆蓋件(參見圖1)一一的根據(jù)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行描述，該結(jié)構(gòu)件10由復(fù)合材料的蒙皮13(第一結(jié)構(gòu)部件)形成，該蒙皮13由復(fù)合材料的T形形狀的桁條件11(第二結(jié)構(gòu)部件)加強(qiáng)。
[0019]所述方法的基本步驟如下:
[0020]a)制備用于每個(gè)桁條件11的組合體19(參見圖2c)，其中，組合體19的預(yù)成形件20(由熱成形過(guò)程制造)設(shè)置在固化工具21、21’之間，該預(yù)成形件20除了腳部15的基部之外由用于形成真空袋的合適材料的帶材23包繞，固化工具21、21’是由鋼或INVAR(不脹鋼)制成的角型材構(gòu)造的，并且固化工具21、21’設(shè)置有夾持件33，夾持件33可以調(diào)節(jié)固化工具21、21’之間的距離，使得固化工具21、21’可以處于三個(gè)位置:打開位置、中間位置和閉合位置。
[0021]可以使用設(shè)備40執(zhí)行該階段，設(shè)備40包括將組合體19安置在梁41上的支承模塊43、43’，支承模塊43、43’進(jìn)而支承固定裝置45、45’，該固定裝置45、45’用于將帶材23的側(cè)邊緣固定至固化工具21、21’。
[0022]在第一步驟中(參見圖2a)，帶材23安置在固化工具21、21’上并且?guī)Р?3在其側(cè)邊緣處由所述固定裝置45、45’固定至固化工具21、21’。
[0023]在第二步驟中(參見圖2b)，預(yù)成形件20安置在帶材23內(nèi)。在預(yù)成形件20的安置期間通過(guò)保持帶材23的側(cè)邊緣固定至固化工具21、21’，保證了帶材23與預(yù)成形件20的腹板17的對(duì)準(zhǔn)。在安置預(yù)成形件20之后，在預(yù)成形件20的腳部15上設(shè)置粘合劑層(圖中未示出)。
[0024]在先前的步驟中，夾持件33保持在打開位置中并且在第二步驟結(jié)束時(shí)改變?yōu)橹虚g位置。
[0025]在這個(gè)階段中，實(shí)現(xiàn)了帶材23適配于預(yù)成形件20的幾何形狀，從而避免了在高壓釜處理周期期間會(huì)使真空袋破損的所謂的“橋”。
[0026]b)將組合體19定位在蒙皮13(其處于固化狀態(tài))上，使得預(yù)成形件20的腳部15的粘合劑層能夠與蒙皮13相接觸，從而執(zhí)行預(yù)成形件20至蒙皮13的共同結(jié)合，并且通過(guò)將每個(gè)組合體19的帶材23和與帶材23的材料相同材料的第一互補(bǔ)件25及第二互補(bǔ)件26連接而形成針對(duì)整個(gè)組件的真空袋31，以覆蓋整個(gè)蒙皮13(參見圖3和圖4)。第一互補(bǔ)件25為那些組合體19的帶材23的延續(xù)部分，其中，組合體19的預(yù)成形件20不在蒙皮13的整個(gè)可用長(zhǎng)度上延伸，并且第二互補(bǔ)件26為需要使覆蓋全部蒙皮13的真空袋31完整的互補(bǔ)件。
[0027]這個(gè)階段需要使設(shè)備40移動(dòng)至工位，在此工位上，蒙皮13(處于固化狀態(tài))位于模具14上，并且一旦設(shè)備40定位在用于每個(gè)預(yù)成形件20所設(shè)想的位置上，使設(shè)備40旋轉(zhuǎn)180度并且使設(shè)備40沿豎向移動(dòng)以將組合體19安置在蒙皮13上(參見圖2c)。
[0028]在將組合體19安置在蒙皮13上之后，真空袋31是通過(guò)將帶材23與第一互補(bǔ)件25連接而形成的，對(duì)于每個(gè)預(yù)成形件20而言，帶材23與第一互補(bǔ)件25在其兩者的側(cè)邊緣處連接。為此，在我們描述的本發(fā)明的實(shí)施方式中，帶材23和第一互補(bǔ)件25在其兩者的側(cè)邊緣上帶有密封膠帶。
[0029]在對(duì)帶材23和第一互補(bǔ)件25進(jìn)行這種布置和適當(dāng)?shù)囟ǔ叽鐣r(shí)，帶材23的邊緣和第一互補(bǔ)件25的邊緣的中的一個(gè)邊緣可以在其上側(cè)(相對(duì)于蒙皮13)具有密封膠帶，由此，通過(guò)安置在其下側(cè)具有密封膠帶的連續(xù)的帶材23，兩個(gè)密封膠帶彼此面對(duì)，從而形成連接區(qū)域32(參見圖3)，連接區(qū)域32僅需要被施加輕微的壓力(例如，通過(guò)輥?zhàn)?以進(jìn)行連接。
[0030]帶材23以及第一互補(bǔ)件25和第二互補(bǔ)件26包括由防滲塑料材料制成的膜、待與預(yù)成形件20相接觸作為輔助材料的隔離膜以及布置在兩個(gè)膜之間的充氣組織(aeratortissue)。輔助材料與在真空袋中使用的不與未固化部件直接接觸的那些輔助材料不同，原因在于這些未固化部件的表面精加工取決于所述輔助材料。特別地，隔離膜必須進(jìn)行糙面精整或是可剝離的，并且該充氣組織的密度應(yīng)當(dāng)?shù)陀谀切┦褂脮r(shí)不與處于未固化狀態(tài)的復(fù)合部件直接接觸的充氣組織的密度，從而很好地適合于復(fù)合部件的范圍界限。
[0031]c)對(duì)從先前階段所得的組件應(yīng)用高壓釜處理周期以執(zhí)行第二結(jié)構(gòu)部件11至第一結(jié)構(gòu)部件13的共同結(jié)合。
[0032]在這個(gè)階段，夾持件33處于閉合位置以對(duì)預(yù)成形件20的腹板17施加壓力。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括以下內(nèi)容:
[0034]-消除了在【背景技術(shù)】中提到的問(wèn)題:“墨西哥帽(Mexicanhat)”、共同結(jié)合線不均勻性以及在桁條件的腳部處存在非工作區(qū)域。通過(guò)減少桁條件的腳部的“死區(qū)”，確保了共同結(jié)合線的均勻性以及最終結(jié)構(gòu)的尺寸質(zhì)量，尤其是確保了桁條件的尺寸質(zhì)量。
[0035]-極大地簡(jiǎn)化了固化工具21、21’的幾何形狀，原因在于固化工具21、21’沒(méi)有模制桁條件的預(yù)成形件20。固化工具21、21’的基本功能是防止其腹板偏離于豎直平面，并且有助于真空袋盡可能緊密地匹配于桁條件的范圍界限。固化工具21、21’不必覆蓋腹板的頂部。
[0036]-固化工具21，21’可以由鋼制成，而不是由INVAR(不脹鋼)制成，這意味著更低的成本。
[0037]雖然已經(jīng)結(jié)合各種實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但從說(shuō)明書中將可以理解的是，可以作出元件的組合、變型或改進(jìn)，并且這些元件的組合、變型或改進(jìn)在如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制造復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)件(10)的方法，所述結(jié)構(gòu)件(10)通過(guò)將處于未固化狀態(tài)的多個(gè)第二結(jié)構(gòu)部件(11)以共同結(jié)合的方式連接至處于固化狀態(tài)的第一結(jié)構(gòu)部件(13)而由所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)和所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)形成，所述方法包括以下步驟: a)制備用于每個(gè)第二結(jié)構(gòu)部件(11)的組合體(19)，所述組合體(19)由預(yù)成形件(20)形成，所述組合體(19)的所述預(yù)成形件(20)布置在固化工具(21、21’)之間，在所述固化工具(21、21’)上預(yù)先安置有用以形成真空袋的合適的材料的帶材(23)，使得所述預(yù)成形件(20)除了待連接至所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)的表面之外均由所述帶材(23)包圍，所述待連接至所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)的所述表面上設(shè)置有用于共同結(jié)合的粘合劑層，所述帶材(23)的尺寸設(shè)置成使得至少所述結(jié)構(gòu)件(10)的位于所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)周圍的區(qū)域能夠由所述帶材(23)覆蓋; b)在預(yù)先設(shè)定用于所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)和所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)附接的區(qū)域中將所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)的所述組合體(19)安置在所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)上，并且將每個(gè)第二結(jié)構(gòu)部件(11)的所述帶材(23)與相同材料制成的互補(bǔ)件連接以形成真空袋(31)，使得所述真空袋(31)完全地覆蓋所述第一結(jié)構(gòu)部件(13); c)對(duì)由前述步驟得到的組件應(yīng)用高壓釜處理周期，以執(zhí)行所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)至所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)的共同結(jié)合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)成形件(20)通過(guò)熱成形過(guò)程制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于形成真空袋的合適材料的所述帶材(23)和所述互補(bǔ)件包括防滲塑料膜、位于所述真空袋的內(nèi)表面上的隔離膜以及布置在兩個(gè)所述膜之間的充氣組織，所述隔離膜是可剝離的或經(jīng)糙面精整，并且所述充氣組織的密度低于在真空袋中使用的不與處于未固化狀態(tài)的復(fù)合部件直接接觸的充氣組織的密度。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)呈T形形狀并且通過(guò)腳部(15)附接至所述第一結(jié)構(gòu)部件(13); 所述固化工具(21、21’)為適于所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)的形狀的兩個(gè)角型材； 所述互補(bǔ)件包括第一互補(bǔ)件(25)和第二互補(bǔ)件(26)，所述第一互補(bǔ)件(25)的寬度等于與所述第一互補(bǔ)件(25)接連布置的所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)的所述帶材(23)的寬度，所述第二互補(bǔ)件(26)用以覆蓋邊緣區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)具有應(yīng)用在所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)的側(cè)邊緣處的兩個(gè)密封膠帶； 接連的所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)布置成使得在接連的所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)的相鄰的邊緣中，接連的所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)中的每一者的具有密封膠帶的面相接觸，以便于接連的所述帶材(23)和所述第一互補(bǔ)件(25)的連結(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟a)中，所述帶材(23)被安置成使得所述帶材(23)的側(cè)邊緣固定至所述固化工具(21、21’)以確保在所述預(yù)成形件(20)的安置期間所述帶材(23)與所述預(yù)成形件(20)的合適的對(duì)準(zhǔn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 在步驟a)中，所述固化工具(21、2Γ)以便于所述預(yù)成形件(20)插入的距離設(shè)置； 在步驟b)中，所述固化工具(21、21’)以允許保持位于所述固化工具(21、21’)之間的所述預(yù)成形件(20)的距離設(shè)置； 在步驟c)中，所述固化工具(21、21’)以允許對(duì)位于所述固化工具(21、21’)之間的所述預(yù)成形件(20)施加預(yù)定壓力的距離設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)件(10)為飛行器機(jī)翼的覆蓋件，所述第一結(jié)構(gòu)部件(13)為蒙皮并且所述第二結(jié)構(gòu)部件(11)為加強(qiáng)縱向桁條件。
【文檔編號(hào)】B29C70/54GK106079478SQ201610273672
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日 公開號(hào)201610273672.9, CN 106079478 A, CN 106079478A, CN 201610273672, CN-A-106079478, CN106079478 A, CN106079478A, CN201610273672, CN201610273672.9
【發(fā)明人】約朗達(dá)·米格斯查里內(nèi)斯, 弗朗西斯科·哈維爾·約爾丹卡尼塞羅, 奧古斯托·佩雷斯帕斯托, 安格爾·巴勃羅·戈多, 勞拉·阿爾瓦雷斯安托農(nóng)
【申請(qǐng)人】空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司