專利名稱：制造復(fù)合元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造復(fù)合元件的方法。
背景技術(shù)：
當前技術(shù)狀態(tài)的大型復(fù)合飛機翼梁通常通過自動鋪帶(ATL)由預(yù)浸料制成，然后 在凸形模芯上熱成形為期望的形狀。然后翼梁在凸模工具上或者凹模工具上固化。預(yù)浸料 的制造需要使用高壓釜，這是一個大資本投資。此外，ATL過程僅能形成厚度變化小、簡單 墊和小斜坡的較簡單結(jié)構(gòu)，以及形成任何或多或少筆直的折線。更復(fù)雜的幾何形狀以及纖 維結(jié)構(gòu)要求手動或利用纖維鋪放來鋪設(shè)預(yù)浸料。用于制造復(fù)合部件的可選過程是所謂的樹脂傳遞模塑(RTM)，在該樹脂傳遞模塑 過程中，干纖維通過液體樹脂被注入在剛硬的凸模工具與凹模工具之間。傳統(tǒng)上，在需要復(fù) 雜的幾何形狀的情況下，則用手將干纖維鋪設(shè)到凹模工具中。這種手動鋪設(shè)過程費力并且 耗時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個方面提供了一種制造復(fù)合元件的方法，該方法包括a.在擱置臺上組裝多個層的疊層，每個層均包括多個加強元件；b.將所述多個層的疊層的第一部分結(jié)合在一起以形成局部結(jié)合的多個層的疊層， 所述多個層的疊層的第二部分保持為不結(jié)合；c.在一對模具工具之間的模具腔體中擠壓成形所述局部結(jié)合的多個層的疊層， 以形成成形的預(yù)成形件，所述疊層的所述第二部分中的層在所述擠壓成形期間相互抵靠滑 動；d.將液體基質(zhì)材料注入到所述模具腔體中的所述成形的預(yù)成形件中；以及e.固化所述液體基質(zhì)材料。在擱置臺上而不是在所述模具工具中的一個模具工具上組裝所述多個層使得更 容易通過自動化的方法組裝所述疊層，因為所述擱置臺能夠具有較簡單的形狀(例如其可 以大致平坦)。通過允許疊層的一部分而不是所有部分中的多個層在擠壓成形期間抵靠彼此滑 動，避免或者至少減少了層的褶皺。基質(zhì)材料可以包括熱塑性材料(在該情形下，所述基質(zhì)材料在固化步驟e期間冷 卻)。另選地，所述基質(zhì)材料可以包括兩個部分的化學系統(tǒng)，其由于化學反應(yīng)(諸如聚合) 而固化。更優(yōu)選地，所述基質(zhì)材料是諸如環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂、雙 馬來酰亞胺(BMI)樹脂的熱固性樹脂。通常，所述增強元件是諸如玻璃纖維或碳纖維的纖維。所述疊層中的每層均可包 括一系列單向纖維、無卷曲織物或者其它任何合適的纖維構(gòu)造。結(jié)合步驟b可以包括加熱所述多個層的疊層的所述第一部分以熔化粘合劑。所述 粘合劑可以在其熔化前散布在所述疊層中，或者可以設(shè)置成當其熔化時充滿所述疊層的分 離層。可選地，所述疊層可以通過將所述疊層的所述第一部分中的多個層縫合在一起而結(jié)合，或者通過防止多個層的疊層在擠壓成形步驟期間抵靠彼此滑動的任何其它合適的結(jié)合 方法而結(jié)合。結(jié)合步驟b通常包括向所述多個層的疊層的選擇部分施加壓力。該壓力可以通過 所述模具工具的隨后在所述擠壓成形步驟c中使用的一個模具工具、通過在真空袋下方的 隔板、或者通過其它任何合適的擠壓裝置施加。可以利用所述多個層的疊層在所述擱置臺上執(zhí)行所述結(jié)合步驟b，或者所述多個 層的疊層可在結(jié)合之前被從擱置臺移除。優(yōu)選地，該方法包括在兩個或更多個盒體部之間設(shè)置附加部件以形成盒體；將 所述盒體插入所述工具的其中一個工具中的所述凹部中；向所述凹部中的所述附加部件中 注入液體基質(zhì)材料；并且固化所述附加部件中的所述液體基質(zhì)材料。在下面描述的實施方 式中，所述復(fù)合元件是飛機翼梁，所述附加部件是肋柱。然而該方法可用于形成諸如機翼或 機身蒙皮的另一個復(fù)合元件，并且在該情形下，所述附加部件例如可以是用于加強蒙皮的 縱梁。通常，當固化以后使預(yù)成形件與所述工具中的一個工具分離時將盒體從所述凹部 排出，例如通過容納在所述凹部的基部中的沖錘排出。所述沖錘因此能夠提供使所述預(yù)成 形件與所述工具分離的必需力，而不需要任何手動介入。通常，所述附加部件被壓縮在盒體部之間以壓實所述附加部件。所述盒體部可通 過任何合適的裝置強制接合在一起，但優(yōu)選的是，所述凹部是錐形凹部，當所述盒體被插入 所述凹部中時，所述凹部迫使所述盒體部接合在一起。推動所述盒體部以使其從凹部排出 的沖錘還可以將所述盒體部推到所述凹部中以使它們強制接合在一起。還可以提供諸如彈 簧的偏壓構(gòu)件以推動所述盒體部彼此分離。本發(fā)明的第二個方面還提供了一種用于制造復(fù)合元件的設(shè)備，該設(shè)備包括擱置 臺；一對模具工具，所述一對模具工具用于在所述一對模具工具之間的模具腔體中將部分 結(jié)合的多個層的疊層擠壓成形，以形成成形的預(yù)成形件；以及注入口，該注入口用于將液體 基質(zhì)材料注入到所述模具腔體中的所述成形的預(yù)成形件中。本發(fā)明的各個優(yōu)選方面在從屬權(quán)利要求中闡述。


現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中圖1是通過承載干纖維疊層的擱置臺的剖視圖；圖2是凸模工具、基板以及支撐框架的立體圖；圖3是示出了肋柱的分解圖；圖4示出了基板與凸模工具的下面；圖5示出了基板的一個端部；圖6示出了模芯中的一個模芯；圖7a與圖7b示出了 L形肋柱半部的擠壓成形；圖8與圖9示出了被抬起至與凸模工具接觸的疊層；圖10示出了被凸模工具壓縮的疊層的中央帶；圖11是示出了部分粘合的疊層的剖視圖12示出了當移除車之后的組件；
圖13示出了在擱置臺旋轉(zhuǎn)并移除以后的組件；
圖14是承載疊層的凸模工具的側(cè)視圖15是通過凸模工具與成形的預(yù)成形件的剖視圖，示出了接收引導銷的孔
圖16示出了降低就位的凹模工具；
圖17是示出了被擠壓成形的疊層的剖視圖18示出了在移除凹模工具之后的組件；
圖19是沿著圖4中的線A-A剖取的基板/凸模工具的剖視圖20示出了旋轉(zhuǎn)之后的組件；
圖21示出了被移除的模芯中的一個模芯；
圖22示出了其中一個模芯被移除的凸模工具的下面；
圖23至圖25示出了結(jié)合并成形疊層的可選方法的剖視圖26示出了承載了一排加熱墊的擱置臺；
圖27是在形成真空組件之后穿過所述臺的剖視圖28是圖27的中央部分的特寫圖29是示出了部分凸模工具與盒體的分解圖；圖30a和30b是通過凸模工具與盒體的剖視圖，盒體被略微抬起；圖31a和31b是通過凸模工具與盒體的剖視圖，盒體承載肋柱預(yù)成形件并且被向 下拉就位；以及圖32是示出凸模工具與盒體的立體圖，盒體承載肋柱預(yù)成形件并被向下拉就位。
具體實施例方式圖1至圖22中示出了一種制造復(fù)合后梁的方法。在圖1中所示的第一步驟中，干 纖維層的疊層1組裝在擱置臺2上。每個層壓件均包括具有EPR05311粘結(jié)劑的1 高拉伸 強度(HTQ的高級單向織物(AUW) Q85g/m2)。更具體地說，每個層均包括沿一個方向延伸 的碳纖維層，該碳纖維層在織機中用與碳纖維成直角延伸的玻璃纖維編織而成。EPR05311 由瀚森化工(Hexion Specialty Chemicals)以粉末狀材料提供。將粉末施加到織物的頂 部并且用紅外燈熔化以形成小液滴。借助于激光投影機手動地逐層組裝疊層。另一個選擇可以是利用具有真空鉗的機 器人從切割器拾取疊層并將其堆起。在將各個層放置到擱置臺上之前，每個單獨層的外周 均由超聲刀切割成期望的形狀。而且在堆起之前在每個層中切出定位孔36 (在圖15中示 出)以及基準銷孔觀(在圖17中示出)。第三個選擇是使用這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在擱置臺 的頂部上行進，并且當材料從卷軸卸載時將每個層切割成形。盡管僅在圖1的剖視圖示出了臺2，但應(yīng)該注意的是，臺2的鋪設(shè)疊層的上表面3 基本水平且平坦。圖2示出了凸模成形工具4、基板12和支撐框架13。凸模成形工具4包括一組五 個分離的模芯5至9，每個模芯均單獨地栓接到基板12。支撐框架13具有一對軸21、22，在 模芯栓接到基板之后，所述一對軸樞轉(zhuǎn)地安裝到圖3中所示的一對A形框架23J4上。運 輸車25滾動到支撐框架13的下方，并且頂起重量而將重量抬離A形框架23、24。
圖4示出了基板12與凸模成形工具的下面?；寰哂幸唤M7個孔，在圖4中通過 這些孔可以看到模芯5至9。圖5示出了基板12的包括所述孔中的一個孔10的一端的上 側(cè)。密封槽30、一對錐形銷31以及一對緊固件孔32環(huán)繞孔10。圖6示出了模芯5，隱藏的 細節(jié)以虛線示出。當將模芯5配合到基板12時，錐形銷31定位在模芯下側(cè)的孔33中，并 且緊固件(未示出)被旋擰到模芯5下側(cè)的螺紋孔34中，以將模芯5固定到基板。其它模 芯6至9以類似的方式配合到基板。圖7a與7b示出了肋柱的半部的擠壓成形。平面的干纖維疊層14在凸模工具15 與凹模工具16之間擠壓成形，以形成L形的預(yù)成形件11。接著，用切割工具將預(yù)成形件11 切割成期望形狀。在模芯5已固定到基板之后，將這些預(yù)成形件11中的一個預(yù)成形件放置 在端部模芯5上。然后將第二預(yù)成形件11放置在模芯6上，并且將模芯6附接到基板上， 以使預(yù)成形件11背靠背地地平放，以形成圖3所示的T形肋柱17。然后其余的模芯7至9 以及他們的相關(guān)聯(lián)的肋柱半部都以類似的方式安裝。在圖3中三個T形肋柱以附圖標記17 至19示出。在圖3中還示出了具有不同形狀的第四肋柱20。然后將面條狀填料(noodle filler)(未示出)手動地組裝到肋柱17至20上，并 且通過局部加熱干纖維中的粘結(jié)劑而固定就位。在組裝完肋柱與模芯之后，降下運輸車25并滾動到一側(cè)。接著將支撐框架13旋 轉(zhuǎn)180度。然后承載疊層1的擱置臺2被放置在運輸車25上，然后如圖8所示，將運輸車 滾動到組件下方就位。從基板12延伸的銷35插入擱置臺的定位孔中，以將擱置臺2精確地定位在凸模 工具的下方。圖9是在該過程階段從一側(cè)示出凸模工具4與擱置臺2的側(cè)視圖，但是并未 示出銷35。運輸車25然后被頂起以向上抵靠工具4擠壓疊層1，并且臺2通過螺紋桿(未 示出)栓接到基板12，螺紋桿穿過支撐框架的外周中的孔39以及擱置臺2的外周中的孔 (未示出)。如在圖10中最清楚可見，凸模工具4僅壓縮疊層1的中央帶，中央帶的兩側(cè)的 帶保持為基本未壓縮。然后加熱模芯以熔化疊層的中央帶中的粘結(jié)劑并形成圖11中所示的多個層Ia的 粘合疊層。通過圖10中所示的、位于模芯與基板之間的腔體39中的輻射加熱器(未示出) 加熱模芯。在中心帶兩側(cè)上的帶中的多個層未被粘合并且仍舊能相互抵靠滑動。盡管未在圖 11中示出，但粘結(jié)的中央帶還保持來自凸模工具下表面的各種特征的形狀。接著降下并移除車25 (圖12)，將支撐框架13旋轉(zhuǎn)180度，將車25移回到組件下 方，并且頂起組件而將組件的重量從A形框架23J4抬起，并且移除擱置臺2 (圖13)。圖14是凸模工具、基板以及支撐框架的側(cè)視圖，示出了粘合疊層la。與圖11 一 樣，粘合疊層Ia僅被示意性地示出，在實踐中粘合疊層Ia將沿凸模工具的長度順應(yīng)其上表 面的輪廓。在這點來說，引導銷沈插入通過沿疊層11的長度的各個定位孔和凸模工具4中 的互補定位孔。這些定位孔在圖14中不可見而在圖15中以36和37示出(注意，圖15是 從定位孔36、37移除銷沈之后通過疊層和工具的剖視面)。在移除擱置臺2之后，將凹模工具27提升到組件上方并從圖16所示的位置降低 到圖17所示的位置。液壓致動器30施加大約2bar的力以使工具閉合在一起。這樣在凸模工具4和凹模工具27之間的模具腔體中擠壓成形多個層的粘合疊層，以形成如圖17所 示的凈厚度的C形截面的預(yù)成型件lb。預(yù)成形件的粘合中央帶形成翼梁的腹板，并且腹板的兩側(cè)的未粘合部分通過凹模 工具的作用向下折彎以形成翼梁的凸緣。未粘合凸緣中的層在擠壓成形步驟期間折彎時， 這些層相互抵靠滑動。優(yōu)選地。凸緣與腹板相接的彎曲半徑區(qū)域也未被粘合，以便在擠壓 成形期間多個層能夠相互抵靠滑動。粘合腹板區(qū)域中的引導銷沈確保疊層在擠壓成形期間不相對于凸模工具滑動。 在擠壓成形之前粘合腹板還確保腹板中的層在擠壓成形期間疊層不相互抵靠滑動。通過允許疊層在凸緣中而不是腹板中的多個層在擠壓成形期間相互抵靠滑動，避 免或者至少減輕了多個層的褶皺。凹模工具27承載一對基準銷，每個基準銷在其一端均以推入配合接收在凹模工 具中的相應(yīng)孔中。圖17中示出的其中一個這樣的基準銷觀被配合到凹模工具中的孔四 中。如圖17所示，基準銷觀插入多個層的疊層的粘合中央帶中的預(yù)成形基準孔31中。接著，注入與流出口(未示出)連接到環(huán)氧樹脂的供應(yīng)處。預(yù)成形件的溫度通過 安裝在凹模工具外部的電子加熱元件以及通過凸模工具中的輻射加熱器而升高到120°C。 在加熱期間向模具腔體施加真空，以從預(yù)成形件移除濕汽。然后將液體環(huán)氧樹脂通過注入 口注入到模具腔體中，以浸漬預(yù)成形件和肋柱。在浸漬以后，工具被升高到180°C并且樹脂 在大約2個小時后固化。接著，在180°C下移除凹模工具而露出圖18中所示的固化的翼梁lc。圖19是沿 圖4中的線A-A剖取的剖視圖。從該圖可以看出，模芯5、6之間的間隙38相對于豎直方向 以微小角度延伸。因此，當凹模工具被豎直抬離時，接收在該孔38中的肋柱17的葉片防止 翼梁Ic被抬離凸模工具。然后在固化的翼梁Ic的頂部上設(shè)置保護層(未示出)，并且支撐框架13相對于圖 20中所示的位置旋轉(zhuǎn)180度。運輸車25被帶回到下面并且抵靠翼梁頂起。分離凸模工具 中的輻射加熱元件。當組件被冷卻后，首先從模芯移除基板12，然后以預(yù)定的順序從翼梁 Ic逐個移除模芯。該順序取決于模芯的確切幾何形狀。圖21示出了移除模芯7的一個實 施例，圖22示出了移除模芯6的一個實施例?？蛇x地，可以以9、8、7、6的順序移除模芯。圖23至圖25示出了粘合并擠壓成形疊層的方法，該方法可用作圖10中所示的方 法的可選例，圖10中的方法在粘合階段期間使用擱置臺。如圖23所示，在此情形中，未粘 合的多個層的疊層承載在凸模工具4的頂部上。多個層的疊層放置在平坦的擱置臺2上， 然后使用與上述相同的方法轉(zhuǎn)移到凸模工具4上(S卩，通過將疊層定位在凸模工具的下方， 然后使兩者倒置并且移除擱置臺)。凹模工具27承載具有突出的中央帶41的板40。使凹 模工具落下且?guī)?1擠壓疊層。由凸模工具加熱疊層，并且中央帶41中的粘合劑熔化以形 成圖M中所示的粘合疊層。然后移除板40并且如圖25所示使凹模工具落下以擠壓成形 該粘合疊層。圖沈至圖32示出了制造合成后翼梁的其它可選方法中的一些初始步驟。圖沈示出了擱置臺50。臺50安裝在重量輕的桁架支撐結(jié)構(gòu)51上。該臺承載一 對側(cè)墊帶52、53以及一排五個加熱墊M。所述墊均由相同材料形成，但是加熱墊M包含 電加熱元件(未示出)，側(cè)墊帶52、53中不存在電加熱部件。
位于所述排的每端處的兩個加熱墊M包含基準銷孔55，并且加熱墊中的一些包 含定位孔56。加熱墊M還包含規(guī)則排列的小真空口孔。這些小真空口孔未在圖沈中示 出，但在圖觀中示出一些，并且以附圖標記57表示。注意，在側(cè)墊帶52、53中無真空口孔。如圖27至圖觀所示(它們是穿過所述臺的剖視圖)，多個層的疊層58放置在墊 52至M上。接著，將隔板59放置在疊層的中央部分，隨后放置第二排五個加熱墊60、透氣 層61以及真空袋62。真空袋62通過密封條63抵靠帶52、53在其外周密封并且通過G形 夾64抵靠臺固定就位。然后排空擱置臺下方的真空腔體65，以通過擱置臺中的真空口孔66與加熱墊M 中的真空口孔57在真空袋與擱置臺之間形成局部真空。墊帶52、53與加熱墊M粘接到擱 置臺以確保氣密密封。如圖27與圖觀所示真空袋60抵靠所述臺被抽吸，并且壓縮隔板與 擱置臺之間的疊層。然后打開加熱墊M與60以粘合疊層的中央部分。注意，盡管圖27與圖觀中不太明顯，但隔板59的底面的輪廓形成為與凸模工具 67的輪廓相匹配。然而，注意，隔板59的寬度略微小于凸模工具67的寬度。這確保了凸緣 與腹板相接的彎曲半徑區(qū)域不被粘合，以使擠壓成形期間多個層可抵靠彼此滑動。在粘合步驟以后，解除真空，并且移除密封帶63、夾64、真空袋62以及頂部加熱 墊。隔板59包含基準銷孔(未示出)以及與加熱墊M中的孔55、56成一直線的定位孔 (也未示出)?；鶞输N孔以及定位孔(與圖15和圖17中所示的孔31、36類似)借助管鉆 穿過隔板59中的孔鉆入粘合疊層中，如在2008年4月觀日提交的共同待決的專利申請 GB0807639. 0(文件參考號XA^33)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。這能夠與其中孔在組裝之 前單獨逐層形成的先前實施方式中使用的更費力的方法形成對比。接著移除隔板59，并且通過施加真空而使粘合疊層的中央部夾緊到擱置臺。疊層 的邊緣通過快速釋放的鉸接倒置夾或者通過類似于G形夾的G形夾64被夾緊到擱置臺。然 后通過安裝在地面上的柱框倒置固定件與旋轉(zhuǎn)致動件(未示出)倒置擱置臺。真空得以保 持，并且承載粘合疊層的擱置臺下降到凸模工具的頂部上。然后解除真空并且移除承載加 熱墊的擱置臺。擱置臺50由輕質(zhì)的復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)制成，并且安裝在重量輕的桁架框架51上，從而 其能夠輕易倒置，而不使疊層扭曲。在這點上，該過程處于與圖13與圖14所示的用于先前實施方式的階段相同的階 段，并且隨后包括固化的步驟與先前的實施方式相同。圖四示出了凸模工具67的一部分，凸模工具67可被用作圖1至圖22的實施方 式中描述的凸模工具4的可選例。凸模工具67形成為一體件。凸模工具67可與圖32中 所示的基板82 —體形成，或者栓接到基板82。在圖四中未示出基板82。一體件的凸模工具67可以與通過一系列分離的模芯5至9形成的凸模工具4形 成對比。然而，凸模工具67的外輪廓與凸模工具4的外輪廓相似，例如形成有彎曲半徑角 部69、脊、凹陷部等。凸模工具67形成有一系列錐形凹部，圖四中示出了該凹部68中的一個凹部。在 每個凹部68的底部，一對液壓沖錘74容納在孔73中。如圖30a所示，一對盒體半部75a、 75b接合到一起以形成插入凹部68中的盒體。沖錘74在其端部具有盤76，所述盤76配合 到兩個盒體半部75a、75b中的每個的對應(yīng)槽口 77中。
沖錘用于將盒體半部輕微地向上推動到圖30a和30b所示的位置。盒體半部由彈 簧組件78偏壓分開，從而盒體半部由沖錘向上推動，它們還略微分開，因此使它們之間的 間隙打開。接著，將如圖7a與7b所示形成的一對L形肋柱預(yù)成形件79a、79b放置在相應(yīng)的 盒體半部75a、75b的相應(yīng)凹部80a、80b中。然后盒體半部以及肋柱預(yù)成形件通過圓盤76 與槽口 77的下表面的接合由氣動沖錘74向下拉動。當盒體半部抵抗彈簧組件78的偏壓 力被向下拉到圖31與圖32所示的位置時，盒體半部通過凹部68的錐形壁而強制接合在一 起。如圖7a與7b中所述的肋柱預(yù)成形件的預(yù)成形實現(xiàn)了一定程度的壓實，但是可能需要 進一步壓實以達到凈厚度。在該情形下，盒體半部閉合在一起進一步壓縮肋柱并且最終將 它們壓實到期望的凈厚度。彈簧組件78具有引導銷81，該引導銷81在該整個過程將肋柱 的兩個半部保持對齊。然后可以使用凸模工具67代替凸模工具4，以便如圖10或圖23粘合該疊層?？?選地，凸模工具67可以結(jié)合圖沈至圖觀中所示的真空粘合方法使用。在凹模工具固化后從凸模工具67移除之后，使固化的翼梁與凸模工具67分離的 方法不同于圖21與圖22中所示的方法。在該情形中，固化的翼梁通過沖錘74與凸模工 具67分離，沖錘74將盒體從凹部排出并將翼梁推離凸模工具。盡管以上已經(jīng)參照一個或更多個優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，在 未脫離如隨附的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種改變或修改。
權(quán)利要求
1.一種制造復(fù)合元件的方法，該方法包括a.在擱置臺上組裝多個層的疊層，每層均包括多個加強元件；b.將所述多個層的疊層的第一部分結(jié)合在一起以形成局部結(jié)合的多個層的疊層，所述 多個層的疊層的第二部分保持為不結(jié)合；c.在一對模具工具之間的模具腔體中將所述局部結(jié)合的多個層的疊層擠壓成形，以形 成成形的預(yù)成形件，所述疊層的所述第二部分中的多個層在所述擠壓成形期間相互抵靠滑 動；d.將液體基質(zhì)材料注入到所述模具腔體中的所述成形的預(yù)成形件中；以及e.固化所述液體基質(zhì)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述結(jié)合步驟b包括加熱所述多個層的疊層的所 述第一部分以熔化粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述結(jié)合步驟b包括通過所述一對模具工具 的隨后在所述擠壓成形步驟c中使用的一個模具工具向所述多個層的疊層的所述選擇部 分施加壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，對所述多個層的疊層在所述擱置臺的頂部上執(zhí) 行所述結(jié)合步驟b ；其中，所述方法在所述步驟b與所述步驟c之間還包括倒置所述擱置 臺、所述局部結(jié)合的多個層的疊層以及所述模具工具，以使所述局部結(jié)合的多個層的疊層 位于所述模具工具的頂部上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在所述組裝步驟a中在所述擱置臺 的基本平坦的表面上組裝所述多個層的疊層。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，對于所述多個層的疊層在所述擱置 臺上執(zhí)行所述結(jié)合步驟b。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述一對模具工具包括凸模工具和 凹模工具，其中，所述凸模工具包括一系列模芯，該一系列模芯在所述液體基質(zhì)材料在所述 步驟e中固化以后被單獨地移除。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，通過將所述凹模工具定位在所述凸模工具的上 方，在所述步驟c中將所述局部結(jié)合的多個層的疊層擠壓成形；其中，所述方法還包括在 所述步驟c之后移除所述凹模工具，并且倒置所述凸模工具以及所述成形的預(yù)成形件，以 使所述凸模工具定位在所述成形的預(yù)成形件上方；其中，在所述模芯被倒置之后將所述模 芯從所述成形的預(yù)成形件上方移除。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，在所述固化步驟e中將所述液體基質(zhì)材料固 化之后，以預(yù)定的順序逐個移除所述一系列模芯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，該方法還包括在所述一對模芯之間的間隙中設(shè)置附 加部件；將液體基質(zhì)材料注入到所述一對模芯之間的所述間隙中的所述附加部件中；并且 在所述附加部件中固化所述液體基質(zhì)材料。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，該方法還包括插入一個或更多個銷，每 個銷均被接收在所述局部結(jié)合的多個層的疊層中的相應(yīng)孔中，所述銷在所述擠壓成形步驟 c與所述注入步驟d期間保持就位。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，每個銷均由所述模具工具中的一個模具工具承載，并且當在所述擠壓成形步驟c中將所述工具接合到一起時，每個銷均插入到所述局 部結(jié)合的多個層的疊層的孔中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在所述擠壓成形步驟c中將所述工具接合到一 起之前，每個銷均插入到所述局部結(jié)合的多個層的疊層的孔中。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述成形的預(yù)成形件具有帶腹板以 及位于所述腹板的兩側(cè)的一對凸緣的C形橫截面；其中，在所述步驟b期間結(jié)合所述腹板的 至少一部分。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述結(jié)合步驟還包括在所述疊層 的所述第一部分上放置隔板；在所述隔板和所述疊層的上方設(shè)置真空袋；并且在所述真空 袋與所述擱置臺之間形成局部真空，以壓縮所述隔板與所述擱置臺之間的所述疊層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過所述擱置臺中的多個真空口形成所述局部真空。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述真空口定位成靠近所述疊層的所述第一 部分；其中，在靠近所述疊層的所述第二部分處，在所述疊層中基本不設(shè)置所述真空口。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，該方法還包括在兩個或更多個盒體部 之間設(shè)置附加部件以形成盒體；將所述盒體插入所述工具的其中一個工具中的凹部中；向 所述凹部中的所述附加部件中注入液體基質(zhì)材料；并且固化所述附加部件中的所述液體基 質(zhì)材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，該方法還包括在固化之后當所述預(yù)成形件與所述 工具中的所述一個工具分離時，從所述凹部排出所述盒體。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，通過利用容納在所述凹部的基部中的沖錘推 動所述盒體，而從所述凹部排出所述盒體。
21.根據(jù)權(quán)利要求18、19或20所述的方法，該方法還包括在所述盒體部之間壓縮所述 附加部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項所述的方法，其中，所述凹部是錐形凹部，當將所述 盒體部插入所述凹部中時，所述凹部使所述盒體部強制接合在一起。
23.一種用于制造復(fù)合元件的設(shè)備，該設(shè)備包括a.擱置臺；b.一對模具工具，所述一對模具工具用于在所述一對模具工具之間的模具腔體中將部 分結(jié)合的多個層的疊層擠壓成形，以形成成形的預(yù)成形件；以及c.注入口，該注入口用于將液體基質(zhì)材料注入到所述模具腔體中的所述成形的預(yù)成形 件中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，該設(shè)備還包括支撐框架，該支撐框架布置成使所述 模具工具在一對定向件之間旋轉(zhuǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，所述一對模具工具包括凸模工具和凹模工具， 其中，所述凸模工具包括一系列模芯。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，所述模具工具中的一個模具工具包括接收在 所述工具的凹部中的兩個或更多個盒體部。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的設(shè)備，該設(shè)備還包括用于從所述凹部排出所述盒體部的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的設(shè)備，該設(shè)備還包括容納在所述凹部的基部中的沖錘，該 沖錘用于將所述盒體部從所述凹部排出。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈、27或觀所述的裝置，其中，所述凹部是錐形凹部，當所述盒體部 插入到所述凹部中時，所述凹部使所述盒體部強制接合到一起。
全文摘要
一種制造復(fù)合元件的方法以及用于制造復(fù)合元件的設(shè)備。多個層的疊層(1)被組裝在擱置臺上，每層均包括多個諸如干纖維的加強元件。所述多個層的疊層的第一部分結(jié)合在一起以形成局部結(jié)合的多個層的疊層，所述多個層的疊層的第二部分保持為不結(jié)合。在一對模具工具(4，27)之間的模具腔體中將所述局部結(jié)合的多個層的疊層擠壓成形，以形成成形的預(yù)成形件，所述疊層的所述第二部分中的多個層在所述擠壓成形期間相互抵靠滑動。將液體基質(zhì)材料注入到所述模具腔體中的所述成形的預(yù)成形件中并且隨后固化液體基質(zhì)材料。
文檔編號B29C70/48GK102112296SQ200980129730
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者尼爾斯·哈克, 西蒙·W·陶平, 里斯托·卡利寧, 馬丁·愛德華 申請人:空中客車操作有限公司