專利名稱：利用電磁力和傳導(dǎo)熱傳遞的固化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及制造復(fù)合部件，特別是涉及用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁壓力機。
背景技術(shù)：
復(fù)合結(jié)構(gòu)用于各種用途。例如，在飛機結(jié)構(gòu)中，復(fù)合材料的利用在數(shù)量上日益增力口，用來形成機身、機翼、尾部以及飛機的其他部件。復(fù)合部件的制造通常需要將復(fù)合材料放置在工具或模具上，并且在升高的溫度和壓力下固化該復(fù)合材料以形成剛性的復(fù)合結(jié)構(gòu)。遺憾的是，用于放置和固化復(fù)合材料的常規(guī)作法通常包括許多附加的步驟，以便制造具有希望的機械性能的最終的復(fù)合結(jié)構(gòu)。例如，在固化復(fù)合疊層之前或在固化復(fù)合疊層期間，可能必需壓緊或減小體積 (debulk)和/或壓實復(fù)合疊層，以便防止在固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生孔隙并且減小復(fù)合疊層的厚度，使得固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)滿足尺寸設(shè)計要求。作為壓實的結(jié)果，減小的復(fù)合疊層的厚度也可能是必需的，以實現(xiàn)固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)的希望的纖維體積。在這方面，壓實能夠相對于構(gòu)成復(fù)合材料的承載纖維的體積或重量減小復(fù)合結(jié)構(gòu)中的樹脂的總的體積和/或重量。在一種現(xiàn)有技術(shù)的固化和壓實方法中，復(fù)合疊層可以被真空裝袋或密封于該工具?？梢詫φ婵沾┘诱婵找员愦龠M(jìn)未固化的樹脂在整個復(fù)合疊層的分配并從該復(fù)合疊層抽出空氣和揮發(fā)物(即，固化的副產(chǎn)品)，不然在固化期間這些空氣或揮發(fā)物可能被封閉在該復(fù)合疊層中。為了在復(fù)合疊層上產(chǎn)生足夠量的外部壓力，常規(guī)的作法包括真空裝袋復(fù)合疊層組件并將該復(fù)合疊層傳輸?shù)綁簾崞?。然后增加該壓熱器?nèi)的壓力和溫度，直到該復(fù)合疊層達(dá)到固化壓力和溫度。復(fù)合疊層通常必需保持在固化溫度預(yù)定的一段時間，同時外部壓力施加于真空袋的外部并且真空壓力施加于真空袋的內(nèi)部。在保持外部壓力和真空壓力的同時固化周期可能還需要臺階示或逐漸增加和/或減少復(fù)合疊層的溫度。固化之后，固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)的壓力和溫度必需減小，以能夠從壓熱器取出裝袋的復(fù)合疊層組件，然后從真空袋和工具取出固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)。正如可以理解的，用于處理相當(dāng)大的復(fù)合疊層的足夠大尺寸的壓熱器意味著重大的基本設(shè)備費用，這種費用增加制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的總成本和復(fù)雜性。而且，制備復(fù)合疊層用于壓熱器操作和利用壓熱器完成固化或壓實工藝所需的時間量是復(fù)合結(jié)構(gòu)總的制造周期時間的主要部分。在這方面，由于壓熱器通常依賴于對流加熱來升高復(fù)合疊層的溫度，所以與復(fù)合疊層的熱質(zhì)量相比，工具的相對大的熱質(zhì)量導(dǎo)致延長達(dá)到固化溫度和然后冷卻該復(fù)合疊層和工具的時間。減少對壓熱器的依賴以提供所需要的壓實溫度和壓力的嘗試包括利用液壓機。雖然用于形成比較小尺寸的復(fù)合結(jié)構(gòu)通常是令人滿意的，但是液壓機在能夠產(chǎn)生的壓力的大小方面受到限制。結(jié)果，利用液壓機壓實和固化大型復(fù)合疊層受到限制。而且，用于某些復(fù)合疊層的固化周期可能需要應(yīng)用利用常規(guī)的液壓機不能實現(xiàn)的精確的溫度和壓力水平。此夕卜，考慮到作為工作流體的液壓油和諸如儲壓器、泵、密封機構(gòu)的各種部件和通常與液壓機有關(guān)的其他硬件的使用，液壓機可能存在清潔和維護的挑戰(zhàn)。
正如能夠看到的，本領(lǐng)域需要一種不需要壓熱器的用于固化復(fù)合疊層的系統(tǒng)和方法。在這方面，本領(lǐng)域需要一種能夠快速達(dá)到用于固化所需要的溫度和壓力的用于固化復(fù)合疊層的系統(tǒng)和方法。此外，本領(lǐng)域需要一種能夠應(yīng)用所需要的固化壓力形成比較大的尺寸的復(fù)合疊層的用于固化復(fù)合疊層的系統(tǒng)和方法。最后本領(lǐng)域需要一種能夠以減少的時間量進(jìn)行的用于固化復(fù)合疊層的低成本的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
通過這里公開的實施例具體解決與將固化壓力和溫度施加于復(fù)合疊層有關(guān)的上面提到的需要，所述實施例包括用于利用電磁壓力機制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，該系統(tǒng)可以包括電磁壓力機，該電磁壓力機具有上模具和為了接納復(fù)合疊層與上模具以間隔開的關(guān)系安裝的下模具。電磁壓力機可以包括可以連接于該上模具和下模具其中之一的至少一個電磁體。該電磁體可以是能夠供能(energizable) 的，使得上模具和下模具能夠?qū)?fù)合疊層施加壓力。電磁壓力機還可以包括加熱機構(gòu)，該加熱機構(gòu)可以安裝在上模具和下模具至少其中之一，并且可以構(gòu)造成例如通過傳導(dǎo)加熱上模具和下模具對復(fù)合疊層加熱。還公開一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括用復(fù)合疊層形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的電磁壓力機，其中該電磁壓力機包括上模具、為了接納復(fù)合疊層與上模具以間隔開的關(guān)系安裝的下模具，并且其中該上模具和下模具能夠移動到與復(fù)合疊層成接觸關(guān)系。電磁壓力機可以包括具有磁線圈的電磁體。該電磁體可以連接于上模具和下模具其中之一并且通過給磁線圈施加電流可以是能夠供能的，使得上模具和下模具被拉到一起，以對復(fù)合疊層施加壓力。該系統(tǒng)還可以包括構(gòu)造成對復(fù)合疊層加熱的加熱機構(gòu)。在實施例中，該加熱機構(gòu)可以包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架。該傳導(dǎo)框架可以連接于上模具和下模具其中之一，并且構(gòu)造成使得對磁線圈的供能導(dǎo)致感應(yīng)加熱該上模具和下模具其中之一，用于傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。在另一個實施例中，公開一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有電磁壓力機， 該電磁壓力機可以包括上模具和下模具以及第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)。該上模具可以具有與其連接的第一電磁機構(gòu)，其中該第一電磁機構(gòu)是可動的。該下模具可以與上模具以間隔開的關(guān)系安裝。該第二電磁機構(gòu)可以固定地安裝在第一電磁機構(gòu)的與該下模具相反的一側(cè)上。此外，第二電磁機構(gòu)可以是能夠供能的，以相對于第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生吸引力， 使得復(fù)合疊層可被接納在上模具和下模具之間。第二電磁機構(gòu)也可以構(gòu)造成具有可轉(zhuǎn)換 (reversible)的極性，使得相對于第一電磁機構(gòu)可以產(chǎn)生排斥力。第一電磁機構(gòu)可以是能夠供能的，使上下模具對復(fù)合疊層施加壓力。在另一個實施例中，用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可以包括電磁壓力機，該電磁壓力機包括上模具、下模具以及第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)。該上模具可以具有與其連接的第一電磁機構(gòu)，其中該第一電磁機構(gòu)是可動的。該下模具可以與上模具以間隔開的關(guān)系安裝。該下模具可以連接于第二電磁機構(gòu)。該第二電磁機構(gòu)可以是能夠供能的，以相對于第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生排斥力，使得復(fù)合疊層可被接納在第一模具和第二模具之間。當(dāng)?shù)谝浑姶艡C構(gòu)被供能時，第二電磁機構(gòu)還可以是能夠去能(de-energizable)的，以使第一電磁機構(gòu)相對于第二電磁機構(gòu)產(chǎn)生吸引力，使得上模具和下模具對復(fù)合疊層施加壓力。
本發(fā)明還包括用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括電磁壓力機，該電磁壓力機包括內(nèi)模具和為了接納復(fù)合疊層與該內(nèi)模具可以以間隔開的關(guān)系安裝的外模具。該系統(tǒng)可以包括可以連接于該內(nèi)模具和外模具其中之一的電磁體。該電磁體可以是能夠供能的，使得該內(nèi)模具和外模具對復(fù)合疊層施加壓力。該電磁壓力機可以構(gòu)造成沿著一段復(fù)合疊層是可動的以逐漸地形成該復(fù)合結(jié)構(gòu)。在實施例中，該電磁壓力機可以用于用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。該復(fù)合疊層可以包括纖維加強材料和未固化的樹脂。該方法可以包括壓實該復(fù)合疊層中的纖維加強材料。該方法還可以包括在壓實該纖維加強材料期間電磁地壓緊該復(fù)合疊層。還公開一種用于在沿著該復(fù)合疊層長度在間隔的位置在復(fù)合疊層中形成多個壓實區(qū)的方法。該方法可以利用電磁壓力機，該電磁壓力機具有上模具和下模具以及連接于該上下模具之一的電磁體。該電磁體可以包括至少部分地圍繞磁線圈的傳導(dǎo)框架。該電磁體可以連接于上模具。該方法可以包括在接納復(fù)合疊層之前預(yù)熱該上模具和下模具的步驟。該方法還可以包括將該復(fù)合疊層長度的一部分插入該上模具和下模具之間的間隔中。 在該復(fù)合疊層和上下模具至少其中之一之間提供釋放膜，以方便從該上模具和下模具分開該復(fù)合疊層。該方法可以包括將上模具和下模具移動到與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系，之后對電磁體供能使得該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力，以在該復(fù)合疊層中形成一個壓實區(qū)。該方法還可以包括在對電磁體供能時感應(yīng)加熱該傳導(dǎo)框架和上模具。以這種方式，被感應(yīng)加熱的上模具可以傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層從而傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。該上模具和下模具可以分開并且該段復(fù)合疊層可以沿著材料進(jìn)給方向前進(jìn)通過電磁壓力機，使得沿著一段復(fù)合疊層可以形成另一個壓實區(qū)。還公開一種用于利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。該復(fù)合疊層可以包括上模具和下模具以及第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)。該上模具可以連接于第一電磁機構(gòu)。第二電磁機構(gòu)可以安裝在該第一電磁機構(gòu)的與該下模具相反的一側(cè)上，并且可以具有可轉(zhuǎn)換的極性。該方法還可以包括對第二電磁機構(gòu)供能的步驟，以在該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力使得在該上模具和下模具之間產(chǎn)生間隔。該復(fù)合疊層可以插入該間隔中。第二電磁機構(gòu)的極性可以轉(zhuǎn)換，使以在第一和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生排斥力。 該方法還可以包括將上下模具移動到與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系的步驟。第一電磁機構(gòu)可以被供能使得上模具和下模具對復(fù)合疊層施加壓力。本發(fā)明還包括一種用于利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該電磁壓力機包括分別連接于第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)的上模具和下模具。該方法可以包括對第二電磁機構(gòu)供能的步驟，以相對于該第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生排斥力，使得在該上模具和下模具之間產(chǎn)生間隔。該方法還可以包括將該復(fù)合疊層插入該間隔中。然后第二電磁機構(gòu)可以被去能，并且第一電磁機構(gòu)可以被供能以在第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力。該方法還可以包括將上下模具移動到與復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系并且對該復(fù)合疊層施加壓力。在用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法中，可以利用電磁壓力機，其中該電磁壓力機可以具有電磁體以及與該復(fù)合疊層互補地形成的內(nèi)模具和外模具。該內(nèi)模具和外模具其中之一可以連接于電磁體。該方法可以包括使電磁壓力機接合該復(fù)合疊層，使得內(nèi)模具和外模具位于該復(fù)合疊層的相反兩側(cè)。該內(nèi)外模具可以移動成與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系。電磁體可以被供能使得內(nèi)模具和外模具對該復(fù)合疊層施加壓力。該電磁壓力機可以沿著一段復(fù)合疊層前進(jìn)以逐漸地形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。8. 一種用復(fù)合疊層形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括電磁壓力機，其包括上模具；為了接納該復(fù)合疊層與該上模具以間隔開的關(guān)系安裝的下模具，該上模具和下模具可以移動到與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系；和具有磁線圈的至少一個電磁體，該電磁體連接于該上模具和下模具其中之一，并且通過對該磁線圈施加電流是能夠供能的，使得該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力；和加熱機構(gòu)，該加熱機構(gòu)構(gòu)造成對該復(fù)合疊層加熱，該加熱機構(gòu)包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架，該傳導(dǎo)框架連接于該上模具和下模具其中之一，并且構(gòu)造成使得對磁線圈的供能導(dǎo)致對上下模具其中之一感應(yīng)加熱，用于傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。9. 一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括電磁壓力機，其包括具有與其連接的第一電磁機構(gòu)的上模具；與該上模具以間隔開的關(guān)系安裝的下模具；和第二電磁機構(gòu)，該第二電磁機構(gòu)安裝在該第一電磁機構(gòu)的與該下模具相反的一側(cè)上并且是能夠供能的，以相對于該第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生吸引力，使得復(fù)合疊層能夠接納在該上模具和下模具之間，并且第二電磁機構(gòu)具有可轉(zhuǎn)換的極性使得相對于該第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生排斥力，該第一電磁機構(gòu)是能夠供能的，使得該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力。10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中該第一電磁機構(gòu)構(gòu)造成當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)被供能時被去能。11.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中該第一電磁機構(gòu)包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架，使得對該磁線圈的供能弓I起對上模具的感應(yīng)加熱。12.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)還包括安裝于該電磁壓力機的加熱機構(gòu)和冷卻機構(gòu)至少其中之一，用于分別加熱和冷卻該上模具和下模具至少其中之一。13. 一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括電磁壓力機，其包括上模具，該上模具具有與其連接的第一電磁機構(gòu)；下模具，該下模具與上模具以間隔開的關(guān)系安裝并且具有與其連接的第二電磁機構(gòu)，該第二電磁機構(gòu)可以是能夠供能的，以相對于該第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生排斥力，使得復(fù)合疊層能夠接納在第一模具和第二模具之間，當(dāng)?shù)谝浑姶艡C構(gòu)被能夠供能時第二電磁機構(gòu)能被去能，以使該第一電磁機構(gòu)相對于第二電磁機構(gòu)產(chǎn)生吸引力，使得該上模具和下模具對復(fù)合疊層施加壓力。14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，
該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)至少其中之一包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架；該上模具和下模具至少其中之一連接于該傳導(dǎo)框架，使得對該磁線圈的供能引起對該上模具和下模具至少其中之一的感應(yīng)加熱。15.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，還包括安裝在該電磁壓力機上的加熱裝置和冷卻機構(gòu)至少其中之一，用于分別加熱和冷卻該上模具和下模具至少其中之一。16. 一種用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括電磁壓力機，其包括內(nèi)模具；為了接納復(fù)合疊層與該內(nèi)模具以間隔開的關(guān)系安裝的外模具；和連接于該內(nèi)模具和外模具其中之一的電磁體，該電磁體是能夠供能的，使得該內(nèi)模具和外模具可以對該復(fù)合疊層施加壓力，該電磁壓力機沿著一段復(fù)合疊層是可移動的。17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括加熱機構(gòu)，其構(gòu)造成加熱該內(nèi)模具和外模具至少其中之一，用于傳導(dǎo)加熱該復(fù)合置層。18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中該電磁體包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架；該內(nèi)模具和外模具至少其中之一連接于傳導(dǎo)框架，使得對磁線圈的供能引起對該傳導(dǎo)框架和與其連接的該內(nèi)外模具之一感應(yīng)加熱。19.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中該復(fù)合疊層構(gòu)造成具有內(nèi)表面和外表面的筒形部分；該內(nèi)模具和外模具至少其中之一構(gòu)造成與該內(nèi)表面和外表面的對應(yīng)的一個互補。20.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括至少下述之一預(yù)熱部分、固化部分、冷卻部分、檢查部分。29.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中該電磁體包括至少部分地圍繞磁線圈的傳導(dǎo)框架并且使上下模具其中之一與該傳導(dǎo)框架連接，加熱該復(fù)合疊層的步驟包括當(dāng)對該電磁體供能時感應(yīng)加熱該傳導(dǎo)框架和該上下模具至少其中之一；和用該被感應(yīng)加熱的上下模具之一傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。30.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，還包括如下步驟從初始溫度升高該復(fù)合疊層的溫度到第一溫度；和在第一時間段將該復(fù)合疊層的溫度保持在第一溫度。31.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中該電磁壓力機包括靜止磁部件和可動磁部件， 該靜止磁部件與該下模具以間隔開的關(guān)系安裝，并具有安裝在其上的電磁壓力機，該可動磁部件連接于該上模具并且位于該靜止磁部件的與上模具相反的一側(cè)上，該方法還包括如下步驟當(dāng)對該電磁體供能時朝著該靜止磁部件拉該可動磁部件，使該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力。32. 一種利用電磁壓力機在復(fù)合疊層中沿著該復(fù)合疊層在間隔的位置形成多個壓實區(qū)的方法，該電磁壓力機具有上模具、下模具以及連接于該上下模具之一的電磁體，該電磁體包括至少部分地圍繞磁線圈并連接于上模具的傳導(dǎo)框架，該方法包括如下步驟預(yù)熱該上模具和下模具；將該段復(fù)合疊層的一部分插入該上模具和下模具之間的間隔中；對該復(fù)合疊層加熱；在該復(fù)合疊層和該上下模具至少其中之一之間設(shè)置釋放膜；將該上模具和下模具移動到與該復(fù)合疊層成接觸關(guān)系；對該電磁體供能使得該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力，以在該復(fù)合疊層中形成一個壓實區(qū)；當(dāng)對該電磁體供能時感應(yīng)加熱該傳導(dǎo)框架和上模具，以傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層；分開該上模具和下模具；和沿著材料的進(jìn)給方法送進(jìn)該段復(fù)合疊層，以在該復(fù)合疊層中形成另一個壓實區(qū)。33. 一種利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該電磁壓力機包括上模具和下模具以及第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)，該上模具連接于第一電磁機構(gòu)，該第二電磁結(jié)構(gòu)安裝在該第一電磁機構(gòu)與該下模具相反的一側(cè)上，并且具有可轉(zhuǎn)換的極性，該方法包括如下步驟對第二電磁機構(gòu)供能，以在該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力，使得在該上模具和下模具之間形成間隔；將復(fù)合疊層插入該間隔中；轉(zhuǎn)換該第二電磁機構(gòu)的極性，以在該電磁機構(gòu)第一和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生排斥力；和移動該上模具和下模具到與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系；對第一電磁機構(gòu)供能使得該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力。34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中，對該第一電磁機構(gòu)供能使得上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力的步驟之后有如下步驟對該第一電磁機構(gòu)去能；轉(zhuǎn)換該第二電磁機構(gòu)的極性以在該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力；分開該上模具和下模具；和從該電磁壓力機取出該復(fù)合疊層。35.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，還包括對該復(fù)合疊層加熱的步驟。36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中該第一電磁機構(gòu)包括至少部分地圍繞磁線圈并且具有與其連接的上模具的傳導(dǎo)框架，對該復(fù)合疊層加熱的步驟包括當(dāng)對該磁線圈供能時感應(yīng)加熱該傳導(dǎo)框架和上模具；和用該被感應(yīng)加熱的上模具傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。37. 一種利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該電磁壓力機包括分別連接于第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)的上模具和下模具，該方法包括如下步驟對該第二電磁機構(gòu)供能，以相對于該第一電磁機構(gòu)產(chǎn)生排斥力，使得在該上模具和下模具之間形成間隔；
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將該復(fù)合疊層插入該間隔中；對該第二電磁機構(gòu)去能并且對第一電磁機構(gòu)供能以在該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力；移動該上下模具到與該復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系；和對該復(fù)合疊層施加壓力。38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，還包括對該復(fù)合疊層加熱的步驟。39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)至少其中之一包括磁線圈和至少部分地圍繞該磁線圈的傳導(dǎo)框架；該上模具和下模具至少其中之一連接于該傳導(dǎo)框架，使得對磁線圈的供能引起對該上模具和下模具至少其中之一感應(yīng)加熱。40. 一種利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該電磁壓力機具有電磁體以及與該復(fù)合疊層互補地形成的內(nèi)模具和外模具，該內(nèi)模具和外模具其中之一連接于該電磁體，該方法包括如下步驟使該電磁壓力機接合于該復(fù)合疊層，使得該內(nèi)模具和外模具位于該復(fù)合疊層的相反兩側(cè)上；將該內(nèi)模具和外模具移動到與該復(fù)合疊層成接觸關(guān)系；對該電磁體供能使得該內(nèi)模具和外模具對該復(fù)合疊層施加壓力；沿著一段復(fù)合疊層推進(jìn)該電磁壓力機。41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中對該復(fù)合疊層加熱的步驟包括利用該內(nèi)模具和外模具其中之一傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中該電磁體包括至少部分地圍繞磁線圈的傳導(dǎo)框架，該內(nèi)模具和外模具至少其中之一連接于該傳導(dǎo)框架，對該復(fù)合疊層加熱的步驟包括當(dāng)對該電磁體供能時感應(yīng)加熱該傳導(dǎo)框架和該內(nèi)外模具之一；和用該被感應(yīng)加熱的內(nèi)外模具之一傳導(dǎo)加熱該復(fù)合疊層。43.根據(jù)權(quán)利要求40的方法還包括冷卻該復(fù)合疊層的步驟。已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點在本發(fā)明的各種實施例中能夠單獨實現(xiàn)，或在其他實施例中可以組合實現(xiàn)，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)參見關(guān)于下面的描述和附圖


當(dāng)參考附圖時本發(fā)明的這些和其他特征將變得更加明白，其中在所有的附圖中類似的數(shù)字指的是類似的部件，其中圖1是用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的功能方塊圖的圖解，其中該系統(tǒng)可以包括具有上模具和下模具以及至少一個電磁體的電磁壓力機；圖2是電磁壓力機的前視圖，示出在形成復(fù)合結(jié)構(gòu)之前用于接納復(fù)合疊層以相互以間隔開的關(guān)系設(shè)置的上模具和下模具，并且還示出具有設(shè)置在其上的釋放膜的復(fù)合疊層；圖3是電磁壓力機的前視圖，示出在成形該復(fù)合疊層之后呈該上模具和下模具的形狀的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
圖4是沿著圖2的4-4線截取的電磁壓力機的側(cè)視圖，并且示出于用插入該上模具和下模具之間的間隔中的一段復(fù)合疊層連續(xù)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的實施例，并且還示出用于對該復(fù)合疊層施加可變的壓力和熱的第一和第二線圈以及第一、第二和第三加熱區(qū)；圖5是電磁壓力機的側(cè)視圖，示出具有可動磁部件和包括用于將該上模具和下部件拉在一起的電磁體的靜止磁部件；圖6是電磁壓力機的側(cè)視圖，示出具有設(shè)置在第二電磁機構(gòu)之上的第一電磁機構(gòu)的實施例，其中該第一電磁機構(gòu)和第二之間的吸引力保持該上模具和下模具之間的間隔；圖7是圖6的實施例中的電磁壓力機的側(cè)視圖，并示出第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間的排斥力；圖8是電磁壓力機的側(cè)視圖，示出具有第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)的實施例并且還示出第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間產(chǎn)生的排斥力以保持該上模具和下模具之間的間隔；圖9是圖8的實施例中的電磁壓力機的側(cè)視圖，示出該第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)之間的吸引力使該上模具和下模具對該復(fù)合疊層施加壓力；圖IOA是示出利用電磁壓力機在復(fù)合疊層的壓實或固化周期(cycle)期間用于將該復(fù)合疊層加熱到保持整個第一時間段的第一溫度的溫度分布的曲線圖；圖IOB是示出利用電磁壓力機將該復(fù)合疊層加熱到第一溫度然后逐漸降低該溫度到保持對應(yīng)第二和第三時間段的第二和第三溫度的溫度分布的曲線圖；圖11是在一個實施例中的電磁壓力機的透視圖，其構(gòu)造成沿著復(fù)合疊層的筒形部分構(gòu)形能逐漸地移動，其中該電磁壓力機構(gòu)造成對該復(fù)合疊層施加壓力；圖12是沿著圖11的12-12線截取的電磁壓力機的頂視圖，并且示出內(nèi)模具和外模具可移動到與該復(fù)合疊層成接觸關(guān)系，用于施加壓力；圖13是飛機的透視圖，該飛機可以包括利用該電磁壓力機的實施例形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；圖14是示出利用電磁壓力機用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖15是示出利用電磁壓力機的實施例沿著一段復(fù)合疊層形成多個壓實區(qū)的方法的流程圖；圖16是示出利用沿著復(fù)合疊層可移動的電磁壓力機制造復(fù)合疊層以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖17是示出利用電磁壓力機的實施例用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖18是示出利用具有第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)的電磁壓力機的實施例用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖19是示出利用具有連接于第一電磁機構(gòu)和第二電磁機構(gòu)的上模具和下模具的電磁壓力機的實施例用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖20是飛機制造和服役方法的流程圖；以及圖21是飛機的方塊圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖，其中所示的附圖僅僅是為了舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選的各種實施例，而不是為了限制本發(fā)明，圖1所示的是用于用圖2中所示的復(fù)合疊層106形成圖2所示的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的系統(tǒng)10。盡管可以用任何材料，但是該復(fù)合疊層106可以用如圖2所示用纖維加強材料109和未固化的樹脂110構(gòu)成。圖1所示的系統(tǒng)10可以包括具有上下模具沈、24的電磁壓力機12和至少一個電磁體42。該電磁體42可以連接于該上下模具 26、對至少其中之一。可選地，上下模具沈、對其中之一可以構(gòu)造成壓力隔膜(pressure membrane) 48，該壓力隔膜48設(shè)置在該復(fù)合疊層106與該上下模具的剩余一個相反的一側(cè)上，如圖2所示。為了接納復(fù)合疊層106，上下模具沈、對可以以彼此間隔開的關(guān)系安裝，如圖2所示。該上下模具沈、對可以移動到與復(fù)合疊層106成接觸關(guān)系。當(dāng)上下模具沈、對與復(fù)合疊層106接觸時，電磁體42可以通過將電流通過施加或傳輸給該電磁體42的一個或多個磁線圈44被供能。如圖2所示，由于對磁線圈44供能， 所以在相對于電磁體42向下推上模具沈的排斥力Fr下，上模具沈可以對下模具M(jìn)施加壓力，因此壓力可以施加于復(fù)合疊層106，用于壓實和/或固化該復(fù)合疊層106。有利的是， 通過控制可以施加于磁線圈44的電流的大小，該電磁壓力機12便于精確控制施加給復(fù)合疊層106的壓力的大小。以這種方式，可以精確控制壓力大小的變化。參考圖1，電磁壓力機12可以包括用于對上下模具沈、對加熱的加熱機構(gòu)70，該上下模具沈、對用于對復(fù)合疊層106傳導(dǎo)加熱。對復(fù)合疊層106加熱是希望的，以便促進(jìn)或便于固化或壓實該復(fù)合疊層106。在實施例中，加熱機構(gòu)70可以安裝于上模具沈和/或下模具M(jìn)或電磁壓力機12的其他部件，使得熱可以傳導(dǎo)地施加于復(fù)合疊層106。但是加熱機構(gòu)70可以利用包括但不限于感應(yīng)、傳導(dǎo)、對流和/或輻射熱傳輸?shù)娜我夂线m的熱傳輸手段或其組合對復(fù)合疊層106加熱。對復(fù)合疊層106加熱可以便于減少復(fù)合疊層106中的未固化樹脂110的粘滯度， 如圖2所示。此外，對復(fù)合疊層106加熱可以促進(jìn)復(fù)合疊層106的纖維加強材料109的壓實并促進(jìn)未固化樹脂110的固化。為此，加熱機構(gòu)70可以包括可以一體或安裝于上模具沈和/或下模具M(jìn)的一個或多個加熱元件72，如圖1所示。例如，加熱機構(gòu)70可以構(gòu)造成可以至少部分地延伸通過上模具沈和/或下模具 M的一部分的一個或多個電加熱元件72。但是，加熱機構(gòu)70可以形成各種不同的結(jié)構(gòu)。例如，加熱機構(gòu)70可以形成為用于循環(huán)諸如被加熱的油的加熱流體的多個導(dǎo)管(未示出)。 還有，加熱機構(gòu)70的安裝不限于安裝于上模具沈和/或下模具M(jìn)或與上模具沈和/或下模具M(jìn)成為一體，而是可以包括將加熱機構(gòu)70安裝或一體于電磁壓力機的任何合適的部件，包括但不限于一體或安裝在靜止工具14和/或可動工具16中。關(guān)于加熱機構(gòu)70的結(jié)構(gòu)，電磁體42可以包括如圖1所示并且可以至少部分地圍繞磁線圈44的傳導(dǎo)框架46。正如上面所指出的，電磁壓力機12可以構(gòu)造成使得上模具沈或下模具M(jìn)可以連接于該傳導(dǎo)框架46。當(dāng)上下模具沈、對其中之一連接于傳導(dǎo)框架46 時，通過施加電流對電磁線44的供能可以引起對傳導(dǎo)框架46和上模具沈或下模具M(jìn)的感應(yīng)加熱。例如，如圖2所示，上模具沈可以連接于傳導(dǎo)框架46。正如本領(lǐng)域熟知的，當(dāng)對磁線圈44供能時可以發(fā)生對該傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱。對磁線圈44施加電流和得到的通過磁線圈44的電流66可以產(chǎn)生沿著與線圈電流66相反的方向通過傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)電流68。由于傳導(dǎo)框架46和上模具沈中的渦流電流(未示出)可以得到對傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱。有利的是，與諸如通過對流加熱的傳統(tǒng)方式相比，對上或下模具沈、24的感應(yīng)加熱可以比較快地發(fā)生。結(jié)果，與上模具沈接觸的復(fù)合疊層106通過來自上模具沈的傳導(dǎo)換熱也可以比較快地被加熱。通過上面提到的加熱元件72可以促進(jìn)從下模具M(jìn)對復(fù)合疊層106的加熱，該加熱元件72延伸通過下模具M(jìn)和/或靜止工具14或者可以安裝在下模具M(jìn)和/或靜止工具14上。但是，加熱可通過諸如用輻射或?qū)α鞣绞降姆莻鲗?dǎo)方式或通過其組合實現(xiàn)。參考圖1，電磁壓力機12可以包括至少一個冷卻機構(gòu)80，該冷卻機構(gòu)80可以安裝在電磁壓力機12上用于冷卻上下模具沈、對至少其中之一。通過可選地將冷卻機構(gòu)80安裝在電磁壓力機12中，與利用常規(guī)的裝置的被動冷卻所需要的時間量相比，復(fù)合疊層106 可以以快速方式主動冷卻。參考圖2，如上面簡要地提到的，圖2示出電磁壓力機12的實施例。該電磁壓力機 12可以用來成形復(fù)合結(jié)構(gòu)104，并且可以包括安裝在可動工具16下面的靜止工具14。該靜止工具14可以安裝在合適的支撐結(jié)構(gòu)18上或由合適的支撐結(jié)構(gòu)18支撐?？蓜庸ぞ?6 可以通過任何合適的方式相對于靜止工具14運動，以在它們之間形成用于插入諸如復(fù)合疊層106的工件100的間隔觀，并且方便從電磁壓力機12取出復(fù)合疊層106或固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104。可動工具16可以可動地安裝或支撐在從靜止工具14向上延伸的一組軸20上， 如圖2所示。一個或多個致動結(jié)構(gòu)22可以包含在電磁壓力機12中，以方便可動工具16相對于靜止工具14運動。軸20可以構(gòu)造成保持可動工具16與靜止工具14對齊。致動機構(gòu) 22可以以任何合適的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，用于相對于靜止工具14移動可動工具16。例如，致動機構(gòu) 22可以包括任何驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)，包括但不限于，任何合適的機械的、機電的、液壓的或氣動的機構(gòu)或其組合，用于實現(xiàn)相關(guān)的運動。正如在圖2能夠看到的，上模具沈可以連接于可動工具16并且可以包括上模制表面30，該上模制表面30設(shè)置成在固化處理期間與復(fù)合疊層106接觸以將上模制表面30 的輪廓或形狀傳遞給復(fù)合疊層106。在這方面，上模具沈可以構(gòu)造成可拆卸地連接于可動工具16，以方便具有不同輪廓的上模制表面30的另一個上模具沈的構(gòu)形的替換。在實施例中，上模具26可以具有與下模具M(jìn)的下模制表面32的構(gòu)形或輪廓互補的上模制表面30 的構(gòu)形或輪廓。上下模具26J4可以可選地形成為大致剛性的結(jié)構(gòu)，用于在復(fù)合結(jié)構(gòu)104 的相反兩側(cè)上產(chǎn)生受控制的輪廓，如圖3所示?？蛇x地，上模具沈可以構(gòu)造成可以連接于可動工具16的壓力隔膜48，如圖2所示?？蛇x地，下模具M(jìn)可以構(gòu)造成壓力隔膜48。壓力隔膜48可以適合于在不需要對復(fù)合結(jié)構(gòu)104的相反兩側(cè)其中之一的輪廓的精確控制的情況下產(chǎn)生復(fù)合結(jié)構(gòu)104的構(gòu)形。在下模具M(jìn)構(gòu)造成壓力隔膜48的實施例中，上模具沈可以設(shè)置成與下模具24/壓力隔膜48 相對。下模制表面32、上模制表面30和/或壓力隔膜48可以選擇地包括釋放膜40，如圖2 所示。釋放膜40例如在復(fù)合疊層106固化之后可以方便從下模制表面32、上模制表面30 和/或壓力隔膜48分離復(fù)合疊層106。仍然參考圖2，上模具沈可以安裝在傳導(dǎo)框架46上，如圖2所示。傳導(dǎo)框架46可以至少部分地圍繞磁線圈44。磁線圈44可以通過間隙82或通過合適的電絕緣材料或通過用任何其他合適的電絕緣安裝結(jié)構(gòu)與傳導(dǎo)框架46電分開或電絕緣。磁線圈44可以包括空氣芯43a或任何合適的幾何形狀的并且由任何合適的材料形成的磁芯43b。下模具M(jìn)可以與靜止工具14成為一體的或安裝在靜止工具14上。在這方面，下模具M(jìn)可以構(gòu)造成可拆卸地連接于靜止工具14，以方便另一種下模具M(jìn)的構(gòu)形的替換。 在圖2所示的實施例中，下模具M(jìn)可以包括構(gòu)造成與上模具沈的上模制表面30互補的下模制表面32。在這方面，上下模具沈、對可以形成用于精確控制固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的外模制表面的配合模具組。正如在圖2-3能夠看到的，下模具M(jìn)可以包括凹腔38，該凹腔38 尺寸做成并且構(gòu)造成與上模具26的上模制表面30互補。復(fù)合疊層106可以預(yù)先尺寸做成與下模具M(jìn)的凹腔38的尺寸和幾何形狀互補。當(dāng)上模具沈與下模具M(jìn)接觸時，凹腔38 可以保持復(fù)合疊層106在下模具M(jìn)中的相對定位或?qū)?zhǔn)。例如，復(fù)合疊層106可以用預(yù)先澆注有未固化的樹脂110的纖維材料或復(fù)合預(yù)浸料108材料構(gòu)成的層壓件形成，該層壓件以與凹腔38互補的幾何形狀形成。仍然參考圖2，圖2示出可以設(shè)置在上模具沈和復(fù)合疊層106之間和/或下模具 24和復(fù)合疊層106之間的釋放膜40。正如上面關(guān)于可以應(yīng)用于上和/或下模具沈、24的可選的釋放涂層所提到的，該釋放膜40可以方便復(fù)合疊層106從上和/或下模具沈、對分離，例如在復(fù)合疊層106固化之后。釋放膜40可以以任何合適的尺寸和形狀提供。例如， 釋放膜40可以尺寸做成并且構(gòu)造成近似于復(fù)合疊層106的尺寸或上和/或下模具沈、24 的尺寸。釋放膜40可以用能適應(yīng)上下模制表面30、32并且能夠經(jīng)受復(fù)合疊層106可能經(jīng)受的溫度和壓力的任何合適的材料形成。例如，釋放膜40可以用非金屬膜和/或金屬片形成。在一個實施例中，釋放膜40可以用從Ε. I. du Pont de Nemours&Co.商業(yè)上可得到的諸如卡普頓(Kapton)膜的聚酰亞胺膜形成。但是，釋放膜40可以用具有合適的強度和耐熱性(即高熔化溫度)的商業(yè)上可得到各種膜的任何一種形成。參考圖3，圖3示出利用處于靜止操作中的電磁壓力機12用圖2的復(fù)合疊層106 形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)104，其中單個的預(yù)先形成的復(fù)合疊層106可以一次一件的方式形成。正如能夠看到的，復(fù)合結(jié)構(gòu)104包括由對應(yīng)的上下模具沈、24的上下模制表面30、32的相應(yīng)的一個形成的相反的上下造型線34、36。正如上面所指出的，復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以被提供為用諸如圖2所示的復(fù)合預(yù)浸料108的任何合適的材料制造的復(fù)合疊層106。復(fù)合疊層106可以優(yōu)選地，但可選地，預(yù)先形成為與上下模具沈、24的尺寸和結(jié)構(gòu)互補。圖2的復(fù)合疊層106固化成圖3的復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以在上下模具沈、對移動到與復(fù)合疊層106成接觸關(guān)系之后通過利用電磁壓力機12施加壓力可以變得更為方便。正如上面所指出的，對磁鐵42的磁線圈44施加電流將上下模具沈、對拉在一起，以便對圖2 的復(fù)合疊層106施加壓力。壓力的大小可以通過控制施加于磁線圈44的電流的大小來控制。在固化處理之前或固化處理期間的任何時間可以通過提供復(fù)合疊層106出現(xiàn)在其中的加熱的環(huán)境73來加熱。該加熱的環(huán)境73可以便于減小復(fù)合疊層中的未固化樹脂110的粘滯性，以促進(jìn)在整個纖維加強材料109中的擴散(dispersion)。復(fù)合疊層106可以被預(yù)熱到促進(jìn)復(fù)合疊層106與上和/或下模具沈、24的輪廓一致性的溫度。用可以構(gòu)造成圖2和圖3所示的加熱元件72的加熱機構(gòu)70可以提供熱。利用如上所述的由于對磁線圈44供能的結(jié)果對傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱也能夠提供熱。同樣，為了減少將復(fù)合結(jié)構(gòu)104的溫度降低到允許從構(gòu)104的溫度的時間量，利用電磁壓力機12可選地包含的冷卻機構(gòu)80可以減少循環(huán)時間。 在一個實施例中，冷卻機構(gòu)80可以包括可以形成在上下模具沈、對中或在靜止或可動工具 14、16任何部分中的一個或多個導(dǎo)管或通道。雖然可以用任何類型的冷卻劑，但是諸如水的冷卻劑可以通過該導(dǎo)管或通道來循環(huán)。參考圖4，圖4示出電磁壓力機12，該電磁壓力機12類似于圖2_3中的前視示意圖所示的電磁壓力機，但是示出包括彼此串聯(lián)地安裝的多個磁線圈44的實施例。通過在電磁壓力機12中提供多個磁線圈44，不同大小的壓力可以同時施加于復(fù)合疊層106的不同的區(qū)域。通過將不同水平的電流傳輸給以并排設(shè)置方式設(shè)置的結(jié)構(gòu)相同的磁線圈44可以施加不同大小的壓力。可替換地，磁線圈44可以用不同的數(shù)目的繞組或不同幾何形狀和結(jié)構(gòu)的磁芯不同地構(gòu)造，因此對磁線圈44施加相等的電流產(chǎn)生對復(fù)合疊層106施加不同的大小的壓力。例如，圖4示出一種設(shè)置，其中磁線圈44包括相對于彼此串聯(lián)地設(shè)置的第一線圈 50和第二線圈52。在這方面，第一和第二線圈50、52被示出為相對于復(fù)合疊層106的材料進(jìn)給方向102以串聯(lián)的方式設(shè)置。正如可以明白的，磁線圈44也可以以并排設(shè)置的方式提供，或者以彼此橫向的關(guān)系設(shè)置，或者以任何其他彼此橫向、縱向或交錯的關(guān)系設(shè)置。在上下模具沈、24與復(fù)合疊層106成接觸關(guān)系之后，第一和第二線圈50、52通過對其傳輸電流被供能，以形成示為排斥力Fr的電磁力狗，該排斥力Fr從相應(yīng)的第一和第二線圈M、56推開第一隔膜(membrane) M和第二隔膜56。該第一和第二膜可以構(gòu)造成基本剛性的部件。 當(dāng)供能時，第一線圈50導(dǎo)致通過第一隔膜M對復(fù)合疊層106的第一區(qū)域63施加第一壓力 59。同樣，對磁線圈52供能導(dǎo)致通過第二隔膜56對復(fù)合疊層106的第二區(qū)域64施加第二壓力61，如圖4所示。施加壓力可以發(fā)生在電磁壓力機12的對應(yīng)的第一和第二壓力區(qū)58、 60內(nèi)。正如可以明白的，在電磁壓力機12的任何相關(guān)設(shè)置中可以提供類似結(jié)構(gòu)或不同結(jié)構(gòu)的任何數(shù)目的磁線圈44。以同樣的方式，電磁壓力機12可以包括多個加熱區(qū)，如圖4示意地所示。例如，電磁壓力機12可以包括第一加熱區(qū)74、第二加熱區(qū)76和第三加熱區(qū)78。該第一加熱區(qū)74 可以將復(fù)合疊層106的一部分加熱到一溫度，該溫度不同于第二和第三加熱區(qū)76、78可以將復(fù)合疊層106加熱到的溫度。雖然圖4示出相對于復(fù)合疊層106的材料進(jìn)給方向102順序地設(shè)置的第一、第二和第三加熱區(qū)74、76和78，但是第一、第二和第三加熱區(qū)74、76和78 可以相對于彼此以任何設(shè)置方式設(shè)置。而且，電磁壓力機12可以包括以任何設(shè)置方式設(shè)置的任何數(shù)目的加熱區(qū)。每一個加熱區(qū)可以包括任何加熱機構(gòu)70的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括但不限于，上面提到的電加熱元件72或用于循環(huán)通過該電磁壓力機12的加熱流體的多個導(dǎo)管。加熱機構(gòu)70可以以用于對復(fù)合疊層106加熱的任何合適的結(jié)構(gòu)提供。例如，如上面關(guān)于對傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱所述的，加熱區(qū)可以包括由于通過施加電流對一個或多個磁線圈44供能的結(jié)果來加熱。仍然參考圖4，如圖4所示電磁壓力機12還可以包括一個或多個冷卻機構(gòu)80，用于在固化處理期間冷卻復(fù)合疊層106或在固化之后用于冷卻復(fù)合結(jié)構(gòu)104。該冷卻機構(gòu)80 可以包括用于循環(huán)諸如水的冷卻劑的多個導(dǎo)管或通道。循環(huán)的冷卻劑提供用于降低上下模具沈、對和復(fù)合疊層106的溫度的一種方式。正如上面參考圖2-3所述，冷卻機構(gòu)80可以包括在電磁壓力機12的任何部分內(nèi)并且不限于如圖4所示安裝在下模具M(jìn)中。
一段釋放膜40可以安裝在復(fù)合疊層106和上和/或下模具沈、對之間，例如在復(fù)合疊層106固化之后作為便于從上和/或下模具沈、對分開復(fù)合疊層106的一種手段。釋放膜40可以用任何合適的材料形成，如上所述包括任何金屬或非金屬材料并且可以在連續(xù)成形工藝期間沿著材料的進(jìn)給方向102前進(jìn)通過電磁壓力機12，與這段復(fù)合疊層106對準(zhǔn)。例如，如圖4所示，在連續(xù)成形工藝期間電磁壓力機12可以促進(jìn)多個復(fù)合結(jié)構(gòu)104 的壓實或固化。更具體地說，圖4示出以沿著一段復(fù)合疊層106形成一個或多個壓實區(qū)84 的方式利用的電磁壓力機12的實施例。每一個壓實區(qū)84可以表示用這段復(fù)合疊層106材料形成的多個固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104之一。每一個復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以通過固化之后的任何合適的工藝從該段復(fù)合疊層106取下。在形成壓實區(qū)84或用壓實區(qū)84所表示的固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104之后，材料可以沿著材料進(jìn)給方向102前進(jìn)到上下模具沈、對之間的間隔觀中。上下模具沈、對然后可以利用致動機構(gòu)22朝著彼此移動，使得上下模具沈、對再一次放置成與復(fù)合疊層106成接觸關(guān)系。在上下模具沈、對放置成與復(fù)合疊層106成接觸關(guān)系之后，電磁體42可以再一次被供能使得上下模具26J4對復(fù)合疊層106施加壓力，以形成另一個壓實區(qū)84。可以利用諸如加熱元件72的加熱機構(gòu)70和/或通過利用當(dāng)對磁線圈44供能時對傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱來加熱。然后上下模具沈、對可以分開，以使該段復(fù)合疊層106能夠沿著材料進(jìn)給方向102前進(jìn)。正如從圖4能夠看到的，伸出電磁壓力機12的這段復(fù)合疊層106 包括可以表示固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的壓實區(qū)84。與未固化或未壓實的復(fù)合疊層106的這段剩余部分相比，該壓實區(qū)84可以具有減小的厚度。每一個固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104稍后可以從該段復(fù)合疊層106材料取下。參考圖5，圖5示出電磁壓力機12的實施例，其中電磁體42可以相對于上下模具 26、對遠(yuǎn)距離地設(shè)置。在這方面，電磁體42可以與上下模具M(jìn)以間隔開的關(guān)系安裝。電磁體42可以包括固定的磁性部件116，其可以與支撐下模具M(jìn)的靜止工具14以間隔開的關(guān)系固定地安裝，如圖5所示。該固定的磁性部件116可以被支撐在一個或多個從靜止工具 14向上延伸的柱21上?？商鎿Q地，該固定的磁性部件116可以獨立于靜止工具14或下模具而被支撐。例如，固定的磁性部件116可以由設(shè)在靠近電磁壓力機12但是獨立于該電磁壓力機的結(jié)構(gòu)支撐。與該結(jié)構(gòu)設(shè)置無關(guān)，固定的磁性部件116或電磁體42構(gòu)造成相對于下模具M(jìn)是不可動的。圖5所示的電磁壓力機12還可以包括可動的磁性部件118，其可以連接于上模具 26，使得該可動磁性部件118和上模具沈一起移動。例如，可以利用可以延伸通過形成在固定磁性部件116中的對應(yīng)數(shù)目的孔23的一個或多個軸20將可動磁性部件118連接于上模具沈。但是，除了圖5所示的設(shè)置之外可以提供各種可選結(jié)構(gòu)的任何一種用于可動地連接可動磁性部件118和上模具沈。正如能夠看到的，可動磁性部件118設(shè)置在固定磁性部件116的與上模具沈相反的一側(cè)上。在這方面，上模具沈設(shè)置在下模具M(jìn)和固定磁性部件116之間。可動磁性部件118可以被定為在固定磁性部件116上方?？蓜哟判圆考?18 優(yōu)選用鐵磁材料或其他合適的磁性吸引材料制造。同樣固定磁性部件116可以用磁性吸引材料制造。正如在圖5能夠看到的，上下模具沈、24以類似于上面參考圖2-4所描述的方式
16彼此以間隔開的關(guān)系安裝，以接納復(fù)合疊層106。在這方面，上下模具16、14可以通過致動一個或多個致動機構(gòu)22移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系，該制動機構(gòu)22用于相對于固定磁性部件116定位可動磁性部件118。由于當(dāng)對電磁體42供能時產(chǎn)生的磁場45，可動磁性部件118可以被拉向固定磁性部件116。結(jié)果形成示為吸引力1 的電磁力！^朝著固定磁性部件116更接近地拉動可動磁性部件118，使上下模具沈、對對復(fù)合疊層106施加壓力。當(dāng)復(fù)合疊層106壓實時，電磁體42可以被去能并且可動磁性部件118可以從固定磁性部件116移開。復(fù)合疊層106和釋放膜40可以前進(jìn)通過電磁壓力機12，并且可以如下面更詳細(xì)地所述重復(fù)該處理。對于圖5的電磁壓力機12的結(jié)構(gòu)，雖然任何材料可以用來制造上下模具沈、24，但是上下模具26 J4可以用非磁性吸引的材料制造，以使與被供能的電磁體42的吸引力最小化。圖5的電磁壓力機12的結(jié)構(gòu)可以便于以上面關(guān)于圖2-3所述描述的一次一個的方式形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104。此外，圖5的電磁壓力機12的結(jié)構(gòu)可以如上面關(guān)于圖4所描述的，便于用可以連續(xù)前進(jìn)通過該電磁壓力機12的一段復(fù)合疊層106，以連續(xù)的方式連續(xù)形成壓實區(qū) 84和/或復(fù)合結(jié)構(gòu)104。有利的是，如圖5所示的電磁體42相對于上下模具沈、對的遠(yuǎn)距離安裝相對于在圖2-4所示的上模具沈中的可用區(qū)域的大小，可以提供在上模具沈中可用的增加的區(qū)域或體積，以容納加熱機構(gòu)70和/或冷卻機構(gòu)80。例如如圖5所示，上下模具沈、對每一個可以包括一個或多個構(gòu)造成對復(fù)合疊層106加熱的加熱機構(gòu)70。這種加熱機構(gòu)70可以類似于上面參考圖2-4所描述的加熱機構(gòu)70的結(jié)構(gòu)。例如，加熱機構(gòu)70可以包括一個或多個諸如電加熱元件72的加熱元件72和/或用于循環(huán)加熱流體的通道。同樣，上下模具沈、24 可以包括一個或多個用于循環(huán)諸如水的冷卻劑的冷卻機構(gòu)80，用于快速冷卻上下模具沈、 24并且從復(fù)合疊層106吸收熱。此外，電磁體42的遠(yuǎn)距離安裝可以得到比較大的區(qū)域，用于容納可以增加可以控制磁吸引力的程度的電磁體42。以這種方式，圖5的電磁壓力機12的設(shè)置在壓實和/或固化期間可以增加由上下模具26J4對復(fù)合疊層106施加的壓力的可控制性。而且，圖5所示的電磁壓力機12的設(shè)置，由于增加電磁體42和可動磁性部件118之間的吸引力的可控性，因此可以增加上下模具沈、對相對于彼此定位的精確性。參考圖6-7，圖6-7示出電磁壓力機，該實施例具有相對于可以固定在位的第二電磁機構(gòu)99以可動方式設(shè)置的第一電磁機構(gòu)98。正如能夠看到的，上模具沈可以連接于第一電磁機構(gòu)98。下模具M(jìn)可以安裝于靜止工具14。下模具M(jìn)與上模具沈以間隔開的關(guān)系定位，用于接納復(fù)合疊層106。第二電磁機構(gòu)99可以固定安裝于靜止工具14。例如，第二電磁機構(gòu)99可以被支撐在第一電磁機構(gòu)98的上方。在一個實施例中，類似于上面關(guān)于圖2中所示的電磁壓力機的實施例所描述的，第二電磁機構(gòu)99可以支撐在從靜止工具14 向上延伸的軸20上。可替換地，第二電磁機構(gòu)99可以用另外的裝置支撐，例如用獨立于該電磁壓力機12的結(jié)構(gòu)。如圖6-7所示，第二電磁機構(gòu)99可以設(shè)置在第一電磁機構(gòu)98的與下模具M(jìn)相反的一側(cè)上。例如，第二電磁機構(gòu)99可以位于第一電磁機構(gòu)98的上方。第一和第二電磁機構(gòu)98、99每一個可以包括具有磁線圈44的至少一個電磁體42。第二電磁機構(gòu)99的磁線圈44可以是通過施加電流供能的，以產(chǎn)生可以是如圖6所示的吸引力1 或如圖7所示的排斥力Fr的電磁力狗。在這方面，第二電磁機構(gòu)99可以構(gòu)造成具有可轉(zhuǎn)換(reversible) 的極性。如圖6所示，在第一電磁機構(gòu)98和第二電磁機構(gòu)99之間可以產(chǎn)生吸引力Fa，使得第一電磁機構(gòu)98被朝著第二電磁機構(gòu)99吸引或被拉動。如圖7所示，在第一電磁機構(gòu)98 和第二電磁機構(gòu)99之間可以產(chǎn)生排斥力Fr，使得第一電磁機構(gòu)98從第二電磁機構(gòu)99被排斥。第一電磁機構(gòu)98可以包括形成在其中的一個或多個孔32，并且所述孔的尺寸做成并且構(gòu)造成沿著對應(yīng)數(shù)目的軸20可滑動，因此第一電磁機構(gòu)98在圖6-7所示的位置之間是可以移動的。下模具M(jìn)可以包括用于接納可以由纖維增強材料109和未固化的樹脂110構(gòu)成的復(fù)合疊層106的凹腔38，盡管復(fù)合疊層106可以由下面更詳細(xì)描述的各種不同材料系的任何一種形成。釋放膜40可以設(shè)置在上模具沈和復(fù)合疊層106之間和/或下模具M(jìn)和復(fù)合疊層106之間?？蛇x地，復(fù)合疊層106可以以類似于上面參考圖5所描述的電磁壓力機12的實施例構(gòu)造成接納一段復(fù)合材料。此外，正如上面所指出的，上下模具16、24中的任何一個可以構(gòu)造成壓力隔膜48。壓力隔膜48可以便于復(fù)合結(jié)構(gòu)104的制造，其中不需要復(fù)合結(jié)構(gòu)104相反兩側(cè)之一上的輪廓的精確控制。上下模具16J4之一可以提供為設(shè)置在復(fù)合疊層106與壓力隔膜48相反的一側(cè)上的大體剛性的結(jié)構(gòu)。大體剛性的上或下模具 16J4可以便于固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的上下模制表面30、32中的對應(yīng)的一個的精確控制。如圖6所示，當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)99被供能以產(chǎn)生可以將第一電磁機構(gòu)98和上模具 26從下模具M(jìn)向上拉開的吸引力1 時復(fù)合疊層106可以接納在上下模具16J4之間。第一電磁機構(gòu)98和第二電磁機構(gòu)99之間吸引力1 可以保持上下模具沈、M之間的間隔28， 因此復(fù)合疊層106可以被接納在其之間。當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)99被供能時第一電磁機構(gòu)98可以保持被去能，因此保持第一電磁機構(gòu)98和第二電磁機構(gòu)99之間的吸引力Fa。如圖7所示，當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)99具有相反的極性時關(guān)于第一電磁機構(gòu)98和第二電磁機構(gòu)99可以產(chǎn)生排斥力Fr，使第一電磁機構(gòu)98從第二電磁機構(gòu)99被排斥。于是第一電磁機構(gòu)98可以被供能以使第一電磁機構(gòu)98被吸引到靜止工具14或下模具M(jìn)，使得上下模具沈、對可以被移動到與復(fù)合疊層106接觸，并且壓緊復(fù)合疊層106。對復(fù)合疊層106 施加的壓力的大小可以通過改變對第一電磁機構(gòu)98的電磁體42施加的電流的量而改變。第一電磁機構(gòu)98可以包括至少部分地圍繞磁線圈44的傳導(dǎo)框架46，使得以上面關(guān)于圖2-3所示的電磁壓力機12的實施例所描述的方式，對磁線圈44的供能引起對上模具沈的感應(yīng)加熱。此外，圖6-7所示的電磁壓力機12的實施例可以包括安裝在該電磁壓力機12中的一個或多個加熱機構(gòu)70和/或冷卻機構(gòu)80，用于加熱上下模具至少其中之一， 以便減少復(fù)合疊層106中的未固化的樹脂110的粘滯度和/或促進(jìn)未固化的樹脂110的固化。參考圖8-9，圖8-9以實施例的方式示出電磁壓力機，其具有相對于可以固定在位的第二電磁機構(gòu)99以可動方式設(shè)置的第一電磁機構(gòu)98。該第一電磁機構(gòu)98可以具有與其連接的上模具26。該第二電磁機構(gòu)99可以具有與其連接的下模具M(jìn)。類似于上面關(guān)于圖 2所示的電磁壓力機12所描述的，第一電磁機構(gòu)98可以被支撐在從靜止工具14向上延伸的軸20上。第一電磁機構(gòu)98可以包括一個或多個孔32，所述孔的尺寸做成并且構(gòu)造成能夠沿著對應(yīng)數(shù)目的軸20滑動，因此第一電磁機構(gòu)98在圖8-9所示的位置之間是可以移動的。
第一電磁機構(gòu)98和第二電磁機構(gòu)99可以構(gòu)造成根據(jù)第二電磁機構(gòu)99的極性可以產(chǎn)生其為如圖8所示排斥力Fr或如圖9所示的吸引力1 的電磁力狗。圖8所示排斥力 Fr可以使第一電磁機構(gòu)98向上移動離開第二電磁機構(gòu)99，因此復(fù)合疊層106可以接納在間隔28中。當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)99被供能時可以產(chǎn)生排斥力Fr。第一電磁機構(gòu)98可以構(gòu)造成當(dāng)?shù)诙姶艡C構(gòu)99被供能時保持被去能狀態(tài)。圖9示出由于在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生吸引力Fa，第一和第二電磁機構(gòu)98、99被朝著彼此拉動。通過轉(zhuǎn)換第二電磁機構(gòu)99的極性可以產(chǎn)生吸引力Fa，以使上下模具沈、對移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系。第二電磁機構(gòu)99可以被去能并且第一電磁機構(gòu)98可以被供能使上下模具沈、對壓緊復(fù)合疊層106，以便使其壓緊和/或固化。 第一和第二電磁機構(gòu)98、99可以包括至少一個具有能夠通過電流可供能的磁線圈44的電磁體42。當(dāng)如圖9所示復(fù)合疊層106被壓實和/或固化成復(fù)合結(jié)構(gòu)104時，第一電磁機構(gòu) 98可以被去能，而第二電磁機構(gòu)99可以以相反的極性被供能，如圖8所示以在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生排斥力Fr。排斥力Fr可以使第一電磁機構(gòu)98移動離開第二電磁機構(gòu)99，引起上下模具沈、對分開并且能夠從電磁壓力機12中取出復(fù)合疊層106。參考圖10A，圖IOA示出的是圖解在壓實或固化周期期間諸如圖2-9所示的復(fù)合疊層106的溫度分布圖的曲線圖。在這種壓實周期期間，通過控制對如圖2-9所示的磁線圈44施加的電流，能夠由電磁壓力機12以可控的方式對復(fù)合疊層106施加壓力。復(fù)合疊層106的溫度可以通過利用一個或多個加熱機構(gòu)70對復(fù)合疊層106加熱而升高。正如早些時候所提到的，加熱機構(gòu)70可以包括當(dāng)對磁線圈44供能時被感應(yīng)加熱的傳導(dǎo)框架46和上模具26。加熱機構(gòu)70還可以包括一個或多個加熱元件72，所述加熱元件72可以是電驅(qū)的或可以包括如圖2-9所示的被加熱流體的可以循環(huán)通過的多個管道。如圖IOA所示，并且附帶參考圖2-9，在復(fù)合疊層106上保持壓力(例如，300psi) 的同時復(fù)合疊層106可以從初始溫度Ti加熱到第一溫度1\。但是，在對復(fù)合疊層106加熱期間壓力也可以變化。復(fù)合疊層106可以保持在第一溫度T1第一時間段、，該時間段、可以是足以減小復(fù)合疊層106中的未固化的樹脂110的粘滯度的時間段。此外將復(fù)合疊層106 保持在第一溫度T1可以促進(jìn)纖維加強材料109的壓實和未固化的樹脂110的固化。為此， 各種傳感器(未示出)可以安裝在電磁壓力機12中，包括但不限于感測復(fù)合疊層106的溫度和對磁線圈44供能期間作用在其上的壓力的溫度和壓力傳感器，以感測各種不同環(huán)境或系統(tǒng)狀況的任何一個。參考圖IOB并且參考圖2-9，圖IOB示出固化或壓實周期實施例中的溫度分布圖的曲線。如圖IOB所示，在以上面參考圖IOA所描述的方式施加壓力的同時圖2-9中的復(fù)合疊層106可以從初始溫度Ti加熱到第一溫度T1。復(fù)合疊層106可以保持在第一溫度T1經(jīng)過第一時間段、。溫度可以以逐漸的或臺階式的方式降低。例如，溫度可以從第一溫度T1 降低到第二溫度T2。這樣降低溫度通過采用冷卻機構(gòu)80可以變得更為方便。復(fù)合疊層106 可以保持在第二溫度T2經(jīng)過第二時間段t2，之后逐漸降低到第三溫度T3。復(fù)合疊層106可以保持在第三溫度T3經(jīng)過第三時間段t3?？梢酝瓿呻S后的溫度步驟直到完成固化或壓實周期，之后復(fù)合疊層106的溫度可以降低到初始溫度Ti,以能夠從電磁壓力機12中取出復(fù)合結(jié)構(gòu)104。參考圖2-9，還應(yīng)當(dāng)指出電磁壓力機12不限于使用半固化片材料和/或樹脂預(yù)浸的材料，而是也可以使用樹脂傳遞模塑(RTM)工藝，其中干纖維材料(例如預(yù)成形材料)可以設(shè)置在上下模具沈、對之間的間隔觀中。上下模具沈、對可以移動到與復(fù)合疊層106 成接觸的關(guān)系，并且樹脂在真空狀態(tài)或加壓狀態(tài)下被引進(jìn)，以在整個預(yù)成型中吸收未固化的樹脂110。在RTM工藝期間可以用電磁壓力機12對復(fù)合疊層106施加壓力，以根據(jù)上下模具沈、24的上下模制表面30、32的輪廓分別形成復(fù)合疊層106的上下模制線34、36?？梢约訜嵋越档臀垂袒瘶渲?10的粘滯度，以促進(jìn)其在整個成型過程的擴散并且以本領(lǐng)域熟知的方式促進(jìn)固化。在這方面，如這里公開的電磁壓力機12可以用來用不同的材料組合形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括但不限于，利用任何組分的纖維材料的熱塑性和熱固性樹脂系統(tǒng)。例如，纖維材料可以包括但不限于，碳成型纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺以及任何其他金屬和/或非金屬材料。纖維可以以任何尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)提供，包括但不限于顆粒物形式或短纖維、長纖維或其組合。電磁壓力機12可以用來形成具有任何層片疊層或堆疊順序的任何連續(xù)的或不連續(xù)的纖維加強的聚合物的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在這方面，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以用任何合適的預(yù)浸碳/聚合物系統(tǒng)或任何熱塑性或熱固性液態(tài)模制系統(tǒng)形成。參考圖11-12，圖11-12示出為了說明的目的而部分去掉的電磁壓力機12，并且其中電磁壓力機12構(gòu)造成沿著靜止的復(fù)合疊層106是可以運動的，以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104。例如，該電磁壓力機12可以構(gòu)造成能沿著復(fù)合疊層106連續(xù)運動，以順序地對復(fù)合疊層106 進(jìn)行固化操作而不需要為了對復(fù)合疊層106施加一定的溫度和壓力像通常所需要的那樣用壓熱器對復(fù)合疊層106進(jìn)行蒸壓。在圖11-12中，復(fù)合疊層106被示出為具有內(nèi)外表面 112、114的筒形部分86并且可以用合適的鋪設(shè)工藝制造而不受限制。例如，該筒形部分86 的復(fù)合疊層106可以利用自動帶鋪設(shè)系統(tǒng)和/或用手工鋪設(shè)來制造。雖然復(fù)合疊層106在圖11-12被示出為筒形部分86，例如可以包括飛機機身的一部分，但是復(fù)合疊層106可以以用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104的各種另外的結(jié)構(gòu)來提供，該復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以用于各種行業(yè)的任何一種行業(yè)中和任何用途中而不受限制。例如，如圖9所示的復(fù)合疊層106可以以用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104的結(jié)構(gòu)來提供，該復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以用在飛機120的機身部分122或機翼部分1 或尾翼部分128。圖11-12所示的電磁壓力機12可以包括一個或多個電磁體42。每一個電磁體42 可以類似于電磁體42與圖2-4所示的電磁壓力機12的結(jié)構(gòu)的上模具沈或下模具M(jìn)其中之一的連接，而固定地連接于內(nèi)模具88或外模具89。在圖11-12中，內(nèi)模具88可以包括鄰接的鐵類的或其他磁性可吸引的環(huán)部分，該環(huán)部分可以構(gòu)造成并且尺寸做成大致近似于復(fù)合疊層106的內(nèi)表面112的輪廓。但是內(nèi)模具88可以包括諸如沿著如圖7所示的復(fù)合疊層106的內(nèi)表面112可以間隔開的內(nèi)模具弧形部分88a的多個部分。每一個內(nèi)模具弧形部分88a可以徑向移動成與復(fù)合疊層106的內(nèi)表面112成接觸的關(guān)系。外模具89同樣可以包括多個外模具弧形部分89a，該外模具弧形部分89a可以與鄰接的內(nèi)模具88或內(nèi)模具弧形部分88a以轉(zhuǎn)換的間隔開的關(guān)系安裝。內(nèi)外模具88、89的間隔開的關(guān)系便于將復(fù)合疊層106接納在其之間。內(nèi)外模具88、89可以彼此徑向地移動。 例如，類似于支撐下模具M(jìn)的圖2-4的靜止工具14，內(nèi)模具88可以形成為沿著徑向通常靜止的或不可動的鄰接的環(huán)。在圖11-12中，外模具89相對于內(nèi)模具88可以是徑向移動的， 并且可以與復(fù)合疊層106的外表面114互補地形成。例如，外模具89可以包括多個外模具弧形部分89a。一個或多個致動機構(gòu)22可以將每一個內(nèi)外模具弧形部分88a、89a拉動成與復(fù)合疊層106的內(nèi)外表面112、114相應(yīng)的一個成接觸的關(guān)系。每個外模具弧形部分89a可以包括一個或多個電磁體42，使得對每個電磁體42的磁線圈44的供能導(dǎo)致能夠徑向朝著彼此拉動外模具弧形部分89a和內(nèi)模具弧形部分88a，以對位于它們之間或夾持在它們之間的復(fù)合疊層106的一部分施加壓力。電磁壓力機12可以構(gòu)造成沿著一段復(fù)合疊層106能逐漸地移動，以對該部分復(fù)合疊層106連續(xù)地施加壓力。在這方面，電磁壓力機12可以包括合適的工具或支撐結(jié)構(gòu)18， 以在每個固化操作期間保持電磁壓力機12的位置，隨后沿著該段復(fù)合疊層106逐漸地移動。在一個實施例中，電磁壓力機12可以包括一個或多個設(shè)置成至少靠近內(nèi)外模具88、89 其中之一的加熱機構(gòu)70，以對復(fù)合疊層106加熱。例如，加熱機構(gòu)70可以包括可以安裝在內(nèi)模具和/或外模具每個內(nèi)的加熱元件72，用于以類似于關(guān)于在圖2-4中所示的電磁壓力機12所描述的方式，對復(fù)合疊層106傳導(dǎo)加熱。此外，每一個加熱機構(gòu)70可以包括具有磁線圈44和至少部分圍繞該磁線圈44的傳導(dǎo)框架46的電磁體42，使得對磁線圈44的供能引起對至少外模具89的感應(yīng)加熱，該外模具89然后對復(fù)合疊層106傳導(dǎo)加熱。復(fù)合疊層106可以通過任何合適的方式用復(fù)合半固化片108形成，例如通過利用自動帶鋪設(shè)在諸如心軸的工具上。可替換地，復(fù)合疊層106可以利用各種合適的液態(tài)模制系統(tǒng)的任何一種形成。例如，可以用樹脂注入系統(tǒng)，其中未固化的樹脂110在真空狀態(tài)下利用真空袋(未示出)可以被吸入復(fù)合疊層106中。均壓板(caul plate)(未示出)可以用于復(fù)合疊層106以形成外表面114。正如可以明白的，各種材料系列可以用來將復(fù)合疊層 106形成為各種尺寸、形狀和幾何形狀。仍然參考圖11-12，電磁成型壓力機12可以包括預(yù)熱部分90、固化部分92、冷卻部分94和檢查部分96至少其中之一，以形成自主式固化系統(tǒng)。電磁成型壓力機12的預(yù)熱部分90可以便于在預(yù)熱區(qū)91加熱復(fù)合疊層106。該預(yù)熱部分90可以包括上面描述的加熱機構(gòu)70并且該加熱機構(gòu)70可以構(gòu)造成對復(fù)合疊層106的預(yù)熱區(qū)91加熱以促進(jìn)復(fù)合疊層106 的壓實和固化。電磁成型壓力機12的固化部分92可以包括連接于內(nèi)模具88或外模具89 的電磁體42，其中如上面所述，對磁線圈44的供能引起對復(fù)合疊層106施加壓力。在加熱的同時可以施加壓力促進(jìn)對固化區(qū)93內(nèi)的復(fù)合疊層106的固化和壓實。冷卻部分94包括如上所述的冷卻機構(gòu)80，并且冷卻機構(gòu)80可以包括在內(nèi)和/或外模具88、89其中一個或多個中和/或其支撐結(jié)構(gòu)中。該冷卻部分94可以構(gòu)造成快速冷卻復(fù)合疊層106。例如，冷卻部分94可以便于較快地臺階式或逐漸改變可以在復(fù)合疊層106 的冷卻區(qū)95內(nèi)發(fā)生的復(fù)合疊層106的溫度。較快地改變復(fù)合疊層的溫度可以減少固化周期的持續(xù)時間。該檢查部分96可以包括本領(lǐng)域已知的任何數(shù)目的各種合適的復(fù)合檢查機構(gòu)。檢查部分96便于利用任何合適的檢查技術(shù)在固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的檢查區(qū)97檢查超出公差的性質(zhì)，合適的檢查技術(shù)包括但不限于可以包括利用超聲波的非破壞性測試(NDT) 技術(shù)。圖11-12所示電磁成型壓力機12可以構(gòu)造成在沿著其長度逐漸地移動該電磁成型壓力機12的同時，順序地進(jìn)行上面所述的預(yù)熱、固化、冷卻和/或檢查步驟。在圖7中復(fù)合疊層106被示出為被豎直地定向，以消除在水平取向復(fù)合疊層106中可能將會導(dǎo)致凹陷下陷(sag)的重力的影響。但是，復(fù)合疊層106可以以任何合適的取向設(shè)置。
參考圖13，圖13示出飛機120的透視圖，該飛機120可以包括用這里公開的各種實施例中的電磁壓力機12形成的一個或多個復(fù)合結(jié)構(gòu)104。正如在圖13能夠看到的，飛機 120可以包括具有一對機翼IM和具有尾翼128的機身122，尾翼1 可以包括豎直穩(wěn)定器 132和水平穩(wěn)定器130。飛機120還可以包括控制表面1 和推進(jìn)單元134。圖13所示的飛機120是可以包括用這里所述的電磁壓力機12形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)104的各種運輸工具的一般代表。例如，機身122可以用在圖11-12所示的、并且用也如這里所示的電磁壓力機12 形成的構(gòu)造成筒形部分86的復(fù)合疊層106形成。同樣，如圖21所示的機身318或如13所示的機翼124、控制表面1 和/或尾翼部分觀可以有利地用如這里公開的電磁壓力機12 的各種實施例的一個或多個形成。但是，電磁壓力機12可以用來形成可以包括任何系統(tǒng)、 子系統(tǒng)、組件、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)或運輸工具的一部分的復(fù)合結(jié)構(gòu)104?，F(xiàn)在參考圖14并且附帶參考圖2-3，圖14示出圖解利用電磁壓力機12用復(fù)合疊層106制造復(fù)合結(jié)構(gòu)104的方法的流程圖。在該方法中，步驟138可以包括在接納復(fù)合疊層106之前預(yù)熱電磁壓力機12的上下模具沈、24?？商鎿Q地，上下模具沈、對其中之一可以構(gòu)造成壓力隔膜48，其可以適合于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)104的構(gòu)形，其中如上所述不需要對復(fù)合結(jié)構(gòu)104相反兩側(cè)之一上的輪廓的精確控制。上模具沈和/或下M和/或壓力隔膜 48可以用可以包括圖2和圖3所示的加熱元件72和/或用于循環(huán)加熱流體的通道的加熱機構(gòu)70或用如上所示的任何其他合適的裝置加熱。步驟140可以包括在復(fù)合疊層106與上下模具沈、對其中之一或兩者之間提供釋放膜40。釋放膜40可以便于例如在復(fù)合疊層 106固化之后將復(fù)合疊層106從下模制表面32、上模制表面30和/或壓力隔膜48分開。步驟142可以包括將復(fù)合疊層106插入上下模具沈、對之間的間隔觀中。復(fù)合疊層106可以提供為由任何合適的材料構(gòu)成的預(yù)成形的復(fù)合疊層106，包括但不限于纖維加強材料109和未固化的樹脂110。但是，復(fù)合疊層106可以包括上面所述的各種不同的材料系統(tǒng)的任何一種。步驟144可以包括通過使得復(fù)合疊層106可能存在的環(huán)境成為被加熱的環(huán)境73來對復(fù)合疊層106進(jìn)行加熱。該被加熱的環(huán)境73可以提高未固化的樹脂110的溫度并且便于降低未固化樹脂110的粘滯性，以促進(jìn)在復(fù)合疊層106內(nèi)的流動。例如可以通過從預(yù)熱的上下模具26、24的熱傳導(dǎo)對復(fù)合疊層106加熱來提高復(fù)合疊層106的溫度。 但是也可以通過感應(yīng)、輻射或?qū)α鲗?fù)合疊層106加熱。步驟146可以包括將上下模具沈、對移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系。例如， 圖2-3中所示的致動機構(gòu)22可以被致動以降低可動工具16直到上模具沈接觸復(fù)合疊層 106。步驟148可以包括電磁地壓實復(fù)合疊層106中的纖維加強材料109。復(fù)合疊層106的壓實可以在步驟150中通過對電磁體42供能，以便壓力在上下模具沈、對之間被施加至復(fù)合疊層106來實現(xiàn)。電磁體42可以通過對其施加電流被供能，使得電磁力施加在整個被加熱的環(huán)境73。電磁力！^可以使上模具沈和下模具M(jìn)在固化期間壓緊復(fù)合疊層106。 該方法還可以包括改變可以施加于電磁體42的電流量，以改變對復(fù)合疊層106所施加的壓力的大小。在復(fù)合疊層106的壓實和固化期間也可以對復(fù)合疊層106加熱。例如，可以利用包括加熱元件72的加熱機構(gòu)70對上下模具沈、對其中之一或兩者加熱。正如上面所指出的，加熱元件72可以構(gòu)造在各種實施例的任何一個中。也可以通過由于對電磁體42供能的結(jié)果感應(yīng)加熱上模具沈或下模具M(jìn)來加熱。例如，步驟152可以包括當(dāng)對電磁體42供
22能時感應(yīng)加熱傳導(dǎo)框架46和上下模具沈、對至少其中之一。這種感應(yīng)加熱可以在對磁線圈44施加電流時發(fā)生，這可以產(chǎn)生循環(huán)通過磁芯44的線圈電流66和沿著與線圈電流66 相反的方向循環(huán)通過傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)電流68。結(jié)果得到的到感應(yīng)加熱的上模具26可以傳導(dǎo)加熱復(fù)合疊層106。圖14所示的方法還可以包括在一定時間內(nèi)改變復(fù)合疊層106的溫度。例如，復(fù)合疊層106的溫度可以從初始溫度Ti (例如環(huán)境溫度)升高到第一溫度1\。第一溫度T1可以保持在復(fù)合疊層106中經(jīng)過第一時間段、，如圖IOB所示。例如，第一溫度可以便于減少未固化樹脂110的粘滯度，以促進(jìn)在復(fù)合疊層106中的流動。復(fù)合疊層106的溫度可以從第一溫度T1降低到第二溫度T2，第二溫度T2可以保持在復(fù)合疊層106中經(jīng)過第二時間段t2。 復(fù)合疊層106的溫度還可以從第二溫度T2降低到到第三溫度T3。第三溫度T3可以保持在復(fù)合疊層106中經(jīng)過第三時間段t3，如圖IOB所示。可以預(yù)期到后面的溫度升高和降低并且不限于上面所述的溫度分布圖。固化之后復(fù)合疊層106的溫度可以從第三溫度T3降低到初始溫度1\。步驟IM可以包括通過致動該致動機構(gòu)22以將可動工具16從靜止工具14 移開而將上下模具26J4與復(fù)合疊層106分開?？梢匀〕鲠尫拍?0。步驟156可以包括能夠從電磁壓力機12的上下模具沈、24之間的間隔觀中取出復(fù)合疊層106。參考圖15并且附帶參考圖4，圖15示出舉例說明利用電磁壓力機12的實施例沿著一段復(fù)合疊層106形成多個固化區(qū)的方法的流程圖。正如上面所指出的，電磁壓力機12 的實施例可以構(gòu)造成用于用一段復(fù)合疊層106連續(xù)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104。在該方法中，步驟 158可以包括以如上面關(guān)于圖14舉例說明的方法所描述的方式在接納復(fù)合疊層106之前預(yù)熱電磁壓力機12的上下模具沈、24。例如，加熱上下模具沈、對可以形成復(fù)合疊層106出現(xiàn)在其中的被加熱的環(huán)境73，并且該被加熱的環(huán)境便于減少復(fù)合疊層106內(nèi)的未固化樹脂 110的粘滯性。在圖15中，步驟160可以包括將該段復(fù)合疊層106的一部分設(shè)置在上下模具沈、 M之間的間隔觀中。在步驟162中，可以包括在將復(fù)合疊層106接納在上下模具沈、對之間的間隔觀中之前對上模具26和/或下模具M(jìn)進(jìn)行加熱。在這方面，可以通過從上下模具沈、對其中之一或兩者的熱傳導(dǎo)，或通過包括感應(yīng)、對流和/或輻射的任何其他合適手段加熱復(fù)合疊層106，以減少復(fù)合疊層中的未固化的樹脂110的粘滯度。在步驟164中，一個或多個釋放膜40也可以被設(shè)置在復(fù)合疊層106和上模具沈和/或復(fù)合疊層106和下模具 24之間的間隔觀中。圖4中所示的釋放膜40可以沿著復(fù)合疊層106的長度延伸，或可以設(shè)置為尺寸做成與上模具26和/或下模具M(jìn)的尺寸互補的分開的部分(單獨的部分)。 步驟166可以包括例如通過致動該致動機構(gòu)以朝著靜止工具14向下移動可動工具16將上下模具沈、對移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系。該方法的步驟168可以包括對電磁體42供能使得上下模具沈、對對復(fù)合疊層106 施加壓力。對復(fù)合疊層106施加壓力可以便于抽出復(fù)合疊層106中的過量的樹脂和/或壓實復(fù)合疊層106。施加壓力可以導(dǎo)致在如圖4所示的復(fù)合疊層106中形成其中一個的壓實區(qū)84，其中該固化區(qū)84被示為相對于未壓實和未固化的復(fù)合疊層106具有減少的厚度。 復(fù)合疊層106的溫度可以根據(jù)壓實和固化需要升高或降低。例如，在步驟170中，可以通過感應(yīng)加熱圖2-4所示的傳導(dǎo)框架46和上模具沈?qū)?fù)合疊層106加熱。這種感應(yīng)加熱對傳導(dǎo)加熱復(fù)合疊層106可以是有效的。步驟172可以包括分開上下模具沈、對使得復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以從電磁壓力機12中取出。在這方面，壓實區(qū)84可以表示固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104。步驟174可以包括例如沿著材料進(jìn)給方向以漸進(jìn)的方式移動該段復(fù)合疊層106通過間隔觀， 以在復(fù)合疊層106中形成另一個壓實區(qū)84，如圖4所示。參考圖16，并且附帶地參考圖11-12，圖16示出舉例說明利用圖11_12所示的電磁壓力機12的實施例形成復(fù)合結(jié)構(gòu)104的方法的流程圖。該方法可以包括步驟180，步驟 180包括例如利用各種自動鋪設(shè)系統(tǒng)(未示出)的任何一種自動鋪設(shè)復(fù)合疊層106，例如本領(lǐng)域已知的自動帶鋪機。但是手工鋪設(shè)也可以用來形成復(fù)合疊層106。該方法可以包括步驟182，步驟182包括真空減小復(fù)合疊層106的體積，以減小復(fù)合疊層106的厚度。如圖7 所示，預(yù)加熱的部分90可以方便在選擇應(yīng)用均壓板(未示出)之前加熱復(fù)合疊層106，該均壓板可以在在步驟184中用于復(fù)合疊層106以形成復(fù)合疊層106的外表面114。正如上面所指出的，復(fù)合疊層106可以用各種合適的液態(tài)模制系統(tǒng)中的任何一種形成。例如，可以用樹脂注入系統(tǒng)，其中在步驟186通過利用施加于覆蓋復(fù)合疊層106的真空袋(未示出)的真空力，未固化的樹脂110可以被抽出或注入到復(fù)合疊層106中。步驟188可以包括利用安裝于復(fù)合疊層106的電磁壓力機12預(yù)熱復(fù)合疊層106。 例如，在圖7中，電磁壓力機12可以安裝于復(fù)合疊層106的下部，其中內(nèi)外模具88、89具有接納在其中的復(fù)合疊層106。可以使用電磁壓力機12的預(yù)熱部分90來促進(jìn)復(fù)合疊層106 的預(yù)熱。在這方面，預(yù)熱部分90可以包括如上面所述的熱機構(gòu)70，其可以構(gòu)造成對預(yù)熱區(qū) 91加熱，以便降低未固化樹脂110的粘滯度，以促進(jìn)在施加壓力之前或施加壓力期間抽出過量的樹脂。在步驟190中，電磁壓力機12的固化部分92可以包括多個電磁體42，該電磁體42 可以連接于多個外模具89，如圖7所示。每一個外模具89可以相對于設(shè)置在復(fù)合疊層106 的相反一側(cè)上的內(nèi)模具88是可以移動的。但是，電磁壓力機12可以構(gòu)造成使得內(nèi)模具88 包括多個內(nèi)模具弧形部分88a，其中每個內(nèi)模具弧形部分88a相對于外模具89是可單獨移動的。而且，每一個內(nèi)模具可以具有至少一個與其連接的電磁體42。如上所述，對磁線圈 44的供能可以導(dǎo)致朝著彼此拉動內(nèi)外模具88、89，用于對復(fù)合疊層106施加壓力。在固化步驟期間可以在加熱的同時施加壓力。步驟192可以包括利用電磁壓力機12的冷卻部分94驟冷或冷卻在冷卻區(qū)95中的復(fù)合疊層106。該冷卻部分94可以包括一個或多個上面所述的冷卻機構(gòu)80并且該冷卻機構(gòu)可以包括在一個或多個內(nèi)模具88和/或外模具89中或其支撐結(jié)構(gòu)中。冷卻部分94 可以是可操作的以快速冷卻復(fù)合疊層106或引起冷卻區(qū)95中的復(fù)合疊層106的溫度逐漸變化，以便減少固化周期持續(xù)時間。步驟194可以包括在復(fù)合疊層106壓實和/或固化之后檢查復(fù)合疊層106。復(fù)合疊層106的檢查利用在圖7所示的復(fù)合疊層106的檢查區(qū)97上操作的檢查部分96可以變得更為方便。該檢查部分96可以包括本領(lǐng)域已知的任何數(shù)目的各種合適的復(fù)合材料檢查機構(gòu)。例如，檢查部分96可以便于利用非破壞性檢測(NDT)技術(shù)檢測固化的復(fù)合結(jié)構(gòu)104中的不希望的性質(zhì)，非破壞性檢測(NDT)技術(shù)包括但不限于利用超聲波和其他技術(shù)。檢查之后，該方法可以包括脫模步驟196，其中電磁壓力機12可以從復(fù)合疊層106中取出。上面所述的方法可以在電磁壓力機12沿著這段復(fù)合疊層106移動的同時順序地進(jìn)行。參考圖17，并且附帶地參考圖11-12，圖17示出舉例說明用復(fù)合疊層106制造復(fù)
24合結(jié)構(gòu)104的方法的流程圖。更具體地說，圖17示出用于利用圖11-12所示的電磁壓力機 12的實施例壓實和/或固化復(fù)合疊層106的方法。步驟198可以包括在將復(fù)合疊層106接納在上下模具沈、對之間之前預(yù)熱該上下模具沈、24。該方法的步驟200可以包括使電磁壓力機12接合復(fù)合疊層106，使得內(nèi)外模具88、89定位在如圖兒-12所示的復(fù)合疊層106 的相反兩側(cè)上。每一個外模具89相對于內(nèi)模具88是可動的，為了將復(fù)合疊層106接納在其中。正如上面所指出的，內(nèi)外模具88、89其中之一或兩者可以分別提供為內(nèi)模具弧形部分88a和外模具弧形部分89a。步驟202可以包括將內(nèi)外模具88、89移動到與復(fù)合疊層106 成接觸的關(guān)系。在對復(fù)合疊層106施加壓力之前復(fù)合疊層106可以預(yù)先加熱復(fù)合疊層106 以改善樹脂流動性。步驟204可以包括對電磁體42供能，使得內(nèi)外模具88、89對復(fù)合疊層 106施加壓力。步驟206可以包括通過感應(yīng)加熱該導(dǎo)熱框架46和與該導(dǎo)熱框架46連接的內(nèi)外模具88、89而對圖11-12所示的內(nèi)外模具沈、對至少其中之一加熱。如上所述當(dāng)電磁體42 被供能時產(chǎn)生感應(yīng)加熱。感應(yīng)加熱的內(nèi)外模具88、89可以傳導(dǎo)加熱復(fù)合疊層106。也可以通過傳導(dǎo)加熱或與對流加熱和/或輻射加熱組合或通過作為替換的對流加熱和/或輻射加熱的方式對復(fù)合疊層106加熱。可以在施加壓力之前和/或施加壓力期間對復(fù)合疊層106 加熱。該方法的步驟208可以包括利用致動機構(gòu)22使得電磁壓力機12在步驟210中以逐漸的方式沿著復(fù)合疊層106的長度前進(jìn)來分開內(nèi)外模具88、89。例如，參考圖11，電磁壓力機12可以沿著復(fù)合疊層106向上移動，使得電磁壓力機12的固化部分92從固化區(qū)93移動到預(yù)熱區(qū)91，該預(yù)熱區(qū)91先前由電磁壓力機12的預(yù)熱區(qū)90占據(jù)。同樣，冷卻部分94和檢查部分96可以與預(yù)熱部分90和固化部分92 —起移動，使得冷卻部分94和檢查部分96 移動成與相應(yīng)的一個固化區(qū)93和冷卻區(qū)95重疊，相應(yīng)的一個固化區(qū)93和冷卻區(qū)95先前由相應(yīng)的一個固化部分92和冷卻部分94占據(jù)。參考圖18，并且附帶參考圖6-7，圖18示出舉例說明利用圖6-7所示的電磁壓力機12的實施例用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)104的方法的流程圖。如上所述，圖6-7所示的電磁壓力機包括第一和第二電磁機構(gòu)98、99。該第一電磁機構(gòu)98具有與其連接并且安裝在下模具M(jìn)的上方的上模具26，該下模具M(jìn)固定地支撐在靜止工具14上。第一電磁機構(gòu)98 相對于第二電磁機構(gòu)99是可動的，第二電磁機構(gòu)99在第一電磁機構(gòu)98的上方固定在位。 第二電磁機構(gòu)99具有可轉(zhuǎn)換的極性使得當(dāng)對第二電磁機構(gòu)99供能時在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生的電磁力Fe，該電磁力狗可以交替地作為吸引力1 或作為排斥力Fr產(chǎn)生。第一電磁機構(gòu)98可以被供能以將上下模具沈、對拉動在一起，因此對復(fù)合疊層106施加壓力。仍然參考圖18，用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)104的方法可以包括步驟228，步驟228 可以包括以上面所述的方式在接納復(fù)合疊層106之前預(yù)熱電磁壓力機12的上下模具沈、24 其中之一或兩者。步驟230可以包括對通過對第二電磁機構(gòu)99中的電磁體42施加電流而對第二電磁機構(gòu)99供能，以在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生吸引力!^，如圖6所示。 以這種方式，在上下模具沈、對之間產(chǎn)生間隔洲，因此在步驟232復(fù)合疊層106可以插入該間隔觀中。步驟234可以包括，例如通過從預(yù)熱的上下模具沈、對其中之一或兩者的熱傳導(dǎo)，或者通過利用可替換的加熱機構(gòu)70，對合材料疊層106加熱。參考圖18，步驟236可以包括轉(zhuǎn)換第二電磁機構(gòu)89的極性，使得在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生排斥力Fr，如圖7所示。通過產(chǎn)生排斥力Fr，第一電磁機構(gòu)98從第二電磁機構(gòu)99被排斥。步驟238可以包括對第一電磁機構(gòu)98供能，以使第一電磁機構(gòu)98 被吸引到下模具M(jìn)和/或靜止工具14，因此在步驟240上下模具沈、24也可以移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系。當(dāng)與上下模具沈、對接觸時作為一種對復(fù)合疊層106加熱的手段，步驟242可以包括感應(yīng)加熱傳導(dǎo)框架46和上模具沈，并且在步驟244引起對復(fù)合疊層106的傳導(dǎo)加熱。當(dāng)在步驟246繼續(xù)對第一電磁機構(gòu)98的磁線圈44供能時對復(fù)合疊層 106施加壓力。對磁線圈44施加電流并且結(jié)果得到的通過磁線圈44的線圈電流66弓丨起沿著與線圈電流66相反的方向通過傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)電流68，如圖7所示。 感應(yīng)電流68可以引起傳導(dǎo)框架46和上模具沈的感應(yīng)加熱。步驟244可以包括用被傳導(dǎo)加熱的上下模具26、24至少其中之一傳導(dǎo)加熱復(fù)合疊層。當(dāng)對復(fù)合疊層106施加壓力和/或加熱預(yù)定的時間段時，該方法在步驟248可以包括對第一電磁機構(gòu)98去能，并且通過以與在步驟230施加的電流相反的方向?qū)Υ啪€圈44 施加電流在步驟250轉(zhuǎn)換第二電磁機構(gòu)99的極性。在轉(zhuǎn)換第二電磁機構(gòu)99的極性的情況下在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生的電磁力!^e可以是吸引力1 ，并且將第二電磁機構(gòu)99向上拉，使得在步驟252上下模具沈、對分開。然后在步驟254中復(fù)合疊層106或復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以從電磁壓力機12中取出，并且通過將未固化的復(fù)合疊層106插入電磁壓力機12可以重復(fù)該過程。參考圖19并且附帶參考圖8-9，示出舉例說明利用圖8-9所示的電磁壓力機12的實施例用復(fù)合疊層106制造復(fù)合結(jié)構(gòu)104的方法的流程圖。圖8-9所示的電磁壓力機12包括第一和第二電磁機構(gòu)98、99，其中該第一電磁機構(gòu)98相對于第二電磁機構(gòu)99是可動的， 第二電磁機構(gòu)99可以固定在位。更具體地說，第一電磁機構(gòu)98可以在圖8-9所示的位置之間移動。在該流程圖19中所示的方法可以包括類似于上面參考圖18所描述的預(yù)熱步驟 268。步驟270可以包括對構(gòu)造成具有可轉(zhuǎn)換的極性的第二電磁機構(gòu)99供能。對第二電磁機構(gòu)99供能可以相對于第一電磁機構(gòu)98產(chǎn)生排斥力，使得在上下模具沈、對之間產(chǎn)生間隔觀，如圖8所示。步驟272可以包括將復(fù)合疊層106插入在上下模具沈、對之間的間隔觀中，并且在步驟274通過任何合適的手段對復(fù)合疊層106加熱，包括但不限于感應(yīng)加熱、傳導(dǎo)加熱和輻射加熱。仍然參考圖19并且附帶地參考圖8-9，步驟276可以包括例如通過對第二電磁機構(gòu)99的電磁體42取消施加電流來對第二電磁機構(gòu)99去能。然后第一電磁機構(gòu)98可以被供能以便在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生吸引力!^。作為吸引力1 的結(jié)果，步驟 278可以包括將上下模具沈、對移動到與復(fù)合疊層106成接觸的關(guān)系。作為對第一電磁機構(gòu)98供能的結(jié)果，在步驟280傳導(dǎo)框架46和上模具沈可以被感應(yīng)加熱。感應(yīng)加熱上模具 26可以便于在步驟282傳導(dǎo)加熱復(fù)合疊層106。在這個相同的方面，在步驟270中對第二電磁機構(gòu)99的供能可以引起感應(yīng)加熱圍繞該第二電磁機構(gòu)99的電磁體42的傳導(dǎo)框架46 和上模具26。這種加熱可以便于在步驟274加熱復(fù)合疊層106，其可以減小未固化樹脂110 的粘滯度并且促進(jìn)其流動通過復(fù)合疊層106的纖維加強材料109。作為在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生吸引力的結(jié)果，步驟284可以包括對復(fù)合疊層106施加壓力。通過改變施加于第二電磁機構(gòu)的電磁體42的電流的大小可以在整個時間改變壓力。該方法的步驟286可以包括該變第二電磁機構(gòu)99的極性以在第一和第二電磁機構(gòu)98、99之間產(chǎn)生排斥力Fr，以便在步驟觀8中分開上下模具沈、24。在步驟 290復(fù)合疊層106或結(jié)果得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)104可以從電磁壓力機12中取出并且該過程可以重復(fù)。參考圖20-21，可以在如圖20所示的飛機制造和服役方法300和如圖21所示的飛機302的背景下描述本發(fā)明的實施例。在制造之前，示例性的方法300可以包括飛機302 的技術(shù)規(guī)格和設(shè)計304以及材料采購306。在制造期間，進(jìn)行飛機部件和子組件制造308以及飛機302的系統(tǒng)集成310。之后，飛機302可以通過驗證和交付312，以便處于服役314 中。在用戶使用時，預(yù)定飛機302的日常維修和服務(wù)316(也可以包括修改、重新構(gòu)造、翻新
寸乂 O方法300的每個過程可以由系統(tǒng)集成者、第三方和/或操作者(例如用戶)進(jìn)行。 為了說明，系統(tǒng)集成者可以包括但不限于任何數(shù)目的飛機制造商和主系統(tǒng)子承包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)目的銷售商、子承包商和供應(yīng)商；而操作者可以包括航空公司、 租賃公司、軍方實體、服務(wù)組織等。如圖21所示，由示例性方法300制造的飛機302可以包括具有多個系統(tǒng)320和內(nèi)部322的機身318。高水平系統(tǒng)320的例子包括一個或多個推進(jìn)系統(tǒng)324、電氣系統(tǒng)326、液壓系統(tǒng)328以及環(huán)境系統(tǒng)330?？梢园ㄈ魏螖?shù)目的其他系統(tǒng)。雖然這里示出航空航天的例子。但是公開的實施例的原理可以用于其他行業(yè)，例如汽車行業(yè)。這里包含的設(shè)備和方法在制造和使用方法的任何階段可以使用。例如，對應(yīng)于制造過程308的部件和子組件可以以類似于飛機302使用時生產(chǎn)的部件和子組件的方式生產(chǎn)或制造。而且，一個或多個設(shè)備實施例、方法實施例或其組合(例如，通過明顯加快飛機302 的組裝的過程或減少飛機302的成本)可以在生產(chǎn)階段308和310期間使用。類似地，一個或多個設(shè)備實施例、方法實施例或其組合，可以在飛機302使用時被利用，例如但不限于維修和服務(wù)316。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明的另外的修改和改進(jìn)可以是很顯然的。 因此，這里描述和示出的零部件的具體組合旨在僅僅表示本發(fā)明的一些實施例而不是想要用來限制本發(fā)明精神實質(zhì)和范圍內(nèi)的可替換的實施例或裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括電磁壓力機，該電磁壓力機包括上模具；下模具，該下模具與所述上模具以間隔開的關(guān)系安裝以便接納復(fù)合疊層；以及至少一個電磁體，該至少一個電磁體能夠被供能以便所述上模具和所述下模具對所述復(fù)合疊層施加壓力；以及加熱機構(gòu)，該加熱機構(gòu)能夠安裝在所述上模具和所述下模具至少其中之一中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電磁體包括磁線圈和至少部分地圍繞所述磁線圈的傳導(dǎo)框架；所述上模具和所述下模具至少其中之一連接于所述傳導(dǎo)框架，以便對所述磁線圈的供能引起對所述上模具和所述下模具至少其中之一感應(yīng)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電磁體包括多個磁線圈，用于對所述復(fù)合疊層施加壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述磁線圈包括第一線圈和第二線圈，用于對所述復(fù)合疊層的對應(yīng)的第一和第二區(qū)域施加對應(yīng)的第一和第二壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述加熱機構(gòu)包括用于將所述復(fù)合疊層的一部分加熱到第一溫度的第一加熱區(qū)和將所述復(fù)合疊層的一部分加熱到第二溫度的第二加熱區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括安裝至所述電磁壓力機的至少一個冷卻機構(gòu)，用于冷卻所述上模具和所述下模具至少其中之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括靜止的磁部件，所述靜止的磁部件以間隔開的關(guān)系固定地安裝至所述下模具并且具有安裝至其的電磁體；和可動的磁部件，所述可動的磁部件連接于所述上模具，并且安裝在所述靜止的磁部件的與所述上模具相反的一側(cè)上，當(dāng)對所述電磁體供能時，所述可動的磁部件被拉向所述靜止的磁部件以使所述上模具和所述下模具對所述復(fù)合疊層施加壓力。
8.一種用于用復(fù)合疊層制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述復(fù)合疊層可以包括纖維加強材料和未固化的樹脂，所述方法包括壓實所述復(fù)合疊層中的所述纖維加強材料；和在壓實所述纖維加強材料期間電磁地壓緊所述復(fù)合疊層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括在壓實所述纖維加強材料期間降低所述復(fù)合疊層中的所述未固化的樹脂的粘滯度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中壓實所述復(fù)合疊層的步驟包括加熱所述復(fù)合疊層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中加熱所述復(fù)合疊層的步驟包括形成被加熱環(huán)境，所述復(fù)合疊層出現(xiàn)在該被加熱環(huán)境中，電磁地壓緊所述復(fù)合疊層的步驟包括在整個所述被加熱環(huán)境中施加電磁力。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中壓實所述纖維加強材料和電磁地壓緊所述復(fù)合疊層的步驟利用電磁壓力機進(jìn)行，所述電磁壓力機具有上模具、下模具和電磁體，所述方法還包括將所述復(fù)合疊層插入所述上模具和所述下模具之間的間隔中； 將所述上模具和所述下模具移動到與所述復(fù)合疊層成接觸的關(guān)系；和對所述電磁體供能，以便所述上模具和所述下模具對所述復(fù)合疊層施加壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在將所述復(fù)合疊層插入在所述間隔之間之前預(yù)熱所述上模具和所述下模具的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中加熱所述復(fù)合疊層的步驟包括 用所述上模具和所述下模具至少其中之一傳導(dǎo)加熱所述復(fù)合疊層。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中對所述電磁體供能的步驟包括對所述電磁體施加電流，所述方法還包括如下步驟改變對所述電磁體施加的電流的大小，以改變對所述復(fù)合疊層所施加的壓力的大小。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)(106)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電磁壓力機(12)，該電磁壓力機(12)包括上模具(26)、下模具(28)和電磁體(42)。該下模具與上模具以間隔開的關(guān)系安裝，用于將復(fù)合疊層接納在其之間。該電磁體被供能使得上模具和下模具對復(fù)合疊層施加壓力。
文檔編號B30B1/42GK102470572SQ201080031115
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者A·M·魯賓, M·M·范德維爾 申請人:波音公司