用于成型T形的半成品的工具制造技术

本发明专利技术涉及一种用于由复合材料的多层的堆垛制造T形的半成品的工具，所述工具包括腹板成形工具和成型工具，其中腹板成形工具具有相邻的辅助平台，成型工具具有多个滚子并且滚子在U形的保持框架中以能移动的方式安装。

A tool for forming T shaped semi-finished products

The invention relates to a tool for making T shaped semi-finished products for multi-layer stacking of composite materials, including a web forming tool and a forming tool, in which a web forming tool has a adjacent auxiliary platform, a molding tool has a plurality of rollers and a roller is installed in a U shaped retaining frame to move.

【技术实现步骤摘要】
用于成型T形的半成品的工具
本专利技术涉及一种用于成型T形的半成品的工具以及一种用于利用所述工具制造T形的半成品的方法以及一种借助于根据本专利技术的工具依照根据本专利技术的方法制成的T形的半成品。
技术介绍
在飞机的构造中，具有纤维复合材料的轻型结构是对于飞机运行时的CO2节约和经济性起决定性的组成部分。因此，复合材料及其加工方法越来越多地在飞机制造商的生产中产生影响。核心方法是预成型，即将平面放置的、即堆叠的纤维层成型为期望的半成品几何形状。由复合材料预成型半成品通常分为不连续的制造方法和连续的制造方法。EP1481790A2在此公开了一种用于由复合材料成型承载体的工具。在US006701990B1中提出了一种具有用于成型浸渍的织物的辊的机器。
技术实现思路
本专利技术基于的目的是，提出用于由多层的复合材料制造具有复杂几何形状的T形的半成品的可能性。提出一种工具，其用于由复合材料的多层的堆垛制造T形的半成品，所述工具包括腹板成形工具和成型工具，其中腹板成形工具具有相邻的辅助平台，并且其中成型工具具有多个滚子，并且其中滚子在U形的保持框架中以可移动的方式安装。T形的半成品描述一种具有T形横截面的预制件。将复合材料理解为由纤维材料构成的复合物质，所述复合物质例如由多种碳纤维织物层构成。所述织物层能够全等地堆叠并且例如设有粘合剂，所述粘合剂通过热量激活。为了激活粘合剂，工具能够设计为，所述工具同时允许将热量传递到由复合材料构成的堆垛中。能够通过感应引起或红外辐射传递热量。优选地，辅助平台设计为用于保持堆垛的自由部分。堆垛的自由部分位于腹板成形工具之外并且由辅助平台保持，相反，，堆垛的被夹紧的部分由腹板成形工具的上部件和下部件保持在腹板成形工具之内。还优选的是，辅助平台的位置可沿正的z方向和负的z方向改变。给出的z方向以坐标系统为出发点，所述坐标系统的z轴线垂直于地面。还优选的是，辅助平台沿正的y方向和负的y方向的伸展尺寸与腹板成形工具的沿正的y方向和负的y方向的伸展尺寸基本上相同。因此，辅助平台的宽度相应地匹配于腹板成形工具的宽度。还优选的是，滚子的材料包括可弹性变形的合成材料，例如硬橡胶或泡沫。合成材料的可变形性和弹性有利于滚子在成型法期间匹配于半成品的所选择的几何形状。因此，部分地抵抗(entgegenwirkt)工具的变换。还有利的是，滚子沿至少一个空间方向的运动能够经由弹簧装置实现。弹簧装置支持滚子在成型期间的偏转和复位。还优选的是，弹簧装置设置在保持框架的外部部段中。有利地设置在滚子轴线过渡到框架中的位置中。本专利技术还包括一种利用上述工具制造T形的半成品的方法，所述方法包括：第一方法步骤，将堆垛夹紧到工具中；第二方法步骤，将热量导入；第三方法步骤，对将堆垛的自由部分进行成型；以及第四方法步骤，从工具中取出T形的半成品。在此，能够使用借助于没有硬化的、可硬化的基体材料预先浸渍的复合材料(预浸料坯(Prepreg))以及没有借助于不硬化的、可硬化的基体材料预先浸渍的复合材料(干燥纤维)。优选的是，设有没有预先浸渍的复合材料。在此，预先浸渍的复合材料例如能够是由碳纤维构成的织物垫，所述织物垫没有用能起反应的树脂浸湿，然而包含粘合剂，所述粘合剂能够实现将各个层彼此粘附。本专利技术还包括通过根据本专利技术的方法得到的T形的半成品。此外，本专利技术也包括一种方法，其中包括第五方法步骤：使构件硬化。附图说明图1以第一视图示出具有复合材料堆垛和辅助平台的腹板成形工具的示意图。图2以第二视图示出具有复合材料堆垛和辅助平台的腹板成形工具的示意图。图3示出具有保持框架和滚子的成型工具的示例实施方案。图4以俯视图示出具有由复合材料构成的堆垛的腹板成形工具和部分的成型工具。所有附图是根据本专利技术的设备或其构件及其在方法中的应用的示意图。尤其，在附图中并未按照比例给出距离和尺寸关系。在不同的示图中，相同的或同样的元件设有相同的附图标记。具体实施方式图1以第一视图示出具有由复合材料构成的堆垛4和辅助平台的腹板成形工具2的示意图。腹板成形工具的上部件和下部件21、22设置为，使得所述上部件和下部件间隔开并且平行地相对置。有利地，具有基本上对应于由复合材料2构成的装入的堆垛的高度的间距，以便使腹板成形工具2的两部分的移动时间最小。辅助平台7与腹板成形工具的下部件22相邻地设置，并且所述辅助平台在前两个工作步骤期间将堆垛的自由部分5在其位置处平行于腹板成形工具的下部件22与辅助平台7的接触面保持，相反，堆垛的被夹紧的部分6支承在腹板成形工具的上部件和下部件21、22之间。图2以第二视图示出具有由复合材料构成的堆垛4和辅助平台7的腹板成形工具2的示意图。在此，示出辅助平台7沿y方向的有利的伸展尺寸，所述伸展基本上与腹板成形工具2沿y方向的伸展尺寸相等。辅助平台7的几何形状对腹板成形工具2的几何形状的匹配应确保堆垛的自由部分5在腹板成形工具2的整个宽度(y方向)上的辅助的保持功能。图3示出具有保持框架9和滚子8的成型工具3的一个示例实施方案。保持框架9基本上是U形的并且在本实施方案中具有不同横截面的十个滚子8。所述滚子的设置方式基本上基于横截面积的伸展实现。示例地从左到右以越来越大的面积直至最后三个具有相同横截面积的滚子8。滚子8成型为，用于在第三方法步骤中将堆垛的自由部分成型(参见图4)。在此，前三个滚子8的横截面基本上是菱形的，以便在第三方法步骤开始时将由复合材料构成的堆垛的自由部分精确地分为两个相同的部分，以便形成T形的半成品的底部(Fuβ)。所述滚子8铁饼状地(diskusartig)构成。紧随的滚子8的横截面基本上是椭圆的，并且形成从精确分开过渡到更倒圆的、更平的分开。最后，紧随的两个基本上辊形的滚子8形成T形的半成品的底部的进一步的平的造型。在这种设置方式中，最后三个滚子8形成T形的半成品的底部的最终形状并且确保半成品的均匀的表面。图4以俯视图示出具有由复合材料4构成的堆垛的腹板成形工具2和部分的成型工具3。腹板成形工具2借助于腹板成形工具的上部件和下部件21、22夹紧由复合材料构成的堆垛4，使得在腹板成形工具的上部件和下部件21、22和由复合材料构成的堆垛4之间不存在空置的区域。部分示出的成型工具9直接位于由复合材料构成的堆垛4附近。示出直接在将堆垛的自由部分5成型之前实施的第三方法步骤。在成型工具平行于对称线11在堆垛的自由部分5上移动期间，将堆垛的自由部分5借助于滚子8沿着对称线11划分为两个相同的部段。上部段23沿正的z方向向上折，而下部段24沿负的z方向向下折。在方法过程中，依次设置的滚子8将上部段和下部段23、24以如下程度沿正的和负的z方向折和压：直至在腹板成形工具2中形成底部的垂直于堆垛的被夹紧的部分6的表面。附图标记列表1工具2腹板成形工具3成型工具4由复合材料构成的堆垛5堆垛的自由部分6堆垛的被夹紧的部分7辅助平台8滚子9保持框架10弹簧装置11对称线21腹板成形工具的上部件22腹板成形工具的下部件23上部段24下部段。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由复合材料的多层的堆垛(4)制造T形的半成品的工具(1)，所述工具包括：‑腹板成形工具(2)‑成型工具(3)其特征在于，‑所述腹板成形工具(2)具有相邻的辅助平台(7)，‑所述成型工具(3)具有多个滚子(8)，‑所述滚子(8)以能移动的方式安装在U形的保持框架(9)中。

【技术特征摘要】
2016.12.30 DE 102016125958.61.一种用于由复合材料的多层的堆垛(4)制造T形的半成品的工具(1)，所述工具包括：-腹板成形工具(2)-成型工具(3)其特征在于，-所述腹板成形工具(2)具有相邻的辅助平台(7)，-所述成型工具(3)具有多个滚子(8)，-所述滚子(8)以能移动的方式安装在U形的保持框架(9)中。2.根据权利要求1所述的工具(1)，其中所述辅助平台(7)构成为用于保持所述堆垛的自由部分(5)。3.根据上述权利要求中任一项所述的工具(1)，，其中所述辅助平台(7)的位置能够沿正的z方向和负的z方向改变。4.根据上述权利要求中任一项所述的工具(1)，，其中所述辅助平台(7)沿正的y方向和负的y方向的伸展尺寸与所述腹板成形工具(2)的沿正的y方向和负的y方向的伸展尺寸基本上相同。5.根据上述权利要求中任一项所述的工具(1)，，其中所述滚子(8)的材料包括可弹性变形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·吉勒森，约尔韦·科尔斯，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE