加强面板制造技术

本申请公开了一种加强面板。将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。将内模线层接合到外模线层。

【技术实现步骤摘要】
加强面板
本公开总体上涉及制造复合结构，并且更具体地，涉及制造加强面板。
技术介绍
飞机正在利用越来越高比例的复合材料进行设计和制造。复合材料用在飞机中以减轻飞机的重量。该重量的减轻改善了性能特征，比如提高了有效负载能力和增大了燃料效率。此外，复合材料为飞机中的各种部件提供了更长的使用寿命。复合材料是通过组合两种以上的功能成分而形成的坚韧轻质材料。例如，复合材料可以包括结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。纤维可以是单向的或者可以采用机织布或织物的形式。纤维和树脂被排列和固化以形成复合材料。通常使用采用夹层结构形式的复合面板。这些面板具有介于两个面板(facesheet)之间的蜂巢或泡沫芯材。这种构造在提供高比强度的同时减轻了面板的重量。制造这些夹层结构可能比预期的更困难。例如，由于芯材清洁、由铣削和手工打磨引起的芯材制造中的不一致性，将面板粘附到蜂巢芯材可能难以执行。这将变化性引入到结合过程中，其有时导致脱胶或者更糟糕地导致对之后在使用中失效的结合的错误指示。当与传统实心层压板相比时，对蜂巢结构的无损检测是耗时的。当包含诸如诺梅克斯(Nomex)的纸张时，蜂巢芯材可能吸收水并冻结。另外，在使用纸张蜂巢芯材的情况下可能发生脱胶。在使用铝的情况下，这种芯材在使用期间可能腐蚀。此外，蜂巢芯材可能比预期的更贵。作为另一示例，泡沫芯材是吸湿性的并且在尺寸上不稳定。另外，这些类型的夹层结构通常具有非常薄的面板。这些面板的薄使面板易于受到表面损坏且修理起来昂贵。因此，会希望具有一种考虑了上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和装置。例如，会希望具有一种克服了与形成加强面板夹层结构相关的技术问题的方法和装置。
技术实现思路
本公开的一实施例提供了一种用于制造加强面板的方法。将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。将内模线层接合到外模线层。本公开的另一实施例提供了一种用于制造加强热塑性面板的方法。由具有凸脊和凹谷的热塑性复合材料压缩形成内模线蒙皮。由热塑性复合材料压缩形成外模线蒙皮。外模线蒙皮是大体上平滑的。将内模线蒙皮和外模线蒙皮熔融结合在一起。本公开的又一实施例提供了一种用于形成加强面板的制造系统。该制造系统包括位于制造系统中的控制系统。控制系统被配置为控制制造系统将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。控制系统将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。控制系统使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。控制系统将内模线层结合至外模线层。特征和功能可以在本公开的各个实施例中单独地实现或者可以在其他实施例中进行组合，其中参考以下描述和附图可看见进一步的细节。附图说明在所附权利要求书中阐述了被认为是新颖特征的示例性实施例的特征。然而，当结合附图研读时，通过参考对本公开的示例性实施例的以下详细描述，可以更好地理解示例性实施例以及其优选的使用模式、进一步的目标和特征。图1是示出了根据一示例性实施例的复合制造环境的框图的图示；图2是示出了根据一示例性实施例的工具系统的图示；图3是示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的内模线工具的图示；图4是示出了根据最优选实施例的相对于内模线工具定位的增强器的图示；图5是示出了根据一示例性实施例的与内模线工具接合的增强器的图示；图6是示出了根据一示例性实施例的夹在内模线工具和增强器之间的复合材料层的横截面图的图示；图7是示出了根据一示例性实施例的内模线层的图示；图8是示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的外模线工具的图示；图9是示出了根据一示例性实施例的外模线层的图示；图10是示出了根据一示例性实施例的相对于外模线层定位的内模线层的图示；图11是示出了根据一示例性实施例的加强面板的图示；图12是示出了根据一示例性实施例的加强面板的横截面图的图示；图13是示出了根据一示例性实施例的飞机的图示；图14是示出了根据一示例性实施例的用于舱壁的加强面板的图示；图15是示出了根据一示例性实施例的用于制造用作舱壁的加强面板的工具系统的图示；图16是示出了根据一示例性实施例的用于蒙皮面板的加强面板的图示；图17是示出了根据一示例性实施例的用于制造用作蒙皮面板的加强面板的工具系统的图示；图18是示出了根据一示例性实施例的用于和内模线工具一起使用的复合材料的图示；图19是示出了根据一示例性实施例的铺设在内模线工具上的复合材料的横截面图的图示；图20是根据一示例性实施例的内模线工具上的复合材料层的分解视图；图21是示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示；图22是示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示；图23是示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示；图24是示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示；图25是示出了根据一示例性实施例的飞机制造和维修方法的框图的图示；图26是示出了根据一示例性实施例的飞机的框图的图示；以及图27是示出了根据一示例性实施例的产品管理系统的框图的图示。具体实施方式示例性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考虑因素。例如，示例性实施例认识并考虑到，可以利用除了具有位于两个面板之间的芯材的夹层面板之外的其他构造来制造加强面板。例如，示例性实施例认识并考虑到，可以使用中空复合结构来为面板提供期望水平的重量和强度而无需利用蜂窝或泡沫芯材。示例性实施例认识并考虑到，一些制造技术涉及在处理之后去除可溶性芯轴或其他芯轴。示例性实施例认识并考虑到，使用可溶性芯轴或其他类型的可去除芯轴需要从结构的外侧接近那些含有这些芯轴的部分以实现对它们的去除。示例性实施例还认识并考虑到，可以使用避免了采用在形成面板之后去除的芯轴的操作来制造加强面板。示例性实施例提供了一种用于制造加强复合面板的方法和装置。可以将第一复合材料层成形为具有从第一层的表面延伸的突起。可以使第一层固化并随后结合至第二层。这两层的结合形成了被加强的面板。此外，可以将第一层的形状选择为在多个方向上提供期望水平的强度。如本文所使用的，“多个”，当关于项目使用时，意思是一个或多个项目。例如，“多个方向”为一个或多个方向。现在参考附图且特别参考图1，示出了根据一示例性实施例的复合制造环境的框图的图示。在该示例性实例中，复合制造环境100可以用于制造包括加强面板104的复合结构102。加强面板104从包括以下的一部分的组中选择：壁橱、飞机乘客舱中的标石、墙壁、门、蒙皮面板、操纵面、地板或者一些其他合适类型的结构。在该示例性实例中，工具系统106用于制造包括加强面板104的复合结构102。如所示的，复合材料108层被放置在工具系统106的内模线工具112的表面110上。在该示例性实例中，内模线工具112具有从内模线工具112的表面110延伸的突起114。突起114可以在内模线工具112的表面110中形成凸脊和凹谷。如所示的，突起114的形状和尺寸可以被选择为适应匹配的部件、零件或硬件。突起114还可以形成棱锥、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造加强面板(104)的方法，所述方法包括：将复合材料(108)层放置在内模线工具(112)的表面(110)上，所述内模线工具具有从所述内模线工具(112)的所述表面(110)延伸的突起(114)；将铺设在所述内模线工具(112)的所述表面(110)上的所述复合材料(108)层压实以形成压实的复合材料层(142)；使所述压实的复合材料层(142)固化以形成具有对应突起(124)的内模线层(122)；以及将所述内模线层(122)接合至外模线层(132)。

【技术特征摘要】
2017.09.12 US 15/702,1421.一种用于制造加强面板(104)的方法，所述方法包括：将复合材料(108)层放置在内模线工具(112)的表面(110)上，所述内模线工具具有从所述内模线工具(112)的所述表面(110)延伸的突起(114)；将铺设在所述内模线工具(112)的所述表面(110)上的所述复合材料(108)层压实以形成压实的复合材料层(142)；使所述压实的复合材料层(142)固化以形成具有对应突起(124)的内模线层(122)；以及将所述内模线层(122)接合至外模线层(132)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将铺设在所述内模线工具(112)的所述表面(110)上的所述复合材料(108)层压实以形成压实的复合材料层(142)包括：利用增强器(116)将铺设在所述内模线工具的所述表面(110)上的所述复合材料(108)层压实以形成压实的复合材料层(142)，其中，所述增强器(116)具有上面铺设有所述复合材料(108)层的所述内模线工具(112)的对称形状(118)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述内模线层(122)接合至所述外模线层(132)包括：利用结合工具(134)将所述内模线层(122)结合至所述外模线层(132)，所述结合工具在所述内模线层(122)和所述外模线层(132)之间的结合位置(138)处施加压力(136)。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述内模线层(122)接合至所述外模线层(132)包括：将所述内模线层(122)熔融结合至所述外模线层(132)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述内模线层(122)接合至所述外模线层(132)包括：利用粘合剂将所述内模线层(122)结合至所述外模线层(132)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述复合材料(108)层放置在具有从所述内模线工具(112)的所述表面(110)延伸的所述突起(114)的所述内模线工具(112)的所述表面(110)上包括：将所述复合材料(108)层的第一部分铺设在所述突起(114)之上；以及将所述复合材料(108)层的第二部分铺设在所述内模线工具(112)上，其中，所述复合材料(108)层的所述第二部分具有和所述突起(114)相对应的开口。7.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述复合材料(108)层放置在具有从所述内模线工具(112)的所述表面(110)延伸的所述突起(114)的所述内模线工具(112)的所述表面(110)上包括：使连续板层与双重层面和突出板层交错。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外模线层(132)是大体上平滑的。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加强面板(104)是整体加强的热塑性面板。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合材料(108)包括具有或不具有结合剂或粘结剂结构纤维和热塑性纤维的混合物，其中，所述热塑性纤维当熔化并固结时形成基质，以形成采用热塑性面板形式的所述加强面板(104)。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：利用热固性基质树脂注入所述压实的复合材料层(142)。12.一种用于制造加强热塑性面板的方法，所述方法包括：由具有凸脊和凹谷的热塑性复合材料(108)压缩形成内模线蒙...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·卡尔·佐齐斯，罗斯科·C·利特沙尔德三世，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US