适于预制件几何形状的串接式压热器制造技术

本发明专利技术涉及适于预制件几何形状的串接式压热器。本申请涉及关于适于预制件几何形状的串接式压热器的设备和方法。该方法包括：对准携带预制件的铺设心轴以便插入压热器中，所述压热器具有与预制件的轮廓互补的内表面；并且将铺设心轴密封于压热器中。将铺设心轴密封于压热器中。将铺设心轴密封于压热器中。

【技术实现步骤摘要】
适于预制件几何形状的串接式压热器


[0001]本公开涉及处理机体或其他高性能部件的领域，并且具体地，涉及这种部件的压热器(autoclave)处理。

技术介绍

[0002]为了制造由诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)这样的复合材料制成的机体或其他高性能部件，利用压热器将未固化的预制件硬化成最终零件。压热器被设计用于在升高的温度和或压力下处理复合材料部件，并通过在压力下将加热气体抽吸到压热器中进行加热。在传统的工厂环境中，压热器本身可以被设计为在相同的处理周期期间适应各式各样的部件几何形状或多个部件。这会造成压热器是大型的，从而需要大量的初始设备投资以及大量的基础成本、安装成本和辅助设备成本。
[0003]对于大型的压热器，它们的大热质量和用于接纳各种部件几何形状的大容积需要大量使用能量和气体，从而影响了其操作的使用成本。加热受热气体并将其抽吸到压热器中需要大量的时间和能量，并且必须抽吸额外的受热气体并予以保持或补充，直到压热器及其内容物达到了期望的处理温度和处理时间，从而进一步增加了操作成本。
[0004]鉴于大型压热器被安装在专用基础设施上并使用了需要设置在外壁上的的气体储罐(诸如用于惰性氮气)，大型压热器还可能妨碍工厂环境内组装流水线的有效流动。另外，压热器的大型、成本和操作成本使它在所有预硬化制造处理结束时在一个集中位置使用，这是惯例。在连续或移动的流水线制造配置中，运送部件进出压热器不能允许对部件进行优化处理。并且，加热、加压和冷却这种压热器所需的固有时间进一步限制了有效的处理时间和工厂操作。<br/>[0005]因此，将期望有至少考虑以上所讨论问题中的至少一些以及其他可能问题的方法和设备。
[0006]WO 2021/032430 A1的摘要指出：“本专利技术涉及由纤维复合材料(2)制作部件的方法和装置，该方法包括以下步骤：在形成在内模(3)和外模(4)之间的模具空间(9)内，在内模(3)上引入浸渍有基质的纤维的多个层(10，11)；将隔膜(6)放置在浸渍有基质的纤维上，从密封住外模，使得在外模(4)和隔膜(6)之间形成空腔(7)，该空腔沿着外模的横向表面延伸；并使空腔(7)接受处于大于基质熔点的温度和大于环境压力的压力下的温度可控压力流体，使得温度可控压力流体以该压力作用到隔膜上。为了制作具有特别光滑的无台阶表面的带有至少一个增强层的部件，提议将具有较小延伸部和主导地以平行方式对准的至少一个增强层(11)局部地放置在基体层(10)的面对外模(4)侧的部分上。随后，平均粗糙度深度小于1.0μm优选地小于0.1μm的隔膜(6)对空腔中的部件(2)施加设定的压力。”[0007]US 4 997 511A的摘要指出“用于大量制作复合材料产品的方法和设备包括：新型压热器，其具有圆柱形真空室；圆柱形压缩室，其围绕真空室；可重复使用的柔性隔膜，其限定真空室和压缩室之间的边界；以及用于在隔膜和压缩室之间供应热和压力的装置。芯或心轴被用纤维增强树脂包裹并放置压热器中，位于柔性隔膜内。另选地，零件铺设可以通过
用可消耗的收缩带包裹而夹在弹性衬板和硬质工具之间，以适应在它们的整个长度上具有恒定或几乎恒定横截面的各种零件形状。然后，将压热器密封并排空，从而由于压缩室中的大气压或较高压力，致使隔膜将树脂层抵着其芯或心轴压缩。然后，加热压热器，以使树脂固化。随后，将压热器开封并取出成品，使压热器立即可供重复使用。”
技术实现思路

[0008]本文中描述的实施方式提供了接纳在连续生产线制造过程的一部分中铺设的预制件的压热器。压热器被确定尺寸以接纳特定类型的预制件，并包括与预制件所限定的轮廓对应的内表面。一个技术益处是减少了在压热器内受热的体积量和质量，从而减少了循环时间并提高了效率。此外，本文中描述的压热器可以使得硬化后的复合材料零件通过在进入压热器的相同方向上移动而离开。这节省了工厂地板上的空间，从而减少了花费。
[0009]下面，可描述其他例示性实施方式(例如，与前述实施方式相关的方法和计算机可读介质)。已讨论的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现或者可在其他实施方式组合，可参照以下描述和附图发现这些方面的其他细节。
附图说明
[0010]现在，只以举例方式参照附图来描述本公开的一些实施方式。在所有附图上，相同的附图标记表示相同的元件或相同类型的元件。
[0011]图1是例示性实施方式中的包括压热器的流水线组装系统的框图。
[0012]图2是例示了例示性实施方式中的操作流水线组装系统以硬化预制件的方法的流程图。
[0013]图3是例示性实施方式中的预制件正被插入压热器中的立体图。
[0014]图4是例示性实施方式中的压热器的立体图，其中，铺设心轴已被插入压热器中。
[0015]图5A至图5C是例示性实施方式中的图4的压热器的视图。
[0016]图5D是例示性实施方式中的用于翼板的其他铺设心轴和压热器的视图。
[0017]图5E描绘了例示性实施方式中的用于压热器的各种密封方案。
[0018]图6是例示性实施方式中的包括用于密封于压热器的扩展区域的铺设心轴的侧视图。
[0019]图7是例示性实施方式中的压热器和准备工位的俯视图。
[0020]图8至图12是例示了例示性实施方式中的操作铺设心轴和互补压热器的其他技术的流程图。
[0021]图13描绘了例示性实施方式中的将预制件移出洁净室的方法。
[0022]图14是例示性实施方式中的航空器制造和维修方法的流程图。
[0023]图15是例示性实施方式中的航空器的框图。
具体实施方式
[0024]附图和以下描述提供了本公开的特定例示性实施方式。因此，将理解，本领域的技术人员将能够设计出尽管未在本文中明确描述或示出但实施本公开的原理并且被包括在本公开的范围内的各种布置。此外，本文中描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原理，并
且将被解释为不限于这种具体阐述的示例和条件。因此，本公开不限于下述的特定实施方式或示例，而是受权利要求书限制。
[0025]机体可以作为复合材料零件来实现。诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)零件这样的复合材料零件初始地铺设成多个层，所述多个层一起被称为预制件。预制件的每层内的个体纤维彼此平行对准，但不同层可以表现出不同的纤维取向，以便增加最终复合材料零件沿着不同维度的强度。另选地，预制件也可以包括具有无规则或不连续纤维的织造纤维织物或材料。预制件可以包括粘性树脂，该粘性树脂固化以便将预制件硬化成复合材料零件。用未固化的热固性树脂或热塑性树脂浸渍的碳纤维被称为“预浸料”。其他类型的碳纤维包括“干纤维”，它没有被用热固性树脂浸渍，但可以包括增粘剂或粘结剂。可以用树脂注入干纤维，之后进行固化。对于热固性树脂，硬化是被称为固化的单向过程，而对于热塑性树脂，如果树脂被重新加热，则它可以达到粘性形式。
[0026]图1是在例示性实施方式中的流水线组装系统100的框图，流水线组装系统100包括用于将预制件硬化(即，固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于将预制件(170)硬化成复合材料零件(714)的方法(200)，所述方法包括：对准(204)携带预制件(170)的铺设心轴(120)以便插入压热器(180)中，所述压热器(180)具有与所述预制件(170)的轮廓(162)互补的内表面(186)；并且将所述铺设心轴(120)密封(208)到所述压热器(180)中，其中，所述压热器(180)形成洁净室环境(177)和组装环境(178)之间的边界(192)。2.根据权利要求1所述的方法(200)，所述方法还包括：在处理方向(179)上将所述铺设心轴(120)驱动(206)进入所述压热器(180)中，由此将所述预制件(170)嵌套于所述压热器(180)的所述内表面(186)，其中，将所述铺设心轴(120)驱动(206)进入所述压热器(180)中优选地得到所述压热器(180)的所述内表面(186)和所述预制件(170)的所述轮廓(162)之间的小于25.4cm即10英寸的间隙(310)。3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，所述方法还包括：经由在所述压热器(180)内施加热将所述预制件(170)硬化(210)成复合材料零件(714)，其中，硬化(210)所述预制件优选地包括经由所述铺设心轴(120)中的设置在所述预制件(170)下方的加热器(122)施加热，和/或其中，硬化(210)所述预制件(170)优选地包括经由所述压热器(180)中的设置在所述内表面(168)之外的加热器(182)施加热。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(200)，所述方法还包括：在将衬板(160)和/或真空袋(717)密封(201)于所述铺设心轴(120)之后将所述铺设心轴密封到所述压热器(180)中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(200)，其中，将所述铺设心轴(120)密封(208)到所述压热器(180)中包括密封所述预制件(170)和所述压热器(180)的所述内表面(186)之间的弓形间隙(310)。6.根据权利要求5所述的方法(200)，其中，将所述铺设心轴(120)密封(208)到所述压热器(180)中包括将所述铺设心轴(120)的周缘密封(209)于所述压热器(180)的所述内表面。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(200)，其中，所述铺设心轴(120)形成所述压热器(180)的室的下边界(514)，和/或所述方法还包括：在所述预制件(170)处设置(200
‑
1)在结构上支撑所述预制件(170)的中空内部(170
‑
1)的气囊(199)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：