用于飞行器制造的隔板系统技术方案

涉及用于飞行器制造的隔板系统。具体地公开了在硬化复合部件的工序中涉及的方法和设备。该方法包括以下步骤：向心轴施加预成型件；用隔板覆盖预成型件；将隔板密封至心轴；将隔板推向预成型件和心轴；以及当将隔板保持抵着预成型件时，将该预成型件硬化成复合部件。该设备包括：心轴；隔板，该隔板限定预成型件的表面，并且其中，该隔板可以包括刚性材料；以及密封件，该密封件被设置心轴与在隔板之间。在其他方面，该设备可以包括密封室，该密封室具有心轴和隔板以及处于心轴与隔板之间的周向密封件。封件。封件。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器制造的隔板系统


[0001]本公开涉及制造领域，特别地涉及制造飞行器的节段(sections of an aircraft)的复合部件。

技术介绍

[0002]在高压釜(autoclave)处理之前，将复合组件封闭在真空袋中达固化周期的持续时间。用于大型和/或复杂的复合节段(诸如机身或机翼的节段)的真空装袋工序仍然是麻烦的手动工序，并且覆盖大型预成型件(preform)的真空袋可能经历不期望的拉伸、撕裂或撕破(例如，在施加期间、在高压釜处理之前或者在高压釜处理期间)。密封件失效、撕裂或撕破引入了真空袋性能受损的可能性，这可能导致需要返工或丢弃所得部件。为了解决与密封件失效、撕裂和/或撕破相关的问题，通常涉及“双重装袋”和多种压力检查，这可能进一步增加循环时间、材料成本以及关联劳动。所有这些因素均导致复合组件的总成本的不期望增加。
[0003]WO 2008/007043的摘要陈述了：“一种用于制造面板的方法和设备，该面板包括复合蒙皮以及至少一个复合加强件，该方法包括以下步骤：将第一心轴(mandrels)和第二心轴定位在加强件的相对两侧上；将第一压紧(compaction)工具和第二压紧工具定位在蒙皮的相对两侧上；以及通过移动所述压紧工具中的一者或两者来压紧第一压紧工具与第二压紧工具之间的蒙皮，其中，压紧工具的移动致使第一心轴和第二心轴沿着倾斜路径朝着加强件移动，以便压紧所述心轴之间的加强件”。
[0004]EP 3287247的摘要陈述了：“目的是提供一种用于制造纤维增强塑料模制品的装置和方法，由此在经由VaRTM方法整体模制构件时，两个构件可以相对于彼此准确地定位。一种用于制造纤维增强塑料成型制品的装置，该装置包括：蒙皮模具，其中安装有作为固化的纤维增强复合构件的蒙皮；纵梁模具，该纵梁模具被配置成容纳纵梁，该纵梁是待接合至蒙皮的织物；以及折叠板，该折叠板被配置成，容纳纵梁模具并且包括定位部，该定位部用于相对于被设置在蒙皮上的定位部进行定位”。
[0005]DE 102017105343的摘要陈述了：“一种用于利用至少一种热塑性和/或热弹性聚合物固结(consolidating)纤维复合结构的方法，该方法包括以下步骤：将纤维复合结构设置在板状基部与板状盖部之间，其中，盖部盖通过密封部件相对于基部可位移地抵着该基部进行密封；在基部与盖部之间的空间中产生负压，以使环境压力将盖部抵压着基部，并且按压盖部与基部之间的纤维复合结构；以及借助于电磁辐射加热纤维复合结构，优选地加热至少高达所述至少一种热塑性和/或热弹性聚合物的熔化温度的范围”。
[0006]该方法还包括以下步骤：使盖部弯曲，以使盖部(可选地随着盖部的额外降低)与纤维复合结构的表面部分接触；并且进一步弯曲和/或降低盖部，直到盖部接触纤维复合结构的整个表面并且将纤维复合结构按压在盖部与基部之间。
[0007]因此，期望具有一种考虑至少一些上面讨论的问题，以及其它可能问题的方法和装置。

技术实现思路

[0008]本文所描述的实施方式提供了隔板(caul plate)，它们本身与心轴形成真空密封，以便在硬化复合部件的预成型件时施加固结压力。通过将隔板本身用作通常为真空袋保留的角色，真空袋本身就可以被放弃。因此，本文所描述的方法和设备有利地减少了硬化工序中涉及的劳动量和材料。该方法包括以下步骤：向心轴施加预成型件；用隔板覆盖预成型件；将隔板密封至心轴；将隔板推向预成型件和心轴；以及当将隔板保持抵着预成型件时，将该预成型件硬化成复合部件。
[0009]在一个方面，提供了一种用于硬化纤维增强材料的预成型件的设备，该设备可以包括心轴、限定预成型件的表面的隔板，并且其中，该隔板可以包括刚性材料以及被设置在心轴与隔板之间的密封件。在另外方面，提供了一种用于固结纤维增强材料的预成型件的设备，该设备可以包括密封室，该密封室具有心轴和隔板以及处于心轴与隔板之间的周向密封件。
[0010]下面可以描述其它的例示性实施方式(例如，与前述实施方式相关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能以及优点可以在不同实施方式中独立实现，或者可以在其它实施方式中进行组合，这些特征、功能以及优点的进一步细节可以参照下面的描述和附图而得以了解。
[0011]应注意，本申请中所使用的术语“心轴(mandrel
’
)”指的是可以在其上定位部件(例如，飞行器部件)的心轴。由此，术语“心轴”是指作为其上可以定位部件和/或材料和/或材料层和/或其组合的表面或结构。
[0012]应注意，术语“隔板(caul plate)”是指至少部分地符合待固化工件的形状并用于固化的工具。术语“隔板”涵盖能够在这种应用中使用的工具，尽管事实上在根据本公开的一些实施方式中，提及了关于与如上所公开的真空袋结合使用的已知隔板的差异。
附图说明
[0013]现在，仅通过示例的方式并且参照附图，对本公开的一些实施方式进行描述。在所有附图上，相同的标号表示相同的要素或相同类型的要素。
[0014]图1示出了在例示性实施方式中的飞行器。
[0015]图2是在例示性实施方式中的将隔板直接真空密封至心轴的组装系统的框图。
[0016]图2A是在例示性实施方式中的将隔板直接真空密封至心轴的另选组装系统的框图。
[0017]图2B是在例示性实施方式中的增强纵梁的囊(bladder)的断面图。
[0018]图2C是在例示性实施方式中的增强纵梁的囊的断面图。
[0019]图2D示出了在例示性实施方式中的机翼面板的隔板。
[0020]图2E示出了在例示性实施方式中的机翼面板的隔板。
[0021]图2F示出了在例示性实施方式中的用于隔板的流循环。
[0022]图3是在例示性实施方式中的用于操作组装系统以在高压釜中硬化预成型件的方法的流程图。
[0023]图4是在例示性实施方式中的包括操作为真空袋的隔板的心轴的侧视图。
[0024]图5是在例示性实施方式中的包括操作为真空袋的隔板的心轴的切面图。
[0025]图6是在例示性实施方式中的包括被细分成四分体(quadrant)外周室的隔板的俯视图。
[0026]图7是在例示性实施方式中的将隔板密封至囊同时还为空气进入囊中提供通道的对接螺栓(banjo bolt)的侧视图。
[0027]图8是在例示性实施方式中的将隔板密封至囊同时还为空气进入囊中提供通道的对接螺栓的俯视图。
[0028]图9是在例示性实施方式中的将心轴插入高压釜中的立体图。
[0029]图10是在例示性实施方式中的将心轴插入高压釜中的立体图。
[0030]图11是在例示性实施方式中的飞行器生产和保养方法的流程图。
[0031]图12是在例示性实施方式中的飞行器的框图。
具体实施方式
[0032]附图和以下描述提供了本公开的具体例示性实施方式。因此，应意识到，本领域技术人员将能够设计出各种排布结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于硬化纤维增强材料的预成型件(130、130
‑
1)的方法(200)，所述方法(200)包括以下步骤：向心轴(110、110
‑
1)施加(202)预成型件(130、130
‑
1)；用隔板(150、150
‑
1)覆盖(204)所述预成型件(130、130
‑
1)；将所述隔板(150、150
‑
1)密封(206)至所述心轴(110、110
‑
1)；将所述隔板(150、150
‑
1)推(208)向所述预成型件(130、130
‑
1)和所述心轴(110、110
‑
1)；当将所述隔板(150、150
‑
1)保持抵着所述预成型件(130、130
‑
1)时，将所述预成型件(130、130
‑
1)硬化(210)成复合部件(194)；以及在所述隔板(150、150
‑
1)与所述心轴(110、110
‑
1)之间设置一个或更多个囊(160、160
‑
1)。2.根据权利要求1所述的方法(200)，所述方法(200)包括以下步骤：抽空由所述隔板(150、150
‑
1)、密封件(156、158、155)以及所述心轴(110、110
‑
1)围成的密封室(157)内的空气，以允许大气压力将所述隔板(150、150
‑
1)推向所述预成型件(130、130
‑
1)，并且优选地包括如下步骤：当所述密封室(157)在被大气压力包围的同时被抽空时，将所述隔板(150、150
‑
1)推向所述预成型件(130、130
‑
1)和所述心轴(110、110
‑
1)；和/或还包括如下步骤：将所述隔板(150、150
‑
1)转位(203)至所述心轴(110、110
‑
1)；并且优选地还包括如下步骤：利用定位板(140)运输所述隔板(150、150
‑
1)，以及将所述定位板(140)处的转位特征(142)与所述心轴(110、110
‑
1)处的转位特征(114)对准；和/或其中，所述隔板(150、150
‑
1)形成外模线即OML(131)，并且所述心轴(110、110
‑
1)形成机身(12)段或机翼面板(30)的内模线即IML(133)，或者其中，所述隔板(150、150
‑
1)形成内模线即IML(133)，并且所述心轴(110、110
‑
1)形成机身(12)段或机翼面板(30)的外模线即OML(131)。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法(200)，所述方法(200)还包括以下步骤：多个囊，其中，所述隔板(150)包括被设置在用于所述囊(160)的充气端口(162)处的开孔(152)；和/或在利用所述隔板(150、150
‑
1)覆盖所述预成型件(130、130
‑
1)之前，将所述囊(160、160
‑
1)插入到纵梁预成型件(164)中；并且所述方法优选地还包括以下步骤：将所述隔板(150、150
‑
1)中的开孔(152)与用于所述囊(160、160
‑
1)的充气端口(162、162
‑
1)对准；将所述隔板(150、150
‑
1)密封至所述囊(160、160
‑
1)；以及使所述囊(160、160
‑
1)充气，并且更优选地，其中，通过将对接螺栓(170)拧入所述充气端口(162、162
‑
1)来执行将所述隔板(150、150
‑
1)密封至所述囊(160、160
‑
1)。4.根据权利要求3所述的方法(200)，所述方法(200)还包括以下步骤：当所述密封室(157)被抽空时，通过使所述囊(160、160
‑
1)内部通到大气压力来使所述
囊(160、160
‑
1)充气；并且可选地还包括如下步骤：在所述囊(160、160
‑
1)充气的情况下对所述纵梁预成型件(164)进行加压和成形。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法(200)，其中，将所述隔板(150、150
‑
1)密封至所述心轴(110、110
‑
1)的步骤包括：经由第一周向密封件(156)将所述隔板(150、150
‑
1)沿周向密封至所述心轴(110、110
‑
1)；并且优选地包括：经由第二周向密封件(158)将所述隔板(150、150
‑
1)沿周向密封至所述心轴(110、110
‑
1)，所述第二周向密封件被整个设置在所述第一周向密封件(156)内；并且更优选地包括：经由第三周向密封件(155)将所述隔板(150、150
‑
1)沿周向密封至所述心轴(110、110
‑
1)，所述第三周向密封件(155)被整个设置在所述第二周向密封件(158)内；并且最优选地包括：经由第三周向密封件(155)将所述隔板(150、150
‑
1)沿周向密封至所述心轴(110、110
‑
1)，所述第三周向密封件(155)被整个设置在所述第二周向密封件(158)内；并且最优选地还包括：将所述第一周向密封件(156)与所述第二周向密封件(158)之间的体积细分成多个四分体(510、520、530、540)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法(200)组装的飞行器(10)的一部分。7.一种用于硬化纤维增强材料的预成型件的设备(100、100
‑
1)，所述设备(100、100
‑
1)包括：心轴(110、110
‑
1)；隔板(150、150
‑
1)，所述隔板(150、150
‑
1)限定预成型件(130、130
‑
1)的表面，所述隔板包括刚性材料(111)；以及密封件(156、158、155)，所述密封件(156、158、155)被设置在所述心轴(110、110
‑
1)与所述隔板(150、150
‑
1)之间；以及一个或更多个囊(160、160
‑
1)，所述一个或更多个囊(160、160
‑
1)被设置在所述隔板(150、150
‑
1)与所述心轴(110、110
‑
1)之间。8.根据权利要求7所述的设备(100、100
‑
1)，其中，所述心轴(110、110
‑
1)还包括真空系统(120)，所述真空系统(120)经由所述心轴(110、110
‑
1)处的真空孔(116)可控地施加真空；和/或其中，所述密封件(156、158、155)包括第一周向密封件(156)，并且优选地，其中，所述密封件(156、158、...

【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：