复合成形设备、系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及复合成形设备、系统和方法。复合成形设备包括末端执行器、联接至该末端执行器的成形特征、以及加热部件，该加热部件联接至成形特征以对该成形特征加热。末端执行器使成形特征相对于复合层片移动，以使复合层片在成形工具上或者在先前成形的复合层片上成形。成形特征经由传导来对复合层片加热。成形特征经由传导来对复合层片加热。成形特征经由传导来对复合层片加热。

【技术实现步骤摘要】
复合成形设备、系统和方法


[0001]本公开总体上涉及复合制造，更特别地，涉及用于复合部件的逐层片成形的设备、系统和方法。

技术介绍

[0002]经成形的复合结构通常被用于需要轻质和高强度的应用中，诸如用于飞行器和载具中。通常，这些应用利用必须被成形然后进行固化的轮廓化部件。复合结构、特别是相对较大的复合结构或具有复杂轮廓的复合结构的常规成形在进行固化之前需要大量的人工劳动。例如，复合纤维层片(ply)(例如，预浸渍纤维层片或干织物)是手动铺设在经定形的成形工具或心轴上方的。然后通常通过加热和加压来使该部件固化。最终所得的部件与成形工具的形状相匹配。然而，纤维层片的敷设是耗时且费力的。另外，当使纤维层片在成形工具上成形时可能难于操纵。因此，本领域技术人员在复合制造领域中继续进行研究和开发工作。

技术实现思路

[0003]公开了一种用于使复合件成形的设备、用于使复合件成形的系统、用于使复合件成形的方法、以及复合结构。以下是根据本公开的主题的可以要求保护也可以不要求保护的示例的非穷举列表。
[0004]在示例中，所公开的复合成形设备包括：末端执行器；成形特征，该成形特征联接至末端执行器；以及加热部件，该加热部件联接至成形特征以对该成形特征加热。末端执行器使成形特征相对于复合层片移动，以使复合层片在成形工具上或者在先前成形的复合层片上成形。成形特征经由传导来对复合层片加热。
[0005]在示例中，所公开的复合成形系统包括：移动机构；联接至移动机构的复合成形设备；以及包括成形表面的成形工具。移动机构选择性地使复合成形设备相对于成形工具的成形表面定位。加热部件对成形特征加热。在使用成形特征使复合层片在成形工具上或者在先前成形的复合层片上成形之前，成形特征经由传导对该复合层片加热。
[0006]在示例中，所公开的方法是用于使用复合成形设备使复合层压件在成形工具上成形。
[0007]在示例中，所公开的复合结构是使用复合成形设备在成形工具上成形的。
[0008]在另一示例中，所公开的复合成形系统包括：移动机构；末端执行器，该末端执行器联接至移动机构；成形特征，该成形特征联接至末端执行器；以及加热部件，该加热部件联接至成形特征。末端执行器选择性地使成形特征相对于复合层片移动，以向复合层片施加压紧力。移动机构选择性地使末端执行器相对于复合层片移动，以使用成形特征来使复合层片(312)的一部分在成形工具的一部分上或者在先前成形的复合层片(312
‑
1)的至少一部分上成形。加热部件对成形特征加热。热是经由传导从成形特征传递至复合层片的。
[0009]在另一示例中，所公开的方法是用于使用复合成形系统使复合层压件在成形工具
上成形。
[0010]在另一示例中，所公开的复合结构是使用复合成形系统在成形工具上成形的。
[0011]在另一示例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)将复合层片定位在成形工具上或者在先前成形的复合层片上；(2)使用末端执行器将成形特征定位成与复合层片接触；(3)使用加热部件对成形特征加热，该加热部件联接至成形特征；(4)使用成形特征，经由传导来对复合层片的一部分加热；以及(5)在使用成形特征对复合层片的所述一部分加热的同时，使用成形特征使复合层片的所述一部分在成形工具的一部分上或者在先前成形的复合层片的至少一部分上成形。
[0012]在另一示例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)将复合层片放置在成形工具上或者放置在位于成形工具上的先前成形的复合层片上；(2)将复合层片的一部分抵着成形工具或者抵着位于成形工具上的先前成形的复合层片压紧；(3)经由传导对复合层片的正被压紧的一部分进行局部加热；以及(4)在压紧并局部加热复合层片的一部分的同时，使复合层片的所述一部分在成形工具的一部分上或者在先前成形的复合层片的至少一部分上成形。
[0013]在另一示例中，所公开的复合设备是根据所述方法来操作的。
[0014]在另一示例中，所公开的复合结构是根据所述方法来成形的。
[0015]在另一示例中，所公开的复合结构包括复合层片的至少一个层。使具有复合层片的至少一个层在成形工具上或者在位于成形工具上的先前成形的复合层片上成形，以制造复合层压件。使用成形特征来使复合层片的所述一部分在成形工具的一部分上或者在先前成形的复合层片的至少一部分上成形的同时，通过复合成形设备的成形特征经由传导对复合层片的一部分加热。使复合层压件固化，以使复合结构成形。
[0016]根据本公开的方面，提供了一种复合成形设备，该复合成形设备包括：末端执行器；成形特征，该成形特征联接至末端执行器；以及加热部件，该加热部件联接至成形特征以对该成形特征加热，其中：末端执行器使成形特征相对于复合层片移动，以使复合层片在成形工具上或者在先前成形的复合层片上成形；以及成形特征经由传导来对复合层片加热。
[0017]有利地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，加热部件位于成形特征内。
[0018]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，加热部件是电阻加热器。
[0019]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，加热部件是感应加热器。
[0020]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，成形特征包括囊(bladder)；并且囊是可膨胀的。
[0021]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中：囊包括管状主体，该管状主体包括内部表面和外部表面；并且加热部件联接至内部表面或者位于内部表面与外部表面之间。
[0022]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，成形特征包括刮器(wiper)。
[0023]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，成形特征包括指部。
[0024]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，成形特征是由氟弹性体制成的。
[0025]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，成形特征是由硅树脂制成的。
[0026]优选地，该复合成形设备还包括冷却部件，该冷却部件对成形特征进行冷却，其中，热是经由传导从复合层片传递至成形特征的。
[0027]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，冷却部件位于成形特征内。
[0028]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，冷却部件包括：通道，该通道延伸贯穿成形特征；以及流体，该流体穿过通道。
[0029]优选地，该复合成形设备还包括温度传感器，该温度传感器检测成形特征和复合层片中的至少一者的温度。
[0030]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，温度传感器是接触式温度传感器。
[0031]优选地，该复合成形设备是这样的复合成形设备，即，其中，温度传感器是非接触式温度传感器。
[0032]优选地，该复合成形设备还包括控制单元，该控制单元联接至加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合成形设备(100)，所述复合成形设备包括：末端执行器(102)；成形特征(104)，所述成形特征联接至所述末端执行器(102)；以及加热部件(112)，所述加热部件联接至所述成形特征(104)以对所述成形特征(104)加热，其中：所述末端执行器(102)使所述成形特征(104)相对于复合层片(312)移动，以使所述复合层片(312)在成形工具(308)上或者在先前成形的复合层片(312
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1)上成形；并且所述成形特征(104)经由传导来对所述复合层片(312)加热。2.根据权利要求1所述的复合成形设备(100)，其中，所述加热部件(112)位于所述成形特征(104)内。3.根据权利要求1或2所述的复合成形设备(100)，其中，所述成形特征(104)包括囊(118)；并且所述囊(118)是可膨胀的。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的复合成形设备(100)，其中，所述成形特征(104)包括刮器(120)。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的复合成形设备(100)，其中，所述成形特征(104)包括指部(122)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的复合成形设备(100)，所述复合成形设备还包括踏脚(324)，所述踏脚相对于所述末端执行器(102)能移动，以抵着所述成形工具(308)或者抵着所述先前成形的复合层片(312
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1)按压所述复合层片(312)。7.一种复合成形系统(300)，所述复合成形系统包括：移动机构(302)；末端执行器(102)，所述末端执行器联接至所述移动机构(302)；成形特征(104)，所述成形特征联接至所述末端执行器(102)；以及加热部件(112)，所述加热部件联接至所述成形特征(104)，其中：所述末端执行器(102)选择性地使所述成形特征(104)相对于复合层片(312)移动，以向所述复合层片(312)施加压紧力(144)；所述移动机构(302)选择性地使所述末端执行器(102)相对于所述复合层片(312)移动，以通过使用所述成形特征(104)使所述复合层片(312)的一部分在成形工具(308)的一部分上或者在先前成形的复合层片(312
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1)的至少一部分上成形；所述加热部件(112)对所述成形特征(104)加热；并且热是经由传导从所述成形特征(104)传递至所述复合层片(312)的。8.根据权利要求7所述的复合成形系统(300)，所述复合成形系统还包括：第二末端执行器(202)，所述第二末端执行器联接至所述移动机构(302)；第二成形特征(204)，所述第二成形特征联接至所述第二末端执行器(202)；以及第二加热部件(212)，所述第二加热部件联接至所述第二成形特征(204)，其中：
所述第二末端执行器(202)选择性地使所述第二成形特征(204)相对于所述复合层片(312)移动，以向所述复合层片(312)施加第二压紧力(244)；所述移动机构(302)选择性地使所述第二末端执行器(202)相对于所述复合层片(312)移动，以通过使用所述第二成形特征(204)使所述复合层片(312)的第二部分在所述成形工具(308)的第二部分上或者在所述先前成形的复合层片(312
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1)的至少第二部分上成形；所述第二加热部件(212)对所述第二成形特征(204)加热；并且热是经由传导从所述第二成形特征(204)传递至所述复合层片(312)的。9.根据权利要求7或8所述的复合成形系统(300)，所述复合成形系统还包括：多个末端执行器(102)，其中，所述多个末端执行器(102)中的各个末端执行器联接至所述移动机构(302)；多个成形特征(104)，其中，所述多个成形特征(104)中的各个成形特征联接至所述多个末端执行器(102)中的对应末端执行器；以及多个加热部件(112)，其中，所述多个加热部件中的各个加热部件联接至所述多个成形特征(...

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