【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及本领域中称为翼梁的飞机机翼中的结构部件的制造。尽管制造方法特别适合于飞机翼梁制造，但是它可以用于其他相关应用或具有类似形状的部件。
技术介绍
1、例如，该技术可以用于使用非卷曲织物(ncf)以形成复杂的3维形状的各种应用中。一种技术也可以与其他材料形式一起使用，例如平纹或带束编织织物。它特别涉及比传统的预浸渍材料更容易滑动和剪切的干燥织物，传统的预浸渍材料需要加热以降低树脂粘度。
2、对于航空航天领域而言，翼梁可以用于机翼、水平或垂直尾板(尾翼)、直升机的尾梁以及需要刚性的部件(例如小翼和襟翼)中的较小结构。
3、飞机机翼包括外部空气动力学表面，空气通过飞机的向前运动在该外部空气动力学表面上流动。机翼通常包括在机翼内从根部延伸到翼尖的一个或多个翼梁，其中翼梁在该根部处连接到机身。
4、翼梁和相关联的肋(其在飞机的飞行前后方向上延伸)的形状和轮廓对应于翼型件的期望形状。然后，外部空气动力学表面可以(通过各种方式)连接到肋和翼梁以形成机翼。
5、制造翼梁的一种常规方式是使用cnc刀具从铝或其他轻质材料的坯段来机加工翼梁，使得可以获得翼梁的精确几何形状。使用这些技术制造的常规机翼允许为每个飞机设计准确地制造轻质机翼，且提供期望的强度和刚度。
6、然而，本专利技术人已经设计了用于优化机翼设计并且特别是允许成功且经济地部署非卷曲成形技术的机翼翼梁制造的替代工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的各方面在所附权利要求中阐述
2、从第一方面来看，提供了一种非卷曲织物(ncf)成形设备，该非卷曲织物成形设备包括至少一对相反的可移动成形器板，所形成的板被布置成用于定位在成形工具的相反两侧上，并且能够在成形工具的上表面上方的第一位置与低于第一位置的第二位置之间移动，其中每个成形器板具有能够相对于成形工具的侧表面移动的成形器边缘，成形器板还包括一个或多个联接件，该一个或多个联接件被布置成用于接收弹性连接器，该弹性连接器用于在使用中联接到一定长度的非卷曲织物。
3、本文所述的制造设备允许非卷曲织物材料以允许形成高精度多层部件(诸如飞机翼梁)的方式精确地定位在成形工具上。此外，可以在最终部件中实现更复杂的几何形状，从而为设计者提供更大的灵活性以优化强度重量比。
4、所形成的边界可以是沿着工具的任一侧终止的一系列可移动表面的形式。它们可以相对于工具共同地或独立地移动。
5、术语“弹性连接器”旨在指非卷曲织物片材(其将被覆盖在工具上)和成形器板之间的中间连接，其中该成形器板可以在工具和可移动成形器板之间弹性地拉伸。这可以是连续的单个条或多个条，每个条能够随着成形器板和工具之间的间隔增加或减小而拉伸。
6、有利地，可移动成形器板还可以布置成在从第一位置移动到第二位置之前和期间可选地横向远离或朝向彼此移动。这允许织物材料关于如何铺设在工具之上的灵活性，并且允许将精确的预张紧力施加到织物，如下所述。
7、当可移动成形器板从第一位置移动到第二位置时，它们可以被构造成朝向成形工具的相应侧竖直和横向移动。这允许织物小心地与工具上表面和侧表面的拐角和几何形状接触。
8、类似地，可移动成形器板可被构造成首先在竖直方向上移动预定距离，然后同时竖直和横向地朝向成形工具的相应侧移动。然后可以实现织物相对于工具的精确对准。另外，移动的全部或部分可由计算机控制。
9、所述一个或多个联接件可相对于工具布置在成形器边缘的远侧部分上。因此，将弹性连接器连接到成形器板的联接件可以在板的最远离工具的一部分处联接到成形器板。这允许将材料方便地装载到成形器板上，并且还允许在成形器板的与工具相对的侧表面上进行联接。因此，弹性连接器必须绕过成形器板的外表面的一部分，这提高了联接强度。
10、弹性连接器和联接件可分别呈弹性体膜(诸如由tygavac制造的薄膜)和两个胶条的形式。胶条可以方便地是双面胶带(由3m制造的类型)，其允许弹性连接器沿着一端或边缘容易地连接到ncf并且在另一个边缘或端连接到成形器板。
11、可以方便地与本文描述的专利技术一起使用的材料的示例包括但不限于：
12、2片ncf无纺布；
13、包含聚酯膜的双面胶带，厚度为150μm-250μm，具有丙烯酸胶和15n/cm-25n/cm的胶合强度；
14、25微米高伸长率含氟聚合物膜；和
15、具有施加到两侧的硅胶的聚酯带。
16、该设备还可包括压力盒，该压力盒被构造成降低到成形工具上方并且包括膨胀气囊，该膨胀气囊被构造成在膨胀时向成形工具的外表面施加力。因此，一旦成形板已经完成其移动路径以将ncf放置就位，则压力盒就可以降低到工具上方并抵靠ncf材料定位。当这种情况发生时，成形板可以有利地保持在其最终位置。
17、成形工具本身可以是所制造的期望零件所需的任何合适的形状。例如，成形工具可以是细长心轴的形式，该细长心轴具有上表面和侧表面，一段非卷曲织物可以抵靠该上表面和侧表面牵拉。
18、从另一方面来看，提供了一种由非卷曲纤维(ncf)材料形成部件的方法，该方法包括以下步骤：
19、(a)将ncf材料层的周边的部分联接到铺设设备的一个或多个可移动成形器板，其中，所述联接通过中间弹性材料实现；
20、(b)使可移动成形器板移动分开，以在中间弹性材料上施加拉伸载荷；以及
21、(c)使可移动成形器板从成形工具上方的第一位置移动到第一位置下方的第二位置，以便使ncf材料层与成形工具接触。
22、有利地，当可移动成形器板从第一位置移动到第二位置时，中间弹性材料可以保持张紧。这继而将ncf材料保持有少量张紧，使得其在板移动时与工具准确地对准。
23、将认识到，上文参考设备陈述描述的特征和优点同样且可互换地应用于制造方法。
24、从又一方面来看，提供了一种使用本文描述的设备和方法形成的飞机翼梁。
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1.一种非卷曲织物(NCF)成形设备，包括至少一对相反的可移动成形器板，所述成形器板被布置成用于定位在成形工具的相反两侧上，并且能够在所述成形工具的上表面上方的第一位置与低于所述第一位置的第二位置之间移动，
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述可移动成形器板还布置成在从所述第一位置移动到所述第二位置之前和期间可选地横向远离彼此或朝向彼此移动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当所述可移动成形器板从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述可移动成形器板被构造成朝向成形工具的相应侧竖直和横向地移动。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述可移动成形器板被构造成首先在竖直方向上移动预定距离，然后同时竖直和横向地朝向成形工具的相应侧移动。
5.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述一个或多个联接件布置在所述成形器边缘的相对于所述工具的远侧部分上。
6.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述弹性连接器和联接件分别为弹性体膜和两个胶条的形式。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述弹性体膜的靠近
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述弹性体膜是25微米膜。
9.根据任一项前述权利要求所述的设备，还包括压力盒，所述压力盒被构造成降低到所述成形工具上方并且包括膨胀气囊，所述膨胀气囊被构造成在膨胀时向所述成形工具的外表面施加力。
10.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述成形工具呈细长心轴的形式，所述细长心轴具有上表面和侧表面，一段非卷曲织物能够抵靠所述上表面和所述侧表面被牵拉。
11.一种由非卷曲纤维(NCF)材料形成部件的方法，所述方法包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述可移动成形器板从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述中间弹性材料保持张紧。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述可移动成形器板还被布置成在从所述第一位置移动到所述第二位置之前和期间可选地横向远离彼此或朝向彼此移动。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中，当所述可移动成形器板从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述可移动成形器板被构造成朝向成形工具的相应侧竖直和横向地移动。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中，所述可移动成形器板被构造成首先在竖直方向上移动预定距离，然后同时竖直和横向地朝向成形工具的相应侧移动。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，所述成形工具是细长工具，并且所述成形板被布置成沿所述细长工具的最长侧延伸。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下附加步骤：将压力盒降低到所述成形工具上方，
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其中，所述弹性连接器是一个条或一段含氟聚合物释放膜的形式。
19.根据权利要求11-18中任一项所述的方法，其中，所述铺设设备是根据权利要求1-10中任一项所述的设备。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中，所述部件是用于飞机机翼的翼梁。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种非卷曲织物(ncf)成形设备，包括至少一对相反的可移动成形器板，所述成形器板被布置成用于定位在成形工具的相反两侧上，并且能够在所述成形工具的上表面上方的第一位置与低于所述第一位置的第二位置之间移动，
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述可移动成形器板还布置成在从所述第一位置移动到所述第二位置之前和期间可选地横向远离彼此或朝向彼此移动。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当所述可移动成形器板从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述可移动成形器板被构造成朝向成形工具的相应侧竖直和横向地移动。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述可移动成形器板被构造成首先在竖直方向上移动预定距离，然后同时竖直和横向地朝向成形工具的相应侧移动。
5.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述一个或多个联接件布置在所述成形器边缘的相对于所述工具的远侧部分上。
6.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述弹性连接器和联接件分别为弹性体膜和两个胶条的形式。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述弹性体膜的靠近ncf的边缘通过双面胶连接到所述ncf，并且所述弹性体膜的靠近成形器板的边缘通过胶条连接到所述成形器板。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述弹性体膜是25微米膜。
9.根据任一项前述权利要求所述的设备，还包括压力盒，所述压力盒被构造成降低到所述成形工具上方并且包括膨胀气囊，所述膨胀气囊被构造成在膨胀时向所述成形工具的外表面施加力。
10.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述成形工具呈细长心轴的形式...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·威廉姆斯，克莱蒙特·欧意，
申请(专利权)人：GKN航空服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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