用于碳纤维条敷设的头和敷设方法技术

本发明专利技术涉及用于敷设碳纤维条的机头，它具有至少两个输送各自的碳纤维条的卷轴（１）用于选择性的供给所述条，并且因此使用所述条形成用于敷设的剥离的宽度。这些卷轴（１）布置在由独立部分形成的主辊（５）上，这些独立部分由各自的旋转传动装置单独地驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用敷设碳纤维条制造零件，尤其是用于航空工业，提出 了一种相对于具有多个条的敷设机头具有特定特征的系统和用于将所述条 敷设在将要构成的表面上的敷设方法。
技术介绍
在航空结构的建造中，组成零件之间的接头是最关键的阻抗零件，藉 此趋于使用最多的可能的零件用于减少接头的数目。然而，零件尺寸的增大同时涉及其复杂性的增加，因此需要能够实现 在大型零件的复杂条件中敷设质量的机器。因此，例如，零件的表面的复杂性包括提供弯曲的区域，弯曲区域利 用敷设碳纤维条形成，如在航空零件的建造中的那样，这就造成一个问题， 因为可以生成的曲率半径取决于在敷设中使用的碳纤维带的宽度，这样所 敷设的带的宽度越大，在敷设中生成的必须闭合的曲率的半径越小，即需 要更大的半径以避免使用的带中的折叠。在到现在为止已知的用于敷设条的机头中，被称为带层机，机头敷设单个条，该条具有不同的宽度量度，即300、 150或75毫米，但是始终是同 一个条。使用300毫米宽的条可以实现最高的产率，而具有更闭合半径的曲率可 以使用75毫米的条跟踪。用于敷设的带的宽度成比例地影响用于使用碳纤维利用所述条敷设形 成零件的处理的生产率，这样用于敷设的剥离的宽度越小，必须执行的穿 插的数目就越大，并且因此，所需的时间量越大而且生产率越低。另外，必须重视，用于指示功能的敷设条的碳纤维使用树脂浸渍，这 样从条离开制造高压釜开始的持续时间大约为十天，在该时间内，条必须 被使用，如果未被使用，则它必须被处理；藉此为了尽可能减少材料由于 其老化导致的损失，敷设的生产率对于实现条的快速使用非常重要。4除来自同一个碳纤维条的敷设条的这些带层机之外，已知被称为纤维 层机的其它机器，它们使用利用螺纹缠绕在多个巻筒上的狭窄的碳纤维。
技术实现思路
依照本专利技术，提出了一种用于敷设碳纤维条的机头，使用它，可以实 现功能性特征，这些特征有利地允许解决使用所述条利用剥离形成大和复 杂零件中的问题。依照该系统，机头为带层机形式，即，使用缠绕在纸托架上的碳纤维 条并且不是多个碳纤维缠绕在纤维层机巻轴上。然而与其中机头使用同一个300、 150或75毫米的条的传统解决方案相比，现在并且依照本专利技术的系 统目标，机头使用至少两个条，并且优选地四个碳纤维条，每个条均为75 毫米宽，这样如果机头同时敷设四个条，它就会达到标准的300毫米宽度的 量度，这提供了最高的生产率并且允许跟踪非常闭合的半径而在条中不会 出现折叠。相反，当区域为弯曲时，取决于其半径，可以使用两个150毫米 的条，始终维持300毫米的总剥离宽度，乃至也使用300毫米的单个条，如 果曲线的半径非常大并且零件实际上为平面时。实际上，依照本专利技术的目的，使用了敷设机头，其中布置了至少两巻 筒的碳纤维条并且优选布置了四个巻筒，当碳条敷设在将要形成的表面上 时，所述巻筒结合在由独立的连续部分的结构形成的主辊上，独立的连续 部分相关联至各自的旋转驱动传动装置，且旋转驱动传动装置利用计算机 程序控制，当缠绕在巻轴上时，条被提供传统保护纸，保护纸是在独立巻 取巻轴中分开和收集的，且一个巻取巻轴用于每个巻筒。用于敷设的条从供给巻筒输送至敷设区域，经过保持它们分开的导向 装置，具有用于压在每个条上的独立部分的多个跟部提供在敷设区域中， 这样在依照所述压力利用剥离形成的表面上就会敷设或不敷设每个条。机头由此可以获得，利用该机头可以敷设相同或不同的不同宽度的条 用于使用等于很宽的带的敷设范围形成剥离，这允许依照将要构成的表面 的要求，利用控制旋转驱动向碳纤维条的巻筒的传递建立每个条的连续或 不间断的敷设，以及单独地改变不同条的供给的速度，用于适应在将要构 成的表面的曲线上的敷设，这允许对于曲线的外部比内部的敷设补偿更大范围的移动，保持沿着整个敷设的长度使用的条中的张力，而它们不会变 形。因此可以依照敷设需要的曲率使用更大或更小数目的碳纤维条。另外， 敷设宽度可以覆盖与非常宽的带一样的方式同时使用的各自条的组，这样，例如，两个150毫米宽的条或四个75毫米宽的条可以用于300毫米的敷设宽 度，而不会限制这些量度或巻筒的数目，能够适应每种情形并且依照将要 制造的表面和最佳生产率。用于碳纤维条的组件包括利用自动控制的纵向传动螺钉的轴向定位配 置，且传动螺钉将每个巻筒对应于用于输送条的各自的导向装置设置在主 辊上；并且具有用于利用布置在主辊的所述部分中的径向压板将每个巻筒 固定在主辊的相应部分上的旋转固定系统，径向压板气动地驱动，主辊的 所提到的部分的径向膨胀以其界定以将巻筒固定在其上。相对于每个碳纤维条从相应的巻筒的供给，布置了一个独立的传感器， 藉此控制旋转传动装置向巻筒的驱动来按照需要调节每个条的敷设速度， 在所述条中保持正确的敷设压力。所述传感器还设置有摆动运动配置，允 许依照其消耗的条的量补偿巻筒惯性的差异。当条保持巻筒中包含的条用完时，它的替换可以单独地实现，在每个 情形中更换用完的巻筒，或者在它们之一用完时替换整组的巻筒，这会减 少所需的替换和停止的数目并且使材料的废料仍然留在未完成的巻筒上。实现用于使用最小数目的保持所述条的巻筒替换的敷设的条的更好利 用的可选方案包括应用软件程序用于与形成不同零件的敷设机头的相继使 用的程序结合以管理条的供给，这样软件就计算必须在不同的使用中用于 应用剥离执行的移动的范围从而执行这些使用，这样在敷设使用中的条的 越大的消耗就会通过其它使用中其它条的更大消耗补偿，藉此保持用于敷 设的条的所有巻筒会同时用完并且可以同时替换，而不会浪费其材料。依照本专利技术，朝向机头侧面的超声切割单元结合在平行于用于结合碳 纤维条供给巻筒的主辊的轴的轴中，这样通过相对于碳纤维条敷设位置在 90。处旋转机头，所提到的切割单元就处于操作位置以切割敷设的条的剩余 部分。因此可以相当大地减少敷设碳纤维条的总工作时间，因为条被敷设并 且其剩余部分使用同样的机头切割，另外所需装置的组件更简单并且更廉价，因为切割单元的操作位置是利用将机头在其自己的组件轴上旋转实现 的。因此在此提出的机头和方法提供了利用使用碳纤维的剥离形成零件的 非常有利的功能特征，该系统相对于到现在为止为相同的功能使用的装置 获得了其自己的标识和优选特性。附图说明图l显示了用于依照本专利技术的碳纤维条敷设的机头的透视图。图2显示了对应于其一般框架的机头的零件的分解图。 图3是类似于图2的透视图，但是零件已经布置在它们的装配位置中。 图4显示了用于装配超声切割单元(15)的相位的透视图。 图5是类似于图4的视图，但是超声切割单元(15)已经装配好。 图6显示了用于装配主辊(5)的相位的透视图。 图7是类似于图6的视图，但是主辊(5)已经装配好。 图8是用于将碳纤维的巻筒(1)装配在本专利技术的机头中的主辊(8)的 部分分解透视图。图9是具有所述主辊(5)的纵剖面的透视图，其中没有传动马达单元。 图9A是前一个图的部分的放大的细节。图10是用于装配巻筒(1)的主辊(5)的组件的透视图，且具有用于 调节碳纤维条的供给的传感器(14)的块。图ll是用于调节条的供给的传感器(14)的块的放大透视图。 图12是用于将碳纤维条压在敷设表面上的跟部(10)的透视图。 图13是用于从碳纤维条中取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于碳纤维条的敷设的机头，其类型为布置在纵轴上的旋转组件中并且其实际块或机头在横轴上，以利用从供给卷筒供料并且设置有保护纸的碳纤维条执行用于表面的形成的剥离，该碳纤维材料敷设在利用压在表面上的压力形成的所述表面上，同时保护纸卷取在卷取卷轴中，其特征在于，机头被使用，该机头中布置了至少两个卷筒（１），所述卷筒保持各自的碳纤维条用于所述条的选择性供给，以形成用于敷设的剥离的宽度，用于敷设的条的卷筒（１）结合在由独立的部分（５．１）形成的主辊（５）上，部分（５．１）由各自的旋转传动装置单独地驱动，这允许从卷筒（１）的碳纤维条的独立供给。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔托里斯马丁内斯，
申请(专利权)人：曼努埃尔托里斯马丁内斯，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]