热塑性层压材料的连续模制制造技术

通过连续的模制工艺制造细长的热塑性复合部件(20)。预加固的热塑性层压材料通过加热其至低于其熔化铺叠的温度被软化，并且其被基本上连续地供应通过多组工具模具。工具模具在心轴上渐增地模制部分软化的层压材料，以使层压材料形成具有闭合横截面的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及制造热塑性复合部件的工艺，并且更具体地涉及将特征连续地模制入一定长度的预加固(pre-consolidated)的热塑性层压材料的方法,特别是形成基本上闭合的横截面形状的特征。
技术介绍
存在制造热塑性复合(TPC)层压材料的多种工艺。除了非连续的工艺诸如压制、冲压和热压罐成型(autoclave forming),还有连续的工艺诸如挤出、拉挤、滚轧成形和压缩模制(压缩模塑，compression molding)。最近，已经利用连续的压缩模制工艺,开发了工艺用于以连续的长度生产TPC部件。拉挤工艺在纤维方位方面可具有限制，其可阻止针对强度和重量节省的复合材料的最佳使用。压制形成和压热器加固工艺可能不容易生产具 有闭合横截面形状的部件，并且可能在较高生产率下更昂贵。因此，需要制造复合部件方法，该方法允许热后成形连续长度的预加固TPC层压材料，同时保持预加固层压材料的有利结构性质。也需要形成具有基本上闭合横截面形状的TPC层压材料部件的方法，并且其不限于该部件或片铺叠(Iayup)构造的长度。
技术实现思路
本公开实施方式提供了制造TPC部件的方法，其中使用连续的热后成形工艺，在受控制的热和压力下，将预加固的层压材料热后成形成期望的部件形状。在层压材料被压缩模制成期望的部件形状后，连续的热后成形工艺允许预加固层压材料的特定和/或有利的性能和/或结构性质得以保留。本公开方法允许任何片方位或构造的预加固的层压材料被连续形成，而没有对部件长度的限制。该方法允许生产沿它们的长度具有基本上闭合横截面和/或曲率的部件。该加工方法适于与自动化工艺和控制一起使用，这样可产生有效、低成本、高速率的生产。根据一个公开的实施方式，提供了制造复合部件的方法。该方法包括生产预加固的TPC层压材料，并基本上连续地供应预加固的层压材料通过成形区。该预加固的层压材料被加热至足以允许成形层压材料但低于层压材料熔点的温度。当层压材料被供应通过成形区时，一个或多个特征被渐增地成形入加热的层压材料。生产预加固的TPC层压材料可包括形成多片增强的热塑性材料的铺叠，将至少一种形状模制入铺叠，并且随后加固成形的铺叠。使用一组工具模具，可进行加热层压材料的渐增成形，以分别将部分特征模制入层压材料。将特征成形入层压材料可包括在心轴上成形部分加热的层压材料。根据另一个实施方式，提供了制造复合部件的方法，其包括铺叠多片TPC层压材料和加固层压材料铺叠。加固的层压材料被加热至低于其熔点但足以软化层压材料进行模制的预选温度。当层压材料被供应通过工具模具时，该加热的加固层压材料被基本上连续地供应通过共同地将至少一种特征模制入层压材料的多组工具模具。每个工具模具用于将一部分特征部分地模制入加热的层压材料。该方法进一步包括在特征已经被模制入其中后冷却层压材料，和固化模制的层压材料。该方法也可包括使用工具模具，将曲率沿层压材料的长度模制入层压材料。供应层压材料包括限制时间，在该时间期间，该层压材料被加热至预选的温度一段时间，这导致在被加热前维持加固的层压材料的结构性质。根据又另一个公开的实施方式，提供连续的压缩模制方法用于生产具有闭合横截面的细长部件。该方法包括基本上连续地供应预加固的TPC层压材料通过压缩模制机器。该层压材料通过将其加热至低于其熔点的温度被软化。该方法包括当层压材料被供应通过机器时，相继使用机器中的不同工具模具，将部分特征模制入软化的层压材料。模制层压材料包括绕心轴成形部分加热的层压材料，以至少部分闭合模制部件的横截面。可沿弯曲路径进行基本上连续地供应预加固的层压材料通过压缩模制机器。公开的实施方式满足了对以下方法的需要利用连续模制预加固的层压材料，制造具有包括闭合形状在内的任意各种横截面形状的连续长度的复合部件，而在模制工艺期间不损害预加固层压材料的结构性质。10.制造复合部件的方法，包括铺叠多片热塑性层压材料；加固层压材料铺叠；加热加固的层压材料至低于其熔点但足以软化层压材料进行模制的预选温度；基本上连续地供应加热的层压材料通过多组工具模具；以及，当层压材料被基本上连续地供应通过工具模具时，使用工具模具将至少一种特征模制入加热的层压材料，包括使用每个工具模具将特征部分模制入加热的层压材料。11.权利要求10所述的方法，进一步包括在特征已经被模制入层压材料后冷却层压材料；和固化层压材料。12.权利要求10所述的方法，进一步包括使用工具模具将曲率沿层压材料的长度模制入层压材料。13.权利要求11所述的方法,其中进行加热层压材料，一次一个截面(部分，section)，并且包括限制时间，在该时间期间，层压材料的每个截面都被加热至预选的温度一段时间，这导致维持在加热前加固的层压材料的结构性质，和进行冷却预加固的层压材料，一次一个截面。14.权利要求10所述的方法，其中使用工具模具将至少一种特征模制入加热的层压材料包括在心轴上成形加热的层压材料，并且在心轴上成形层压材料的时间段期间，层压材料被维持在预选温度。15.权利要求10所述的方法，进一步包括在特征被模制入层压材料前，将至少一种形状沿层压材料的长度成形入加固的层、压材料。16.权利要求10所述的方法，其中模制特征包括使加固的层压材料形成闭合的横截面形状。17.通过权利要求10所述的方法制造的复合部件。18.连续生产具有闭合横截面的细长部件的方法，包括 基本上连续地供应预加固的热塑性层压材料通过压缩模制机器；通过加热层压材料至低于其熔点的温度软化层压材料；和当层压材料被基本上连续地供应通过机器时，相继使用机器中不同的工具模具，将部分特征模制入软化的层压材料，包括绕心轴模制部分加热的层压材料，以至少部分闭合模制部件的横截面。19.权利要求18所述的方法，进一步包括在特征已经被模制入层压材料后，冷却层压材料。 20.权利要求18所述的方法，进一步包括在层压材料被供应进入机器前，将至少一种形状模制入层压材料。21.权利要求18所述的方法，其中沿弯曲路径，进行基本上连续地供应预加固的层压材料通过压缩模制机器。22.权利要求18所述的方法，其中将部分特征模制入软化的层压材料包括将曲率沿层压材料的长度模制入层压材料。23.通过权利要求18所述的方法生产的复合部件。24.制造具有闭合横截面形状的细长复合部件的方法，包括铺叠一定长度的多片热塑性层压材料；沿铺叠的层压材料的长度将形状成形入铺叠的层压材料；加固成形的层压材料，包括加热层压材料至至少其熔点，和随后冷却层压材料；再次加热加固的层压材料至低于其熔点但足以软化层压材料进行模制的温度；基本上连续地供应加热的层压材料通过多组工具模具；以及，当层压材料被基本上连续地供应通过工具模具时，使用工具模具在心轴上模制软化的层压材料，以形成闭合的横截面形状，包括使用每个工具模具将特征部分模制入加热的层压材料。当根据附图和所附权利要求查看时，公开的实施方式的其他特征、益处和优点将由以下实施方式的描述变得明显。附图说明图I是通过公开的方法制造的典型的TPC部件的透视图的图示。图2是图解视图的图示，其显示适于形成图I所示的连续长度的TPC部件的热后成形机器。图3A-3G是截面图，其相继显示了使用图2中图解的机器渐增模制图I的部件。图4是在模制工艺期间TPC层压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.24 US 12/711,4011.制造复合部件的方法，包括 生产预加固的热塑性层压材料； 基本上连续地供应所述预加固的层压材料通过成形区； 加热所述预加固的层压材料至足以允许成形所述层压材料，但低于所述层压材料的熔化温度的温度；和 当所加热的层压材料被供应通过所述成形区时，渐增地将特征成形入所述加热的层压材料的一些截面。2.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 在所述特征已经被成形入所述层压材料后，冷却所述层压材料。3.根据权利要求I所述的方法，其中生产所述预加固的热塑性层压材料包括 形成多片增强的热塑性材料的铺叠， 将至少一种形状模制入所述铺叠， 加固所述成形的铺叠。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·鲁宾，J·R·福克斯，R·D·威尔克尔松，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：