制造具有双曲率的面板的方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种使用合成材料制造具有双曲率的飞机面板的方法，所述面板由三维初模型形成，其包括根据预定设置分布的纤维，其特征在于其包括制造纤维的平面初模型(22)、使得所述平面初模型(22)变形以获得三维初模型，纤维沿着预定的轨迹，以在变形之后获得纤维的确定设置。

【技术实现步骤摘要】
制造具有双曲率的面板的方法
本专利技术涉及一种制造具有双曲率的面板的方法。
技术介绍
在图1A和1B中，示出了飞机10的前部，并且尤其示出了称为舱体的面板12，其形成机身的一部分并且包括双曲率。对于某些特定机型，该面板12的三维形状可以延伸具有180°的扇形，并且长度可以达到9米，这相当于数量级为60m2的面积。为了减少舱体质量，该面板12由合成材料制成，例如根据不同方向定向且浸入树脂基质中的纤维。下文中，纵向指的是从飞机头部延伸至尾部的方向。纵平面指的是包含纵向的平面。横平面指的是与纵向垂直的平面。为了实现最优的机械强度，纤维设置成沿着四个方向的四组，第一方向为0°，第二方向90°，第三方向+45°，而第四方向-45°。正如图2A和2B中所示，定向为0°的第一组纤维14应当设置使得，在与纤维14的交叉点上，纤维14与垂直曲率的交叉点(也称为节点)彼此具有相等的距离。定向为90°的第二组纤维16应当设置使得在所有节点处，纤维16垂直于纤维14。定向为+45°的第三组纤维18应当设置使得在所有节点处，纤维18与纤维14呈45°。定向为-45°的第四组纤维20应当设置使得在所有节点处，纤维20与纤维14呈-45°。因此，为了获得最优的机械强度，纤维14、16、18和20未按基准轨迹设置。为了制造具有双曲率的面板，应当制造表面三维形状对应于将制造的部件的模具，并且设置预浸渍的纤维，其中至少一端沿着纤维的轨迹沉积，以便于获得如前所述的纤维设置，从而获得最优机械强度。随着纤维的引入，整体聚合成面板12。这种制造方法需要复杂且昂贵的类型的AFP(用于自动纤维布置)的自动装置，这影响了所述面板的成本。同样地，本专利技术旨在通过提供一种制造双曲率面板的方法，而克服现有技术的不足。
技术实现思路
为此目的，本专利技术旨在提供一种具有双曲率的合成材料的飞机面板的方法，所述面板由三维初模型制成，具有根据已确定设置分布的纤维，其特征在于制造纤维板的初模型，使得所述板的初模型变形以获得三维初模型，纤维轨迹与板的初模型相适应，以在变形之后获得纤维的确定设置。附图说明参考随附附图，根据仅作为实例提供的本专利技术的说明书，其他特征和优点将是显然的，在附图中：-图1A是飞机前部的侧视图；-图1B是飞机前部的主视图；-图2A是根据示出纤维位置的视图的第一角度的双曲率面板的透视图；-图2B是根据视图另一角度的图2A的面板的透视图；-图3是能够获得图2A所示的面板的平面面板的顶视图；-图4是变形之前的图3的平面面板以及用于使其变形而获得如图2A中所示的双曲率面板的工具的实例的透视图，-图5A是示出根据纵向设置的第一组纤维的平面面板的顶视图；-图5B是示出图5A的面板在变形之后的透视图；-图6A是示出设置为90°的第二组纤维的平面面板的顶视图；-图6B是示出图6A的面板在变形之后的透视图；-图7A是示出设置为45°的第二组纤维的平面面板的顶视图；-图7B是示出图7A的面板在变形之后的透视图；-图8是示出由一条缝线维持的纤维的不同方向的示意图；-图9是示出三维初模型的示意图，其上示出有参考纤维；-图10是示出平面初模型的一部分的示意图，其上设置有参考纤维；-图11和12是示出了两组纤维在平面初模型上从对应于三维初模型的点起的纤维交叉点的设置的示意图，以及-图13和14是示出了第三组的一条纤维与第一组纤维在平面初模型上从对应于三维初模型的点起的交叉点的设置的示意图。具体实施例在这些不同的附图中，以附图标记12表示提供在飞机前部的机身上的双曲率面板，也称为舱体。作为指示，该面板的面积的数量级可以是60m2。然而，本专利技术也可以应用于具有双曲率和特定纤维设置的其他飞机面板。该面板包括至少两组纤维，第一组纤维根据第一方向定向，而第二组纤维根据不同于第一方向的第二方向设置，纤维均根据非基准的轨迹设置。根据一个实施例，面板包括根据四个方向设置的四组纤维，第一方向为0°，第二方向90°，第三方向+45°，而第四方向-45°，以实现机械性能最佳。定向为0°的第一组纤维14应当设置使得，在与纤维14的交叉点上，纤维14与垂直曲率的交叉点(也称为节点)彼此具有相等的距离。定向为90°的第二组纤维16应当设置使得在所有节点处，纤维16垂直于纤维14。定向为+45°的第三组纤维18应当设置使得在所有节点处，纤维18与纤维14呈45°。定向为-45°的第四组纤维20应当设置使得在所有节点处，纤维20与纤维14呈-45°。根据本专利技术，该制造方法包括制造干纤维的平面初模型22，使得所述平面初模型22变形以获得三维初模型24，其几何形状与将制造的面板12相同，随后将三维初模型24的干纤维浸入树脂基质中。不再对纤维和树脂详细描述，因为本领域技术人员可以根据所寻求的面板12的机械特征而选择。该方法的最后一步可以通过使用公知技术而实现，例如将干初模型置于刚性模具中，并且将液体树脂注入模具中，以便于RTM(树脂传递模塑)或LRI(液体树脂灌注)，或者在RFI(树脂膜灌注)方法的情况下注入具有树脂膜的真空腔中，或者借助于任意其他技术。三维初模型24和树脂经受用于纤维和树脂的材料以及最终所需面板12的特性的聚合作用循环。可以采用各种方法实现平面初模型22的形状。根据一个实施例，平面初模型22压靠其表面对应于最终面板12的一个表面的几何形状的模具。在图4所示的实例中，平面初模型22压靠几何形状对应于面板凸面的模具26。作为选择地，平面初模型22可以设置在模具和反模具之间，模具或反模具的表面的几何形状对应于面板的凸面。纤维是干(未浸渍树脂)的，在将平面初模型22变形成三维初模型24期间，它们可以相对于彼此而滑动。如图3、5A、6A、7A中所示，通过根据特定设置(根据与它们在三维初模型中具有的方向不同的方向)而定位纤维14、16、18、20，可以获得平坦初模型22，从而在变形之后所述纤维14、16、18、20根据三维初模型所需的方向而设置。将纤维设置成平面允许使用更简单和更便宜的设置机器，并且限制了安装的时间。所有这些元素有助于减少面板的成本。根据所示的实施例，纤维14、16、18、20设置成平面，以获得平面初模型22。纤维14、16、18、20分别根据第一、第二、第三和第四轨迹而设置，以便于根据如上所限定的四个方向而定向，即0°、90°、+45°和-45°，并且在变形和形成三维初模型24之后获得最佳机械性能。平面初模型22的表面积与三维初模型24相同。根据一个实施例，对应于三维初模型的长度L(平行于纵向)的平面初模型22的长度L’，大于长度L，其延长的百分比(L’-L)/L等于2.5％。对应于三维初模型24的曲线11(面板下边缘)的平面初模型22的曲线11’，大于11，其延长百分比(11’-11)/11等于1.1％。对应于三维初模型24的曲线12(面板上边缘)的平面初模型22的曲线12’，大于12，其延长百分比(12’-12)/12等于1.1％。纤维14、16、18、20的轨迹由计算机确定，以在变形之后获得方向0°、90°、+45°和-45°。如图5A中所示，纤维14根据计算机计算得的轨迹而设置在平面初模型22上，使得如图5B中所示，在三维初模型24中，所述纤维14沿着方向0°而设置。如图6A中所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用合成材料制造具有双曲率的飞机面板的方法，所述面板由三维初模型(24)形成，其包括根据预定设置分布的纤维(14、16、18、20)，其特征在于，所述方法包括制造纤维的平面初模型(22)，使所述平面初模型(22)变形以获得所述三维初模型(24)，所述平面初模型(22)中的纤维(14、16、18、20)沿着预定的轨迹，以在变形之后获得纤维的所需确定设置。

【技术特征摘要】
2011.07.11 FR 11562761.一种使用合成材料制造具有双曲率的飞机面板的方法，所述面板由三维初模型(24)形成，其包括根据预定设置分布的纤维(14、16、18、20)，其特征在于，所述方法包括制造纤维的平面初模型(22)，使所述平面初模型(22)变形以获得所述三维初模型(24)，所述平面初模型(22)中的纤维(14、16、18、20)沿着预定的轨迹，以在变形之后获得纤维的所需确定设置，其中，所述平面初模型(22)的纤维是干的，以在变形期间允许纤维相对于彼此滑动，并且所述平面初模型的干纤维浸入树脂基质中，其中所述平面初模型(22)包括弯曲纤维，所述弯曲纤维具有与它们在所述三维初模型中具有的方向不同的方向。2.根据权利要求1所述的使用合成材料制造具有双曲率的飞机面板的方法，其特征在于，所述平面初模型(22)压靠模具(26)的表面，所述表面的几何形状对应于面板的凸面。3.根据前述任一项权利要求所述的使用合成材料制造具有双曲率的飞机面板的方法，其特征在于，所述平面初模型(22)插入在模具和反模具之间，用于使其形变。4.根据前述任一项权利要求所述的使用合成材料制造具有双曲率半径的飞机面板的方法，其特征在于，所述方法包括对于具有至少两组纤维的三维初模型，确定对应于第一组的一条纤维(Fi)与第二组的一条纤维(Fj)的交叉点的点Pi，j，对于每个点Pi，j，一方面测量第一组的纤维(Fi)从点Pi，j至点Pi-1，j的部分的长度，另一方面测量第二组...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·贝尔纳黛德，洛朗·朱塞平，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：