热处理和加固系统及方法技术方案

技术编号:9529294 阅读:104 留言:0更新日期:2014-01-02 18:38
提供了一种热处理和加固系统,包括:上腔室组合体、下腔室组合体、接合和出模站、传输组合体、自动或永久耦合系统、以及控制器。所述上腔室组合体耦合到所述下腔室组合体以形成封闭的充气空间,所述封闭的充气空间可操作地维持与工具相关的加压环境。接合和出模站接收工具并方便在工具处对未处理的组件进行接合、装袋和密封。传输组合体准确地将工具与上腔室组合体对齐地放置在下腔室组合体上。自动或永久耦合系统将服务提供给工具和封闭的充气空间。控制器根据一组处理参数引导将服务供应给封闭的充气空间和工具。这一组处理参数允许对单个的一组未处理的组件进行热处理和加固。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种热处理和加固系统,包括:上腔室组合体、下腔室组合体、接合和出模站、传输组合体、自动或永久耦合系统、以及控制器。所述上腔室组合体耦合到所述下腔室组合体以形成封闭的充气空间,所述封闭的充气空间可操作地维持与工具相关的加压环境。接合和出模站接收工具并方便在工具处对未处理的组件进行接合、装袋和密封。传输组合体准确地将工具与上腔室组合体对齐地放置在下腔室组合体上。自动或永久耦合系统将服务提供给工具和封闭的充气空间。控制器根据一组处理参数引导将服务供应给封闭的充气空间和工具。这一组处理参数允许对单个的一组未处理的组件进行热处理和加固。【专利说明】相关申请 本专利申请依照35U.S.C.§ 119(e)要求以下美国临时专利申请的优先权,出于各种目的,通过引用方式将这些美国临时专利申请的全部内容并入到本文中,并且这些美国临时专利申请构成了本专利申请的一部分:1.在2010年 11 月 5 日提交的题为“METHOD OF MAKING COMPOSITE PARTS BY USINGMEMBRANE PRESS”的美国临时专利申请N0.61/410,753 (律师档案号N0.1189-010PR0),待决。2.在 2011 年 6 月 10 日提交的题为 “RAPID CURE SYSTEM FOR THE MANUFACTUREOF COMPOSITE PARTS”的美国临时专利申请N0.61/495,661 (律师档案号N0.1189-011PR0),待决。3.题为“Systems and Methods for Forming Composite components,,的美国临时专利申请N0.61/418,521。
本公开涉及生产部件的系统,所述系统例如使用复合物生产例如用于汽车、航空、体育和其他产业的复合部件。所述系统能够在压力下(并且可选地在真空下)热处理和加固各种尺寸、外形和扁平部件。
技术介绍
复合材料用于制造纤维增强复合(FRC)组件,这些组件可以用作现代高性能航空器中的关键组件,并且在诸如汽车产业或体育产业之类的陆地应用中也变得越来越普遍。复合材料具有许多的固有优良属性,包括重量轻、强度高和硬度等。特定对于航空器应用,在形状上可能较大且较复杂的这些复合材料组件往往是飞机的关键组件,因此需要严格确保材料和结构的完整性。遗憾的是,这些材料往往难于制造,且制造成本高。典型的复合材料组件包括两层或更多层的机织物和/或单向纤维单丝(例如碳纤维、玻璃纤维等),其在最终的热处理和加固状态下通过塑料树脂(例如环氧树脂)灌注。用于形成这样的复合组件的方法包括真空袋成形、加压袋成形、高压釜成形和树脂传递模塑(RTM)0新的汽车产业规则(包括企业平均燃油经济性(CAFE),头部撞击特性(HIC)和行人保护等)代表了对在汽车中使用的诸如钢铁之类的传统材料的挑战。相对于钢铁,FRC组件提供了包括强度、重量和能量吸收的物理属性的优异组合。这样,FRC组件能够符合这些新的需求,例如对轻量化和能量吸收的需求。然而,为了能够成本有效地替换钢铁,必须减少通过FRC组件制造所需的时间量和成本量。此外,制造具有美观表面(例如A级表面)的FRC组件不仅耗时,而且制造难度大。A级表面仅仅是具有曲率和切线对齐以实现理想的美观反射质量的表面。A级复合表面可以具有与下述各项相关的额外的A级需求:短程波度、长程波度、空隙以及其他缺陷和表面特征。人们往往将A级表面解释为具有从一个表面到另一个表面的曲率连续性。通常在可利用真空、加热、冷却和压力的高压釜中制造复合部件。典型的处理室包括具有金属合模的压塑机、高压釜、和烘箱。可以通过人工或自动化手段将部件放置到模具轮廓中,并且可选地装袋以进行真空成形。通常通过运货车、传输机或其他的人工或自动化手段将制备的模具从组合体区域传输到处理室中。在关闭处理室后,通过真空和/或压力将层压制品加热成形到模具轮廓,并且进行热处理和加固。当完成处理时,从模具中获取组件。用于生产高性能复合物的现有的系统和处理被认为产能低且生产周期长(通常在一个小时到八个小时的范围)。通过热空气和加热的模具来完成加热,这种方式加热慢且冷却慢。
技术实现思路
在以下的附图的简要描述、【具体实施方式】和权利要求中进一步描述涉及操作装置和方法的实施例。根据以下参照附图给出的【具体实施方式】,其他特征将变得清楚。本公开的一个实施例提供了一种用于对热处理和加固系统中的未处理的组件进行热处理和加固的方法。该方法涉及将第一工具放置在下腔室组合体上,所述第一工具被放置成与上腔室组合体对齐,所述第一工具接触并支撑一组未处理的组件。所述上腔室组合体耦合到下腔室组合体以形成封闭的充气空间,所述充气空间可操作地维持与所述第一工具相关的加压的环境。经由自动耦合系统将服务提供给所述第一工具,其中所述服务允许根据一组处理参数对工具中的未处理的组件进行热处理和加固。另一个实施例提供了一种热处理和加固系统。该热处理和加固系统包括:上腔室组合体、下腔室组合体、第一接合和出模站、传输组合体、自动耦合系统、以及控制器。所述上腔室组合体耦合到所述下腔室组合体以形成封闭的充气空间,所述封闭的充气空间可操作地维持与工具相关的加压环境。第一接合和出模站接收工具并方便在工具处对未处理的组件进行接合、装袋和密封。传输组合体准确地将工具与上腔室组合体对齐地放置在下腔室组合体上。该传输物理地将工具从所述接合和出模站与所述上腔室组合体对齐地移动到所述下腔室组合体。自动耦合系统将服务提供给工具和封闭的充气空间。耦合到上腔室组合体、下腔室组合体接合和出模站、传输组合体和自动耦合系统的控制器根据一组处理参数引导将服务供应给封闭的充气空间和工具。该一组处理参数允许单个的一组未处理的组件与工具接触并由工具支撑,以便进行热处理和加固。【专利附图】【附图说明】结合附图并参照以下的【具体实施方式】来理解本公开的实施例,在附图中,相似的参考标记指代相似的特征,其中:图1是根据实施例的热处理和加固系统的侧视图;图2是根据实施例的自动耦合系统的横截面图;图3是根据实施例的具有在模具工具上布置的预制材料的模具工具的部分横截面图;图4是根据实施例的具有在模具工具上布置的真空袋的模具工具的部分立体图;图5是根据实施例的具有在模具工具上且在预制材料的上方布置的真空袋的压型和模具工具的部分立体图;图6是根据实施例的将模具工具与热处理和加固系统耦合的自动耦合系统的工具连接系统板的示意图;图7是根据实施例的在压型周期期间将模具工具移动到压型中来开始并且在压型周期完成后从压型中移除一个或多个模具工具的馈送机构的部分立体比例工程图;图8是根据实施例的热处理和加固系统的框图;以及图9是根据实施例的与热处理和加固系统中的热处理和加固未处理组件的方法相关联的逻辑流程图。【具体实施方式】下面参照附图描述本专利技术的一些实施例,在各个附图中,类似的标记用于指代类似和对应的部件。实施例提供了用于通过热处理和加固形成复合组件的系统,所述复合组件例如是碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料或纤维增强复合(FRC)组件。FRC组件可用于许多产业中,例如汽车、船舶、军事防御、航空和医疗设备产业。实施例特别适用于形成跨整个车辆平本文档来自技高网
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【技术保护点】

【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:罗纳德·M·雅各布森安东宁·佩尔克小卡尔文·D·班福德特伦斯·威廉·库克维克托·韦恩·克罗斯顿拉塞尔·卡维尔·沃里克
申请(专利权)人:轻量实验室有限责任公司
类型:
国别省市:

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