[發明專利]用于復合材料零件的動態成型工具

有效

• 申請號: 201710070586.2
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN107150451B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: S·J·克努森
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本發明涉及用于復合材料零件的動態成型工具。提供用于在成型期間動態地改變用于復合材料零件的成型工具的形狀的系統和方法。一種示例性成型工具包括主體和平臺，所述主體保持多層式層壓板的第一部分，所述平臺保持與所述第一部分對齊的所述層壓板的第二部分。所述成型工具還包括偏置裝置，所述偏置裝置在所述層壓板的成型期間相對于所述第一部分重新定位所述第二部分，從而在所述層壓板的層之間引起剪切應力。

技術領域

本公開涉及固化復合材料零件的領域，并且具體地，涉及用于復合材料零件的成型工具。

背景技術

許多復合材料零件(例如，碳纖維產品(例如飛機機翼))通過真空袋制造過程被制造。使用這些技術，組分材料的層/夾層被鋪疊(laid up)以形成層壓板，并且通過真空袋將其壓抵成型工具。真空袋施加壓力以使所述層與成型工具的表面輪廓吻合并抵靠成型工具的表面合并(consolidate)所述層。層壓板可進一步被固化，從而確保形成合適形狀的復合材料零件。

對于呈現復雜幾何形狀的復合材料零件，難以設計在成型之前和/或成型期間充分支撐層壓板(例如，使得層壓板在成型期間不下陷)并且還能夠使層壓板在成型過程中獲得復雜形狀的成型工具。因此，復合材料零件設計師繼續尋求增強技術來使復合材料成型。

發明內容

本文所述的實施例利用能夠在層壓板形成為用于復合材料零件期望的形狀的同時動態地改變層壓板的形狀的成型工具。這允許復雜的復合材料零件利用真空袋成型過程被創建。成型工具能夠通過調整它們自身的形狀(例如，響應于由真空袋或經由其它手段施加的壓力)來實現這種有益的結果。

一個實施例包括用于動態地改變層壓板的形狀的成型工具。該成型工具包括支撐多層式層壓板的第一部分的主體和支撐與第一部分對齊的層壓板的第二部分的平臺。成型工具還包括偏置裝置，該偏置裝置在形成層壓板期間相對于第一部分重新定位第二部分，從而在層壓板的層之間引起剪切應力。

另一個實施例是一種用于動態地改變層壓板的形狀的方法。該方法包括鋪疊多層式層壓板，所述多層式層壓板包括成型工具的主體上的第一部分和成型工具的平臺上的第二部分。第二部分與第一部分對齊。該方法還包括用真空袋覆蓋層壓板，以及在形成層壓板期間相對于第一部分重新定位第二部分，從而在層壓板的層之間引起剪切應力。

另一個實施例是包括成型工具和被鋪疊在成型工具上的多層式層壓板的系統。該系統也包括覆蓋層壓板的真空袋。成型工具包括支撐層壓板的第一部分的主體和支撐層壓板的與第一部分對齊的第二部分的平臺。成型工具還包括偏置裝置，該偏置裝置在形成層壓板期間相對于第一部分重新定位第二部分，從而在層壓板的層之間引起剪切應力。

下文可以描述其他示例性實施例(例如，與前述實施例有關的方法和計算機可讀介質)。已經論述的特征、功能和優點能夠在各種實施例中獨立地實現或者可以在其它實施例的組合，參照下文的描述和附圖能夠看到其進一步的細節。

附圖說明

現在僅通過示例并參照附圖來描述本公開的一些實施例。在所有附圖上，相同的參考標記表示相同元件或相同類型的元件。

圖1是示例性實施例中的真空袋制造系統的圖。

圖2-5是圖示說明示例性實施例中的真空袋制造系統的制備的剖面視圖。

圖6-7是圖示說明示例性實施例中的第一成型工具的視圖。

圖8-9是圖示說明在示例性實施例中已經開始成型之后的第一成型工具的視圖。

圖10是示例性實施例中的成型工具的放大視圖。

圖11是示例性實施例中的成型工具的框圖。

圖12是示例性實施例中的操作成型工具的方法的流程圖。

圖13-14是圖示說明示例性實施例中的第二成型工具的視圖。