[發明專利]復合材料部件、形成復合材料部件的方法和系統

在審

• 申請號: 201911162610.0
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN111319316A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: D·M·羅特;B·A·考克森;K·S·威爾登;S·L·美特斯漢;P·C·威爾科克森;J·J·普拉斯;D·D·瓊斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B32B5/02
• 分類號: B32B5/02;B32B37/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

本公開涉及復合材料部件、形成復合材料部件的方法和系統。所述復合材料部件包括復合材料的多個層片。至少一個層片是混合層片。所述混合片材是由多個不同層片塊限定的，并且所述多個不同層片塊中的至少一個不同層片塊限定與所述多個不同層片塊中的至少一個其他不同層片塊的對應層片塊性質不同的至少一種層片塊性質。所述方法包括選擇至少一個不同層片塊并且定位所述至少一個不同層片塊。所述方法還包括選擇至少一個其他不同層片塊并且定位所述至少一個其他不同層片塊。所述系統包括限定復合材料部件和/或執行所述方法的系統。

技術領域

本公開涉及包括混合層片的復合材料部件、形成復合材料部件的方法和/或形成復合材料部件的系統。

背景技術

復合材料部件通常包括復合材料的多個層片或層。在復合材料處于未固化狀態并隨后固化以將各層片結合在一起和/或硬化各層片產生復合材料部件時，各層片通常一次層疊或堆疊一層。各層片可包括大復合材料片材，這些復合材料片材是手動或機械地層疊以條帶形式設置在成形表面上的一定長度的復合帶和/或是通過將一定長度的復合帶纏繞在成形表面上來獲得的。

通常，復合材料部件內的給定層片或層具有恒定或至少基本上恒定的材料性能。作為示例，所述復合材料可遍及給定層片和/或復合材料的纖維取向可在給定層片內是恒定或至少基本上恒定。

盡管這種常規復合材料部件在某些情況下可能是有效的，但是制造它們可能是耗時的。另外地或另選地，常規復合材料部件內的層片的均勻性可能需要諸如基于復合材料部件的最高應力區域來保守地設計整個復合材料部件。如此，復合材料部件的其余部分可能被過度設計，由此增加成本，增加重量和/或降低制造效率。此外，利用常規復合材料制造技術來形成具有復雜形狀的復合材料部件可能具有挑戰性。因此，存在對包括混合層片的復合材料部件、形成復合材料部件的方法和/或形成復合材料部件的系統的需要。

發明內容

本文中公開了包括混合層片的復合材料部件、形成復合材料部件的方法和形成復合材料部件的系統。復合材料部件包括復合材料的多個層片。所述多個層片中的至少一個層片是混合層片。所述混合片材通過多個不同層片塊限定，并且所述多個不同層片塊中的至少一個不同層片塊限定與所述多個不同層片塊中的至少一個其他不同層片塊的對應層片塊性質不同的至少一種層片塊性質。

所述方法包括從不同層片塊的選集中選擇至少一個不同層片塊，并且將所述至少一個不同層片塊定位在沿著層疊心軸的層疊表面的預定位置處，以限定所述復合材料部件的所述混合層片的第一區域。所述方法還包括從所述不同層片塊的選集中選擇至少一個不同層片塊，并且將所述至少一個不同層片塊定位在沿著所述層疊表面的其他預定位置處，以限定所述混合層片的第二區域。

所述系統包括層疊心軸，所述層疊心軸限定層疊表面，所述層疊表面被配置為接收所述復合材料的多個層片并且將所述復合材料的多個層片成形為所期望的部件輪廓。所述系統還包括不同層片塊的選集，并且所述不同層片塊的選集中的每個不同層片塊被配置為設置在沿著所述層疊表面的至少一個預定位置。所述系統還包括定位裝置。所述定位裝置被編程為從所述不同層片塊的選集中選擇所選擇的不同層片塊并且將所選擇的不同層片塊定位在沿著所述層疊心軸的對應預定位置處，以至少部分限定所述復合材料部件。

附圖說明

圖1是可包括復合材料部件和/或利用可根據本公開的系統和/或方法來制造的飛機的示例的示意圖。

圖2是根據本公開的復合材料部件的示例的示意性例示。

圖3是例示了可被包括在復合材料部件中和/或可與根據本公開的系統和/或方法一起利用的不同層片塊的選擇示例的示意性俯視圖。

圖4是例示了可被包括在復合材料部件中和/或可與根據本公開的系統和/或方法一起利用的不同層片塊的選擇示例的示意性側視圖。

圖5是例示了根據本公開的混合層示例的示意性俯視圖。