[發明專利]用于使復合構件成形的系統和方法

在審

• 申請號: 202110980942.0
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN114179398A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 斯科特·愛德華·克拉伊察;達雷爾·達爾文·瓊斯;保羅·蔡斯·威爾科克森;柯蒂斯·S·維爾登;隆·霍安格·利;小丹尼爾·R·史密斯;杰里米·賈斯蒂斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38;B29C70/22;B29C31/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 瞿藝

用于使復合構件成形的系統和方法。該系統和方法被配置為從不同的供應站移動不同類型的復合板層。使復合板層沿著輸送構件移動，并且然后利用傳送站移至成形工具。一個或多個成形構件使復合板層在成形工具上成形。

技術領域

本公開整體涉及復合構件的技術領域，并且更具體地，涉及被配置為將不同類型的復合板層移至成形工具以使復合構件成形的制造系統。

背景技術

復合構件的制造包括：將纖維增強復合板層鋪設在成形工具上。每個單獨的復合板層具有其中纖維在層內對準的纖維取向角。不同的復合板層能夠相對于其他層以各個取向布置。在設計和制造復合構件時，考慮了復合構件中的各個復合板層的堆疊順序。不同類型的復合板層具有不同的設計變量，諸如但并不局限于材料和纖維取向以及層寬度。復合板層可以定向并排序在最佳布置中以提供最佳的結構性能。復合板層的數量和材料的類型能夠根據復合構件的預期使用而改變。然后使堆疊在一起的復合板層固化以形成復合構件。

以各個取向布置的多個復合板層形成復合構件，復合構件能夠提供優于每層的單獨材料特性的結構性能。這提供用于各種應用中的復合構件，諸如但并不限于諸如飛機、卡車、船舶的交通工具上的各種零部件以及用于建筑物的結構部件。由于其較低的重量、高強度重量比以及設計靈活性，使用這些構件是有效的。

手動地或通過機器執行將各個復合板層鋪設在成形工具上的當前方法。手動鋪設是需要大量的人員執行大量的接觸勞動來鋪設多個復合板層的耗時過程。對于大型結構和高生產率，接觸勞動量可能是顯著的。諸如自動鋪帶機的機器可以減少用于鋪設復合構件的接觸勞動量。然而，這些機器通常大并且復雜并且可能過于昂貴。此外，這些機器可能需要大量的機器路徑編程，從而可能影響生產成本和調度。

當前機器和制造布局導致制造過程中的低效。機器通常是復雜的，并且出于安全因素，限制人員靠近工作的能力(例如，大質量、加速度以及與機器相關聯的夾點)。因為人員位于比更受限的部件包絡線更大的機器的較大操作包絡線之外，所以效率低下。進一步地，這些機器導致工作密度差，并且在接觸瞬間每單位面積的增加值很小。為了解決這些低效率，當前機器被設計成具有更快的加速度、減速度以及速度。這提高了總成本并且使安全性和工作密度改善更具挑戰性。

發明內容

一方面針對一種使由多個復合板層構造的復合構件成形的方法。該方法包括：將第一復合板層從第一供應站引到輸送構件上，其中第一復合板層包括第一類型；將第二復合板層從一個或多個第二供應站引到輸送構件上，該第二供應站遠離第一供應站沿著輸送構件定位，其中來自第二供應站的第二復合板層包括與第一類型不同的類型；在輸送構件上對第一復合板層和第二復合板層進行定向；將第一復合板層和第二復合板層中的每個復合板層單獨傳送至成形工具；以及在成形工具上使第一復合板層和第二復合板層成形。

另一方面，對第一復合板層和第二復合板層進行定向包括：將第一復合板層和第二復合板層從輸送構件傳送至第一支撐構件的支撐表面上，并且在支撐構件處相對于一個或多個基準面對第一復合板層和第二復合板層中的每個復合板層單獨進行定向。

另一方面，該方法進一步包括：在第一水平上切割第一復合板層和第二復合板層中的一個或多個復合板層，并且然后在成形工具上使復合板層成形之前，將第一復合板層和第二復合板層豎直地傳送至第二水平。

另一方面，該方法進一步包括：在將相應的第一復合板層和第二復合板層引到輸送構件上之前，在第一供應站處切割第一復合板層并且在一個或多個第二供應站處切割第二復合板層。

另一方面，從第一供應站引入的復合板層具有各種不同的寬度。

另一方面，該方法進一步包括：移動成形工具并且將第一復合板層和第二復合板層中的每個復合板層定位在成形工具上的預定位置處。

另一方面，該方法進一步包括：在第一復合板層和第二復合板層的相鄰復合板層之間引入定制復合板層，其中定制復合板層是與第一復合板層和第二復合板層中的任意復合板層不同的類型。