加强面板的制作方法

本公开总体上涉及制造复合结构，并且更具体地，涉及制造加强面板。

背景技术：

飞机正在利用越来越高比例的复合材料进行设计和制造。复合材料用在飞机中以减轻飞机的重量。该重量的减轻改善了性能特征，比如提高了有效负载能力和增大了燃料效率。此外，复合材料为飞机中的各种部件提供了更长的使用寿命。

复合材料是通过组合两种以上的功能成分而形成的坚韧轻质材料。例如，复合材料可以包括结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。纤维可以是单向的或者可以采用机织布或织物的形式。纤维和树脂被排列和固化以形成复合材料。

通常使用采用夹层结构形式的复合面板。这些面板具有介于两个面板(facesheet)之间的蜂巢或泡沫芯材。这种构造在提供高比强度的同时减轻了面板的重量。

制造这些夹层结构可能比预期的更困难。例如，由于芯材清洁、由铣削和手工打磨引起的芯材制造中的不一致性，将面板粘附到蜂巢芯材可能难以执行。这将变化性引入到结合过程中，其有时导致脱胶或者更糟糕地导致对之后在使用中失效的结合的错误指示。当与传统实心层压板相比时，对蜂巢结构的无损检测是耗时的。

当包含诸如诺梅克斯(nomex)的纸张时，蜂巢芯材可能吸收水并冻结。另外，在使用纸张蜂巢芯材的情况下可能发生脱胶。在使用铝的情况下，这种芯材在使用期间可能腐蚀。

此外，蜂巢芯材可能比预期的更贵。作为另一示例，泡沫芯材是吸湿性的并且在尺寸上不稳定。

另外，这些类型的夹层结构通常具有非常薄的面板。这些面板的薄使面板易于受到表面损坏且修理起来昂贵。

因此，会希望具有一种考虑了上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和装置。例如，会希望具有一种克服了与形成加强面板夹层结构相关的技术问题的方法和装置。

技术实现要素：

本公开的一实施例提供了一种用于制造加强面板的方法。将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。将内模线层接合到外模线层。

本公开的另一实施例提供了一种用于制造加强热塑性面板的方法。由具有凸脊和凹谷的热塑性复合材料压缩形成内模线蒙皮。由热塑性复合材料压缩形成外模线蒙皮。外模线蒙皮是大体上平滑的。将内模线蒙皮和外模线蒙皮熔融结合在一起。

本公开的又一实施例提供了一种用于形成加强面板的制造系统。该制造系统包括位于制造系统中的控制系统。控制系统被配置为控制制造系统将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。控制系统将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。控制系统使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。控制系统将内模线层结合至外模线层。

特征和功能可以在本公开的各个实施例中单独地实现或者可以在其他实施例中进行组合，其中参考以下描述和附图可看见进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求书中阐述了被认为是新颖特征的示例性实施例的特征。然而，当结合附图研读时，通过参考对本公开的示例性实施例的以下详细描述，可以更好地理解示例性实施例以及其优选的使用模式、进一步的目标和特征。

图1是示出了根据一示例性实施例的复合制造环境的框图的图示；

图2是示出了根据一示例性实施例的工具系统的图示；

图3是示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的内模线工具的图示；

图4是示出了根据最优选实施例的相对于内模线工具定位的增强器的图示；

图5是示出了根据一示例性实施例的与内模线工具接合的增强器的图示；

图6是示出了根据一示例性实施例的夹在内模线工具和增强器之间的复合材料层的横截面图的图示；

图7是示出了根据一示例性实施例的内模线层的图示；

图8是示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的外模线工具的图示；

图9是示出了根据一示例性实施例的外模线层的图示；

图10是示出了根据一示例性实施例的相对于外模线层定位的内模线层的图示；

图11是示出了根据一示例性实施例的加强面板的图示；

图12是示出了根据一示例性实施例的加强面板的横截面图的图示；

图13是示出了根据一示例性实施例的飞机的图示；

图14是示出了根据一示例性实施例的用于舱壁的加强面板的图示；

图15是示出了根据一示例性实施例的用于制造用作舱壁的加强面板的工具系统的图示；

图16是示出了根据一示例性实施例的用于蒙皮面板的加强面板的图示；

图17是示出了根据一示例性实施例的用于制造用作蒙皮面板的加强面板的工具系统的图示；

图18是示出了根据一示例性实施例的用于和内模线工具一起使用的复合材料的图示；

图19是示出了根据一示例性实施例的铺设在内模线工具上的复合材料的横截面图的图示；

图20是根据一示例性实施例的内模线工具上的复合材料层的分解视图；

图21是示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示；

图22是示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示；

图23是示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示；

图24是示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示；

图25是示出了根据一示例性实施例的飞机制造和维修方法的框图的图示；

图26是示出了根据一示例性实施例的飞机的框图的图示；以及

图27是示出了根据一示例性实施例的产品管理系统的框图的图示。

具体实施方式

示例性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考虑因素。例如，示例性实施例认识并考虑到，可以利用除了具有位于两个面板之间的芯材的夹层面板之外的其他构造来制造加强面板。例如，示例性实施例认识并考虑到，可以使用中空复合结构来为面板提供期望水平的重量和强度而无需利用蜂窝或泡沫芯材。

示例性实施例认识并考虑到，一些制造技术涉及在处理之后去除可溶性芯轴或其他芯轴。示例性实施例认识并考虑到，使用可溶性芯轴或其他类型的可去除芯轴需要从结构的外侧接近那些含有这些芯轴的部分以实现对它们的去除。

示例性实施例还认识并考虑到，可以使用避免了采用在形成面板之后去除的芯轴的操作来制造加强面板。示例性实施例提供了一种用于制造加强复合面板的方法和装置。可以将第一复合材料层成形为具有从第一层的表面延伸的突起。可以使第一层固化并随后结合至第二层。这两层的结合形成了被加强的面板。此外，可以将第一层的形状选择为在多个方向上提供期望水平的强度。如本文所使用的，“多个”，当关于项目使用时，意思是一个或多个项目。例如，“多个方向”为一个或多个方向。

现在参考附图且特别参考图1，示出了根据一示例性实施例的复合制造环境的框图的图示。在该示例性实例中，复合制造环境100可以用于制造包括加强面板104的复合结构102。加强面板104从包括以下的一部分的组中选择：壁橱、飞机乘客舱中的标石、墙壁、门、蒙皮面板、操纵面、地板或者一些其他合适类型的结构。

在该示例性实例中，工具系统106用于制造包括加强面板104的复合结构102。如所示的，复合材料108层被放置在工具系统106的内模线工具112的表面110上。在该示例性实例中，内模线工具112具有从内模线工具112的表面110延伸的突起114。突起114可以在内模线工具112的表面110中形成凸脊和凹谷。如所示的，突起114的形状和尺寸可以被选择为适应匹配的部件、零件或硬件。

突起114还可以形成棱锥、穹顶、圆柱或内模线工具112的表面110中的一些其他三维形式中的至少一者。此外，内模线工具112的表面110可以具有是平面的、弯曲的、成角度的中的至少一者的形状，或者可以具有一些其他期望的轮廓。

如本文所使用的，当和项目的列表一起使用时，术语“……中的至少一者”意思是可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可以仅需要列表中的各个项目中的一个。换言之，“……中的至少一者”意思是可以使用列表中的项目的任意组合或任意数量的项目，而并非需要列表中的全部项目。项目可以是特定的物体、事物或类别。

例如但不限于，“项目a、项目或项目c中的至少一者”可以包括项目a、项目a及项目b、或者项目c。该实例还可以包括项目a、项目b、以及项目c；或者项目b及项目c。当然，可以存在这些项目的任意组合。在一些示例性实例中，“……中的至少一者”可以是例如但不限于两个项目a；一个项目b；以及十个项目c；四个项目b及七个项目c；或者其他合适的组合。

铺设在表面110上的复合材料108层利用工具系统106中的增强器116压实以形成压实的复合材料层142。在该示例性实例中，增强器116具有内模线工具112的对称形状118，其上复合材料108层铺设在内模线工具112上。在该实例中，增强器116是柔性材料层，其用于确保向正被压实或固化的铺设层中的一位置(比如一半径)施加足够且均匀的压力。柔性材料被选择为在使复合材料中的基质固化或固结所需的处理温度下在尺寸上足够稳定的材料。增强器116是用于在将铺设在表面110上的复合材料108层压实中使用的可选部件。

在该所示实例中，压实的复合材料层142被固化以形成具有对应突起124的内模线层122。换言之，从表面128延伸的对应突起124和从表面110延伸的突起114相对应。

如所示的，复合材料126层被铺设在外模线工具130的表面128上。在该示例性实例中，外模线工具130的表面128是大体上平滑的。换言之，当表面128为没有不规则事物、高低不平、突出物或凹陷的表面时，表面128是大体上平滑的。例如，当外模线工具130的表面128不存在表面110中的突起114时，表面128是大体上平滑的。作为另一实例，当表面128是大体上平面时，表面128是大体上平滑的。当表面128具有弯曲时，表面128可以是大体上平滑的。在该示例性实例中，外模线工具130的表面128可以是大体上平面的、弯曲的或成角度的中的至少一者。

复合材料126层被固化以形成外模线层132。如所示的，外模线层132是大体上平滑的。

内模线层122和外模线层132彼此接合。该接合可以按照多个不同的方式来执行。例如，接合可以通过结合、紧固或其他合适的技术来执行。

在该示例性实例中，通过将内模线层122结合至外模线层132进行接合以形成加强面板104。将内模线层122结合至外模线层132以形成加强面板104可以通过利用结合工具134来执行，该结合工具134在内模线层122和外模线层132之间的结合位置138处施加压力136。

结合可以按照多个不同的方式来执行。例如，结合可以通过将内模线层122熔融结合至外模线层132来执行以形成加强面板104。在另一示例性实例中，结合可以通过利用粘合剂将内模线层122结合至外模线层132以形成加强面板104来执行。

复合材料108层和复合材料126层可以采用多个不同的形式。例如，复合材料108和复合材料126可以选自胶带、织物、预浸料或热塑性材料中的至少一者。例如，复合材料108和复合材料126可以包括热塑性树脂。以此方式，加强面板104可以是整体加强的热塑性面板140。在形成面板之前，热塑性材料可以包括预固结的热塑性预浸料层或者包括结构性和热塑性纤维的混合物的织物。

在一个示例性实例中，存在一个或多个能克服与利用夹层结构形成加强面板相关的技术问题的技术方案。结果，一个或多个技术方案可以提供以下技术效果，即提供了一种在不利用芯轴或者其他工具的情况下制造加强面板的方法和装置，该芯轴或其他工具可能需要接近加强面板的部分以实现对这些工具的去除。

另外，一个或多个技术方案可以提供以下技术效果，其中可以执行部件的更有效的结合以制造加强面板。例如，内模线层和外模线层相接的位置具有的面积大于利用夹在两个面板之间的蜂巢芯材的加强面板。

图1中的复合制造环境100的图示并非意在暗示对可以实施一示例性实施例的方式的物理或结构限制。可以使用除了所示部件之外或者替代所示部件的其他部件。一些部件可能是不必要的。而且，框是为了例示一些功能性部件而呈现的。当在一示例性实施例中实施时，这些框中的一个或多个可以进行组合、分割或者组合和分割成不同的框。

现在参考图2，示出了根据一示例性实施例的工具系统的图示。工具系统200是关于图1中以框形式示出的工具系统106的一个实施方式的实例。

在该示例性实例中，工具系统200包括多个不同的工具。如所示的，工具系统200包括内模线工具202、增强器204、结合工具206以及外模线工具208。

内模线工具202是关于图1中以框形式示出的内模线工具112的一个物理实施方式的实例。增强器204是关于图1中以框形式示出的增强器116的物理实施方式的实例。结合工具206是关于图1中以框形式示出的结合工具134的物理实施方式的实例。外模线工具208是关于图1中以框形式示出的外模线工具130的物理实施方式的实例。

在该示例性实例中，内模线工具202具有从内模线工具202的表面212延伸的突起210。增强器204具有位于增强器204的表面216中的凹陷214。表面216中的凹陷214形成了对于内模线工具202的对称形状。增强器204的表面216中的凹陷214被设计成容纳内模线工具202的表面212的突起210。

参考图3至图12，示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的图示。不同的操作可以利用图2中的工具系统200来执行。

首先转向图3，示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的内模线工具的图示。在该示例性实例中，在该图中复合材料层300被铺设在内模线工具202上。

接下来参考图4，示出了根据一示例性实施例的相对于内模线工具定位的增强器的图示。在该图中，增强器204定位在内模线工具202以及铺设在内模线工具202的复合材料层300之上。

如所示的，增强器204的表面216(未示出)中的凹陷214和内模线工具202的表面212的突起210相对应。换言之，增强器204具有内模线工具202的对称形状。增强器204可以在箭头400的方向上移动并抵靠内模线工具202放置，使得复合材料层300被压实以形成压实的复合材料层300。

现在参考图5，示出了根据一示例性实施例的与内模线工具相接合的增强器的图示。如该图中所示，增强器204与内模线工具202相接合。复合材料层300(未示出)位于这两个工具之间。

增强器204可以用于按照压实复合材料层300的方式对铺设在内模线工具202上的复合材料层300施加力。对复合材料层300的压实形成了压实的复合材料层300。

在图6中，示出了根据一示例性实施例的夹在内模线工具和增强器之间的复合材料层的横截面图的图示。在该图中，沿图5中的线6-6截取并示出了介于增强器204和内模线工具202之间的复合材料层300的横截面图。

在该视图中，复合材料层300被示出为铺设在内模线工具202上，并且增强器204被放置在内模线工具202上。如该横截面图中所示，增强器204的表面216中的凹陷214和内模线工具202的表面212的突起210相对应。换言之，增强器204的表面216具有内模线工具202的表面212的对称形状。

可以通过增强器204向复合材料层300施加压力。以此方式，可以通过压缩介于增强器204和内模线工具202之间的复合材料层300来形成压实的复合材料层。

转向图7，示出了根据一示例性实施例的内模线层的图示。如所示的，通过使压实在内模线工具202(未示出)和增强器204之间的复合材料层固化来形成内模线层700。

现在参考图8，示出了根据一示例性实施例的具有复合材料层的外模线工具的图示。在该图中，将复合材料层800被铺设在外模线工具208上。

转向图9，示出了根据一示例性实施例的外模线层的图示。在该实例中，外模线层900通过使铺设在外模线工具208上的复合材料层800固化来形成。

参考图10，示出了根据一示例性实施例的相对于外模线层定位的内模线层的图示。在该示例性实例中，内模线层700和外模线层900相对于彼此定位以便结合。

当定位以便结合时，可以将结合剂涂敷到内模线层700和外模线层900彼此相接触的位置。这些位置包括凹陷1000和边缘1002，它们是和外模线层900接触的位置。

如所示的，结合工具206被定位在内模线层700上。当定位以便结合时，可以利用结合工具206向内模线层700和外模线层900彼此相接触的位置施加压力。在该所示实例中，这些位置包括内模线层700的凹陷1000和边缘1002。

现在参考图11，示出了根据一示例性实施例的加强面板的图示。通过使内模线层700和外模线层900彼此结合来得到加强面板1100。

转向图12，示出了根据一示例性实施例的加强面板的横截面图的图示。在该所示实例中，示出了沿图11中的线12-12截取的加强面板1100的横截面图。如所示的，加强面板1100是可以利用图2中的工具系统200和图3至图10中所示的过程制造的复合结构的实例。

工具200和加强面板1100的示例并非意在限制可以实施其他示例性实例的方式。例如，在其他示例性实例中，除了针对加强面板1100所示的平面形状之外或者替代针对加强面板1100所示的平面形状，加强面板可以是弯曲的或者具有其他形状。作为另一示例性实例，在其他示例性实例中可以省略结合工具206。

接下来转向图13，示出了根据一示例性实施例的飞机的图示。在该示例性实例中，飞机1300具有附接至机身1306的机翼1302和机翼1304。飞机1300包括附接至机翼1302的发动机1308和附接至机翼1304的发动机1310。

机身1306具有尾部部分1312。水平安定面1314、水平安定面1316以及垂直安定面1318附接至机身1306的尾部部分1312。

飞机1300是其中可以使用根据一示例性实施例的加强面板的平台的实例。例如，如在机身1306中的暴露部分1332中可见的舱壁1330可以利用加强面板来实施。作为另一实例，机身1306的蒙皮面板1334也可以利用加强面板来实施。

现在转向图14，示出了根据一示例性实施例的用于舱壁的加强面板的图示。在该示例性实例中，示出了舱壁1330的放大图。舱壁1330是由彼此接合的内模线层1400和外模线层1402形成的两件式舱壁。这两个复合部件的接合可以利用结合、紧固、热成型或者用于使复合部件彼此相接合的一些其他合适的技术中的至少一者来实现。

现在转向图15，示出了根据一示例性实施例的用于制造用作舱壁的加强面板的工具系统的图示。如所示的，工具系统1500用于制造采用图13和图14中所示的舱壁1330形式的加强面板。

如所示的，工具系统1500包括多个不同的工具。在该示例性实例中，工具系统1500包括内模线工具1502、外模线工具1504以及结合夹具1506。

复合材料层可以铺设在内模线工具1502上。这些层可以是预浸料、干预成型件或其他类型的复合材料。当复合材料层被铺设在内模线工具1502上时，这些层可以在炉子、压机、高压釜或一些其他合适类型的固化装置中被固化，以形成用于舱壁1330的内模线层。

外模线工具1504还可以用于铺设复合材料层以形成用于舱壁1330的外模线层1402的平板。

在该示例性实例中结合工具采用结合夹具1506的形式。如所示的，结合夹具1506包括突起1508，其可以采用用于在结合或热接合中使用的凸起橡胶增强器的形式。图14中的内模线层1400和外模线层1402可以在结合夹具1506中彼此接合。

接下来参考图16，示出了根据一示例性实施例的用于蒙皮面板的加强面板的图示。在该示例性实例中，蒙皮面板1334包括内模线层1600和外模线层1602。这两个部件形成了用于采用两件式机身蒙皮面板形式的蒙皮面板1334的加强面板。在该示例性实例中，内模线层1600包括用于将部件附接到图13中的飞机1300的地板上的地板附接区域1604。

现在参考图17，示出了根据一示例性实施例的用于制造用作蒙皮面板的加强面板的工具系统的图示。在该示例性实例中，工具系统1700包括内模线工具1702和外模线工具1704。内模线工具1702可以用于铺设复合材料以形成用于加强面板的内模线层。

如所示的，内模线工具1702包括凸起特征1706和凹陷1708。凹陷1708对应于该示例性实例中的空气动力学表面。这些空气动力学表面可以用于机身、机翼、尾翼或者其上可以使用蒙皮面板的一些其他合适的部件。

复合材料可以铺设在外模线工具1704上以形成外模线层。在该所示实例中外模线层是用于蒙皮面板的外蒙皮。

转向图18，示出了根据一示例性实施例的用于和内模线工具一起使用的复合材料的图示。在该示例性实例中，可以将复合材料层1800铺设在内模线工具1802上。复合材料层1800或用于复合材料层1800的预成型件可以选自以下中的至少一者：预浸料、稍后利用树脂浇注的织物、单向纤维带、纤维丝束、干纤维预成型件或一些其他合适类型的复合材料或预成型件。在该实例中，内模线工具1802具有突起1814、突起1816、突起1818以及突起1820。

转向图19，示出了根据一示例性实施例的铺设在内模线工具上的复合材料的横截面图的图示。示出了沿图18中的线19-19截取的复合材料层1800的横截面图。

复合材料层1800可以通过使连续板层与双重板层和突出板层交错来形成。双重板层包括用于内模线工具中的突起的开口。突出板层是覆盖突起的板层。在该示例性实例中，复合材料层1800包括层l1、层l2、层l3、层l4、层l5以及层l6。

接下来参考图20，示出了根据一示例性实施例的内模线工具上的复合材料层的分解图。如该图中所示，复合材料层可以分割成多个部分。

在该示例性实例中，部分2004包括开口2006、开口2008、开口2010以及开口2012。部分2004包括之前图19中所示的层l1、层l3以及层l5。这些开口分别与图18中所示的内模线工具1802上的突起1814、突起1816、突起1818以及突起1820相对应。

如所示的，复合材料层还包括部分2030。部分2030包括盖部分2032、盖部分2034、盖部分2036以及盖部分2038。部分2030包括之前图19中所示的层l2、层l4以及层l6。盖部分2032、盖部分2034、盖部分2036、以及盖部分2038被放置在图18中的内模线工具1802上的突起1814、突起1816、突起1818以及突起1820上并覆盖开口2006、开口2008、开口2010以及开口2012。

在该示例性实例中，还存在部分2040。部分2040包括加强器2042、加强器2044以及加强器2046。这些部件被包含在该实例中以提供面板的额外加强。

虽然用来制造加强面板的工具以及所执行的操作的示例采用了舱壁和蒙皮面板的形式，但并非意在限制可以实施其他示例性实例的方式。例如，除了舱壁和蒙皮面板之外或者替代舱壁和蒙皮面板，可以形成其他类型的加强面板。例如，可以利用加强面板来实施壁橱墙壁、纵梁以及其他类型的结构。

接下来转向图21，示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示。图21中所示的过程可以在复合制造环境100中实施以形成图1中以框形式示出的加强面板104。

过程开始于，将复合材料放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起(操作2100)。突起的形状和尺寸可以被选择为适应匹配的部件、零件或硬件。过程利用增强器将铺设在内模线工具的表面上的复合材料压实(操作2102)。操作2102形成压实的复合材料。利用增强器来压实复合材料是可选的。

过程使压实的复合材料固化以形成内模线层(操作2104)。内模线层的表面具有对应的突起，该对应的突起与内模线工具的表面中的突起相对应。

过程将复合材料放置在外模线工具的表面上(操作2106)。过程还将铺设在外模线工具的表面上的复合材料压实(操作2108)。外模线工具的表面是大体上平滑的。换言之，外模线工具的表面不包含突起。使外模线工具的表面上的压实的复合材料固化以形成外模线层(操作2110)。

过程将内模线工具和外模线层接合以形成加强面板(操作2112)，并且之后过程终止。接合可以按照多个不同的方式来执行。例如，接合可以通过结合、紧固或其他合适的技术来执行。结合可以利用粘合剂结合、熔融结合或其他合适的技术来执行。紧固可以利用用来将两个部件彼此连接的各种类型的紧固件来执行。

利用该过程制造的加强面板可以具有与同样重量的夹层结构相当或更大的强度。此外，加强面板是在结构的中空部分内不利用芯轴或其他工具的情况下制造的。因此，为了制造该加强面板无需接近这些部分。

接下来参考图22，示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示。图22中所示的过程可以在复合制造环境100中实施以将复合材料108层铺设在工具(例如图1中以框形式示出的内模线工具112)上。

过程开始于，将复合材料层的第一部分铺设在突起上方(操作2200)。过程将复合材料层的第二部分铺设在内模线工具上(操作2202)。之后过程终止。复合材料层的第二部分具有和突起相对应的开口。此外，每个突起可以具有多个复合材料层。换言之，第二部分可以包括一个或多个复合材料层。不同的层可以具有不同的定向并可以由不同类型的复合材料形成。

接下来参考图23，示出了根据一示例性实施例的用于铺设复合材料层的过程的流程图的图示。图23中所示的过程可以在复合制造环境100中实施以将复合材料108层铺设在工具(例如图1中以框形式示出的内模线工具112)上。

过程开始于，将多个连续板层铺设在内模线工具上(操作2300)。如本文所使用的，“多个”，当关于项目使用时，意思是一个或多个项目。例如，“多个连续板层”为一个或多个连续板层。在该示例性实例中，连续板层可以包括用于例如从内模线工具延伸的突起的特征的开口。

过程铺设多个突出板层(操作2302)。这些突出板层被配置为覆盖突起并可以与多个连续板层重叠。

确定是否存在待铺设在内模线工具上的其他板层(操作2304)。如果存在其他板层，则过程返回至操作2300。否则，过程终止。以此方式，多个连续板层可以与多个突出板层交错以形成复合材料层。

现在参考图24，示出了根据一示例性实施例的用于制造加强面板的过程的流程图的图示。图24中所示的过程可以在复合制造环境100中实施以将复合材料108层铺设在工具(例如图1中以框形式示出的内模线工具112)上。

过程开始于，将多个纤维层放置在内模线工具的表面上(操作2400)。在操作2400中，内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。

在该示例性实例中，铺设在内模线工具上的纤维层形成预成型件。在该特定实例中，纤维层包括结构纤维。如所示的，结构纤维包括选自以下中的至少一者的材料：碳、玻璃、陶瓷、芳香聚酰胺或一些其他合适类型的材料。换言之，结构纤维可以包括相同类型的材料，或者不同的结构纤维可以包括和多个纤维层中的其他结构纤维不同类型的材料。

在该示例性实例中，结构纤维包括以下中的至少一者：多种类型的结构纤维、不连续纤维、拉断不连续纤维、切断不连续纤维的混合物、不连续纤维和连续纤维的混合物、或者一些其他合适类型的纤维。此外，不连续纤维和连续纤维可以位于压实的预成型材料中的不同层中或者位于不同区域中的至少一者中。

除了结构纤维之外，纤维层还可以包括结合剂或粘结剂。结合剂或粘结剂是一种将其他材料保持或吸引到一起以通过粘附或通过凝聚机械地、化学地形成粘结性整体的材料。

在又一示例性实例中，纤维层可以包括具有或不具有结合剂或粘结剂的结构纤维和热塑性纤维的混合物，其中当熔化并固结时热塑性纤维形成基质以形成采用热塑性面板形式的加强面板。

纤维层替代具有或不具有结合剂或粘结剂的结构纤维和热塑性纤维的混合物，其中当熔化并固结时热塑性纤维形成基质，从而避免了注入热固性基质树脂以形成热塑性面板的需要。在示例性实例中，结构纤维被拉断，而热塑性纤维被切断，其中结构纤维和热塑性纤维的组合物形成固有共混物。固有共混物是两种以上的纺纱用人造短纤维的混合物，其已共混，使得各个纤维不保持其各自的特性。

此外，结构纤维和热塑性纤维可以混杂。如所述的，纤维材料选自以下中的至少一者：单向胶带、织造织物、编织织物或非织造织物。

过程利用增强器将铺设在内模线工具上的多个纤维层压实以形成压实的预成型件(操作2402)。在操作2402中，增强器具有其上铺设有纤维预成型材料的内模线工具的对称形状。过程利用热固性基质树脂注入压实的预成型材料(操作2404)。

过程利用热固性基质树脂使压实的预成型材料固化以形成内模线层(操作2406)。内模线层具有与内模线工具上的突起相对应的对应突起。

过程将内模线层结合至外模线层以形成加强面板(操作2408)。之后过程终止。

在操作2408中，结合可以利用结合工具来执行，该结合工具在内模线层和外模线层之间的结合位置处施加压力。在该实例中，结合可以按照多个不同的方式来执行。例如，结合可以利用熔融结合、粘合剂结合或者一些其他合适类型的结合技术来执行。

在操作2408中，外模线层是大体上平滑的。如所述的，当层具有均匀且规则的表面或一致性时，该层是平滑的。在该实例中，表面没有可察觉到的突起、凸块或凹陷。

所示不同实施例中的流程图和框图说明了一示例性实施例中的装置和方法的一些可能实施方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、区段、功能或者操作或步骤的一部分中的至少一者。例如，一个或多个框可以实现为程序代码、硬件或程序代码和硬件的组合。当以硬件实现时，硬件可以例如采用集成电路的形式，该集成电路被制造或配置为执行流程图或框图中的一个或多个操作。当被实现为程序代码和硬件的组合时，该实现方式可以采用固件的形式。流程图或框图中的每个框可以利用执行不同操作的专用硬件系统或专用硬件的组合以及由专用硬件运行的程序代码来实现。

在一示例性实施例的一些替代实施方式中，框中提及的功能或多个功能可以不按照图中提及的顺序进行。例如，在一些情况下，连续示出的两个框可以大体上同时执行，或者该框有时按照相反的顺序执行，取决于所涉及的功能。而且，除了流程图或框图中所示的框之外，可以添加其他框。

例如，在图21中，操作2100和操作2102可以在操作2106和操作2108之后执行或者可以大体上同时执行。操作2104和操作2110中的固化操作可以同时执行。例如，在一些示例性实例中，铺设在内模线工具上的复合材料和铺设在外模线工具上的复合材料可以在同一高压釜中固化。

作为另一实例，在图22中，操作2202可以在操作2200之前执行。此外，可以包括铺设用于加强面板的复合材料层的额外部分的操作。在另一示例性实例中，在图23中的过程中可以包括铺设除了操作2302中的多个突出板层之外的多个双重板层的操作。可以执行这两种操作，使得连续板层与双重板层和突出板层交错。

本公开的示例性实施例可以在图25中所示的飞机制造和维修方法2500以及图26中所示的飞机2600的背景下进行描述。首先转向图25，示出了根据一示例性实施例的飞机制造和维修方法的框图的图示。在生产前期间，飞机制造和维修方法2500可以包括图26中的飞机2600的规格和设计2502以及材料采购2504。

在生产期间，进行图26中的飞机2600的部件和子组件制造2506以及系统集成2508。之后，图26中的飞机2600可以通过认证和交付2510以便投入使用2512。当由客户投入使用2512时，图26中的飞机2600被安排例行维护和维修2514，其可以包括修正、重新配置、整修以及其他维护或维修。

飞机制造和维修方法2500的每一个过程可以通过系统集成商、第三方、运营商或它们的一些组合来执行或实现。在这些实例中，运营商可以是客户。为了描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任意数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商以及供应商；而运营商可以是航空公司、租赁公司、军方机构、服务组织等。

现在参考图26，示出了根据一示例性实施例的飞机的框图的图示。在该实例中，飞机2600通过图25中的飞机制造和维修方法2500生产，并且可以包括机身2602以及多个系统2604和内部2606。系统2604的实例包括推进系统2608、电气系统2610、液压系统2612以及环境系统2614中的一个或多个。还可以包含任意数量的其他系统。尽管示出了航空航天的实例，但是可以将不同的示例性实施例应用于其他行业，例如汽车行业。

本文所体现的装置和方法可以在图25中的飞机制造和维修方法2500的至少一个阶段期间采用。

在一个示例性实例中，在图25中的部件和子组件制造2506中生产的部件或子组件可以按照和在图25中当飞机2600投入使用2512时生产的部件和子组件类似的方式制作和制造。作为另一实例，在生产阶段期间，例如在图25中的部件和子组件制造2506以及系统集成2508期间，可以利用一个或多个装置实施例、方法实施例或者其组合。在图25中的飞机2600投入使用2512时、在维护和服务2514期间或者两者，可以利用一个或多个装置实施例、方法实施例或者其组合。使用多个不同的实施例可以显著加快飞机2600的装配、降低飞机2600的成本、或者既加快飞机2600的装配又降低飞机2600的成本。

现在转向图27，示出了根据一示例性实施例的产品管理系统的框图的图示。产品管理系统2700是一种物理硬件系统。在该示例性实例中，产品管理系统2700可以包括制造系统2702或维护系统2704中的至少一者。

制造系统2702被配置为制造产品，例如图26中的飞机2600。如所示的，制造系统2702包括制造设备2706。制造设备2706包括制作设备2708或装配设备2710中的至少一者。

制作设备2708是可以用于制作用来形成图26中的飞机2600的零件的部件的设备。例如，制作设备2708可以包括机器和工具。这些机器和工具可以是钻孔机、液压机、熔炉、模具、复合条带铺设机、真空系统、车床或其他合适类型的设备中的至少一者。制作设备2708可以用于制作金属零件、复合零件、紧固件、肋条、蒙皮面板、翼梁、天线或其他合适类型的零件中的至少一者。

装配设备2710是用来装配零件以形成图26中的飞机2600的设备。具体地，装配设备2710可以用于装配部件和零件以形成图26中的飞机2600。装配设备2710还可以包括机器和工具。这些机器和工具可以是机械臂、履带牵引装置、快速安装系统、基于轨道的钻孔系统或机器人中的至少一者。装配设备2710可以用于装配零件，例如座椅、水平安定面、机翼、发动机、发动机外壳、起落架系统以及用于图26中的飞机2600的其他零件。

在该示例性实例中，维护系统2704包括维护设备2712。维护设备2712可以包括对图26中的飞机2600进行维护所需的任何设备。维护设备2712可以包括用于对飞机2600上的零件执行不同操作的工具。这些操作可以包括拆卸零件、整修零件、检查零件、返修零件、制造替换零件或者用于对图26中的飞机2600执行维护的其他操作中的至少一者。这些操作可以是例行维护、检查、升级、整修或其他类型的维护操作。

在示例性实例中，维护设备2712还包括超声检查装置、x射线成像系统、视觉系统、钻孔机、履带牵引装置以及其他合适的装置。在一些情况中，维护设备2712可以包括制作设备2708、装配设备2710或者两者，以生产或装配对于维护可能需要的零件。

产品管理系统2700还包括控制系统2714。控制系统2714为一种硬件系统并还可以包括软件或其他类型的部件。控制系统2714被配置为控制制造系统2702或维护系统2704中的至少一者的操作。具体地，控制系统2714可以控制制作设备2708、装配设备2710或维护设备2712中的至少一者的操作。

控制系统2714中的硬件可以是可以包括计算机、电路、网络以及其他类型的设备的使用硬件。控制可以采用对制造设备2706进行直接控制的形式。例如，机器人、计算机控制的机器以及其他设备可以由控制系统2714控制。在其他示例性实例中，在对图26中的飞机2600进行制造或执行维护过程中，控制系统2714可以管理由操作人员2716执行的操作。例如，控制系统2714可以分配任务、提供命令、显示模型或执行其他操作，以管理由操作人员2716执行的操作。在这些示例性实例中，图21至图24中的不同流程图中所示的过程可以在控制系统2714中实现，以管理图26中的飞机2600的制造或维修中的至少一者。例如，不同的操作可以以程序代码实现，以控制制造设备2706或维护设备2712中的至少一者的操作。另外，不同的操作可以在控制系统2714中实现，以向操作人员2716分配命令。

在不同的示例性实例中，操作人员2716可以操作制造设备2706、维护设备2712或控制系统2714中的至少一者或者与其交互。这种交互可以被执行以制造图26中的飞机2600。

当然，产品管理系统2700可以配置为管理除了图26中的飞机2600之外的其他产品。尽管已经关于航空航天行业中的制造描述了产品管理系统2700，但是产品管理系统2700可以配置为管理其他行业的产品。例如，产品管理系统2700可以配置为制造用于汽车行业以及任何其他合适的行业的产品。

因此，示例性实施例提供了一种用于制造加强面板的方法、装置和系统。该加强面板包括复合材料。将复合材料层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起。利用增强器将铺设在内模线工具的表面上的复合材料层压实以形成压实的复合材料层。使压实的复合材料层固化以形成具有对应突起的内模线层。将内模线层结合至外模线层以形成加强面板。

在一个示例性实例中，存在克服了与利用夹层结构形成加强面板相关的技术问题的一个或多个技术方案。结果，一个或多个技术方案可以提供以下技术效果，即提供了一种在不利用芯轴或者其他工具的情况下制造加强面板的方法和装置，该芯轴或其他工具可能需要接近加强面板的部分以实现对这些工具的去除。

此外，一个或多个示例性实例提供了解决与其中使用蜂巢芯材或泡沫芯材的夹层结构相关的问题的技术方案。一个或多个技术方案提供了一种加强面板，相比相同重量的芯材加强面板，其提供了相同或改进的性能。

一个或多个技术方案提供了以下技术效果，即其中加强面板在内模线层上可以具有高度复杂的几何形状并具有平滑的外模线层。另外，一个或多个技术方案具有以下技术效果，即允许预浸料或常规织物中的至少一者覆盖在复杂的形状之上而没有不希望有的起皱或纤维变形。此外，内模线层和外模线层相接的位置具有的面积显著大于利用夹在两个面板之间的蜂巢芯材的加强面板。因此，可以减少或避免利用蜂巢面板所出现的局部结合。

此外，示例性实例可以提供以下技术效果，即其中通过避免使用蜂巢夹层面板而可以导致维护减少。例如，可以减少与湿气侵入和蒙皮面板不一致性相关的问题。

在一个示例性实例中，其中给出了一种用于制造加强面板的方法，该方法包括：将多个纤维层放置在内模线工具的表面上，该内模线工具具有从内模线工具的表面延伸的突起；利用增强器将铺设在内模线工具上的多个纤维层压实以形成压实的预成型材料；利用热固性基质树脂注入压实的预成型件；利用热固性基质树脂使压实的预成型材料固化以形成具有对应突起的内模线层122；以及将内模线层结合至外模线层。

在该示例性实例中，多个纤维层包括结构纤维；结构纤维包括以下中的至少一者：多种类型的结构纤维、不连续纤维、拉断不连续纤维、切断不连续纤维的混合物、或者不连续纤维和连续纤维的混合物。不连续纤维和连续纤维位于压实的预成型材料中的不同层或不同区域中的至少一者中。多个纤维层包括结构纤维和结合剂。在该示例性实例中，增强器具有其上铺设多个纤维层的内模线工具的对称形状。

在该示例性实例中，将内模线层结合至外模线层包括利用结合工具将内模线层结合至外模线层132，该结合工具在内模线层与外模线层之间的结合位置处施加压力。在该示例性实例中，将内模线层结合至外模线层包括将内模线层122熔融结合至外模线层；将内模线层结合至外模线层包括利用粘合剂将内模线层结合至外模线层132。

在该示例性实例中，将多个纤维层放置在具有从内模线工具的表面延伸的突起的内模线工具的表面上包括：将多个纤维层的第一多个层铺设在突起之上；以及将多个纤维层中的第二多个层铺设在内模线工具上，其中，第二多个层具有和突起相对应的开口。外模线层132是大体上平滑的。

在该示例性实例中，多个纤维层包括具有或不具有结合剂或粘结剂的结构纤维和热塑性纤维的混合物，其中当熔化并固结时热塑性纤维形成基质以形成采用热塑性面板形式的加强面板。在该示例性实例中，结构纤维和热塑性纤维是不连续纤维、拉断纤维、切断纤维中的至少一者，其中结构纤维和热塑性纤维的组合物形成固有共混物，其中结构纤维和热塑性纤维混杂，其中多个纤维层选自单向胶带、织造织物、编织织物或非织造织物中的至少一者。

已为了说明和描述的目的给出了对不同示例性实施例的描述，而并非旨在是穷尽性的或限于所公开形式的实施例。不同的示例性实例描述了执行动作或操作的部件。在一示例性实施例中，部件可以配置为执行所述动作或操作。例如，部件可以具有针对这样的结构的配置或设计，其为部件提供执行在示例性实例中描述为由部件执行的动作或操作的能力。

对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变型将是显而易见的。此外，相比于其他期望的实施例，不同的示例性实施例可以提供不同的特征。选择和描述所选择的实施例或多个实施例，以便最佳解释实施例、实际应用的原理，以及使本领域普通技术人员能够针对具有适合于所构思的特定用途的各种修改的各种实施例来理解本公开内容。