使用复合预浸带制作弯曲复合结构的方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及制作弯曲复合结构的过程，并且更特别地涉及制作复合结构的方法，例如使用复合预浸带制作具有复合曲线的加强件。
【背景技术】
[0002]在预浸层片在工具上的叠层期间，有时有必要使层片紧密地符合工具的曲线、轮廓和/或特征以便确保纤维遵循载荷路径，并且叠层具有准确的尺寸并且基本没有空隙、褶皱和/或翘曲。使层片与弯曲工具表面符合的已知技术包含在叠层过程期间投射，切割和/或分离层片，和/或全面的手工清扫以便使层片符合波状外形的工具表面。这些技术能够是耗时的，和/或不可以使得弯曲零件具有期望的机械强度。该问题的另一种解决方案包含将相对窄的狭缝预浸带递增地操纵到波状外形的工具上以便成型弯曲的层片。但是，使用狭缝带可以增加材料成本并且降低生产率，这是因为铺放狭缝带可以更加的耗时。
[0003]因此，需要一种使用基本笔直的单向预浸带层叠并且成型弯曲的复合层片的方法，尤其是O度的层片。也需要一种层叠并且成型弯曲的零度层片的方法，其避免了在弯曲工具周围递增地操作狭缝带的各个条带的需要。
【发明内容】
[0004]公开的配置提供了一种当笔直单向预浸带正被操作为符合工具的复杂形状、轮廓和特征时支撑、定位以及变形该笔直单向预浸带的方法。单向预浸带的笔直长度被用于成型具有复合曲线的结构。该方法利用可变形载体薄膜以在层叠过程期间支撑由带成型的层片，从而在当它们正被层叠时防止层片褶皱和/或翘曲。使用载体薄膜允许预浸层片根据需要被准确地定位并且被均匀地变形以便符合波状外形的工具表面。载体薄膜也可以被用于在处理和运输期间使复合层片稳定。该方法可以消除为了递增地层叠零度层片而需要使用窄狭缝带，以及相对昂贵的自动狭缝带铺放装备。该方法也可以较小或消除在层叠过程期间的手工作业、投射、切割以及分离层片的需要。进一步地，该方法可以减小通过使用全宽度复合预浸带层叠并且成型复杂波状外形结构所要求的时间。此外，该方法可以改进层片边界的准确度并且当要求时提供更均匀的层片材料变形，继而引起固化的复合零件在强度和外观上的改进。
[0005]公开的方法包含在基本直线或笔直的方向上在可变形载体薄膜上层叠零度层片。零度层片可以包括被排列在不同层中或排列在间隔开的片段中的多种宽度的预浸带或单一宽度的预浸带。层片片段可以被交错并且然后在随后的成形操作内被重叠以创建期望的层片长度。
[0006]根据一种公开的配置，提供了在工具上层叠复合零件的方法。该方法包括采用单方向纤维加强的一定长度的复合树脂带，所述纤维具有基本为零度的纤维取向并且将带放置在可变形的载体薄膜上。该方法进一步包括将带和载体薄膜成型在成型工具的第一弯曲表面上，并且然后绕着弯曲轴线将带和载体薄膜成型在成型工具的第二弯曲表面上。该方法也包含从已成形的预浸带中移除载体薄膜。将带放置在载体薄膜上可以包含将带放置成与载体薄膜面对面地接触并且抵靠载体薄膜压缩带。该方法可以进一步包括沿着带的长度勾画其至少一个边缘的轮廓。在成形过程期间，通过使载体薄膜变形可以将带成型到工具的第二弯曲表面上。
[0007]根据另一种公开的配置，提供了制作具有至少两个弯曲的边(leg)的弯曲复合结构的方法。该方法包括提供一定长度的复合预浸带，该复合预浸带具有基本零度纤维取向的单向加强纤维。该方法进一步包括将带接合到薄膜并且通过在成型工具的第一弯曲表面上成型薄膜和带的宽度的第一部分来成型该结构的第一边。该方法进一步包括通过将薄膜和带的宽度的第二部分成型到成型工具的第二弯曲表面上来成型该结构的第二边。该方法也包含从成形的带中移除薄膜并且固化已成形的预浸带。
[0008]根据又一配置，提供了制作具有弯曲腹板和至少一个弯曲法兰的复合加强件的方法。该方法包括层叠载体薄膜上的笔直长度的单向预浸带。该方法进一步包括通过使用载体薄膜将带的第一部分操控到第一弯曲工具表面上而成型法兰，并且通过使用载体薄膜以将带的第二部分成型到第二弯曲工具表面上而成型腹板。该方法进一步包含从已成形的带中移除载体薄膜并且固化已成形的层片。
[0009]根据另一配置，提供了在具有波状外形表面的工具上层叠多层片复合零件的方法。该方法包含提供可变形的载体薄膜并且加强载体薄膜的一部分以防止变形，包含浸渍具有加强纤维的载体薄膜部分。该方法也包含放置复合加倍器到载体薄膜的表面上，并且在载体薄膜表面上放置释放薄膜条。复合层片被放置在覆盖在加倍器和释放薄膜条上的载体薄膜的表面上。该方法进一步包含将并行关系的多条带单向预浸纤维带铺放在载体薄膜表面上。
[0010]根据本公开的一方面，提供了在工具上层叠复合零件的方法，其包括:提供用单向纤维加强的一定长度的复合树脂带，所述单向纤维具有基本零度的纤维取向，在可变形载体薄膜上放置复合树脂带，将复合树脂带和载体薄膜成型到成型工具的第一弯曲表面上，将复合树脂带和载体薄膜围绕弯曲轴线成型到成型工具上的第二弯曲表面上，以及从复合树脂带中移除载体薄膜。有利的是，该方法包括，其中在载体薄膜上放置复合树脂带包含抵靠载体薄膜压缩复合树脂带。有利的是，该方法进一步包括沿着复合树脂带的长度勾画其至少一个边缘的轮廓。有利的是，该方法包括，其中勾画复合树脂带的边缘的轮廓是通过沿着所述边缘切割复合树脂带进行的。有利的是，该方法包括，其中成型复合树脂带和载体薄膜包含使载体薄膜变形。有利的是，该方法包括，其中当复合树脂带和载体薄膜正被成型到工具的第二表面上时，执行载体薄膜的变形。
[0011]根据本公开的又一方面，提供了通过一种方法层叠的复合零件，该方法包括:提供用单向纤维加强的一定长度的复合树脂带，所述单向纤维具有基本零度的纤维取向，在可变形载体薄膜上放置复合树脂带，将复合树脂带和载体薄膜成型到成型工具上的第一弯曲表面上，将复合树脂带和载体薄膜围绕弯曲轴线成型到成型工具上的第二弯曲表面上，以及从复合树脂带中移除载体薄膜。
[0012]根据本公开的又一方面，提供了制作具有至少两个弯曲边的弯曲复合结构的方法，其包括:提供具有单向加强纤维的一定长度的复合预浸带，所述单向加强纤维具有基本零度的纤维取向，将带接合到薄膜，通过将薄膜和带的宽度的第一部分成型在成型工具的第一弯曲表面之上而成型该结构的第一边，通过将薄膜和带的宽度的第二部分成型在成型工具的第二弯曲表面上而成型该结构的第二边，从已成形的带中移除薄膜，以及固化已成形的带。有利的是，该方法包括，其中成型第二边是通过按压薄膜并且围绕弯曲折弯线将带的宽度的第二部分剪切到工具的第二弯曲表面上进行的。有利的是，该方法包括，其中将薄膜成型到工具的第二弯曲表面上包含使薄膜变形。有利的是，该方法进一步包括沿着带的长度勾画其至少一个边缘的轮廓。有利的是，该方法包括其中勾画带的边缘轮廓是通过沿着所述边缘切割带进行的。
[0013]根据本公开的又一方面，提供了通过一种方法制作的弯曲复合结构，该方法包括:提供具有单向加强纤维的一定长度的复合预浸带，该单向加强纤维具有基本零度的纤维取向，将带接合到薄膜，通过在成型工具的第一弯曲表面之上成型薄膜和带的宽度的第一部分来成型该结构的第一边，通过将薄膜和带的宽度的第二部分成型到成型工具的第二弯曲表面上来成型该结构的第二边，从已成形的带中移除薄膜，以及固化已成形的带。
[0014]根据本公开的又一方面，提供了制作具有弯曲腹板和至少一个弯曲法兰的复合加强件的方法，其包括:在载体上放置基本笔直长度的单向预浸带，通过使用载体将带的第一部分操控到第一弯曲工具表面上而成型至少一个弯曲法兰，以及通过使用载体将带的第二部分成型到第二弯曲工具表面上而成型弯曲腹板。有利的是，该方法包括，其中成型弯曲腹板包含当带的第二部分正被成型到第二弯曲工具表面上时使载体变形。有利的是，该方法包括其中操控带的第一部分包含操控带的宽度的第一部分，并且成型带的第二部分包含成型带的宽度的第二部分。有利的是，该方法包括其中所述带的单一宽度被用于成型至少一个弯曲法兰和弯曲腹板。有利的是，该方法包括，其中成型弯曲腹板包含围绕弯曲折弯线将带的宽度的一部分剪切到第二工具表面上。有利的是，该方法进一步包括:在弯曲腹板和至少一个弯曲法兰已经被成型之后，从带中移除载体，并且固化所述带。有利的是，该方法进一步包括:将至少一个弯曲法兰抵靠第一弯曲工具表面夹紧，并且其中当至少一个弯曲法兰被抵靠第一工具表面夹紧时进行弯曲腹板的成型。有利的是，该方法包括其中在载体上放置带包含通过在载体上顺序成型带的偏置片段而在载体上成型重叠的带的片段。有利的是，该方法包括其中在载体上放置带包含使片段重叠。有利的是，该方法进一步包括:在成型至少一个弯曲法兰和弯曲腹板之前沿着带的长度勾画其边缘的轮廓。
[0015]根据本公开的又一方面，提供了由一种方法制作的复合加强件，所述方法包括:在载体上放置基本笔直长度的单向预浸带，通过使用载体将带的第一部分操控到第一弯曲工具表面上而成型至少一个弯曲法兰，以及通过使用载体将带的第二部分成型到第二弯曲工具表面上而成型弯曲腹板。
[0016]根据本公开的又一方面，提供了在具有叠层与之符合的波状外形表面的工具上层叠多层片复合零件的方法，该方法包括:提供可变形载体薄膜，加强部分载体薄膜以防止变形，包含浸渍具有加强纤维的载体薄膜，在载体薄膜的表面上放置复合加倍器(doubler)，在载体薄膜的表面上放置释放薄膜(release film)条，在覆盖在加倍器和释