根据本发明的由复合材料制成的高度集成的灌注箱。
[0076]图8示出了第二半箱2的柔性。由于肋板4不被包括在这个半箱2中，所以半箱2具有一定的柔性，该柔性使得翼梁6可以在与第一半箱I结合的过程中稍微地打开，并且使得其可以通过连接装置连接到第一半箱。在本发明的实施例中，肋板4和翼梁6为J形的，并且纵梁5是T形的(参见图9)。
[0077]纵梁5通过结合两个C形的预制件而成形，两个C形的预制件一起形成了双C形(或H形)，随后它们将被切割成两个T形的纵梁5 (图9)。
[0078]关于肋板4和翼梁6，使用包括两个步骤的成型工艺来形成所述肋板4和翼梁6:
[0079]-通过使用侧向模块(sdiemodules)，形成两个L形，它们中的每一个都被划分成两个子模块(一个上部模块和一个下部模块)，在本阶段所述两个子模块被保持在一起。
[0080]-结合两个L形，移除下部子模块并且使腹板15弯曲以使T形变化成J形。
[0081]-在L形的各基部之间的间隙中引入粗纱(单向纤维条，该单向纤维条必须是与组坯中使用的材料相同的材料或兼容的材料)。
[0082]重要的是，肋板4、翼梁6和纵梁5在腹板15的任一侧设置有支脚16 (参见图11和12)。肋板4和翼梁6的J形和纵梁5的T形允许这样的构造。
[0083]粗纱还被引入进存在于纵梁5与表皮3之间的间隙中。
[0084]腹板15的任一侧上的支脚16能够提供如下优点:
[0085]-增强元件与表皮3之间的结合表面被增加。
[0086]-避免在与表皮3接触的区域中不具有支脚16的腹板15的一侧上出现间隙/拐角，这种间隙/拐角可能导致剥落的后果。
[0087]图13示出了根据本发明的由复合材料制成的高度集成的灌注箱的制造工艺的步骤的顺序的示意流程图。
[0088]根据本发明的由复合材料制成的高度集成的灌注箱的制造方法包括如下步骤:
[0089]-为肋板4、表皮3和纵梁5的注射工艺和干式ATL准备工具:
[0090]〇工具清洁
[0091]〇将脱模工具施加给工具(这将会使脱模容易)
[0092]-组坯:在层间使用带粘结剂的干纤维使表皮3、纵梁5、翼梁6和肋板4层合。由于层间的粘结剂，所以可以根据使用的材料执行与预浸料技术类似的自动的组坯工艺。
[0093]-翼梁6、肋板4和纵梁5的形成过程:纵梁5形成为H形，并且随后被切割成两个T形(参见图9)，并且翼梁6和肋板4形成为J形。由于干的叠层之间的粘结剂提供了在成形工艺中使层滑动的能力，因此类似的热成型的工艺可以施加给干纤维。
[0094]-第一半箱I的制造工艺，包括如下子步骤:
[0095]〇将表皮3放置在基础工具7上。
[0096]〇将肋板4放置在表皮3上。
[0097]〇将刚性肋板腹板工具模块8放置在肋板4之间，以使得每个肋板腹板的不包含肋板4的上凸缘14的表面与模具8的一个侧面接触，并且全部的肋板腹板被真空包11覆至
ΠΠ O
[0098]〇使用LRI (液体树脂灌注)技术将树脂灌注到第一半箱I中。
[0099]〇使用自动加热工具或在炉内进行固化。
[0100]〇脱模:一旦固化工艺完成，就将真空包11移除并且模具7、8被脱模。
[0101]〇超声和尺寸检测。
[0102]-第二半箱2的制造工艺，包括如下子步骤:
[0103]〇将表皮3放置在基础工具上。
[0104]〇将纵梁5和翼梁6放置在表皮3上。
[0105]〇将带有树脂入口 12的纵梁腹板柔性工具模块10放置在纵梁5上。
[0106]〇将刚性翼梁腹板的工具模块放置在翼梁(6)之间、表皮3上以及纵梁腹板的柔性工具模块10上。
[0107]〇使用LRI (液体树脂灌注)技术将树脂灌注到第二半箱2中。
[0108]〇使用自动加热工具或在烤箱内进行固化。
[0109]〇脱模:一旦固化工艺完成，就将真空包11移除并且模具9、10被脱模。
[0110]〇超声和尺寸检测。
[0111]-通过连接件的钻孔和铆接的方式实现第一半箱I与第二半箱2的组装过程。
[0112]在图12中可以看出，存在放置在纵梁5之间的表皮3的部分上以及在翼梁6的上凸缘上的工具模块(tooling module，或模具模块、加工模块)9，并且还存在围绕每一个纵梁5的腹板15的较小的工具模块10。较小的工具模块10允许部件的压紧及其脱模。图14示出了用于纵梁支撑的软工具和树脂入口工具。对于纵梁5来说，软支撑工具被使用以利用其轻质、易处理及多用途的优点。在树脂入口 12位于纵梁5的头上上方的情况下，硅树脂轮廓被传统地用于灌注工艺的树脂分布。
[0113]图15示出了用于肋板4和翼梁6的硬工具17。该硬支撑工具17被需要，以确保良好的压紧并且减少多孔性。其还包括树脂入口通道18和边缘闭合口密封装置19。
[0114]肋板4的鼠洞区域(mouse hole area)上的工具边缘仅包含密封装置(密封衬片)，而不包含树脂通道，以使这些区域中的肋板4与纵梁5之间的距离最小化。
[0115]根据实施例，使用封闭螺栓(blind bolts)从外表面就能实现第一半箱I与第二半箱2的组装过程中的连接件的钻孔和铆接。
[0116]当翼梁6中的手孔(hand hole)与本发明的理念兼容而引入标准的超轻钛螺栓(h1-lite titanium bolt)时，这些标准的超轻钛螺栓可以用于翼梁6。盲紧固件用于肋板4与表皮3的结合，并且标准的超轻钛螺栓用于翼梁6与表皮3的结合以及用于翼梁6与肋板4的结合。
[0117]根据材料的不同，所述制造工艺中的组坯过程可以是自动或人工操作的。
[0118]在刚刚已经被描述的所述实施例中，可以在下面的权利要求限定的范围内引入一些修改。
【主权项】
1.一种由复合材料形成的高度集成的灌注箱，所述灌注箱具有两个表皮(3)、若干个肋板(4)、若干个纵梁(5)、前翼梁和后翼梁，所述灌注箱包括通过连接装置结合的第一半箱(I)和第二半箱(2)，其特征在于: -所述第一半箱(I)包括所述肋板(4)和一个表皮(3)，和 -所述第二半箱(2)包括所述前翼梁、所述后翼梁、所述纵梁(5)和一个表皮(3)。
2.根据权利要求1所述的由复合材料形成的高度集成的灌注箱，其特征在于，所述肋板(4)和所述翼梁(6)是J形的并且所述纵梁(5)是T形的。
3.一种飞行器箱结构，例如翼、垂直稳定器(VTP)、水平稳定器(HTP)或外挂架，包括如权利要求1或2所述的高度集成的灌注箱。
4.一种制造权利要求1所述的由复合材料形成的高度集成的灌注箱的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤: -用于注入过程以及肋板(4)、表皮(3)和纵梁(5)的干ATL的工具的准备: 〇清洁工具； 〇将脱模装置应用至工具； -组坯:在板层之间使用带结合剂的干纤维使表皮(3)、纵梁(5)、翼梁￠)以及肋板(4)层叠; -翼梁￠)、肋板(4)和纵梁(5)的形成过程:纵梁(5)被形成为H形形状并且随后被切分为两个T形形状，翼梁(6)和肋板(4)被形成为J形形状； -第一半箱(I)的制造过程，包括下列子步骤: 〇将表皮(3)布置在基础工具(7)上； 〇将肋板(4)布置在表皮(3)之上； 〇在肋板(4)之间布置刚性肋板腹板工具模块(8)，使得每个肋板腹板的不包含肋板(4)的上凸缘(14)的面与工具⑶一侧的面接触，并且所有部件被真空包(11)覆盖； 〇使用LRI (液体树脂灌注)技术用树脂灌注第一半箱(I); O用自动加热工具进行固化或在炉内进行固化； 〇脱模:一旦完成固化过程，移除真空包(11)和将工具(7、8)脱模； 〇超声波检测和尺寸检测； -第二半箱(2)的制造过程，包括下列子步骤 〇将表皮(3)布置在基础工具上； 〇将纵梁(5)和翼梁(6)布置在表皮(3)之上； 〇将具有树脂入口(12)的纵梁腹板柔性工具模块(10)布置在纵梁(5)之上； 〇在表皮(3)上和纵梁腹板弹性工具模块(10)上、以及在翼梁(6)之间布置刚性翼梁腹板工具模块； O使用LRI (液体树脂灌注)技术用树脂灌注第二半箱(2); O用自动加热工具进行固化或在炉内进行固化； 〇脱模:一旦完成固化过程，移除真空包(11)和将工具(9、10)脱模； 〇超声波检测和尺寸检测； -通过钻孔和连接件的铆接实现第一半箱(I)和第二半箱(2)的组装过程。
5.根据权利要求4所述的制造由复合材料形成的高度集成的灌注箱的方法，其特征在于，在第一半箱⑴和第二半箱(2)的组装过程中的钻孔和连接件的铆接是通过使用封闭螺栓从外表面实现。
6.根据权利要求5所述的制造由复合材料形成的高度集成的灌注箱的方法，其特征在于，标准的高轻量的钛螺栓用于翼梁(6)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的制造由复合材料形成的高度集成的灌注箱的方法，其特征在于，组坯步骤是手工操作的。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的制造由复合材料形成的高度集成的灌注箱的方法，其特征在于，组坯步骤是自动操作的。
【专利摘要】一种由复合材料形成的高度集成的灌注箱，灌注箱具有两个表皮(3)、若干个肋板(4)、若干个纵梁(5)、前翼梁和后翼梁，所述灌注箱包括通过连接装置结合的第一半箱(1)和第二半箱(2)，其中第一半箱(1)包括一个表皮(3)和肋板(4)，和第二半箱(2)包括一个表皮(3)、前翼梁、后翼梁和纵梁(5)。本发明还提供一种制造方法，其包括第一半箱(1)、第二半箱(2)的形成过程以及第一半箱(1)和第二半箱(2)的组装过程。
【IPC分类】B29C39-10, B64C3-18, B64C1-06
【公开号】CN104743095
【申请号】CN201410852740
【发明人】马丁 迭戈·加西亚, 费尔南德斯 拉拉·巴罗索, 加罗夫 帕布罗·赛伯拉, 阿尔克 大卫·阿方索·塞雷索, 洛佩兹 伊格纳西奥·何塞·马奎兹
【申请人】空中客车西班牙运营有限责任公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月31日
【公告号】EP2889214A1, US20150183506