使用复合预浸带制作弯曲复合结构的方法_2

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放薄膜条上的载体薄膜的表面上放置零度预浸层片,包含在载体薄膜的表面上以并行关系铺放多条带单向预浸纤维带,将层片、加倍器和释放薄膜条抵靠载体薄膜压缩,使用载体薄膜以将层片运输到叠层工具上,使用载体薄膜以便在叠层工具上层叠加倍器、释放薄膜条和层片,包含通过使载体薄膜变形以使层片变形,从而使层片符合叠层工具的波状外形区域,以及当层片已被层叠并且符合叠层工具时从层片中移除载体薄膜。
【附图说明】
[0017]图1是在变形之前被保持在可变形载体薄膜上的复合预浸层片的平面图的图示。
[0018]图2是从图1内“2”所示的方向观看的载体薄膜的转角的透视图的图示。
[0019]图3是在图2内“3”所示的方向上的层片的视图的图示。
[0020]图4是显示了已经被应用到薄膜的若干条带的复合材料的载体薄膜的平面图的图示。
[0021 ] 图5是被指定为图4内的“5”的区域的图示。
[0022]图6是与图1相似的图示,但是其显示了已被变形的载体薄膜和层片。
[0023]图7是显示了变形之后层片和载体薄膜的转角的与图2相似的图示。
[0024]图8是在图7内“8”所示的方向上观看的变形的层片的截面图的图示。
[0025]图9是已被变形以便将层片拉伸成扇形图案的载体薄膜上90度层片的平面图的图示。
[0026]图10是在变形前具有被压缩在其上的45度层片的载体薄膜的平面图的图示。
[0027]图11是与图10相似的图示,但是显示了载体薄膜和层片已经在正交方向上变形。
[0028]图12是具有层片、层片加倍器以及被应用到其上的释放膜条的载体薄膜的截面图的图示。
[0029]图13是变形之前载体薄膜的图示,其包含具有纤维加强的基本不可变形区域。
[0030]图14是与图13相似的图示,但是显示了已被变形的载体薄膜的部分。
[0031]图15是在其内具有隔离的加强区的载体薄膜的平面图的图示。
[0032]图16是沿图15中的线16-16获取的截面图的图示。
[0033]图17是具有整体成型的凸起的载体薄膜的图示。
[0034]图18是为了层片叠层通过使用可变形载体薄膜来层叠复合结构的方法的流程图的图示。
[0035]图19是复合加强件的透视图的图示。
[0036]图20是显示了使用可变形载体薄膜来层叠复合层片以成型如图19所示的加强件的方法的步骤的图解视图的图示。
[0037]图21是具有零度层片的层片载体组装件的平面图的图示。
[0038]图22是可替换的层片载体组装件的横截面视图的图示,在层片载体组装件中,零度层片包含了多层带片段。
[0039]图23是弯曲的成型工具的端视图的图示。
[0040]图24是图23中所示的弯曲的成型工具的透视图的图示,其中层片载体组装件被定位为准备被成型到工具上。
[0041]图25是与图23相似的图示,但是其显示了已被操控并且被夹紧在工具的第一弯曲表面上的层片载体组装件的第一部分。
[0042]图26是与图25相似的图示但是其显示了已经被成型到工具的第二弯曲表面上的层片载体组装件的第二部分。
[0043]图27是与图26相似的图示但是其显示了已经被从成形层片中移除的可变形载体薄膜。
[0044]图28是可替换的层片载体组装件的平面图的图示,其中的零度层片的边缘已经被勾画出轮廓。
[0045]图29是具有从图28所示的波状外形层片中制作的波状外形边缘的复合结构的透视图的图不。
[0046]图30是成型弯曲复合结构的方法的流程图的图示。
[0047]图31是飞行器制造和维护方法的流程图的图示。
[0048]图32是飞行器的方框图的图示。
【具体实施方式】
[0049]首先参考图1、2以及图3,复合树脂材料的层片30被保持为面对面地接触载体薄膜32以成型层片载体组装件34。载体薄膜32可以被用于运输层片30和/或在层叠工艺期间将层片30应用到工具(未显示),以便生产复合零件叠层(未显示)。在图1-3中所说明的示例中,层片30可以是包含具有90度取向的单向加强纤维40的预浸料,但是,零件叠层内的其他层片(未显示)可以具有基于预定的层片配置的其他的纤维取向。
[0050]纤维40被用合适的聚合树脂42预浸渍,聚合树脂42作为基体以便在固化之后将纤维40保持在期望的取向内。在层叠工艺期间的变形之前,复合层片30具有长度L1和宽度W1,正如将在下文更加详细地描述的。层片30通过层片30内未固化树脂42的粘着性被接合到载体薄膜32,但是,额外的增粘剂可以被用于在层片30和载体薄膜32之间提供必要的接合。将层片30放置在载体薄膜32上之后,层片30可以被抵靠载体薄膜32压缩,以确保层片基本没有翘曲、褶皱或其他的不规则性。
[0051]层片30可以被放置在载体薄膜32上,从而在层片30周围的载体薄膜32上留下一个或多个边缘裕度36、38,以便促进载体薄膜32的处理和/或硬件或装备(未显示)与载体薄膜32的附连,所述硬件或装备可以被用于在层叠工艺期间变形、操纵和/或保持载体薄膜32。如将在下文论述的,一旦被压缩在载体薄膜32上,层片载体组装件34能够被变形以配合工具(未显示)的不同轮廓和形状。载体薄膜32允许树脂42的受控且均匀或非均匀的变形,并且也可以被仅用作从离线层叠台(未显示)运输预浸层片30到叠层工具(未显示)的载体。如在此使用的,“变形”指的是在一个或多个方向上层片材料的拉伸和/或剪切,包含简单和复合曲线,并且在一个或多个平面内。
[0052]载体薄膜32可以在至少一个方向上变形,在所说明的示例内为沿着X轴44并且横向于纤维40的取向的方向。载体薄膜32可以包括例如且不限于,胶乳橡胶或具有适合于应用的厚度的相似的天然或合成的可变形材料。载体薄膜32材料可以是在变形之后可基本返回到其原始尺寸和形状的弹性材料。在层叠工艺期间,层片30可以通过在相对的边缘裕度38处夹紧载体薄膜32和在基本沿着X轴44由箭头46指示的相对方向上拉动载体薄膜32而变形。
[0053]在层片30被变形之前,纤维40可以具有间距屯。胶粘弹性树脂42 (图3)当在垂直于纤维方向(在这种情况下为X轴44)的方向上变形时屈服,进而允许在平行于纤维方向即沿Y轴45的方向上基本同时发生滑移或剪切,这允许预浸层片30符合叠层工具(未显示)的轮廓。
[0054]参考图4和图5,层片30可以通过手工或者通过使用自动纤维铺放装备(未显示)以并行的基本平行且邻接的关系,通过将多个独立条带48a、48b、48c的单向分离带或丝束放置在载体薄膜32上而被应用到载体薄膜32。根据应用和所使用的特定材料,条带48的边缘50可以稍微重叠或可以成型条带48间的间隙G。载体薄膜32的变形可以被用于在工具(未显示)上层片30的叠层期间控制条带48之间重叠或间隙G的尺寸。而且,载体薄膜32可以被用于改变用于成型层片30的预浸材料的等级。例如,预浸材料的等级(面积重量)可以通过均匀地使材料变形到期望的等级而被改变。使用载体薄膜32,用这种方式改变预浸材料的等级在生产插页式加倍器的过程中可以是有用的,所述插页式加倍器可以减小零件重量和/或材料成本。
[0055]图6、7和8说明了在图1中箭头46的方向上沿着X轴44发生变形之后的层片30。从图6中,可见虽然层片30的宽度巧基本相同,但是由于载体薄膜32的变形,层片30已经被变形成更大的长度L2。载体薄膜32的变形使层片30中的树脂42有效地变形,这导致了加强纤维间的间距增加到大于Cl1 (图3)的尺寸d2 (图8)。用这种方式使层片30发生变形可以允许层片30在层叠工艺期间更好地符合工具表面(未显示)的轮廓和其他特征,并且在层叠期间可以稳定层片材料。当预浸层片30正被成型在工具(未显示)之上时,载体薄膜32可以防止预浸层片30免于分离、褶皱和/或翘曲,并且在层叠工艺期间可以允许层片30被精确地定位在工具上。在此应该注意的是,通常,如上结合图1-8所述,当使90度层片30变形时,纤维40可以被期望沿着X轴44基本均匀地变形。但是,当使非90度层片30变形时,纤维变形可以不是均匀的。例如,当使O度层片30 (未显示)在X轴44的方向上变形时,层片30的末端55(图6)附近的纤维40可以相对于层片30的中间57附近的纤维40的角度(未显示)剪切,纤维40维持它们的O度取向。这种剪切效应可以逐渐地发生,并且从中间57向末端55渐增地发展。对这种剪切效应的补偿可以通过以预选的角度(未显示)切割层片30的末端55来实现。当使45度层片30变形时,纤维40的剪切和拉伸都可以发生。
[0056]图9说明了使用载体薄膜32以便使90度层片30变形成单个平面内的径向或扇状图案65,其中纤维方向被显示为实线。尽管图中未显示,但是该相同径向图案65可以被变形到其他平面中。
[0057]图10和11说明了具有45度纤维取向的预浸层片30,如图10所示,在变形之前其具有宽度W1和长度L !?在该示例中,被应用到载体薄膜32的适当的拉力52导致载体薄膜32沿着正交的X轴44和Y轴45变形,并且同样使层片30变形到更大的长度L2和更大的宽度W2。沿Y轴45对载体薄膜32的拉伸导致纤
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