[发明专利]用于减少成形期间复合层压件的层片起皱的方法和设备

说明书

背景技术

热压垂帘成形(Hot drape forming)可用于形成诸如复合层压部件(诸如加强件)的凸缘的特征。在框架中夹紧并拉伸层压填料并加热层压填料直到其软化到足以成形，以此进行热压垂帘成形。然后将压差施加到填料上，以使所述填料在成形凸模上成形。在称为自上而下成形的一种工艺中，加热压实的层压填料并且在芯棒状凸模上向下成形。在被称为倒转成形的另一种工艺中，将层压填料放置在成形台上，并且将凸模倒转并放置在层压填料的顶部上。在将层压填料加热到成形温度之后，层压填料下方的真空气囊使填料向上成形到凸模上并盖住凸模。

使用上述任一种热压垂帘成形工艺，当成形具有相对尖锐的半径转角的部分特征时可能会遇到问题。例如，当成形在凸缘和腹板之间具有内半径转角的复合角加强件时，最接近凸模的层片材料具有聚束、集拢并形成折皱或起皱的趋势，这可能影响加强件的机械性能。在某些情况下，完成的加强件可能要返工以减少折皱/起皱，而在其它情况下加强件必须废弃。在任一情况下，层材料折皱/起皱的问题增加了劳动力和/或材料成本。

因此，需要有一种在对具有圆角特征的复合层压部件热压垂帘成形期间大幅减少或消除层片材料折皱/起皱的方法和设备。还需要一种上文提到类型的成本有效的、容易实施的并且可减少材料和/或劳动力成本的方法和设备。

发明内容

所公开的实施方式提供了一种用于使复合层压填料热压垂帘成形的方法和设备，所述方法和设备可减少或消除沿着诸如内侧转角的圆角特征的层片起皱。通过使最接近供成形复合层压填料的成形工具的层片维持压缩而减少层片起皱。在圆角特征被成形时，通过将张紧材料放置在所述层压填料上并且在所述张紧材料上维持张紧而维持所述层片上的压缩力。所述张紧材料将压缩力施加到所述圆角特征的区域内的所述层片上，这防止这些层片聚束或集拢。层片起皱的减少或消除可减少使复合层压部件返工的需要，从而减少劳动力成本。部件报废也得以减少，从而减少了材料成本。在没有额外工具的情况下使用简单、低成本的材料可容易实施所述方法和设备。

根据一个公开的实施方式，提供了一种在复合层压填料的热压垂帘成形期间减少层片起皱的方法。所述方法包括：将张紧材料放置在未固化的复合层压填料上；在成形工具上使所述层压填料热压垂帘成形；以及当所述层压填料在所述成形工具上正被成形时，使用所述张紧材料来压缩所述层压填料。所述方法可进一步包括：在一台上标引所述层压填料，并且将所述张紧材料放置在所述层压填料上的步骤可包括：使所述张紧材料的周缘重叠到所述台上并且对着所述台来加载所述张紧材料的所述周缘。通过将配重放置在所述张紧材料的所述周缘上来执行加载所述张紧材料的所述周缘的步骤。所述热压垂帘成形可包括：将柔性成形膜密封在所述层压填料上；在所述成形膜和所述成形工具之间抽真空；以及使用所述成形膜使所述层压填料在所述成形工具的表面上成形。使用所述张紧材料来压缩所述层压填料的步骤可包括：当所述成形膜使所述层压填料在所述成形工具的表面上成形时，对着所述成形膜压缩所述层压填料。将所述张紧材料放置在所述层压填料上的步骤可包括：将多个玻璃纤维片材放置在所述层压填料上，这些片材集体覆盖所述层压填料的基本整个区域，其中各所述片材均延伸超出所述层压填料的周缘。所述方法还可包括：当所述层压填料在所述成形工具上正被热压垂帘成形时，保持每个所述片材的所述周缘。

根据另一实施方式，提供了一种使复合层压部件热压垂帘成形的方法，所述方法减少沿着所述复合层压部件的内侧转角的层片起皱，所述方法包括：将至少一片张紧材料放置在未固化的复合层压填料上；以及保持所述张紧材料的边缘。所述方法还包括：使所述层压填料和所述张紧材料的组合在成形工具的外侧转角上热压垂帘成形；以及当所述层压填料在所述成形工具的所述外侧转角上正被热压垂帘成形时，使用所述张紧材料维持在所述层压填料的所述内侧转角处在所述层压填料上的压缩力。将所述至少一片张紧材料放置在所述层压填料上的步骤包括：面对面地放置所述至少一片张紧材料使其与所述层压填料重叠地接触。使用柔性膜来执行热压垂帘成形，从而在由所述张紧材料维持所述层压填料上的压缩力时，迫使所述层压填料围绕所述成形工具的所述外侧转角。通过将配重放置在所述张紧材料的边缘上来执行保持所述张紧材料的所述边缘抵抗移动。所述方法可进一步包括：在一台上放置并标引所述层压填料，并且将所述至少一片张紧材料放置在所述层压填料上的步骤可包括将所述至少一片张紧材料放置在所述台上，与所述层压填料重叠并且面对面地接触。