[发明专利]用于复合材料零件的动态成型工具

说明书

本发明涉及用于复合材料零件的动态成型工具。提供用于在成型期间动态地改变用于复合材料零件的成型工具的形状的系统和方法。一种示例性成型工具包括主体和平台，所述主体保持多层式层压板的第一部分，所述平台保持与所述第一部分对齐的所述层压板的第二部分。所述成型工具还包括偏置装置，所述偏置装置在所述层压板的成型期间相对于所述第一部分重新定位所述第二部分，从而在所述层压板的层之间引起剪切应力。

技术领域

本公开涉及固化复合材料零件的领域，并且具体地，涉及用于复合材料零件的成型工具。

背景技术

许多复合材料零件(例如，碳纤维产品(例如飞机机翼))通过真空袋制造过程被制造。使用这些技术，组分材料的层/夹层被铺叠(laid up)以形成层压板，并且通过真空袋将其压抵成型工具。真空袋施加压力以使所述层与成型工具的表面轮廓吻合并抵靠成型工具的表面合并(consolidate)所述层。层压板可进一步被固化，从而确保形成合适形状的复合材料零件。

对于呈现复杂几何形状的复合材料零件，难以设计在成型之前和/或成型期间充分支撑层压板(例如，使得层压板在成型期间不下陷)并且还能够使层压板在成型过程中获得复杂形状的成型工具。因此，复合材料零件设计师继续寻求增强技术来使复合材料成型。

发明内容

本文所述的实施例利用能够在层压板形成为用于复合材料零件期望的形状的同时动态地改变层压板的形状的成型工具。这允许复杂的复合材料零件利用真空袋成型过程被创建。成型工具能够通过调整它们自身的形状(例如，响应于由真空袋或经由其它手段施加的压力)来实现这种有益的结果。

一个实施例包括用于动态地改变层压板的形状的成型工具。该成型工具包括支撑多层式层压板的第一部分的主体和支撑与第一部分对齐的层压板的第二部分的平台。成型工具还包括偏置装置，该偏置装置在形成层压板期间相对于第一部分重新定位第二部分，从而在层压板的层之间引起剪切应力。

另一个实施例是一种用于动态地改变层压板的形状的方法。该方法包括铺叠多层式层压板，所述多层式层压板包括成型工具的主体上的第一部分和成型工具的平台上的第二部分。第二部分与第一部分对齐。该方法还包括用真空袋覆盖层压板，以及在形成层压板期间相对于第一部分重新定位第二部分，从而在层压板的层之间引起剪切应力。

另一个实施例是包括成型工具和被铺叠在成型工具上的多层式层压板的系统。该系统也包括覆盖层压板的真空袋。成型工具包括支撑层压板的第一部分的主体和支撑层压板的与第一部分对齐的第二部分的平台。成型工具还包括偏置装置，该偏置装置在形成层压板期间相对于第一部分重新定位第二部分，从而在层压板的层之间引起剪切应力。

下文可以描述其他示例性实施例(例如，与前述实施例有关的方法和计算机可读介质)。已经论述的特征、功能和优点能够在各种实施例中独立地实现或者可以在其它实施例的组合，参照下文的描述和附图能够看到其进一步的细节。

附图说明

现在仅通过示例并参照附图来描述本公开的一些实施例。在所有附图上，相同的参考标记表示相同元件或相同类型的元件。

图1是示例性实施例中的真空袋制造系统的图。

图2-5是图示说明示例性实施例中的真空袋制造系统的制备的剖面视图。

图6-7是图示说明示例性实施例中的第一成型工具的视图。

图8-9是图示说明在示例性实施例中已经开始成型之后的第一成型工具的视图。

图10是示例性实施例中的成型工具的放大视图。

图11是示例性实施例中的成型工具的框图。

图12是示例性实施例中的操作成型工具的方法的流程图。

图13-14是图示说明示例性实施例中的第二成型工具的视图。