[发明专利]复合制造系统、调节温度的方法和形成复合结构的方法

说明书

提供了一种复合制造系统、调节温度的方法和形成复合结构的方法。该复合制造系统包括纤维铺放头、与纤维铺放头相关联的压实辊、以及与压实辊相关联的温度调节系统。温度调节系统被配置为主动控制压实辊的温度。温度调节系统包括多个温度传感器、冷却系统以及控制器。多个温度传感器被配置为检测压实辊的温度。冷却系统与压实辊相关联，并且被配置为冷却压实辊。控制器与多个温度传感器和冷却系统通信。控制器被配置为冷却压实辊，使得温度低于阈值温度。

技术领域

本公开总体上涉及制造复合结构。更具体地，本公开涉及一种用于制造用于飞行器应用的复合结构的主动冷却系统。

背景技术

制造商越来越多地使用复合结构来为各种应用提供重量轻且结构稳健的部件。这些复合结构中的一些是使用自动纤维铺放系统制造的。通过这种技术，复合材料被加热，并且压实辊将复合材料接合到基板上。当使用复杂的工具时，自动纤维铺放系统提供了比手工技术更高的精度水平，并且增加了复合结构的生产率。

纤维铺放头通常采用朝向基板的加热器，以改善复合材料的粘性和粘附性。当材料被铺放到基板上时，系统内的其他组件也被加热。这种组件的温度可能比预期的更难控制。例如，如果压实辊变得太热，则复合材料可能粘在压实辊上，而不是与基板接合。当这种情况出现时，复合材料缠绕在辊周围，由于必须停止机器且必须清洁压实头，因此这可以影响生产流程。辊缠绕还可能影响铺放质量，这需要解决，进一步导致对流程的延迟和/或影响。

因此，期望有一种考虑到至少一些以上讨论的问题以及其他可能的问题的方法和设备。

发明内容

本公开的说明性实施方式提供了一种复合制造系统，该复合制造系统包括纤维铺放头、与纤维铺放头相关联的压实辊以及与压实辊相关联的温度调节系统。温度调节系统被配置为主动控制压实辊的温度。温度调节系统包括多个温度传感器、冷却系统以及控制器。多个温度传感器被配置为检测压实辊的温度。冷却系统与压实辊相关联并且被配置为冷却压实辊。控制器与多个温度传感器和冷却系统通信。控制器被配置为冷却压实辊，使得温度低于阈值温度。

本公开的另一说明性实施方式提供了一种用于调节复合制造系统中的压实辊的温度的方法。温度传感器感测压实辊的温度。然后，控制器确定压实辊的温度是否低于阈值温度。如果压实辊的温度高于阈值温度，则控制器调节冷却系统以冷却压实辊，直到压实辊的温度低于阈值温度。

本公开的进一步说明性实施方式提供了一种用于使用自动纤维铺放系统形成用于飞行器的复合结构的方法。复合材料相对于基板定位。复合材料被加热。压实辊将压力施加到加热的复合材料，以将材料接合到基板上。当铺放复合材料时，温度传感器感测压实辊的温度。控制器确定压实辊的温度是否低于阈值温度。如果温度不低于阈值温度，则冷却压实辊直到温度低于阈值温度。

该特征和功能可以在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中组合，在其他实施方式中，可以参考以下描述和附图看到进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施方式的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施方式的以下详细描述，将最好地理解说明性实施方式以及其优选使用模式、进一步的目标和特征，其中：

图1是根据说明性实施方式的复合制造系统的透视图的图示；

图2是根据说明性实施方式的制造环境的框图的图示；

图3是根据说明性实施方式的复合制造系统的横截面视图的图示；

图4是根据说明性实施方式的复合制造系统的横截面视图的另一图示；

图5是根据说明性实施方式的复合制造系统的横截面视图的又一图示；

图6是根据说明性实施方式的辊的横截面视图的图示；