將疊層與加工件的組件連續(xù)移動(dòng)通過連續(xù)壓縮成型機(jī)80來將熱塑性復(fù)合材料疊層固化成零件30。可替換地，可以脈沖型或者步進(jìn)式的方式通過連續(xù)成型機(jī)移動(dòng)疊層和加工件的組件。零件30基本上連續(xù)地離開連續(xù)壓縮成型機(jī)80。
[0077]配件40的生產(chǎn)開始于其中將熱塑性預(yù)浸料薄片57的裝料56引導(dǎo)至壓縮汽缸50中的步驟142。在步驟144中，當(dāng)零件30(連續(xù)或者以步進(jìn)式方式)離開連續(xù)壓縮成型機(jī)80時(shí)，壓縮汽缸50與諸如模具82等適當(dāng)?shù)墓ぞ咭黄鸨环胖迷诹慵?0上。在步驟146中，對(duì)預(yù)浸料薄片57進(jìn)行加熱以使預(yù)浸料薄片57中的樹脂熔化。在148中，壓縮汽缸50用于在移動(dòng)零件30上將熔化的預(yù)浸料薄片壓縮成型為的配件40，因此，配件40與零件30 —體地連接。通過壓縮汽缸50執(zhí)行的壓縮成型與零件30移動(dòng)通過連續(xù)成型機(jī)80與是協(xié)調(diào)或者同步的。而且，在圖14中所示的實(shí)施方式的情況下，隨著零件30離開連續(xù)成型機(jī)80，用于使配件40壓縮成型的模具82或者其他工具被放置在零件30上。
[0078]可以發(fā)現(xiàn)本公開的實(shí)施方式可用于各種潛在應(yīng)用，尤其是在運(yùn)輸行業(yè)，包括例如航空、海運(yùn)業(yè)、汽車應(yīng)用以及可以使用具有配件的伸長的復(fù)合材料零件的其他應(yīng)用中。因此，現(xiàn)參考圖21和圖22，在圖21中所示的飛行器生產(chǎn)和服務(wù)方法150以及圖22中所示的飛行器152的背景下可以使用本公開的實(shí)施方式。例如，本公開的實(shí)施方式的飛行器應(yīng)用可包括但不限于具有諸如懸桿和支撐件的可附接至部件的配件的伸長的復(fù)合材料零件。
[0079]在預(yù)生產(chǎn)(pre-product1n)過程中，示例性方法150可包括飛行器152的規(guī)格和設(shè)計(jì)154以及材料采購156。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行飛行器152的部件和子組件制造158以及系統(tǒng)集成160?？梢圆捎帽还_的方法150生產(chǎn)用于安裝或者支撐在步驟158中生產(chǎn)并且在步驟160中集成的部件和子組件的輕量級(jí)零件。此后，飛行器152進(jìn)行認(rèn)證和交付162以便投入服役(in service) 164。當(dāng)為用戶服役時(shí)，定期對(duì)飛行器152進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)166，其還可包括變型、改變外形以及翻新等。在維護(hù)和保養(yǎng)166過程中，被公開的具有一體化配件的輕量級(jí)復(fù)合材料零件可用于替換現(xiàn)有的零件和/或?qū)㈩~外的部件安裝在飛行器152 上。
[0080]通過系統(tǒng)集成商、第三方和/或運(yùn)營商(例如，客戶)可執(zhí)行或者完成方法150的各個(gè)過程。出于描述之目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任意數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商(subcontractor);第三方可包括但不限于任意數(shù)量的銷售商、分包商以及供應(yīng)商；并且運(yùn)營商可以是航空公司、租賃公司、軍隊(duì)、服務(wù)組織等。
[0081]如圖22中所示，通過示例性方法150生產(chǎn)的飛行器152可包括機(jī)身168以及多個(gè)系統(tǒng)170和內(nèi)部172。在內(nèi)部172中，可以采用本公開的方法150生產(chǎn)諸如懸桿174的零件，其具有被適配成支撐、安裝或者固定諸如但不限于頭部上方空氣管的一個(gè)或者多個(gè)部件178的配件176。還可以采用本公開的方法生產(chǎn)機(jī)身168中所使用的零件。高級(jí)系統(tǒng)170的實(shí)例包括推進(jìn)系統(tǒng)(propuls1n system) 180、電氣系統(tǒng)182、液壓系統(tǒng)184以及環(huán)境系統(tǒng)186中的一個(gè)或者多個(gè)?？梢园ㄈ我鈹?shù)目的其他系統(tǒng)。盡管示出了航空實(shí)例，然而，本公開的原理可應(yīng)用于諸如海運(yùn)業(yè)和汽車工業(yè)的其他行業(yè)。
[0082]在生產(chǎn)和服務(wù)方法150的任意一個(gè)或者多個(gè)階段可以采用本文中所體現(xiàn)的系統(tǒng)和方法。例如，可以類似于飛行器152投入服役時(shí)所生產(chǎn)的部件或者子組件的方式制作或者制造對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過程158的部件或者子組件。此外，在生產(chǎn)階段158和160期間，例如，通過大幅加快飛行器120的組裝或者降低成本，可以利用一個(gè)或者多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或者其組合。同樣，當(dāng)飛行器120投入服役時(shí)，例如但不限于維護(hù)和保養(yǎng)166，可以利用一個(gè)或者多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或者其組合。
[0083]如本文中所使用的，當(dāng)與所列出的項(xiàng)一起使用時(shí)，短語“至少一個(gè)”指可以使用一個(gè)或者多個(gè)列出項(xiàng)的不同組合和可僅需要所列出的各項(xiàng)中的一項(xiàng)。例如，“項(xiàng)A、項(xiàng)B以及項(xiàng)C中的至少一項(xiàng)”可包括但不限于項(xiàng)A、項(xiàng)A和項(xiàng)B、或者項(xiàng)B。該實(shí)例還可包括項(xiàng)A、項(xiàng)B以及項(xiàng)C或者項(xiàng)B和項(xiàng)C。該項(xiàng)可以是具體的對(duì)象、事物或者類別。換言之，至少一個(gè)指可以使用列表中但是并非需要列表中所有項(xiàng)的任意組合項(xiàng)和任意數(shù)量的項(xiàng)。
[0084]提出了不同的示例性實(shí)施方式的說明是為了說明和描述的目的，并且不旨在是窮盡的或者限于所公開的實(shí)施方式。許多變形和變化對(duì)于普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。此外，不同的示例性實(shí)施方式可以提供與其它示例性的實(shí)施方式相比不同的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施方式或所選的實(shí)施方式被選擇并被描述以為了更好地說明實(shí)施方式的原理、實(shí)際應(yīng)用的原理，并且允許本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本公開的各種實(shí)施方式以及適于具體的預(yù)期使用的各種變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有至少一個(gè)一體化配件的復(fù)合材料零件的制造方法，包括: 將壓縮汽缸放置在模具上，所述模具具有零件腔和至少一個(gè)配件腔； 相對(duì)移動(dòng)所述壓縮汽缸和所述模具； 將纖維增強(qiáng)的樹脂薄片的裝料放置在汽缸中； 熔化所述薄片中的樹脂以形成樹脂和纖維的能夠流動(dòng)的混合物；以及 隨著所述壓縮汽缸和所述模具相對(duì)于彼此移動(dòng)，將所述能夠流動(dòng)的混合物壓縮到所述零件腔和所述配件腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過相對(duì)于所述壓縮汽缸連續(xù)地移動(dòng)所述模具來執(zhí)行相對(duì)移動(dòng)所述壓縮汽缸和所述模具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過相對(duì)于所述壓縮汽缸間歇性地移動(dòng)所述模具來執(zhí)行相對(duì)移動(dòng)所述壓縮汽缸和所述模具。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括: 將所述纖維增強(qiáng)的樹脂薄片的裝料放置在多個(gè)所述壓縮汽缸中的每一個(gè)中；以及 將所述壓縮汽缸中的每一個(gè)放置在所述模具上的不同位置處以分別形成所述零件的不同區(qū)域。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過推動(dòng)活塞經(jīng)過所述汽缸來執(zhí)行壓縮所述能夠流動(dòng)的混合物。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述樹脂是熱塑性樹脂。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述纖維中的每一個(gè)具有大于約0.25英寸的長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述纖維中的每一個(gè)具有約0.5英寸的長度。
9.一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，包括: 伸長的零件，由使用纖維增強(qiáng)的熱塑性樹脂形成；以及 至少一個(gè)配件，與所述零件成一整體并且由使用隨機(jī)定向纖維增強(qiáng)的熱塑性樹脂形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中，所述隨機(jī)定向纖維均具有在約0.25英寸與約0.50英寸之間的長度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中，增強(qiáng)所述零件的所述纖維基本上是連續(xù)的并且是單向的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中，增強(qiáng)所述零件的所述纖維分別具有基本上隨機(jī)的纖維定向。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中，增強(qiáng)所述零件的所述纖維均具有約0.25英寸與約0.50英寸之間的長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其中，所述零件的樹脂與所述配件的樹脂熔化在一起。
【專利摘要】本公開涉及具有一體化配件的熱塑性復(fù)合材料支撐結(jié)構(gòu)及其制造方法。一種壓縮成型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括具有一體化的熱塑性復(fù)合材料配件的伸長的熱塑性復(fù)合材料零件。
【IPC分類】B29C70-18, B29C70-46, B29C70-54
【公開號(hào)】CN104690980
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410724745
【發(fā)明人】詹姆斯·斯科特·格里芬
【申請(qǐng)人】波音公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月2日
【公告號(hào)】CA2866884A1, EP2881239A1, US20150151467