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    用于飛行器的大型復合部件的脫模制造技術

    技術編號:33540203 閱讀:24 留言:0更新日期:2022-05-21 09:44
    本公開涉及用于飛行器的大型復合部件的脫模。提供了用于使復合部件從心軸脫模的系統和方法。所述方法包括以下步驟:將提取工具的第一臂機械地聯接到已經硬化到心軸上的復合部件的第一弓形部分;將提取工具的第二臂機械地聯接到所述復合部件的第二弓形部分;以及通過反復地執行以下操作直到所述復合部件不再接觸所述心軸而將所述復合部件從所述心軸分離:經由所述第一臂使所述復合部件的所述第一弓形部分彈性應變;以及經由所述第二臂使所述復合部件的所述第二弓形部分彈性應變。復合部件的所述第二弓形部分彈性應變。復合部件的所述第二弓形部分彈性應變。

    【技術實現步驟摘要】
    用于飛行器的大型復合部件的脫模


    [0001]本公開涉及飛行器領域,特別是涉及飛行器部件的制造。

    技術介紹

    [0002]大型復合部件,例如跨度超過幾米(即數十英尺)的部件,在工廠車間內占據了大量空間。這些部件的層壓件鋪設在固定工作單元中的心軸上。心軸被移動到另一個固定工作單元,并且層壓件被硬化成復合部件。接下來,復合部件從心軸移除并運輸到新的固定工作單元接受作業。
    [0003]從心軸移除復合部件可能特別困難,因為復合部件可能具有填充心軸表面上的槽的形狀。
    [0004]EP3 552 773的摘要描述了,“一種用于將工件與制造夾具分離的剝離組件具有水平梁組件和一對豎直梁組件。水平梁組件包括具有水平驅動馬達的水平梁。每個豎直梁組件均包括可操作地接合到水平驅動馬達的豎直梁并且具有可操作地接合到豎直驅動馬達的工件附接組件。工件附接組件具有能附接至工件的附接機構。水平驅動馬達和豎直驅動馬達以這樣的方式操作,即,沿著水平驅動軸使豎直梁彼此遠離,同時沿著豎直驅動軸移動每個工件附接組件以使得附接機構拉動工件側部分遠離制造夾具,而水平梁的中心支撐件保持工件冠部與制造夾具接觸。”[0005]US2013/020030的摘要描述了,“一種用于從纖維復合材料生產結構部件的設備,該部件在大表面上呈三維拱形,包括具有凸形安裝表面的夾具,該安裝表面具有用于插入結構部件的接收通道,其中加載的夾具與具有相應形狀的層壓粘合設備相互作用,用于在壓力下形成結構部件,其中安裝表面包括多個單獨可彈性變形的安裝外殼部件,這些部件沿著至少一個縱向延伸的節距線彼此相鄰布置并附接至多個可彈性變形的支撐框架元件,這些支撐框架元件在外殼內部與節距線成直角延伸;以及多個致動器,用于使安裝表面在伸出位置(A)和至少一個縮回位置(B)之間變形,以使夾具從粘合設備相對于沒有底切的接收通道移動。”[0006]US2013/000815的摘要描述了,“一種用于制造飛行器用纖維增強機身外殼的設備和方法,該用于增強目的的機身外殼包括多個相互間隔開的縱梁,其中該設備包括基架,基架包括多個不同長度的支撐壁,用于為待制造的機身外殼形成彎曲的安裝表面,其中徑向向外延伸且可縱向調整的多個致動器固定到安裝表面,在該致動器的遠端處,在每種情況下都附有借助柔性中間元件互連的用于接收縱梁的模具通道,和/或用于形成真空密封的閉合模具表面的其他模具通道。”[0007]US2004/050498的摘要描述了,“一種成型夾具包括布置在支撐基座上并具有沿著假想曲面定位的上自由端的支撐壁的網格圖案、以及布置在壁上以包圍夾具內的真空室的模塊化截面型材構件。相鄰型材構件之間的凹槽、通道和氣道連通到真空室中。型材構件的外表面與使用夾具制造的結構部件的預期內表面相匹配。在制造過程中,在外表面貼上一層薄膜以預先建立真空,在貼上真空表層的同時去除薄膜,將縱梁構件放入凹槽中,鋪設纖
    維表層,在周邊施加密封膠,結構外殼被抽真空到表層上,然后這個預成型部件從夾具中取出,注入樹脂,除非表層預先用樹脂預浸漬并固化。”[0008]US2008/196825的摘要描述了,“一種用復合材料制造空心部件例如飛機機身的特定部分(包括蒙皮和可能的加強元件)的方法和設備。該方法包括:將裝有纖維鋪放頭的多關節臂插入細長形狀的陰模內,所述陰模經由旨在接收所述多關節臂的支撐裝置的縱向狹縫打開;以及通過使用多關節臂使鋪放頭移位和多關節臂的所述支撐裝置沿著所述縱向狹縫平移的相對移位,使用放置頭向陰模的內模制表面施加纖維以形成所述復合材料蒙皮的步驟。”[0009]一種解決方案是利用由多個可分離件組成的心軸,并拆卸心軸,然后將其分成多個部分,形成硬化的復合部件。然而,在脫模過程中將復合部件與心軸分離仍然是一個復雜的過程。具體而言,難以在將復合部件的應變保持低于所需量的同時從固化的復合部件移除心軸段。此外,分段心軸由于其復雜性而設計成本高。這種心軸件之間的接縫也可能在硬化的復合部件中造成不希望有的脊、橋或谷,這可能導致需要在脫模后對復合部件進行再加工。另一種解決方案是制造幾何形狀不太復雜的復合部件,這些部件在硬化時很容易與心軸分離。此外,在諸如航空航天的某些領域中,降低復合部件中曲線的復雜性是不可行的,因為降低了復雜性的復合部件可能不具有所需的性能。對于大型復合部件,這些問題會被放大。
    [0010]因此,希望有方法和設備至少考慮到上面討論的一些問題以及其他可能的問題。

    技術實現思路

    [0011]本文描述的實施方式提供了通過將彈性應變反復施加到復合部件的各個弓形部分使復合部件從心軸動態脫模的系統和方法。通過施加彈性應變,復合部件會彎曲而不會永久改變形狀。通過(例如,以不同的和增加的程度)將應變反復施加到復合部件的不同部分,復合部件從心軸搖晃、扭曲和/或彎曲,而不會永久彎曲或變形。
    [0012]一個實施方式是一種用于使復合部件從心軸脫模的方法。所述方法包括以下步驟:將提取工具的第一臂機械地聯接到已經硬化到所述心軸上的復合部件的第一弓形部分;將提取工具的第二臂機械地聯接到所述復合部件的第二弓形部分;以及通過反復地執行以下操作直到所述復合部件不再接觸所述心軸而將所述復合部件從所述心軸分離:經由所述第一臂使所述復合部件的所述第一弓形部分彈性應變;以及經由所述第二臂使所述復合部件的所述第二弓形部分彈性應變。
    [0013]另一實施方式是一種包含程序指令的非暫時性計算機可讀介質,當由處理器執行時,所述程序指令能操作用于執行使復合部件從心軸脫模的方法。所述方法包括以下步驟:將提取工具的第一臂機械地聯接到已經硬化到心軸上的復合部件的第一弓形部分;將提取工具的第二臂機械地聯接到所述復合部件的第二弓形部分;以及通過反復地執行以下操作直到所述復合部件不再接觸所述心軸而將所述復合部件從所述心軸分離:經由所述第一臂使所述復合部件的所述第一弓形部分彈性應變;以及經由所述第二臂使所述復合部件的所述第二弓形部分彈性應變。
    [0014]另一實施方式是一種用于使復合部件從心軸脫模的系統。所述系統包括第一臂,所述第一臂包括:撓曲構件,所述撓曲構件與已經硬化到心軸上的復合部件的輪廓互補;和
    夾持單元,所述夾持單元沿著所述撓曲構件設置并且與所述復合部件的第一弓形部分機械地聯接。所述系統還包括第二臂,所述第二臂包括:撓曲構件,所述撓曲構件與所述復合部件的輪廓互補;和夾持單元,所述夾持單元沿著所述撓曲構件設置并且與所述復合部件的第二弓形部分機械地聯接。所述系統還包括驅動單元,所述驅動單元使所述第一臂和所述第二臂選擇性地旋轉,使得彈性應變被反復地施加到所述第一弓形部分和所述第二弓形部分。
    [0015]另一實施方式是一種用于使復合部件脫模的方法。所述方法包括以下步驟:使復合部件的第一弓形部分遠離心軸彈性應變;使所述復合部件的第二弓形部分遠離所述心軸彈性應變;以及反復地增加施加到所述第一弓形部分的彈性應變和施加到所述第二弓形部分的彈性應變。
    [0016]另一實施方式是將復合部件從心軸分離的方法。所述方法包括以下步驟:經由反復彈性地偏轉所述復合部件的弓形部分的提取本文檔來自技高網
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    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    1.一種用于使復合部件(120)從心軸(110)脫模的方法(200),所述方法(200)包括以下步驟:將提取工具(130)的第一臂(350)機械地聯接(202)到已經硬化到所述心軸(110)上的所述復合部件(120)的第一弓形部分(334);將所述提取工具(130)的第二臂(360)機械地聯接(204)到所述復合部件(120)的第二弓形部分(336);以及通過反復地執行以下操作直到所述復合部件(120)不再接觸所述心軸(110)而將所述復合部件(120)從所述心軸(110)分離(206):
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    經由所述第一臂(350)使所述復合部件(120)的所述第一弓形部分(334)彈性應變(208);以及
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    經由所述第二臂(360)使所述復合部件(120)的所述第二弓形部分(336)彈性應變(210)。2.根據權利要求1所述的方法(200),所述方法(200)還包括以下步驟中的一個或多個:
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    基于所述復合部件(120)的平移阻力的減小確定所述復合部件(120)不再接觸所述心軸(110);和/或
    ?
    將所述第一臂(350)的唇緣(136)放置成與所述第一弓形部分(334)的端部接觸,以及將所述第二臂(360)的唇緣(136)放置成與所述第二弓形部分(336)的端部接觸;和/或
    ?
    釋放所述復合部件(120)上的彈性應變,使得所述復合部件(120)彈性地回復到由所述心軸(110)限定的形狀;和/或
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    提升所述復合部件(120)離開所述心軸(110)并且將所述復合部件(120)放置到用于裝配線的軌道(144)上;和/或其中,將所述第一臂(350)機械地聯接到所述第一弓形部分(334)的步驟包括:將所述第一臂(350)放置成與機身的半圓筒區段(121)的側面接觸;并且將所述第二臂(360)機械地聯接到所述第二弓形部分(336)的步驟包括:將所述第一臂(350)放置成與機身的所述半圓筒區段(121)的側面接觸。3.根據權利要求1或2所述的方法(200),其中:將所述第一臂(350)機械地聯接到所述第一弓形部分(334)的步驟包括:將所述第一臂(350)處的真空聯接器(343)放置成與所述第一弓形部分(334)接觸;并且將所述第二臂(360)機械地聯接到所述第二弓形部分(336)的步驟包括:將所述第二臂(360)處的真空聯接器(343)放置成與所述第二弓形部分(336)接觸,并且可選地其中,將所述第一臂(350)機械地聯接到所述第一弓形部分(334)的步驟包括:經由所述第一臂(350)夾持所述第一弓形部分(334)中的轉位特征(122);并且將所述第二臂(360)機械地聯接到所述第二弓形部分(336)的步驟包括:經由所述第二臂(360)夾持所述第二弓形部分(336)中的轉位特征(122)。4.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法(200,250),其中,將所述復合部件(120)從所述心軸(110)分離(206)的步驟還包括:反復地增加(256)施加到所述第一弓形部分(334)的彈性應變以及施加到所述第二弓形部分(336)的彈性應變;并且可選地還包括:
    ?
    基于所述復合部件(120)的平移阻力的減小確定所述復合部件(120)處的樹脂已經被
    從所述心軸(110)釋放;和/或可選地其中,通過夾持所述第一弓形部分(334)的支承邊緣(124)來執行使所述第一弓形部分(334)彈性應變,或者從所述第一弓形部分(334)的支承邊緣(124)執行使所述第一弓形部分(334)彈性應變;和/或可選地其中,反復地增加彈性應變的步驟包括:交替地增加施加到所述第一弓形部分(334)的所述彈性應變,以及增加施加到所述第二弓形部分(336)的所述彈性應變;和/或可選地還包括:使所述復合部件(120)的第三部分(141
    ?
    3)遠離所述心軸(110)彈性應變。5.根據權利要求1或3所述的方法(270),所述方法(250)包括:將提取工具(130)的第一臂組(132
    ?
    1)機械地聯接(272)到所述復合部件(120)的所述第一弓形部分(141
    ?
    1),其中,所述第一臂組(132
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    1)包括所述第一臂(350)和所述第二臂(360);并且可選地其中,將所述提取工具(130)的第二臂組(132
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    2)機械地聯接到所述復合部件(120)的所述第二弓形部分(141
    ?
    2)的步驟包括:經由所述第二臂組(132
    ?
    2)處的真空聯接器(343)向所述復合部件(120)施加真空聯接;和/或可選地其中,通過經由所述第一臂(350)和所述第二臂(360)向所述復合部件(120)施加應變而將所述復合部件(120)處的硬化樹脂(276)從所述心軸(110)分離的步驟包括:將所述復合部件(120)的縱梁(332)之間的硬化樹脂(276)從心軸(110)的槽(322)分離。6.根據前述權利要求中的任一項所述的方法(1100),其中,所述提取工具(130)包括外模線OML心軸工具(130),所述方法(1100)還包括以下步驟:
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    將所述復合部件(1000)遠離所述OML心軸工具(130)轉移到內模線IML輸送裝置(850);
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    將所述復合部件(1000)遠離所述IML輸送裝置(850)轉移到OML輸送裝置(860);以及
    ?
    經由所述OML輸送裝置(860)運輸所述復合部件(1000),并且可選地其中,將所述復合部件(1000)遠離所述OML心軸工具(130)轉移到所述IML輸送裝置(850)的步驟包括:將所述復合部件(1000)聯接到所述IML輸送裝置(850)...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:D
    申請(專利權)人:波音公司
    類型:發明
    國別省市:

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