CN101932432A - 以合成纤维材料制造飞机机身单元部的方法和装置 - Google Patents
以合成纤维材料制造飞机机身单元部的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101932432A CN101932432A CN2008800198034A CN200880019803A CN101932432A CN 101932432 A CN101932432 A CN 101932432A CN 2008800198034 A CN2008800198034 A CN 2008800198034A CN 200880019803 A CN200880019803 A CN 200880019803A CN 101932432 A CN101932432 A CN 101932432A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- winding core
- vacuum film
- outer mold
- core
- fuselage section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
- B29C70/446—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
- B29D99/0014—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3076—Aircrafts
- B29L2031/3082—Fuselages
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种制造无缝、整体和基本空心圆柱体部件5,尤其是飞机机身部的制造方法。所述方法包括以下步骤:a)将第一真空薄膜3施加于绕芯2并将所述第一真空薄膜3抽真空,b)通过包裹所述绕芯而将层压形式的所述机身部5覆盖在所述绕芯2上,c)对所述第一真空薄膜3充气,d)将相比于稳定的绕芯不稳定的外部模具6施加于所述机身部5,其中所述绕芯2使所述外部模具6稳定,e)将第二真空薄膜7施加于所述外部模具6并将所述第二真空薄膜7抽真空,从而将所述机身部5牵拉紧贴于所述外部模具6并至少在局部上从所述绕芯2脱离,f)将整个装置在高压釜中硬化,从而制成最终的机身部。此方法获得部件5的高表面质量。此外,尤其按照所遵守的所述部件5的横截面几何学而获得了非常高的尺寸稳定性。此外,本发明涉及一种执行所述方法的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种以合成纤维材料制造飞机无缝机身部的方法。
背景技术
现有技术的由合成纤维材料制造飞机无缝机身部的方法在很多情况下基于旋转绕芯,在所述旋转绕芯上,通过缠绕条状形式的连续树脂预浸材料而形成所述机身部(所谓“自动纤维布置”法(AFP法))。在完成实际的缠绕步骤后,将机身引入真空袋中。由于周围气压而产生的力的作用,以层压形式布置的层通过将所述真空袋抽真空而被挤压。同时,可能存在的任何气泡、空气杂质或类似物被从所述层压层中释放出来。最后,整个结构被转入高压釜中而最终硬化和完成所述机身部。为了便于从模具移出所完成的部件,所述绕芯形成有多个可向内移置的部分。此外,所述绕芯可具有多个平行于其纵轴的凹槽,为了用设置在内部,例如纵梁或类似部件上的加劲部件将所述机身部的主板装为一体,在所述实际缠绕步骤之前将所述加劲部件插入所述凹槽中。例如,所述纵梁具有T形或不规则四边形(Ω形)的横截面几何形状。
此传统制造方法的主要困难表现在部件的表面质量相对低,且由于所述合成材料的收缩,所完成的部件无法获得精确限定的外径。
为了改善表面质量,还已知一种方法,所述方法使以移动方式安装的压板从外部对所述部件施压。然而,一方面,如果所述压板与所述部件之间有任何的几何偏差(例如彼此的曲率半径略有偏差),这引起无法获得完全相同的压力分布的困难的风险,而另一方面,所述压板之间接缝区域表面上可产生误差。
发明内容
本发明的目的是避免由合成纤维材料制造无缝机身部的现有技术方法的缺点。
此目的通过具有权利要求1的下述特征的一种方法而实现:
a)将第一真空薄膜施加于绕芯并将所述第一真空薄膜抽真空,
b)尤其通过AFP步骤,将层压形式的部件覆盖在所述绕芯上,
c)对所述第一真空薄膜充气,
d)将外部模具施加于所述部件,
e)将第二真空薄膜施加于所述外部模具并将所述第二真空薄膜抽真空,从而将所述部件牵拉更紧贴于所述外模板并至少在局部上从所述绕芯脱离,
f)将整个装置在高压釜中硬化,从而制成最终的机身部。最开始,将第一真空薄膜施加于用作“内部模具”的所述绕芯,抽真空。为实现所述第一真空薄膜与所述绕芯尤其在用于容纳所述加劲部的凹槽区域内最适宜的接触,可能必须在抽真空后和/或抽真空过程中凭借热风扇加热所述真空薄膜,从而增加塑形的可塑性。
所述部件,例如,特别是机身部然后以所谓的AFP法(“自动纤维布置”法)通过将树脂预浸材料(不停)覆盖在所述旋转绕芯上而制成一个整体。可选择地,允许所述绕芯保持静止并引导树脂预浸覆盖头环绕所述绕芯也是可能的。
所述树脂预浸材料是碳纤维增强条状配置,其在可硬化的环氧树脂中饱和。在完成所述部件后,将外部模具引导至所述部件上,所述外部模具依次被第二真空薄膜围绕。通过使所述第一(内部)真空薄膜充气,将所述部件脱开或至少在局部从所述绕芯升起。
通过以压紧方式抽真空围绕所述外部模具的所述第二真空薄膜,随后将仍然“潮湿”,即未硬化和成形的所述部件挤压在开始就位且在径向闭合的所述外部模具的内部。所述外部模具由多个弯曲压板构成,当被组合在一起时,所述压板的内表面严格对应于所完成部件希望的外部轮廓。
所述至少两压板沿着其纵向翼缘例如通过螺栓连接而牢固相连,并在径向上形成彼此严格封闭的所述外部模具。
所述整个装置最后在高压釜中硬化。由于重量的原因,所述弯曲压板由具有厚达50毫米材料厚度的合成纤维材料形成。
所述压板优选由碳纤维增强环氧树脂制造。为了保护所述外部模具不会不合要求的自然变形,所述内部绕芯即使脱离所缠绕的部件后至少在局部仍然需要。
所述绕芯优选由具有尽可能低的热膨胀系数的金属材料形成。用于制造所述(内部)绕芯的合适材料例如为“镍36”合金。所述绕芯优选由至少三个向内可替换的部分形成,从而能够从所述模具移开所述缠绕或覆盖的部件。当彼此离开时,所述绕芯的各部分形成所述部件所希望的内部轮廓,从而以尽可能精确的方式发展。
所述第一和第二真空薄膜彼此密封并以双面胶带与所述绕芯密封,所述双面胶带例如设置在所述绕芯端部区域内的外周边上。
尤其根据所述机身部预定的理论直径和所需的理论横截面几何形状,所完成部件的高表面质量通过本发明的方法和良好的尺寸稳定性共同实现。由于由本发明方法制造的机身部原则上的高表面质量,昂贵的机械再加工步骤,例如磨削、涂底漆或抛光可以省去。
按照本发明方法的改进,提供加劲部,特别是纵梁或类似构件插入所述绕芯的凹槽内,所述凹槽基本在所述绕芯的纵向上延伸。
在与制造机身核心外壳同时的制造步骤中,这使设置在内部的加劲部,特别是纵梁适合于所述机身部。例如,所述加劲部可具有T形或Ω形横截面的几何形状。当所述部件从所述绕芯移开时,为了获得插入所述凹槽和/或切口中的所述加劲部足够的支撑,将填充件设置在所述加劲部的区域内。所述填充件例如由硬质泡沫材料形成。
此外,本发明的目的通过一种装置,尤其是用于执行本发明方法的装置而实现,其具有权利要求9的下述特征。
a)用于覆盖部件的绕芯,所述绕芯由第一真空薄膜以压紧方式围绕,
b)围绕覆盖在所述绕芯上的所述部件的外部模具,
c)第二真空薄膜,所述第二真空薄膜以压紧方式封装所述外部模具,以及
d)至少一密封剂,所述密封剂用于倚靠所述绕芯密封所述第一和第二真空薄膜。
由于所述第一真空薄膜的存在,在完成缠绕步骤之后,通过向该内部真空薄膜充气,所述部件可从所述绕芯脱离或升起。与所述外部模具相连的所述第二真空薄膜之后用于向所述外部模具的内侧牢固挤压所述部件。由于两真空薄膜、所述绕芯以及在径向上相对收紧和封闭地装入所述部件的所述外部模具的存在,以超高表面质量的合成纤维材料第一次制造缠绕的机身部并在一次操作中产生优秀的尺寸稳定性是可能的。
所述真空薄膜通过双面胶带彼此密封并与所述绕芯密封。可选择地,可被几次分离的密封条,例如“可按虚线撕下的薄膜密封条”等也可看作密封剂。所述真空薄膜在高压釜中具有用于抵抗硬化的高温度抵抗力。此外,所述真空薄膜必须具有高抗撕裂性、弹性、延展性以及可塑性,以便如果可能免于折痕和空腔,所述真空薄膜尤其紧贴其内部绕芯上的凹槽。
附图说明
所述方法和装置进一步的有利实施例在其他权利要求中进行说明。在附图中:
图1示出所述装置的说明性表示图;
图2-5通过在所述方法的不同阶段具有所述外模具、所述绕芯和所述部件的所述装置示出图形的剖面表示图;
图6示出具有不规则四边形(Ω形)加劲部的、形成所述外模具的两压板的纵向侧翼区域的详细视图;
图7示出通过具有T形横截面几何形状、以承载其的支撑件为所述部件内部加劲的加劲部的横截面表示图。
在图中,每个相同的结构部件采用相同的附图标记。
附图表记列表
1:装置 2:绕芯
3:第一(内)真空薄膜 4:密封剂
5:部件(机身部) 6:外部模具
7:第二(外)真空镀膜薄膜 8:纵向绕芯轴
9:压板(弯曲) 10:压板(弯曲)
11:中间空间(下部) 12:内表面(外模具)
13:(上部)区域 14:箭头
15:绕芯段 16:绕芯段
17:绕芯段 18:绕芯段
19:绕芯段 20:绕芯段
21:纵向翼缘 22:纵向翼缘
23:螺栓连接 24:凹槽
25:加劲部 26:支撑件
27:加劲部 28:支撑件
29:支撑件
具体实施方式
图1示出具有基本空心的圆柱体整体结构的所述装置端部区域的说明性表示图。
在其他情况中,用于执行本发明方法的装置1包括基本空心的圆柱形金属绕芯2,所述绕芯完全被压紧的第一真空薄膜3围绕。装置1在其未示出另一端区域构建为镜像对称于图1所示的端部区域。第一真空薄膜3通过密封剂4密封于绕芯2,在所示出的典型实施例中,将所述密封剂设计为双面胶带,即粘涂于两侧的胶带。在制造过程中旋转的绕芯2上,部件5由连续的预浸条形材料以层状形式自动布置而制造。优选地,至少一由可硬化环氧树脂浸渍的碳纤维增强条装置用作所述预浸材料,树脂从存储绕筒脱离。所附着的部件5优选为基本空心的飞机圆柱内机身部,具有基本旋转对称的横截面几何形状。以一片附着于绕芯5上的部件5可获得长达8米的直径、长达25米的长度以及厚达10毫米的壁厚。所述机身部还可具有卵形或椭圆形的横截面几何形状。
外部模具6不用于在此步骤阶段仍然软,即不坚硬的部件5,因此在一定限度内仍然塑性可成型,直到所述缠绕步骤完成。由于外部模具确保外部轮廓的光滑,通过向外部模具6的内侧挤压部件5可获得部件5的高表面质量。此外,这将部件5的直径保持在一定的容忍公差内。外部模具6以压紧方式而被第二真空薄膜7附着。第一真空薄膜3和第二真空薄膜7均按照其功能表现为真空袋,所述真空袋可由多个连接件凭借未示出的真空泵而被排空。在所述缠绕步骤过程中,绕芯2绕纵向绕芯轴8旋转。未设置附图标记且在径向上指向所述纵向绕芯轴的轮辐状支撑代表绕芯2的移动和定位机构,从而定位在图2至4中未示出的绕芯部件,同时使部件5通过在轴8的径向上“压扁”绕芯2而从所述模具移出(尤其参见图部件5、6)。
为了更详细解释所述方法的步骤,完整地参见图2至5,其以时间顺序再现了实施所述方法时所述装置的状况。
在第一方法步骤中,将第一真空薄膜3张拉至绕芯2上并贴靠其密封。当第一真空薄膜3被抽真空时,必须保证其没有折痕地紧密贴靠于绕芯2上,并且,特别地,必须保证其对任何凹槽没有空腔地承载。在使用第一真空薄膜3后,部件5尤其通过AFP步骤以层压方式覆盖在绕芯2上。在完成层压步骤后,在接下来的方法步骤中将外部模具6放置在覆盖于绕芯2上的部件5上。
在图2至5中示出的典型实施例中,外部模具6形成有两个位置可定位的、弯曲的压板9、10。彼此相连的弯曲压板9、10的内表面12形成精确地形成部件5所希望的外部轮廓。外部模具6优选形成有至少四块压板,所述压板用纤维增强塑料材料,尤其用具有厚达50毫米材料厚度的碳增强环氧树脂弯曲板以轻质结构制造。在大尺寸的情况下,所使用的合成纤维材料带来压板9、10的高尺寸稳定性,但压板9、10相对低的导热性在硬化过程中导致在高压釜中更长的保压时间。压板9、10可为夹层结构,从而以减小的负载重量获得更高的尺寸稳定性。
在图3的表现图中,压板9、10在从图2中的位置起始的白色箭头的方向上已通过移动而到达了其极限位置,在所述极限位置,其彼此在径向上牢固连接并形成彼此封闭的外部模具6。部件5的横截面几何形状由外部模具6预先确定。压板9、10可通过例如螺栓或夹具连接件而彼此相连。
外部模具6的内径比覆盖在绕芯2上的部件5的外径略大,以便形成下部中间空间11。然后以压紧方式将第二真空薄膜7放置于外部模具6周围。真空薄膜3、7通过密封条4,特别以双面胶带的形式,彼此密封并与绕芯2密封,所述双面胶带在装置的端部区域中的外周边上延伸。
在接下来的方法步骤中,将第一真空薄膜3充气并将第二真空薄膜7抽真空,从而将部件5至少在一定区域从绕芯2脱离,并向着外部模具6的内表面12强力挤压,而中间空间11消失(参见图3、4)。一方面,由于压板90、10的光滑作用,这确保部件5的外表面获得高表面质量,另一方面,外部模具6赋予部件5精确限定的横截面几何形状。
然而,由于外部模具6有限的自然稳定性,仍然需要通过部件5置于其上的绕芯绕芯2的稳定性。如从图3中的表现图可看到的,外部模具6因而在上部区域13承受部件5的力。
在随后的方法步骤中,将整个结构投入高压釜中以在高达10巴的压力和高达200摄氏度的温度硬化。
在随后的方法步骤中,如图4中的表现图可看到的,再将压板9、10以两白箭头的方向移开,以便可将部件5从所述模具移出。为了最终将部件5从所述模具移出,绕芯21以纵向绕芯轴8的方向和黑箭头的方向向内移动,以便部件5可无切口地从从绕芯2升起,所述黑箭头的一箭头14设置有附图标记以代表所有其他箭头。为此,在所示出的典型实施例中,绕芯2形成有六个基本环形的绕芯段15至20,设计所述各绕芯段以便其能通过合适的调整机构而在纵向绕芯轴8的方向上移动。导致将绕芯2分割为六个60度绕芯段的用于分割绕芯2的60度角分割具有特殊的优点:用于将绕芯段15至20的部件5从所述模具移开的移动距离可被限制到最大100毫米。由于绕芯段15至20必须以可分离的状态形成部件5的内部(参见图2-4),更少的苛刻需求必须强加于纵向焊缝区域中的所述环形绕芯段15至20之间直接连接的质量以及其表面的质量。与压板9、10不同,绕芯2和用于形成绕芯的环形绕芯段15至20由金属材料形成。
由于上述整个结构与部件5一起被投入高压釜中以最终硬化,绕芯2优选由以低热膨胀系数的金属合金形成。镍36合金尤其被证明为用于制造绕芯2的合适材料。具有低热膨胀系数的其他合金同样合适。
图6和7示出涉及两压板9、10连接和绕芯2设计的结构详图。
压板9、10沿着两纵向翼缘21、22彼此牢固相连,凭借连接件23,尤其是以螺栓或夹具连接件的形式,所述翼缘在装置1的整个长度上沿着压板9、10的纵向边缘基本垂直于牵拉平面延伸。压板9、10由第二真空薄膜7围绕以形成真空袋。如从图6中的表现图可看到的,部件5牢固承载内表面12。
绕芯2具有多个凹槽,其中一凹槽24设置有附图标记。在图6的表现图中,凹槽24具有基本不规则四边形的横截面几何形状并平行于纵向绕芯轴8延伸入装置1的两端区域。绕芯2被第一内)真空薄膜3完全围绕以完成压紧。为了制造尺寸稳定的部件5,具有决定性重要性的是第一真空薄膜3尽可能光滑地倚靠绕芯2,特别地,第一真空薄膜还保持与凹槽24和其他未示出凹槽的紧密接触,以便不形成折痕或空腔。尤其为纵梁或类似部件的加劲部25设置在凹槽24内。考虑到第一真空薄膜3的材料厚度,加劲部25具有与凹槽24精确相同的横截面几何形状。在应用第一真空薄膜3后立即将加劲部25插入绕芯2的凹槽24中,然后继续涂覆树脂预浸条形材料以形成部件5,即与其“卷绕”。此步骤允许在层压步骤过程中在机身部中使加劲部直接成为一体。为了使卷绕部件5获得足够的支撑并避免形成空腔,将支撑件26插入加劲部25中。绕芯2的段15缩回以在纵向绕芯轴8的方向上的白箭头方向上从所述模具移开部件5。相对应的移动由另外未示出的绕芯段16实现。
图7示出具有T形横截面几何形状的加劲部27。在加劲部27的两侧上设置有支撑件28、29,所述支撑件一方面保持在卷绕步骤过程中仍然柔软的加劲部27的形状和位置,另一方面,当所述绕芯段缩回时,需要所述支撑件从所述模具移开以移开加劲部27的底切口。为了从所述模具移开,支撑件28、29优选在白箭头的方向上从加劲部27被方便地拉出。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种制造具有合成纤维材料的飞机内部机身部的方法,其特征在于包括以下步骤:
a)将第一真空薄膜(3)施加于稳定的绕芯(2)并将所述第一真空薄膜(3)抽真空,
b)通过包裹所述绕芯而将层压形式的所述机身部(5)覆盖在所述绕芯(2)上,
c)将相比于稳定的绕芯不稳定的外部模具(6)施加于所述机身部(5),其中所述绕芯(2)使所述外部模具(6)稳定,
d)将第二真空薄膜(7)施加于所述外部模具(6)
e)对所述第一真空薄膜(3)充气,将所述第二真空薄膜(7)抽真空,从而将所述机身部(5)牵拉紧贴于所述外部模具(6)并至少在一局部上从所述绕芯(2)脱离,
f)将整个装置在高压釜中硬化,从而制成最终的机身部。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:多个加劲件(25,27),特别是纵梁在覆盖所述机身部(5)之前插入所述绕芯(2)中的所述凹槽(24)中,其中所述凹槽(24)基本平行于纵向绕芯轴(8)延伸。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:支撑件(26,28,29)设置在所述加劲件(25,27)的区域内。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法,其特征在于:绕芯(2)向内倾倒,从而在所述机身部(5)已在所述高压釜内硬化后移开所述机身部(5)。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法,其特征在于:通过连接至少两弯曲压板(9,10),所述外部模具(6)沿着纵向翼缘(21,22)形成。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法,其特征在于:当施加于所述绕芯(2)时,所述第一真空薄膜(3)凭借密封剂(4),尤其凭借双面胶带而被密封。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法,其特征在于:所述第二真空薄膜(7)凭借密封剂(4)密封于所述第一真空薄膜(3)和所述绕芯(2)。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法,其特征在于:以层压形式覆盖所述机身部(5)由至少一覆盖在所述绕芯(2)上的树脂预浸条状材料执行,所述材料由浸渍有可硬化环氧树脂的碳纤维形成。
9.一种用于执行如权利要求1至8所述方法的装置(1),其特征在于包括:
a)用于覆盖机身部(5)的稳定绕芯,所述绕芯由第一真空薄膜(3)以压紧方式围绕,
b)与所述稳定绕芯(2)相比不稳定的外部模具(6),所述外部模具围绕覆盖在所述绕芯(2)上的所述机身部(5),其中所述绕芯(2)使所述外部模具(6)稳定,
c)第二真空薄膜(7),所述第二真空薄膜以压紧方式封装所述外部模具(6),以及
d)至少一密封剂(4),所述密封剂用于倚靠所述绕芯(2)密封所述第一和第二真空薄膜(3,7)。
10.如权利要求9所述的装置(1),其特征在于:所述至少一密封剂(4)为至少一双面胶带。
11.如权利要求9或10所述的装置(1),其特征在于:所述绕芯(2)具有多个凹槽(24),所述凹槽平行于纵向绕芯轴(8)延伸以容纳加劲部(25,27)。
12.如权利要求9至11中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述绕芯(2)由至少三个可向内移动的绕芯段(15-20)形成,从而能容纳所述机身部(5)。
13.如权利要求9至12中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述外部模具(6)由至少两个弯曲压板(9,10)形成,所述弯曲压板沿着纵向翼缘(21,22)连接。
14.如权利要求9至13中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述弯曲压板(9,10)由合成纤维材料形成,所述绕芯(2)由具有低热膨胀性的金属合金,特别是镍36合金形成。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
基于PCT第19条第1款的声明
在新提交的独立权利要求1中,与说明书第7页第30至31行所述的步骤相关,引入了权利要求中所描述的一系列步骤。此外,所述机身段从所述绕芯脱离的限定从“至少在区域内”修改为“至少在一区域内”。目前所记载的图4所披露的内容描述了所述机身段至少在一区域内从所述绕芯脱离。由于所述外模具不由脚手架系统或类似系统支撑,所述机身段和所述绕芯必须分别在至少一位于所述外模具上段上的区域内接触所述外模具。在将所述第一和第二真空薄膜之间抽真空后,所述机身至少在一位于所述绕芯下段上的区域内从所述绕芯脱离(参见图4)。措辞“至少在区域内”由对在德国专利申请中使用的德文措辞“zumindestbereichsweise”的误译产生。
在新提交的从属权利要求7中,密封剂的冠词从限定形式修改为非限定形式以克服审查员质疑权利要求7的主题不清楚的缺陷。
在新提交的独立权利要求9中,将措辞“尤其”删除。
在新提交的权利要求14中,补入了括号。
权利要求1至9中使用的措辞“稳定的绕芯”、“相比所述稳定的绕芯不稳定”以及“所述绕芯使所述外模具稳定”保持不变。这些措辞基于说明书第3页第19到21行,在这里将所述绕芯描述为优选由金属材料形成;说明书第3页第15到16行,在这里将所述外模具压板描述为优选以碳纤维增强环氧树脂制造;以及说明书第8页第1到2行,在这里描述了所述外模具有限的自然稳定性以及其凭借所述绕芯必须的稳定性。特别地,这些文字段落大意示出:所述措辞“稳定的绕芯”、“不稳定的外模具”以及“所述绕芯使所述外模具稳定”含糊不清,因为它们仅描述了所述绕芯和所述外模具被认为彼此相关的特征。这些措辞不描述例如硬度的材料特征。
Claims (14)
1.一种制造具有合成纤维材料的飞机内部机身部的方法,其特征在于包括以下步骤:
a)将第一真空薄膜(3)施加于稳定的绕芯(2)并将所述第一真空薄膜(3)抽真空,
b)通过包裹所述绕芯而将层压形式的所述机身部(5)覆盖在所述绕芯(2)上,
c)对所述第一真空薄膜(3)充气,
d)将相比于稳定的绕芯不稳定的外部模具(6)施加于所述机身部(5),其中所述绕芯(2)使所述外部模具(6)稳定,
e)将第二真空薄膜(7)施加于所述外部模具(6)并将所述第二真空薄膜(7)抽真空,从而将所述机身部(5)牵拉紧贴于所述外部模具(6)并至少在局部上从所述绕芯(2)脱离,
f)将整个装置在高压釜中硬化,从而制成最终的机身部。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:多个加劲件(25,27),特别是纵梁在覆盖所述机身部(5)之前插入所述绕芯(2)中的所述凹槽(24)中,其中所述凹槽(24)基本平行于纵向绕芯轴(8)延伸。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:支撑件(26,28,29)设置在所述加劲件(25,27)的区域内。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法,其特征在于:绕芯(2)向内倾倒,从而在所述机身部(5)已在所述高压釜内硬化后移开所述机身部(5)。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法,其特征在于:通过连接至少两弯曲压板(9,10),所述外部模具(6)沿着纵向翼缘(21,22)形成。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法,其特征在于:当施加于所述绕芯(2)时,所述第一真空薄膜(3)凭借密封剂(4),尤其凭借双面胶带而被密封。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法,其特征在于:所述第二真空薄膜(7)凭借所述密封剂(4)密封于所述第一真空薄膜(3)和所述绕芯(2)。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法,其特征在于:以层压形式覆盖所述机身部(5)由至少一覆盖在所述绕芯(2)上的树脂预浸条状材料执行,所述材料由浸渍有可硬化环氧树脂的碳纤维形成。
9.一种尤其用于执行如权利要求1至8所述方法的装置(1),其特征在于包括:
a)用于覆盖机身部(5)的稳定绕芯(2),所述绕芯由第一真空薄膜(3)以压紧方式围绕,
b)与所述稳定绕芯(2)相比不稳定的外部模具(6),所述外部模具围绕覆盖在所述绕芯(2)上的所述机身部(5),其中所述绕芯(2)使所述外部模具(6)稳定,
c)第二真空薄膜(7),所述第二真空薄膜以压紧方式封装所述外部模具(6),以及
d)至少一密封剂(4),所述密封剂用于倚靠所述绕芯(2)密封所述第一和第二真空薄膜(3,7)。
10.如权利要求9所述的装置(1),其特征在于:所述至少一密封剂(4)为至少一双面胶带。
11.如权利要求9或10所述的装置(1),其特征在于:所述绕芯(2)具有多个凹槽(24),所述凹槽平行于纵向绕芯轴(8)延伸以容纳加劲部(25,27)。
12.如权利要求9至11中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述绕芯(2)由至少三个可向内移动的绕芯段(15-20)形成,从而能容纳所述机身部(5)。
13.如权利要求9至12中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述外部模具(6)由至少两个弯曲压板(9,10)形成,所述弯曲压板沿着纵向翼缘(21,22)连接。
14.如权利要求9至13中任一权利要求所述的装置(1),其特征在于:所述弯曲压板(9,10)由合成纤维材料形成,所述绕芯2)由具有低热膨胀性的金属合金,特别是镍36合金形成。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US94370707P | 2007-06-13 | 2007-06-13 | |
| DE102007027113A DE102007027113B4 (de) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Verfahren zur Fertigung von Rumpfzellenabschnitten für Flugzeuge aus Faserverbundwerkstoffen sowie Vorrichtung |
| US60/943,707 | 2007-06-13 | ||
| DE102007027113.3 | 2007-06-13 | ||
| PCT/EP2008/057405 WO2008152103A2 (en) | 2007-06-13 | 2008-06-12 | Method for producing fuselage cell sections for aircraft with composite fibre materials, and a device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101932432A true CN101932432A (zh) | 2010-12-29 |
| CN101932432B CN101932432B (zh) | 2013-11-27 |
Family
ID=39986048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008800198034A Expired - Fee Related CN101932432B (zh) | 2007-06-13 | 2008-06-12 | 以合成纤维材料制造飞机机身单元部的方法和装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9079366B2 (zh) |
| EP (1) | EP2155473B1 (zh) |
| JP (1) | JP2010529922A (zh) |
| CN (1) | CN101932432B (zh) |
| AT (1) | ATE523322T1 (zh) |
| BR (1) | BRPI0813934A2 (zh) |
| CA (1) | CA2688247A1 (zh) |
| DE (1) | DE102007027113B4 (zh) |
| RU (1) | RU2466867C2 (zh) |
| WO (1) | WO2008152103A2 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103182784A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-07-03 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 一种碳纤维复合材料结构件真空灌注成型方法 |
| CN104245288A (zh) * | 2012-04-12 | 2014-12-24 | 阿莱尼亚阿麦奇股份公司 | 制造复合材料的单片式机身筒的方法 |
| CN106915101A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-04 | 明安国际企业股份有限公司 | 平板工件支撑装置及其制造方法 |
| CN115593607A (zh) * | 2021-12-29 | 2023-01-13 | 湖北三江航天红阳机电有限公司(Cn) | 大型凸凹曲面融合异形舱体宽带自动铺缠近净成型方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITTO20070773A1 (it) * | 2007-10-31 | 2009-05-01 | Alenia Aeronautica Spa | Procedimento per l'applicazione di un sacco a vuoto attorno ad un barile di fusoliera in materiale composito da polimerizzare. |
| FR2946024B1 (fr) * | 2009-05-27 | 2011-07-22 | Airbus France | Installation de realisation d'un troncon de fuselage d'aeronef. |
| DE102010013478B4 (de) | 2010-03-30 | 2013-11-21 | Airbus Operations Gmbh | Einrichtung und Verfahren zur Herstellung mehrfach gewölbter Strukturbauteile aus einem Faserverbundwerkstoff |
| DE102010013479A1 (de) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Airbus Operations Gmbh | Einrichtung und Verfahren zur Herstellung zweidimensional gewölbter Strukturbauteile aus einem Faserverbundwerkstoff |
| DE102010043415B4 (de) * | 2010-11-04 | 2015-04-09 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines hohlen Bauteils sowie Vorrichtung |
| DE102011109977B4 (de) * | 2011-08-11 | 2013-03-07 | Airbus Operations Gmbh | Vorrichtung zur urformtechnischen Herstellung eines integralen Strukturbauteils aus einem mit Stringern verstärkten Faserverbundwerkstoff für ein Flugzeug |
| ITTO20120284A1 (it) * | 2012-03-30 | 2013-10-01 | Alenia Aermacchi Spa | Sistema azionamento settori appartenenti ad un dispositivo per la realizzazione di una sezione di fusoliera di un aereo |
| DE102012210043A1 (de) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Airbus Operations Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Leichtbaustruktur sowie Leichtbaustruktur |
| JP6239272B2 (ja) * | 2013-06-04 | 2017-11-29 | 三菱航空機株式会社 | 繊維強化プラスチック部材の成形方法および成形装置 |
| DE102013108430A1 (de) | 2013-08-05 | 2015-02-05 | ORTHO-NOVA GmbH für Orthopädie-Technik | Verfahren zum Herstellen eines Komposit-Formkörpers und entsprechender Komposit-Formkörper |
| KR101573750B1 (ko) | 2014-03-24 | 2015-12-03 | 동화에이.시.엠. 주식회사 | 스트링거가 일체화된 항공기 동체 제작방법 |
| CA3011973A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Cytec Industries Inc. | Fabrication of complex-shaped composite structures |
| DE102016001056A1 (de) | 2016-01-30 | 2016-07-28 | Daimler Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Strukturbauteils aus faserverstärktem Kunststoff |
| DE102016002844B3 (de) * | 2016-03-10 | 2017-08-10 | Premium Aerotec Gmbh | Strukturbauteil, Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils, Druckrumpf für ein Fahrzeug mit Strukturbauteil |
| US11407185B2 (en) * | 2017-12-18 | 2022-08-09 | The Boeing Company | Layup tools that facilitate transfer of laminates to cure tools |
| CN111070728B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-11-16 | 哈尔滨工业大学 | 纤维增强复合材料褶皱夹芯圆台壳的热压成型方法 |
| AT522965B1 (de) * | 2020-01-10 | 2021-04-15 | Robert Jaeger | Vorrichtung und Verfahren zur Bildung großvolumiger, hohlkörperförmiger Faserverbund-Bauteile |
| JP7477408B2 (ja) | 2020-09-17 | 2024-05-01 | トヨタ自動車株式会社 | 高圧タンクを構成する筒部材を製造する製造装置 |
| US12053942B2 (en) * | 2022-01-07 | 2024-08-06 | The Boeing Company | Stringer manufacturing system using a caul |
| PL443923A1 (pl) * | 2023-02-28 | 2024-09-02 | Air-Concept Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób wytwarzania kadłuba jednostki lotniczej |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3962393A (en) * | 1974-05-07 | 1976-06-08 | Lockheed Aircraft Corporation | Method for making a hollow laminated article |
| US5242651A (en) * | 1990-07-25 | 1993-09-07 | Vought Aircraft Company | Pressure balanced processing of composite structures |
| WO1998032589A1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Raytheon Aircraft Company | Method and apparatus for manufacturing composite structures |
| CN1341051A (zh) * | 1999-02-17 | 2002-03-20 | 东丽株式会社 | 玻璃纤维增强塑料筒状体及其制造方法 |
| US20040188882A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-30 | Fujikura Rubber Ltd. | Method and apparatus for forming a hollow FRP article by internal pressure molding |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6127223A (ja) | 1984-07-18 | 1986-02-06 | Bridgestone Corp | 加硫ゴム製品の製造方法 |
| US4681724A (en) * | 1986-04-28 | 1987-07-21 | United Technologies Corporation | Removable irreversibly shrinking male mandrel |
| JP2935722B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1999-08-16 | 富士重工業株式会社 | 航空機の胴体構造およびその成形方法 |
| RU1813654C (ru) | 1990-03-05 | 1993-05-07 | Феодосийское Производственное Объединение Им.Хху1 Съеда Кпсс | Устройство дл вакуумного прессовани трехслойных панелей из армированных пластиков |
| US6143236A (en) * | 1994-02-09 | 2000-11-07 | Radius Engineering, Inc. | Method for manufacturing composite shafts with injection molded, rigidized bladder with varying wall thickness |
| JPH1016085A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航空機の胴体外板の製造方法 |
| US5848767A (en) | 1996-08-05 | 1998-12-15 | The Boeing Company | One piece spacecraft frame |
| US5716488A (en) * | 1996-08-26 | 1998-02-10 | The Boeing Company | Reusable vacuum bag for making laminated articles |
| CA2598765C (en) | 1997-01-29 | 2013-01-22 | Hawker Beechcraft Corporation | Method and apparatus for manufacturing composite structures |
| RU2168820C1 (ru) | 1999-11-01 | 2001-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский центр специальных технологий" | Способ изготовления многослойного антенного рефлектора |
| DE10331358B4 (de) * | 2002-08-08 | 2008-06-19 | Airbus Deutschland Gmbh | Positionier- und Montageträger zur automatisierbaren Herstellung eines integralen Strukturbauteils aus Faserverbundwerkstoffen |
| US7638084B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-12-29 | Frankel Kenneth A | Methods for forming fiber reinforced composite parts having one or more selectively positioned core, structural insert, or veneer pieces integrally associated therewith |
| US7503368B2 (en) * | 2004-11-24 | 2009-03-17 | The Boeing Company | Composite sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such sections |
| DE102005020274A1 (de) * | 2005-04-30 | 2006-11-02 | Denk Engineering Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoff-Formteils |
-
2007
- 2007-06-13 DE DE102007027113A patent/DE102007027113B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-06-12 RU RU2009145995/05A patent/RU2466867C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-06-12 JP JP2010511645A patent/JP2010529922A/ja active Pending
- 2008-06-12 BR BRPI0813934A patent/BRPI0813934A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2008-06-12 CN CN2008800198034A patent/CN101932432B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-12 EP EP08774076A patent/EP2155473B1/en not_active Not-in-force
- 2008-06-12 AT AT08774076T patent/ATE523322T1/de not_active IP Right Cessation
- 2008-06-12 WO PCT/EP2008/057405 patent/WO2008152103A2/en not_active Ceased
- 2008-06-12 US US12/664,623 patent/US9079366B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-12 CA CA002688247A patent/CA2688247A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3962393A (en) * | 1974-05-07 | 1976-06-08 | Lockheed Aircraft Corporation | Method for making a hollow laminated article |
| US5242651A (en) * | 1990-07-25 | 1993-09-07 | Vought Aircraft Company | Pressure balanced processing of composite structures |
| WO1998032589A1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Raytheon Aircraft Company | Method and apparatus for manufacturing composite structures |
| CN1341051A (zh) * | 1999-02-17 | 2002-03-20 | 东丽株式会社 | 玻璃纤维增强塑料筒状体及其制造方法 |
| US20040188882A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-30 | Fujikura Rubber Ltd. | Method and apparatus for forming a hollow FRP article by internal pressure molding |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104245288A (zh) * | 2012-04-12 | 2014-12-24 | 阿莱尼亚阿麦奇股份公司 | 制造复合材料的单片式机身筒的方法 |
| CN104245288B (zh) * | 2012-04-12 | 2016-11-23 | 阿莱尼亚阿麦奇股份公司 | 制造以单片式复合材料制成的机身筒的方法 |
| CN103182784A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-07-03 | 中材科技风电叶片股份有限公司 | 一种碳纤维复合材料结构件真空灌注成型方法 |
| CN106915101A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-04 | 明安国际企业股份有限公司 | 平板工件支撑装置及其制造方法 |
| CN115593607A (zh) * | 2021-12-29 | 2023-01-13 | 湖北三江航天红阳机电有限公司(Cn) | 大型凸凹曲面融合异形舱体宽带自动铺缠近净成型方法 |
| CN115593607B (zh) * | 2021-12-29 | 2025-02-18 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 大型凸凹曲面融合异形舱体宽带自动铺缠近净成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2466867C2 (ru) | 2012-11-20 |
| CN101932432B (zh) | 2013-11-27 |
| ATE523322T1 (de) | 2011-09-15 |
| WO2008152103A3 (en) | 2009-02-12 |
| US9079366B2 (en) | 2015-07-14 |
| DE102007027113B4 (de) | 2013-09-12 |
| JP2010529922A (ja) | 2010-09-02 |
| EP2155473A2 (en) | 2010-02-24 |
| EP2155473B1 (en) | 2011-09-07 |
| CA2688247A1 (en) | 2008-12-18 |
| WO2008152103A2 (en) | 2008-12-18 |
| RU2009145995A (ru) | 2011-07-20 |
| US20120055617A1 (en) | 2012-03-08 |
| BRPI0813934A2 (pt) | 2019-09-24 |
| WO2008152103A4 (en) | 2009-03-26 |
| DE102007027113A1 (de) | 2008-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101932432A (zh) | 以合成纤维材料制造飞机机身单元部的方法和装置 | |
| KR101882535B1 (ko) | 강성/가단성 smp 장치를 사용하여 복합물 부재를 함께-본딩 또는 함께-경화하기 위한 방법 및 시스템 | |
| US8945325B2 (en) | Methods and systems for forming integral composite parts with a SMP apparatus | |
| US4780262A (en) | Method for making composite structures | |
| US8815145B2 (en) | Methods and systems for fabricating composite stiffeners with a rigid/malleable SMP apparatus | |
| CN104245288B (zh) | 制造以单片式复合材料制成的机身筒的方法 | |
| CN106799851B (zh) | 基于铺丝技术的复合材料帽形加筋壁板的成型制造方法 | |
| EP2038100B1 (en) | Method and moulding core for producing a fibre composite component for aviation and spaceflight | |
| CN113681937B (zh) | 一种复合材料帽型长桁壁板结构及制备方法 | |
| JPH04270610A (ja) | 複合材料を圧密化するクロスオ―バ―成形用具 | |
| US20120288655A1 (en) | Methods and systems for fabricating composite parts using a smp apparatus as a rigid lay-up tool and bladder | |
| US8778117B2 (en) | Method for producing an integral, reinforced fibre composite component as well as a hollow fibre composite component | |
| JP2025507175A (ja) | 炭素繊維複合材料の成形金型及び方法 | |
| CN219360372U (zh) | 用于制造复合材料帽型加筋壁板的共固化芯模 | |
| CN116461118A (zh) | 一种复合材料机身筒段整体成型方法 | |
| CN116766626A (zh) | 一种复合材料帽型加筋结构层合板的共固化成型制造工艺 | |
| CN115519806A (zh) | 纵环带加强形式复合材料舱段成型模具及其成型方法 | |
| CN121290799A (zh) | 帽型长桁加筋壁板成型方法 | |
| KR100575142B1 (ko) | 스트링거 제작을 위한 형상유지공구의 제조방법 및 그 형상유지공구를 이용한 스킨-스트링거 일체형 패널 제작방법 | |
| CN118683079A (zh) | 中空结构件模具及复合材料异形中空结构件制备方法 | |
| CN118528568A (zh) | 一种大尺寸多开口异型不规则加筋壳体成型工装和方法 | |
| CA2808926A1 (en) | Methods and systems for forming integral composite parts with a smp apparatus | |
| JPH01166919A (ja) | 筒状複合材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131127 Termination date: 20170612 |