[发明专利]用可收缩模具制造复合材料结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造由壳与封闭截面加强件或桁条形成的、由复合材料制造的、特别可用于航空机身的结构的方法。

背景技术

重量是航空工业中的一个重要方面，因此由复合材料制造的优化结构胜过金属材料。

自动碳纤维包边机(taping machine)是相对于手工操作的巨大发展。这些机器具有压制要被包边的表面的头，所以所述表面必须反抗所述力。

将前述方面应用到航空机身导致以操作的最低数量将仪表板与它们的加强件或桁条结合，并且导致使所述加强件或桁条最优化。

封闭截面的加强件或桁条通过加入相对于加强件或桁条更低的重量而允许获得更强的结构。此类型的加强件或桁条的结合使制造方法变复杂，因为它需要加强件或桁条内部的模具以允许料件的包边和复合材料的固化，以及在意欲所述加强件或桁条是中空的情况下，从加强件或桁条内部移除加强件或桁条。

用于制造所述结构的方法是已知的，其中，刚性的元件被引入加强件或桁条部分的内部，以反抗包边压力和复合材料固化压力。

这些方法是昂贵的，因此希望得到更有效率的方法，此目标通过本发明实现。

发明内容

在第一方面中，本发明提出了一种用于以复合材料制造加强结构的方法，所述加强结构由外壳和多个加强件或桁条形成，所述加强件或桁条的横截面具有不连续(broken)的轮廓线，并且至少一个凸缘接合到所述壳上，所述轮廓线限定了内部开口，其特征在于，它包括下列步骤：

-提供成型模具，所述成型模具在加强件或桁条的侧面上拥有具有与所述结构的形状类似的形状的外表面，包括用于容纳加强件或桁条的槽。

-提供辅助的压入式阳模，所述辅助的压入式阳模由能够由于温度和/或压力的影响而改变它的体积的材料制成的元件组成，以与加强件或桁条的内部开口类似的几何形状成型，并且覆盖有适于使复合材料固化的膜。

-提供处于新的(fresh)或固化状态的加强件或桁条；

-将加强件或桁条布置在模具的槽中，使它们适合槽的几何形状，并且将辅助的压入式阳模布置在所述加强件或桁条的内部开口中，使其适合它们的几何形状。在此步骤中，辅助的压入式阳模帮助固化膜，以使它本身适合每一个加强件或桁条的内部几何形状。

-在由模具、加强件或桁条以及辅助的压入式阳模形成的表面上层压外壳。成型模具和辅助的压入式阳模反抗层压力。

-在高的温度和压力的条件下，使加强结构固化。

-移除辅助的压入式阳模。在固化以后，它们的体积减小，从而允许移除。

-从模具分离固化了的加强结构。

在第二方面中，本发明提供了以聚合物例如聚氨酯或聚苯乙烯实施的用于前述方法的辅助的压入式阳模，所述辅助的压入式阳模，由于方法的温度和/或压力的影响，经历允许之后从加强件或桁条内部移除它的变化。

本发明的一个优点在于，它有助于制造其中加强件或桁条的截面和面积在纵向上变化，并且甚至在一个或两个末端中具有比中间截面更小的尺寸的结构，因为所述辅助的压入式阳模可以被成型以便适合它。

另一个优点在于，它有助于使用具有压制包边头的机器，因为所述辅助的压入式阳模提供了在加强件或桁条内部的用于反抗所述头的力的基底。

在对涉及附图的物体的说明性实施方案的下列详细描述中，将公开本发明的其它特征和优点。

附图说明

图1a、1b和lc分别显示由壳与多个Ω形(omega)、梯形和不规则Z形的加强件或桁条形成的结构的示意图。

图2示意性显示根据本发明的用于制造由壳和多个Ω-形加强件或桁条形成的结构的方法的步骤，借助于所述步骤，加强件或桁条以及由适于固化的膜覆盖的辅助的压入式阳模被布置在结构成型模具中。

图3示意性显示根据本发明的用于制造由壳和多个Ω-形加强件或桁条形成的结构的方法的步骤，借助于所述步骤，进行所述壳的包边工序。

图4示意性显示根据本发明的用于制造由壳和多个Ω-形加强件或桁条形成的结构的方法的步骤，借助于所述步骤，进行固化工序。

图5示意性显示根据本发明的用于制造由壳和多个Ω-形加强件或桁条形成的结构的方法的步骤，借助于所述步骤，使辅助的压入式阳模的体积减小，并且将所述结构从用于它的制造的模具分离。

具体实施方式