[发明专利]复合面板、用于制造复合面板的方法和设备

说明书

本申请是申请号为200780026657.3（国际申请号PCT/GB2007/002045）、国际申请日为2007年6月4日、发明名称为“复合件制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种制造复合层压面板和复合层压件的方法以及相关设备。所述复合部件通常但不排它地用于形成飞行器部件。

背景技术

现代客机的机翼或尾翼结构通常为强化的蒙皮构造。蒙皮与翼梁和翼肋一起形成抵抗外部负载的抗扭箱。

在机身情况下，弯曲的强化蒙皮面板与机身框架一起形成强化外壳。这些蒙皮传统上由铝合金制成，但随着飞行器性能变得越来越重要，复合蒙皮面板在飞行器的主要结构构造中也变得越来越受欢迎。

主要结构中的强化复合面板可用于水平尾翼、垂直尾翼和/或中央翼盒构造中。所有这些结构（除中央翼盒外）都是从气动表面或外表面开始制造蒙皮。由于部件的厚度公差较小，这会在最后组装中产生附加成本，因为在最后组装中必需用合适的方法填充或调节蒙皮、翼肋与翼梁之间产生的间隙和/或失配以保持整个抗扭箱的气动公差。

如果蒙皮厚度公差能够保持足够精确而使得重要位置中的外型线（流线形）和内型线（例如翼梁和翼肋底部、主起落架区域）的公差可得到控制，则能够实现最后组装阶段的明显节约和全新的抗扭箱设计。

US4683018描述了一种复合材料制造过程的方法，在该方法中，将层叠件放置在面向上的阴模上，然后用阳液压机冲压。

发明内容

本发明的第一方面提供一种制造面板的方法，所述面板包括复合蒙皮与至少一个复合加强件，该方法包括：

将第一和第二心轴定位在所述加强件的相对两侧上；

将第一和第二压实模具定位在所述蒙皮的相对两侧上；以及

通过使所述压实模具中的一个或两个运动而压实所述第一和第二压实模具之间的所述蒙皮；

其中，所述压实模具的运动使得所述第一和第二心轴沿倾斜路径朝所述加强件运动，从而压实所述心轴之间的该加强件。

通常，所述心轴在朝向所述加强件运动时抵靠其中一个压实模具的倾斜表面滑动。通常，其中一个压实模具具有槽，所述槽具有基部以及均从所述基部向外倾斜的第一壁和第二壁；所述心轴在朝向所述加强件运动时抵靠所述第一壁和第二壁滑动。

本发明的第二方面提供一种用于制造复合面板的设备，该设备包括：

第一心轴和第二心轴，各心轴均具有一对倾斜表面；

第一压实模具；以及

第二压实模具，其具有与所述第一心轴接合的第一倾斜表面和与所述第二心轴接合的第二倾斜表面。

本发明的第三方面提供一种用于制造面板的方法，所述面板包括复合蒙皮与至少一个复合加强件，该方法包括：

在心轴上成形所述加强件；

将所述加强件与所述心轴运送到结合站，在所述运送步骤中所述心轴支撑所述加强件的重量；以及

在所述结合站处将所述加强件结合至所述蒙皮。

在运送步骤中利用心轴支撑所述加强件的重量使得操纵成本最小化并使得对所述加强件的损害最小化，否则将不得不转移至单独的运送工具。通常该方法还包括在所述结合站处将所述蒙皮铺设在所述心轴上的加强件上，在所述铺设步骤中所述心轴支撑所述加强件的重量。

本发明的第四方面提供一种用于制造复合面板的方法，该方法包括：

穿过所述面板装配一控制件；

穿过压实模具装配一插塞；

使所述控制件与所述插塞接合；

使所述插塞与所述压实模具的基准面接合；

利用所述压实模具压实所述面板；以及

在所述面板被压实后，使所述插塞脱离所述控制件。

本发明的第四方面使得能通过成形压实模具、插塞和控制件而将面板的厚度精确控制到期望公差。所述控制件可留在面板中的合适位置，或在后继步骤中移除。通常，所述压实模具包括模具主体以及装配在所述模具主体的孔中的引导插入件。所述模具主体，或者更加优选地，所述引导插入件提供所述基准面。通常，所述引导插入件具有与所述模具主体的外表面接合的凸缘，所述插塞具有在其与所述控制件接合时与所述引导插入件的所述凸缘接合的凸缘。

本发明的第五方面提供一种用于制造复合面板的设备，该设备包括：

控制件；

用于压实所述面板的压实模具；以及

插塞，其尺寸设定为穿过所述压实模具并与所述控制件接合，并且在所述面板被压实之后可脱离所述控制件，