[发明专利]复合部件的快速制造

权利要求书

1.一种制造包括增强纤维的复合部件的方法，所述方法包括：

在制造场地制造无主敷层心轴工具，所述工具包括提供敷层表面的复合面板；以及

在所述制造场地使用所述无主工具形成所述增强纤维的敷层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述面板具有至少l x l英尺的表面积。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述面板的所述敷层表面提供复杂轮廓的模线表面。

4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中制造所述敷层心轴工具包括：

创建提供所述部件的曲率的蜂窝状结构；

用泡沫状材料填充所述蜂窝状结构；

机械加工所述泡沫状材料，以便获得机械加工的表面；以及

将复合材料铺设在所述机械加工的表面上，以便形成所述面板。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括在固化之前去除所述泡沫状材料。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述面板包括嵌入在基体中的增强纤维。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其中所述蜂窝状结构由多个集箱板形成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述集箱板由环氧树脂制成，并且所述集箱板的厚度和间距被选择用于有限的部件运转。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述制造场地包括不洁区，其用于在制造期间对所述心轴工具执行不洁操作，并且在所述部件已经被固化后，对所述部件执行不洁操作；以及洁净区，其用于所述面板和所述复合部件的复合材料铺设。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述洁净区中的温度、湿度和颗粒数被保持为满足复合材料工艺要求。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述心轴工具在所述不洁区中建造和机械加工；用于所述部件的复合材料在所述洁净区中被铺设在所述心轴工具上；用于所述部件的所述复合材料在相邻的固化区中被固化；以及固化的部件在所述不洁区中被机械加工。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其进一步包括使用具有可互换的末端执行器的末端执行器定位系统来执行所述洁净操作和不洁操作；并且在所述洁净区和不洁区之间移动所述末端执行器定位系统和所述心轴工具。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中在所述不洁区中的操作包括所述心轴工具和固化的部件的修整和机械加工；并且其中在所述洁净区中的操作包括铺设和材料切割。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其进一步包括：在形成所述敷层之前，将控制材料铺设的一组规则应用于所述复合部件的工程定义，以便确定所述增强纤维的可允许的带宽；以及选择增大形成所述敷层的速度的可允许的带宽。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述规则从根据带宽变化的经验数据获得。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述规则确定所述增强纤维的不同层板的不同的带宽。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，其中所述规则确定所述敷层的不同部分的不同的带宽。

18.一种制造复合部件的方法，所述复合部件具有嵌入在基体中的增强纤维，所述方法包括：

在制造场地制造无主敷层心轴工具，所述制造场地具有洁净区和相邻的不洁区，所述工具包括提供模线表面的复合面板，其中制造所述工具包括：创建蜂窝状结构，用泡沫状材料填充所述蜂窝状结构的单元，以及在所述不洁区中机械加工所述泡沫状材料，以便获得机械加工的表面，以及将复合材料铺设在所述机械加工的表面上，以便在所述洁净区中形成所述面板；以及

在所述制造场地使用所述无主工具以在所述洁净区中形成所述增强纤维的敷层。