[发明专利]在封闭腔模具中制造复合构件的系统和方法

说明书

技术领域

本申请大体上涉及复合系统。更具体地，本申请涉及一种在封闭腔模具中制造复合构件的方法和系统。本申请的系统和方法能够很好地适用于制造在飞行器中使用的复合部件；然而本申请的系统和方法能够用于制造在各种类型的工业中使用的复合部件。

背景技术

复合构件的结构整体性部分地取决于在上升粘结剂中的承载纤维矩阵模型的一致性。例如，已固化的复合构件中的空隙，变形，或其它缺陷是极其不期望的，因为缺陷能够引起复合构件失灵和/或遭受性能变弱。进而，缺陷存在的可能性能够引起对固化复合构件大范围的检查以证实不存在缺陷。虽然复合系统和制造技术已经取得了长足的发展，缺陷在复合构件中仍然常规地存在。进而，存在着对在封闭腔模具中制造复合构件时减少空隙和其它缺陷的系统和方法的需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种可防止复合构件中空隙的形成、以及能更准确地生成复合构件的外形轮廓的在封闭腔模具中制造复合构件的系统和方法。

为实现上述目的，本申请的一种在封闭腔模具中制造复合构件的系统和方法的具体技术方案为：

一种用于制造复合构件的模具系统，模具系统包括：上部模具和下部模具，上部模具和下部模具选择性地形成空隙，该空隙设置为容纳预成型件；弹簧元件设置为在固化循环中向预成型件施加基本上不变的压力。

进一步，包括：临近于下部模具的下部装配器；临近于上部模具的上部装配置；连接到下部模具的杆元件；其中弹簧元件设置在上部装配器的上表面和螺接到杆元件的螺母之间。

进一步，其中杆元件是带螺纹的。

进一步，其中空隙的几何形状类似于旋翼桨叶的几何形状。

进一步，其中由弹簧元件产生的压力通过选择性地向螺母施加扭矩而被选择性地控制。

进一步，包括：设置为在固化循环中加热的烘烤箱，烘烤箱为常压的。

进一步，其中弹簧元件设置为在固化循环中向预成型件施加基本上不变的压力，即使当预成型件在固化循环中发生压缩。

进一步，其中弹簧元件为多个弹簧元件。

进一步，其中每个弹簧元件在压缩中能够产生大约1800磅的力。

一种制造复合部件的方法，该方法包括：在封闭腔工具中装配预成型件，该封闭腔工具具有上部模具和下部模具；通过压缩多个弹簧向预成型件施加压力；固化预成型件直到预成型件变成固化的复合构件。

进一步，包括：在固化预成型件的步骤中，使用来自多个弹簧的力来弥补模具沉降和树脂收缩带来的施加给预成型件的压力损失，由此防止固化的复合构件中空隙和气孔的产生。

进一步，其中固化预成型件的步骤包括对预成型件加热。

进一步，其中由常压烘烤箱对预成型件加热。

进一步，其中由加热毯对预成型件加热。

进一步，其中由辐射加热系统对预成型件加热。

进一步，其中预成型件包括未固化的复合组件和固化的复合组件。

进一步，其中预成型件包括固化的复合组件和未固化的粘性剂。

进一步，其中预成型件包括非复合组件。

本申请的系统和方法相对于传统的复合制造实践具有显著的优点。例如，本申请的系统和方法设置弹簧在固化循环中以施加基本上不变的卡合压力到复合组件，而不必依靠液压压力，压热器，或类似的装置。进而，该系统和方法能够减少在传统模具方法和工艺中必需的资金花费。进而，该系统和方法能够弥补在固化循环中模具沉降和树脂收缩时产生的压力损失，由此防止固化的复合构件中空隙和气孔的产生。进而，该系统和方法生产的复合构件更加精密地与期望的形状吻合，例如旋翼桨叶的弯曲和轮廓。进而，该系统和方法尤其地适用于在环境压力条件下固化，由此避免与依赖应用压力设备的压热器相关的费用和地点的限制。进而，该系统和方法允许模具系统在可选择的设备之间的运送，因为压力机和压热器的运送是非常笨重并且不需要的。进而，该系统和方法允许在环境压力条件下通过弹簧施加压力，如此的话，由于天气和位置而导致的环境压力的改变可通过由弹簧产生的压力来调控，从而部件的生产不随着环境压力的改变而发生变化。

附图说明

被认为是本申请的特性的新颖性特征在所附的权利要求中提出。然而，本申请本身，还有优选的应用模式，以及进一步的目标和优点参照下面的详细描述并结合所附的附图将获得最好的理解，其中：

图1为根据本申请的一个实施例的旋翼飞行器的侧视图；

图2为根据本申请的一个实施例的倾转旋翼飞行器的立体图；