[发明专利]用于形成复合部件的方法和装置

说明书

本发明公开了一种使用成形装置从预成形件(200)形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，成形装置包括：工具(102)，工具(102)包括弯曲主体部分(104)和成形组件(105)，弯曲主体部分(104)具有铺叠表面(110)，成形组件(105)包括多个成形元件(106)以及多个填充元件(107)，每个成形元件(106)具有铺叠表面(120)和初级凸缘成形表面(122)，每个填充元件(107)具有次级凸缘成形表面(156)。方法包括：在成形组件(105)的铺叠构造中，在工具(102)的弯曲主体部分104和成形元件(106)的铺叠表面(110，120)上提供预成形件(200)；将成形元件(106)从铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得成形元件(106)在周向上彼此间隔开以在成形元件(106)之间形成间隙；将填充元件(107)径向向外移动到成形元件(106)之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件(105)的成形构造中，初级和次级凸缘成形表面(122，126)形成基本上连续的凸缘成形表面。成形组件(105)从铺叠构造到成形构造的移动导致预成形件(200)的一区域在连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成部件的整体凸缘。

技术领域

本发明涉及用于形成复合部件特别是具有径向凸缘的复合部件的方法和装置。

背景技术

复合材料越来越多地用于需要材料性质的特定组合的部件。特别地，由于其高刚度和低重量，复合材料诸如碳纤维增强聚合物(CFRP,Carbon Fibre Reinforced Polymer)通常用于航空航天以及其它工业的部件。

通常希望制造具有凸缘例如用于燃气轮机的壳体上的环形凸缘的部件，或者机翼的翼梁的侧面。当这些部件由复合材料制成时，凸缘的成形会带来工程问题。例如，可能难以在凸缘模具上铺叠复合材料，特别是在模具的主要部分和凸缘之间的可能难以进入的弯曲区域中。

GB2486231公开了一种制造具有整体凸缘的复合部件的已知方法，其公开了一种用于复合预成形件的模具，该模具具有第一部分和可移动的第二部分，该可移动的第二部分包括多个周向间隔开的可移动扇区。在模具上铺叠多层单向复合胶带之后，将模具和预成形件在高压釜中加热，并且可移动的第二部分被致动以使预成形件的一部分变形以形成凸缘。

然而，GB2486231的周向间隔的扇区提供不连续的表面以形成径向凸缘，其可能导致凸缘的质量差。

因此，期望提供一种用于制造复合部件的改进工具。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种使用成形装置从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，所述成形装置包括：工具，所述工具包括弯曲主体部分和成形组件，所述弯曲主体部分具有铺叠表面，所述成形组件包括多个成形元件以及多个填充元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，每个填充元件具有次级凸缘成形表面；所述方法包括：在所述成形组件的铺叠构造中，在所述工具的所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上提供预成形件；将所述成形元件从所述铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得所述成形元件在周向上彼此间隔开以在所述成形元件之间形成间隙；将所述填充元件径向向外移动到所述成形元件之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件的成形构造中，所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面形成基本上连续的凸缘成形表面；其中所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动导致所述预成形件的一区域在所述连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成所述部件的所述整体凸缘。

在铺叠表面上提供预成形件可以包括在所述弯曲主体部分的铺叠表面上提供对应于所述复合部件的所述弯曲主体的所述预成形件的主体区域；以及在所述成形元件的铺叠表面上提供所述预成形件的凸缘区域。所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动可能使至少所述预成形件的凸缘区域在所述连续的凸缘成形表面和所述反作用成形表面之间变形，以形成所述部件的所述整体凸缘。

所述整体凸缘可以是一整体弯曲凸缘。