[发明专利]使用镁叶片制造复合结构的方法与系统

说明书

本发明涉及使用镁叶片制造复合结构的方法与系统。复合制造系统包括压机和叶片。压机具有带复合结构的期望形状的上部和被配置为接收复合材料层的下部。叶片与压机的上部相关联并且被配置为在加热时达到超塑性状态，以使得叶片通过对复合材料层施加热和压力而形成至复合结构。叶片冷却、而无可察觉的收缩，从而在整个冷却循环过程中对复合结构施加期望量的压力。一旦使用叶片形成一个复合结构，则可以对叶片进行再利用而形成相似的结构。

技术领域

本公开主要涉及制造复合结构。更具体地，本公开涉及一种用于使用镁叶片制造飞机应用的复合结构的方法及系统。

背景技术

制造商越来越多地使用复合结构为各种应用提供轻便并且结构上合理的部件。使用压缩成型压机制造这些复合结构中的一些。大多数压机系统使用具有严格制造容差的匹配金属工具。利用这种技术，将复合材料放置在压机的下压板的阳模之上并且上压板利用阴模施加压力和热而形成复合结构。这种匹配的金属工具可能难以操作和/或比期望获得的更昂贵。

当使用匹配的金属工具时，压机系统通常被配置为制作单部件几何结构或可替代地提供引入工具插入件的略微变形的几何结构。

使用压机方法制造复合结构需要花费数小时来完成每个循环。如果制造的最终结构不一致或在所选择的容差之外，则可能需要重新加工，从而导致进一步的延迟。

因此，希望具有一种至少考虑上述所述一些问题、以及其他可能的问题的方法和装置。

发明内容

本公开的示出性实施方式提供一种包括压机和叶片的复合制造系统。压机包括上部和下部。下部具有复合结构的期望形状并且被配置为接收复合材料层。叶片与压机的上部相关联并且被配置为在加热时达到超塑性状态，以使得叶片通过对复合材料层施加压力而形成复合结构。

本公开的另一示出性实施方式提供一种用于形成复合结构的方法。将复合材料层定位在具有复合结构的期望形状的压机的下部中。将与压机的上部相关联的叶片放置在复合材料层之上。关闭压机。将压机的上部与叶片之间的空间加压至压力的第一水平。将叶片加热至超塑性状态，以使得叶片形成至复合结构。然后，将空间加压至比压力的第一水平更大的压力的第二水平，以形成复合结构。叶片与复合材料层直接接触，由此通过循环将热和压力传递至复合材料层。

本公开的又一示出性实施方式提供一种用于对飞机的复合结构进行加固和成形的方法。将热塑性材料层定位在具有复合结构的期望形状的压机的下部中。将与压机的上部相关联的叶片放置在热塑性材料之上。关闭压机。将压机的上部与叶片之间的空间加压至压力的第一水平。将叶片加热至超塑性状态，以使得叶片形成至复合结构。然后，将空间加压至比压力的第一水平更大的压力的第二水平，以仅使用一个过程而加固并且形成复合结构。

能够在本公开的各个实施方式中独立实现或可以结合其中参考下列描述及附图获得进一步细节的一些其他实施方式实现特征和功能。

附图说明

所附权利要求中阐述了被视为是示出性实施方式的特征的新颖性特征。然而，当结合所附附图阅读时，通过参考本公开的示出性实施方式的下列细节描述能够对示出性实施方式、以及优选使用方式、进一步目标、以及其特征进行更好的理解，其中：

图1是根据示出性实施方式的复合制造系统的立体图的图示；

图2是根据示出性实施方式的制造环境的框图的图示；

图3是根据示出性实施方式的复合制造系统的更为详细视图的图示；

图4是根据示出性实施方式的压机的上部的图示；

图5是根据示出性实施方式的压机的上部的另一图示；

图6是根据示出性实施方式的压机的横截面图的图示；

图7是根据示出性实施方式的压机的横截面图的另一图示；