[发明专利]用于形成复合层压件以获得Z形型材的装置和方法

说明书

本发明涉及用于形成复合层压件以获得Z形型材的装置和方法。一种用于形成复合层压件以获得Z形型材的装置包括：‑夹持模块，所述夹持模块包括两个板，所述夹持模块被配置成将所述复合层压件的第一部分封围并夹持在所述两个板之间，所述第一部分将形成第一凸缘，‑进给模块，所述进给模块包括两个板，所述进给模块被配置成将所述复合层压件的第二部分封围在所述两个板之间，所述进给模块被配置成加热所述复合层压件的位于所述进给模块的两个板之间的部分，并且被配置成能够相对于所述夹持模块与形成后的所述复合型材的连接板的平面平行地移动到第二位置，在所述第二位置，所述两个板封围所述复合层压件的将形成第二凸缘的部分。

技术领域

本发明涉及一种装置和方法，该装置和方法用于形成复合层压件、例如连续纤维增强的分层热塑性复合层压件，以便获得具有直线或弯曲的Z形截面的型材。

背景技术

已知的是由分层的热塑性复合材料制造型材，该分层的热塑性复合材料可以结合一个或若干个褶，从而形成Z形型材。这些型材的示例是飞行器结构中使用的框架或桁条。所述型材的常见制造工艺是通过冲压工艺，或者替代地通过连续工艺，例如拉挤/挤压。

当型材的曲率高时，这些工艺具有一些缺点。

所述已知的成型工艺尤其是在弯曲的Z形结构中产生褶皱，因为在制造型材的凸缘时由于折叠的方向而将压缩应力施加到分层层压件的不同层。

例如，在冲压工艺中，褶皱的出现是由于最初的平坦层压件与型材的最终三维形状之间的材料过多。

前面提到的连续工艺通常适用于几乎直线的型材，但不适用于扭结型材。

因此，未开发成熟的制造工艺来涵盖复杂的型材，例如框架或桁条，尤其是在曲率半径小于1m的后部机身和机头机身中。

发明内容

本发明的第一目的是一种用于形成复合层压件以获得Z形型材的装置。具体地，Z形型材具有三个不同的区域：连接板和两个凸缘，即位于连接板两端的第一凸缘和第二凸缘。凸缘相对于型材的纵向轴线可以是平坦的或弯曲的。另外，凸缘在它们之间可以平行，并且可以相对于连接板具有不同的角度，最常见的角度是90°。

本发明的装置对象包括：

-夹持模块，所述夹持模块包括两个板。夹持模块被配置成将复合层压件的要形成的第一部分封围并夹持(即牢固地保持)在两个板之间。此第一部分与层压件的将在形成之后形成第一凸缘的区域相对应。

-进给模块，所述进给模块包括两个板。所述进给模块被配置成将所述复合层压件的第二部分封围在所述两个板之间，所述第二部分与位于所述夹持模块中的所述第一部分不同。

进给模块被配置成加热复合层压件的位于其两个板之间的部分，以使其达到相应的熔点。进给模块还被配置成可相对于所述夹持模块在与形成后的所述复合型材(1)的连接板的平面平行的方向上移动。所述运动在以下两个位置之间进行：

-第一位置，在所述第一位置，所述两个板封围所述复合层压件的与所述复合层压件的将形成所述连接板和所述第二凸缘的区域相对应的部分，和

-第二位置，在所述第二位置，所述两个板封围所述复合层压件的与所述复合层压件的将形成所述第二凸缘的区域相对应的部分。

在所述第一位置和所述第二位置之间移动期间，由于所述夹持模块(5)和所述进给模块之间的相对运动，所述复合层压件的与所述连接板相对应的部分从所述进给模块的两个板中滑出。

成形装置因此被分为两个不同的模块，即夹持模块和进给模块。进给模块在工艺开始时封围较大的层压件区域，并且还进给连接板构造。

每个模块的板保持层压件，将层压件夹持在夹持模块中，并允许层压件在进给模块中进行滑动运动。