[发明专利]用于固化复合零件的形状变形工具系统和方法

权利要求书

1.一种工具系统，其包括：

固化工具(108)，其具有固化工具热膨胀系数(CTE)(110)并且被配置为固化由具有不相似的组件CTE(176)的两个或多个组件(174)形成的复合制品(170)，所述固化工具配置为支撑具有设计的形状的所述复合制品(170)，并且所述复合制品(170)被加载到所述固化工具(108)上，使得所述固化工具支撑具有所述设计的形状的所述复合制品；

偏压元件(130)，其被固定地附连到所述固化工具(108)并且具有不同于所述固化工具CTE(110)的偏压元件CTE(134)；以及

所述偏压元件(130)被配置为使得当被加热时，所述固化工具CTE(110)和所述偏压元件CTE(134)的结合在所述固化工具(108)中引起热位移(150)，并且所述复合制品(170)被固化为变形形状(162)，使得当被冷却时，已固化复合制品(172)由于所述复合制品的所述不相似的组件CTE而基本上呈现出所述设计的形状(160)。

2.根据权利要求1所述的工具系统(100)，其中：

所述偏压元件(130)被固定地附连到所述固化工具(108)的某位置，使得所述热位移(150)与在无偏压固化工具(302)上固化的已固化复合制品(370)的冷却位移(350)在方向(154)上基本相反。

3.根据权利要求2所述的工具系统(100)，其中：

所述偏压元件(130)被配置为使得所述热位移(150)与在无偏压固化工具(302)上固化的已固化复合制品(370)的所述冷却位移(350)在幅度(152)上基本相等。

4.根据权利要求1所述的工具系统(100)，其中：

所述热位移(150)包括沿所述固化工具(108)的纵长方向(112)的弯曲(164)。

5.根据权利要求1所述的工具系统(100)，其中：

所述偏压元件(130)具有沿所述固化工具(108)的长度变化的至少一个偏压元件参数(132)，所述偏压元件参数(132)包含以下参数中的至少一个：

所述偏压元件CTE(134)；

偏压元件横截面(136)；以及

偏压元件(130)硬度。

6.根据权利要求5所述的工具系统(100)，其中：

所述偏压元件参数(132)沿所述固化工具(108)的纵长方向(112)非线性变化。

7.根据权利要求5所述的工具系统(100)，其中：

所述偏压元件(130)包括具有不相似的偏压元件参数(132)的至少两个所述偏压元件(130)；以及

所述偏压元件(130)被配置为在所述固化工具(108)内生成非线性热位移(150)。

8.根据权利要求1所述的工具系统(100)，其进一步包括：

支撑框架(102)，用于支撑所述固化工具(108)并且被配置为限制所述固化工具(108)向与所述热位移(150)相关联的方向(154)的移动。

9.一种工具系统(100)，其包括：

固化工具(108)，其具有固化工具热膨胀系数(CTE)(110)并且被配置为固化由具有不相似的组件CTE(176)的两个或多个组件(174)形成的复合制品(170)，所述固化工具配置为支撑具有设计的形状的所述复合制品，并且所述复合制品(170)被加载到所述固化工具(108)上，使得所述固化工具支撑具有所述设计的形状的所述复合制品；

偏压元件(130)，其被固定地附连到所述固化工具(108)并且具有不同于所述固化工具CTE(110)的偏压元件CTE(134)；

所述偏压元件(130)被配置为使得当被加热到固化温度时，所述固化工具CTE(110)和所述偏压元件CTE(134)的结合在所述固化工具(108)中引起热位移(150)，并且所述复合制品(170)被固化为变形形状(162)，使得当被冷却到环境温度时，已固化复合制品(172)在不受约束时由于所述复合制品的所述不相似的组件CTE而基本呈现出所述设计的形状(160)；以及

所述偏压元件(130)被固定地附连到所述固化工具(108)的某位置，使得所述热位移(150)与在无偏压固化工具(302)上固化的已固化复合制品(370)的冷却位移(350)在方向(154)上基本相反。