[发明专利]用于模制碳纤维增强聚合物部件的制造方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造飞行器的部件的方法和系统。特别地，本发 明涉及一种允许在不使用特定工具且无需将部件放置到飞行位置或置 于最适应变形的情况下将模制碳纤维增强聚合物(CFRP)部件裁剪 成最终尺寸的方法。

背景技术

大多数CFRP(碳纤维增强聚合物)产品需要在其从已经固化 有CFRP产品的模具退出之后再进行裁剪。在使CFRP部件于具有 意在获得的最终形状的工具中固化之后，将部件在固化期间出现一 些变形或弹性回复的情况下定位在使部件到达标称位置的裁剪/钻 削工具中。

部件通常通过探测来测量以确保在工具中的良好定位并对一些 关键点进行测量。利用所述测量，机器使部件与被编程为待裁剪的 理论上的部件最佳匹配。裁剪/钻削程序重新计算以使实际部件与预 测的最佳可能部件相符以算出理论上的裁剪轨迹的偏差的平均值。 该过程涉及昂贵的工具、较长的编程时间和重新计算时间，这意味 着成本较大。

在US20100332016中公开了针对降低在重新计算以使实际部件 与预测的最佳可能部件相符的程序方面的成本的解决方案，其中， 激光装置能够朝向飞行器的部件发射至少两个光平面以用于裁剪。 然而，这种解决方案具有必须调节激光装置并必须将部件定位成使 得裁剪最佳的缺点，这意味着成本更大。

因此，需要尽可能地减少和/或消除更多裁剪过程工作。这种与 裁剪有关的劳动力的减少还会减少对工人的伤害，并且能够降低辅 助设备的成本。

发明内容

本发明通过一种根据权利要求1所述的用于制造CFRP部件的 方法、一种根据权利要求5所述的用于模制并固化CFRP的模具以 及一种根据权利要求9所述的用于制造模制CFRP的系统而提供了 针对前述需求的解决方案。从属权利要求限定了本发明的特定实施 方式。

用于制造CFRP部件的方法包括下述步骤：

-将一个或更多个预浸料层片或复合材料层片铺设在固化工具 上，从而形成未固化的层压件，

-使层压件固化，从而给予部件最终形状，以及

-对CFRP部件进行裁剪和/或钻削，

其中，所述方法包括下述步骤：

-利用包括标记工具的模具在未固化的层压件上提供导引标 记，以使得导引标记保持在固化的CFRP部件上，以及

-参照导引标记对CFRP部件进行裁剪和/或钻削。

在本发明的范围内，制出导引标记可以理解为画出或描出或标 出线或标记或导引标记。此外，CFRP部件可以为飞行器部件或用 于其他目的的CFRP件。

在制造模制CFRP部件的过程中，存在铺叠过程、固化周期以 及裁剪或钻削周期。铺叠通常在特别适于在固化周期中插入到压热 器中的模具或固化工具上执行。在固化周期期间，压力和温度被设 定至用于获得最终的固化件的特定水平。还存在压热器外固化周期， 其包括在无需施加压力的情况下将温度设定为特定值，从而可以使 用标准烘箱。在固化周期期间，部件和工具必须位于确保部件在冷 却之后达到标称几何结构的几何位置中。最后，在裁剪或钻削期间， 从固化的部件除去飞边或不平整部分。

利用包括标记工具的模具在未固化的层压件上提供导引标记， 以使得导引标记保持在固化的CFRP部件上，并且参照导引标记对 CFRP部件进行裁剪和/或钻削。

有利地，包括标记工具的模具的使用允许在不需要外部工具加 工的情况下制造具有导引标记的模制CFRP部件，从而避免对适于 插入烘箱或压热器中的特定工具的需要。这使得可在制造时使用一 体的工具。

固化的部件的导引标记可以是缝隙或狭槽或凸部。

在本发明的实施方式中，

-制出导引标记包括在待被固化的部件中制出缝隙或狭槽或者 凸部，以及

-裁剪或钻削过程包括通过光学装置跟随或追踪导引标记。

在本发明的实施方式中，

-制出导引标记包括在待被固化的部件中制出缝隙或狭槽或者 凸部，以及

-裁剪或钻削过程包括通过触觉装置如触觉传感器跟随导引标 记。