[发明专利]模块化热成形系统

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于制造热塑性物体的系统和方法。更具体而言，公开的实例涉及用于使用具有多面铸模工装的成形压力机制造热塑性零件的系统和方法。

背景技术

由热固性复合材料制造模制的内部飞行器部件在本领域是熟知的。但是，用于制造飞行器的侧壁和舱顶面板的当前的材料和制造方法受到非常长的制造周期时间、材料浪费和处置成本的困扰。已知的热固性方法涉及许多加工周期，单独制造的部件被转化为子组件。子组件以重大的成本和重量被手动装配，并且保留产品缺陷和废料。已知的过程还需要多个复杂的工具和装置，其需要长的生产周期、储存设备和基础设施。还需要复合材料面板的定制处理以解决隔热和由气流、装置和其他系统产生的噪音。已知的过程不允许复杂的设计配置需要的新的装饰纹理均匀性的集成。当前的过程也不是工具侧控制的，其给予零件至零件可变性并且需要维修。

现有的复合材料构造通常包含仅展现细微差别的热特性的多种材料。但是，使用均匀温度场制造这些现有的复合材料配置的加工方法对于展示高度可变的热特性的许多新材料或材料配置不是最理想的。虽然使用多阶段加工方法用这些新材料生产复合材料结构仍是可行的，但是其在时间和能量二者上也均是效率低的。单阶段加工对于其效率是优选的。

常规的工装和制造方法还缺少制造净尺寸零件的能力。这导致过多的材料从零件外围修剪和内部切除。热固性材料不是可重复使用的，并且因此修整导致增加的材料浪费，同时还诱导可改变部件的使用寿命的残余应力和脆化。

另外，常规的工装和制造方法涉及冗长的转换时间以及冲模和其他部件的大量的、耗时的预加热。

存在对避免以上陈述的弊端并且赋予另外的改善的面板制造过程的需要。

发明内容

本公开内容提供涉及形成热塑性零件的系统、装置和方法。在一些方面，形成热塑性零件的方法可包括进给热塑性材料至预热烘箱内以形成预热的热塑性材料；进给预热的热塑性材料至成形压力机内以形成压制的热塑性零件，其中成形压力机包括第一工具和第二工具，其中至少第一工具包括具有多个面的旋转工具；和精加工压制的热塑性零件。

在一些方面，成形压力机可包括铸模工具和冲压工具，其中铸模工具和冲压工具的至少一个包括具有多个面的旋转工具，每个面具有配置用于形成热塑性材料中的不同零件的不同的模具。

在一些方面，用于形成热塑性零件的系统可包括热塑性来源台、冲压台和精加工台，连续的加工路径被限定为从在热塑性来源台的热塑性幅材材料的辊通过冲压台和精加工台。

特征、功能和优势可以在本公开内容的各个方面独立地实现，或可以在又其他实施例中结合，参考下述描述和附图可见其进一步细节。

附图说明

图1是根据本公开内容的方面显示用于使用具有多面铸模工装的压力机形成热塑性零件的示意性方法的步骤的流程图。

图2是根据本公开内容的方面用于形成热塑性零件的说明性制造系统的示意图。

图3是具有有纹理的铸模工装的说明性成形压力机的示意图。

图4A和4B描绘了显示并入另外的材料的说明性成形压力机，和产生于该方法的说明性零件的示意图。

具体实施方式

概述

以下描述并且在相关附图中图解了具有旋转的、多面的铸模工装的热成形系统的各种实例，以及相关方法。除非另有说明，热成形系统和/或其各种部件可以，但不需要，包含本文描述、图解和/或并入的结构、部件、功能和/或变型的至少一种。此外，结合本教导本文描述、图解和/或并入的方法步骤、结构、部件、功能和/或变型可以，但不需要，包括在其他相似的热成形系统中。各种实例的以下描述本质上仅仅是示例性的并且决不旨在限制本公开内容、其应用或用途。另外，如下描述的实例提供的优势本质上是示意性的并且不是所有的实例提供相同的优势或相同程度的优势。

热固性方法和材料通常被用于各种工业中的常规的应用。例如，热固性方法和材料已经被用于航空工业中以制造非结构，非金属的飞行器复合材料零件，比如舱顶面板、侧壁、储物舱(stowbin)和等级分隔物(class divider)。热固性塑料最初是软的，并且通过固化(例如，使用热)不可逆地变化至硬化的最终状态。热固性操作通常涉及易腐烂的原材料、大量的半成品(WIP)、长的预热(warm up)周期、大量的二次精加工操作和冗长的转换程序。相反，热塑性塑料和制造相同零件和部件的热成形操作使用可包括大大减少的WIP、可以在室温下无限期地储存的原材料、和基本上消除浪费，以及其他益处。