專利名稱：模塊化復(fù)合材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書大體涉及生產(chǎn)飛機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及利用復(fù)合模塊來加 工組件和構(gòu)件的制造方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的商業(yè)飛機(jī)的一些組件，比如說飛機(jī)機(jī)身蒙皮，例如可以使用先進(jìn)
的纖維填筑(AFP)機(jī)器來加工。在飛機(jī)加工工序中使用AFP機(jī)器的基準(zhǔn)工 序在購買許多AFP機(jī)器、工具、工廠車間和人事上可能需要很高的投資。 在當(dāng)前的AFP安裝率下(例如大約151bs/hr),大量的AFP機(jī)器可能被需求 來鋪放大量的材料，所述大量的材料被需求來支撐商業(yè)飛機(jī)的可接受的生產(chǎn) 率。
因此，需要一種能夠具有相對(duì)較高的速率能力和較低的投資要求并且對(duì) 于實(shí)施可以不需要技巧嫻熟的操作者和程序員的制造方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明 一般涉及復(fù)合材料制造方法。該方法的一個(gè)說明性的實(shí)施方式包
括提供多個(gè)復(fù)合模塊；檢查所述復(fù)合模塊；提供固化工具；以及鋪放所述復(fù) 合模塊于固化工具之上。
本方法提供很高的生產(chǎn)率并且僅僅要求較低的投資。另外，該制造方法 對(duì)于執(zhí)行可以不需要技術(shù)嫻熟的操作者和程序員。
在上述方法中，所述固化工具包括外模生產(chǎn)線工具。
在上述方法中，其中所述固化工具包括內(nèi)模生產(chǎn)線工具。
一種由上述方法加工的飛機(jī)。
一種制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括
提供工具；
提供多個(gè)模塊；以及
鋪放所述模塊于工具之上廣因此使得模塊中的每一個(gè)相鄰于模塊中的
3至少另外~^個(gè)；以及
相鄰的模塊被結(jié)合在 一起從而構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)。在上迷方法中，所述鋪放步驟包括基本上同時(shí)鋪放多于一個(gè)的模塊于工具之上。
在上述方法中，所述鋪放步驟包括按照順序方式鋪放所述模塊于工具之
上，該方法進(jìn)一步包括
在后續(xù)模塊正在鋪放于工具上的同時(shí)，在已經(jīng)鋪放在工具上的其中一個(gè)
模塊上執(zhí)行鋪放后程序。
在上述方法中，所述執(zhí)行步驟包括檢查所述的已經(jīng)被鋪放于工具上的其
中一個(gè)模塊。
在上述方法中，所述執(zhí)行步驟包括處理被形成于鄰近的模塊之間的連接點(diǎn)。
在上述方法中，進(jìn)一步包括固化復(fù)合結(jié)構(gòu)。一種用于加工復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括準(zhǔn)備用于鋪放在工具之上的模塊；以及鋪放已經(jīng)按照所述準(zhǔn)備步驟準(zhǔn)備好的模塊于工具之上；所述準(zhǔn)備和鋪放步驟基本上同時(shí)被實(shí)施。
在上述方法中，鋪放步驟包括鋪放多個(gè)模塊于工具之上，這樣至少兩個(gè)
模塊基本上同時(shí)可鋪放于工具之上。
在上述方法中，鋪放步驟包括按照順序的方式鋪放多個(gè)模塊于固化工具之上，該方法進(jìn)一步包括
在后續(xù)模塊正在鋪放于工具上的同時(shí)，在已經(jīng)鋪放在工具上的其中一個(gè)模塊上執(zhí)行鋪放后程序，所述鋪放后程序包括^^查程序；
其中所述執(zhí)行步驟和所述鋪放后續(xù)模塊的步驟可以基本上同時(shí)被執(zhí)行。
在上述方法中，所述執(zhí)行步驟包括處理被形成于鄰近鋪放的模塊之間的連接點(diǎn)。
一種利用多個(gè)預(yù)加工的模塊來制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括準(zhǔn)備其中一個(gè)所述模塊用于鋪放；
鋪放準(zhǔn)備好的其中一個(gè)模塊；以及
在其中 一 個(gè)鋪放好的模塊上實(shí)施鋪放后程序；
其中所述準(zhǔn)備、鋪放以及實(shí)施鋪放后程序的步驟可以基本上同時(shí)被執(zhí)行。
在上述方法中，進(jìn)一步包括下列步驟
鋪放多個(gè)模塊，從而至少兩個(gè)模塊被基本上同時(shí)或者按照順序的方式鋪
放；以及
在所述多個(gè)模塊中的至少一個(gè)上執(zhí)行檢查程序，在后續(xù)模塊正在鋪放于工具上的同時(shí)，在已經(jīng)鋪放在工具上的其中一個(gè)模塊上執(zhí)行鋪放后程序，其中所述執(zhí)行步驟所述鋪放后續(xù)模塊的步驟是在基本上相同的時(shí)間被執(zhí)行。
附圖簡述
圖1是制造系統(tǒng)的示意性頂視圖，該制造系統(tǒng)適于模塊化復(fù)合機(jī)身蒙皮制造方法的說明性實(shí)施方式的實(shí)施；
圖2是制造系統(tǒng)的透視圖，該制造系統(tǒng)適于模塊化復(fù)合機(jī)身蒙皮制造方法的i兌明性實(shí)施方式的實(shí)施。
圖3是SADL (半自動(dòng)加倍定位器)機(jī)器、拾取和鋪放機(jī)器以及固化工具的端視圖4是流程圖，概述了模塊化復(fù)合機(jī)身蒙皮制造方法的說明性實(shí)施方式；
圖5是飛機(jī)制造和服役方法的流程圖6是飛機(jī)的方框圖7是闡釋了用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式的流程圖；圖8闡釋了另外的用于加工復(fù)合結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式；圖9相鄰鋪放的復(fù)合模塊的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
開頭先參考附圖中的圖1-3, —種適于實(shí)施模塊復(fù)合材料制造方法的說明性的實(shí)施方式的制造系統(tǒng)一般由附圖標(biāo)記i來指代。該制造系統(tǒng)1被顯示在圖1的頂視圖以及圖2的透視圖中。模塊復(fù)合材料制造方法可以使用簡單的、合適尺寸的裝備從而使得復(fù)合材料的建造按照并行的程序而不是串行地進(jìn)行，作為復(fù)合飛機(jī)機(jī)身或其它部件的加工的一部分。對(duì)于飛機(jī)機(jī)身蒙皮模塊或者其它部件的自動(dòng)分層使用并行程序方法可以顯著減少加工單個(gè)部件所需持續(xù)的時(shí)間。這可以減少加工復(fù)合飛機(jī)機(jī)身蒙皮或其它部件所需要的投資、工廠車間以及輔助人員。另外，該方法可以被用于平層鋪放復(fù)合部件例如但不局限于比方說飛機(jī)機(jī)身蒙皮的加工，或者起伏鋪放復(fù)合部件例如但不局限于比方i兌飛扭4幾翼蒙皮和安定面的加工。該方法可以^皮用于加工面板、四分之一機(jī)身部分、 一半機(jī)身部分、多于一半機(jī)身部分或者全部機(jī)身筒體部分。
如在圖1和圖2中所示，制造系統(tǒng)1可以包括一個(gè)或者多個(gè)平帶鋪放機(jī)器(FTLMs) 2，方便了平層鋪放復(fù)合部件例如但不局限于比方說飛機(jī)機(jī)身蒙皮的加工。另外地或者替換地，制造系統(tǒng)1可以包括一個(gè)或者多個(gè)起伏狀鋪放機(jī)器(CTLMs)(未示出)，方便了起伏鋪放復(fù)合部件例如但不局限于比方說飛機(jī)機(jī)翼蒙皮、機(jī)頭蒙皮和/或尾部蒙皮的加工。FTLM和CTLM可以具有一種所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的"i殳計(jì)。盡管對(duì)于FTLM2的示例性
結(jié)構(gòu)和操作方法將在下面被描述，但是應(yīng)該承認(rèn)和理解的是相同的操作方法可以針對(duì)一個(gè)或者多個(gè)CTLMs使用，該一個(gè)或者多個(gè)CTLMs可以附加于或者代替FTLMs2。
每個(gè)FTLM2可以包括一對(duì)一般細(xì)長的、平行的、間隔開的框架導(dǎo)軌3。車架框架4可以跨越并且被用作雙向橫向往返移動(dòng)框架導(dǎo)軌3。車架框架4可以包括一對(duì)一般細(xì)長的、平行的、間隔開的車架框架元件5。車架框架元件5可以被一般地垂至于框架導(dǎo)軌3而定向。
切割車架6可以;故用于雙向橫向往返移動(dòng)車架框架4的車架框架元件5 。車架馬達(dá)(未示出)可以結(jié)合于切割車架6來方便于切割車架6在車架框架4上的運(yùn)動(dòng)。切割設(shè)備7可以被提供在切割車架6上。雖然為所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的并且適合于實(shí)現(xiàn)該目的的可選擇的切割工具可以被使用，但在一些實(shí)施方式中，切割設(shè)備7可以是超聲波刮刀。
傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10被提供在框架導(dǎo)軌3中間并且位于車架框架4下面，其可以是圓形的或者環(huán)形的。傳輸平臺(tái)14可以被可移除地提供在傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10上。傳輸平臺(tái)4可以具有一般地正方形的形狀。傳輸平臺(tái)14的拐角部分14a可以滑動(dòng)地或者旋轉(zhuǎn)地接合傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10，根據(jù)所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識(shí)，例如但不局限于比方說通過滾輪(未示出)來實(shí)現(xiàn)。如將在下面被描述的，承載片16可以被鋪放在傳輸平臺(tái)14上。復(fù)合模塊18可以被鋪放在承載片16上。傳輸平臺(tái)14可以在傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10上旋轉(zhuǎn)，車架框架4可以沿著框架導(dǎo)軌3而移動(dòng)，并且切割車架6可以沿著車架框架4的車架框架元件5而移動(dòng)，從而方便了通過操作切割設(shè)備
67沿著所選擇的軸線或坐標(biāo)軸的而切割復(fù)合模塊18。
如在圖1-3中所示的，制造系統(tǒng)1可以進(jìn)一步包括SADL (半自動(dòng)加倍(doubler)定向器)機(jī)器22。該SADL機(jī)器22可以包括支座23，該支座23能夠通過多個(gè)支座輪24而移動(dòng)。模塊成形平臺(tái)25可以被提供在支座23上。該模塊成形平臺(tái)25可以被用來接收和支撐承載片16，在所述承載片16上鋪放有復(fù)合模塊18,用于下面將被描述的目的。
如在圖1-3中所進(jìn)一步顯示的，制造系統(tǒng)1可以進(jìn)一步包括拾取和安置機(jī)器30。如在圖1和圖2中所示的，該拾取和安置機(jī)器30可以坐落于鄰近SADL機(jī)器22。如在圖1中所進(jìn)一步顯示的，在一些實(shí)施方式中，SADL機(jī)器22可以被提供在或者一般鄰近于拾取和安置機(jī)器30的各個(gè)端部。該拾取和安置機(jī)器30可以包括臺(tái)架31，所述臺(tái)架31具有一對(duì)一般細(xì)長形的、平行的、間隔開的導(dǎo)軌32。臺(tái)架31的所述導(dǎo)軌32的每一個(gè)可以被多個(gè)間隔開的軌座33所支撐，如圖3所示。至少一個(gè)鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36可以跨越并且可滑動(dòng)地接合臺(tái)架31的所述導(dǎo)軌32。每一個(gè)鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36可以在導(dǎo)軌32上雙向橫向移動(dòng)，如在圖中通過雙向箭頭8所指示。車架馬達(dá)(未示出)可以接合每一個(gè)鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36從而方便于鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36在導(dǎo)軌32上移動(dòng)。
如在圖2和圖3中所示的，模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40可以從每一個(gè)鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36懸垂。所述模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40可以包括主動(dòng)軸41和一般彎曲的或者弧形的模塊接合元件42。模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40的所述主動(dòng)軸41可以被附接于鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36,通過任何所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的合適的技術(shù)手段。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)頭機(jī)構(gòu)安裝法蘭37從鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36處延伸。至少一個(gè)^t塊附接支架44從主動(dòng)軸41處延伸。該^f莫塊附接支架44可以經(jīng)由頭機(jī)構(gòu)緊固元件38而被連接于至少一個(gè)頭機(jī)構(gòu)安裝法蘭37。
如進(jìn)一步在圖2和圖3中所示的，模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40的模塊接合元件42可以包括一般凸形模塊成形表面43。檢查掃描系統(tǒng)4b的掃描儀49可以被用于橫穿模塊接合元件42的模塊成形表面43。根據(jù)所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)于實(shí)現(xiàn)此目的的知識(shí)，所述掃描儀49可以被附接于模塊接合元件42。在一些實(shí)施方式中， 一般細(xì)長形的、彎曲的掃描儀槽縫47可以被提供在模塊接合元件42中， 一般鄰近于并且沿著模塊成形表面43。掃描儀支架48可以接合掃描儀槽縫47,從而用于在掃描儀槽縫47內(nèi)橫向移動(dòng)。掃描儀49可以被提供在掃描儀支架48上。掃描儀馬達(dá)(未示出)可以接合掃描儀支架48從而便于掃描儀支架48在掃描儀槽縫47中可選擇地移動(dòng)，以及掃描儀49沿著并且鄰近于模塊接合元件42的模塊成形表面43移動(dòng)。檢查分析和控制系統(tǒng)(未示出)可以被連接于掃描儀馬達(dá)(未示出)和掃描儀49從而便于掃描儀49的掃描運(yùn)動(dòng)，以及讀取和分析從掃描儀49上所接收到的圖像。
制造系統(tǒng)1可以進(jìn)一步包括固化工具、芯棒或者模54。該固化工具54可以是例如但不局限于OML (外模生產(chǎn)線)或者IML (內(nèi)模生產(chǎn)線)固化工具。如在圖l、 2、 3中所示的，固化工具54可以坐落于一般鄰近于SADL機(jī)器22并且位于拾取和安置機(jī)器30的導(dǎo)軌32之間。如在圖3中所顯示的，在一些實(shí)施方式中，固化工具54可以包括工具底部55和一般平行的、間隔開的工具側(cè)面56,所述側(cè)面56從工具底部55延伸。 一般彎曲的或者半圓形模塊鋪放表面57可以被提供在工具底部55和工具側(cè)面56中，并且可以沿著固化工具54的長度方向延伸。但是，應(yīng)該承認(rèn)和理解的是，固化工具54(例如，比方說在IML固化工具的情況中)不是必須具有完全圓柱形或者半圓柱形橫截面，如關(guān)于固化工具5々的模塊鋪放表面57而示。在希望將所述制造方法應(yīng)用于例如但不局限于四分之一面板的情況下，可以使用同時(shí)具有OML和IML構(gòu)形的固化工具54。此外，該固化工具54可以被構(gòu)造為機(jī)翼或者安定面模、工具、固化工具或者任何構(gòu)形，這取決于將要加工的部件。
在模塊化的復(fù)合材料制造方法的典型實(shí)施方式中，該方法可以利用多個(gè)復(fù)合模塊18加工飛機(jī)機(jī)身蒙皮60 (圖1)。取決于應(yīng)用和將被加工的部件，每個(gè)模塊18可以包括單向碳纖維預(yù)浸漬體；碳纖維預(yù)浸漬體織物；玻璃纖維；KEVLAR⑧[聚芳醚醚酮(p-phenyleneterephtalamide);或其它材庫+。每個(gè)模塊18可以具有至少一個(gè)板層。承載片16，其上可以被鋪放復(fù)合模塊18,可以首先鋪放在傳輸平臺(tái)14上。該傳輸平臺(tái)14可以鋪放在環(huán)狀的FTLM2傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10上。切割車架6上的切割設(shè)備7可以操作來修整或者切割復(fù)合模塊18成為期望的尺寸和形狀。在修整、切割或者調(diào)整期間，通過切割車架6沿著車架框架4的車架框架元件5的運(yùn)動(dòng)；車架框架4沿著框架導(dǎo)軌3的運(yùn)動(dòng)；和/或傳輸平臺(tái).4在傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道IO上的旋轉(zhuǎn)，復(fù)合模塊18可以定位在相對(duì)于切割設(shè)備7所選擇的方位上。每個(gè)FTLM2利用靜
8修整技術(shù)可以便于復(fù)合模塊18的高速調(diào)節(jié)，所述復(fù)合模塊18將形成飛機(jī)機(jī)
身蒙皮60。
在對(duì)于復(fù)合模塊18進(jìn)行修整或者切割之后，傳輸平臺(tái)14可以被從傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10上移除，在所述傳輸平臺(tái)14鋪放有承載片16和被修整或切割的復(fù)合模塊18。傳輸平臺(tái)14可以被從FTLM2輸送至SADL機(jī)器22中的一個(gè)。傳輸平臺(tái)14從傳輸平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軌道10上的移除和/或傳輸平臺(tái)14的輸送可以自動(dòng)地或者手動(dòng)地執(zhí)行。在SADL機(jī)器22處，承載片16可以被從傳輸平臺(tái)14上移除，并且被鋪放在SADL機(jī)器22的模塊成形平臺(tái)25上。承載片16可以被提供有多個(gè)工具/指引開口 (未示出)，其可以被指引至SADL機(jī)器22從而便于承載片16適當(dāng)定位和鋪放在模塊成形平臺(tái)25上。
下一步可以操作鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36沿著拾取和鋪放機(jī)器30的臺(tái)架31上的導(dǎo)軌32滑動(dòng)，從而將模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40的模塊接合元件42直接定位于復(fù)合模塊18之上。SADL機(jī)器22的模塊成形平臺(tái)25然后可以貼靠模塊接合元件42的模塊成形表面43升起，從而將平層復(fù)合模塊18形成或塑造為模塊成形表面43的一般凸形輪廓，經(jīng)歷模型擠壓程序，如在圖3的剖視圖中所顯示。將模塊18成形或者塑形為模塊接合元件42的模塊成形表面43可以是自動(dòng)的。額外的復(fù)合模塊18按照分層的或者多層的方式，根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的飛機(jī)機(jī)身蒙皮60 (圖1)的期望厚度，可以從FTLM機(jī)器2傳輸至SADL機(jī)器22的模塊成形平臺(tái)25,并且被成形為模塊接合元件42的模塊成形表面43。因此，連續(xù)的復(fù)合模塊18可以鋪放在彼此之上從而形成具有多層結(jié)構(gòu)的層壓模塊18。取決于具體應(yīng)用，模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40可以鋪放連續(xù)纖維層或者連續(xù)織物層結(jié)合于復(fù)合模塊18的編織層。在一些應(yīng)用中，根據(jù)
所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識(shí)，鄰近的模塊18可以彼此耦接。應(yīng)該承認(rèn)和理解的是，復(fù)合模塊18不需要一直被成形于模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)恥上的模塊接合元件42的模塊成形表面43之上。在IML固化工具54的情形中，利用SADL機(jī)器22，模塊18可以被直接成形在固化工具54上或者在其它蒙皮層之上。在所期望數(shù)量的復(fù)合模塊18已經(jīng)堆放在拾取和鋪放機(jī)器30的模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40上之后，為了檢查復(fù)合模塊18，檢查掃描系統(tǒng)46的掃描儀49可以在模塊接合元件42的模塊成形表面43上橫向移動(dòng)。有缺陷的復(fù)合模塊18可以被從模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40之中移除，并且被無缺陷的復(fù)合模塊18所替代。對(duì)于模塊鋪放頭機(jī)構(gòu)40上的模塊18的檢查可以是自動(dòng)的程序。拾取和鋪放機(jī)器30的鋪放頭機(jī)構(gòu)托架36然后可以操作，在拾取和鋪放 機(jī)器30的臺(tái)架31上的導(dǎo)軌32上橫向移動(dòng)，并且方便了疊加的、分層的、 壓縮的以及被檢查過的復(fù)合模塊18按照期望的位置被精確地鋪放在固化工 具54的模塊鋪放表面57上(圖3)。額外的疊加的、分層的、壓縮的模塊 18可以按照類似的方式而成形并且鋪放在模塊鋪放表面57上的期望位置從 而來形成飛機(jī)機(jī)身蒙皮60。鄰近的模塊18的模塊邊緣19可以傾斜并且重疊 一個(gè)斜嵌槽(未示出)或者傾斜拼接點(diǎn)(未示出)，直到飛機(jī)機(jī)身蒙皮60被 完全鋪放好。
接下來參考圖4中的流程圖300,概述了模塊化復(fù)合材料制造方法的說 明性實(shí)施方式。該方法可以被用來例如但不局限于加工具有期望厚度的飛機(jī) 機(jī)身蒙皮。在方框302中，復(fù)合模塊可以被鋪放。該模塊可以是飛機(jī)機(jī)身蒙 皮模塊，其可以被用于加工例如但不局限于比方說飛機(jī)機(jī)身蒙皮的結(jié)構(gòu)，并 且可以使用例如但不局限于FTLM (平帶鋪放機(jī)器)進(jìn)行鋪放。另外地或者 替換地，模塊可以被用來加工例如但不局限于比方說機(jī)翼蒙皮、機(jī)頭蒙皮、 尾部蒙皮，在這種情形中，模塊可以通過使用CTLM (起伏狀鋪放機(jī)器)來 鋪放。在方框304中，模塊可以被輸送至SADL (半自動(dòng)加倍定位器)機(jī)器。 在方框306中，模塊可以被成形為飛機(jī)機(jī)身蒙皮或者其它結(jié)構(gòu)的輪廓。在方 框308中，在方框302、 304和306中所實(shí)施的步驟可以被重復(fù)，從而形成 飛機(jī)機(jī)身蒙皮或者其它結(jié)構(gòu)的期望的厚度。在方框310中，模塊可以被檢查。 在方框312中，疊加的或者分層的模塊可以被疊加在固化工具上。該固化工 具可以是例如但不局限于OML (外模生產(chǎn)線)或者IML (內(nèi)模生產(chǎn)線)固 化工具。在方框314中，在方框302、 304、 306、 308、 310和312中所實(shí)施 的步驟可以根據(jù)需要重復(fù)，從而完全地鋪放飛機(jī)機(jī)身蒙皮或者其它結(jié)構(gòu)。
接下來參考圖5和圖6，本發(fā)明的實(shí)施方式可以被用在圖5中所顯示的 飛機(jī)制造和服役方法78和圖6中所顯示的飛機(jī)94的情景中。在預(yù)備生產(chǎn)期 間，示例性方法78可以包括飛機(jī)94的技術(shù)規(guī)格和設(shè)計(jì)80以及原材料采購 82。在生產(chǎn)期間，進(jìn)行飛機(jī)94的組件和子裝配件制造84和系統(tǒng)集成86。隨 后，飛機(jī)94可以進(jìn)行認(rèn)證和交付88以就位服役90。在為客戶服役的同時(shí)， 飛機(jī)94也被規(guī)劃進(jìn)行日常維修和維護(hù)92 (其可以還包括改型、改裝、整修
方法78的各步驟可以由系統(tǒng)集成方、第三方、和/或操作者(例如，用
10戶)進(jìn)行或執(zhí)行。為了便于說明，系統(tǒng)集成方可以包括數(shù)目不限的飛機(jī)制造
商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括數(shù)目不限的售賣方、分包商、和供應(yīng)商； 并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍方、服務(wù)組織等。
如圖6所示，由典型方法78制造的飛機(jī)94可以包括機(jī)體98,具有多個(gè) 系統(tǒng)96和內(nèi)部結(jié)構(gòu)100。高級(jí)系統(tǒng)96的范例包括一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)102、 電子系統(tǒng)104、液壓系統(tǒng)106和環(huán)境系統(tǒng)108?？梢园ㄈ我鈹?shù)量的系統(tǒng)。 盡管圖示為一4元空實(shí)施例，但本發(fā)明原理可以應(yīng)用于其他行業(yè)，例如汽車行 業(yè)。
這里實(shí)施的裝置和方法可以在制造和服役方法78的任意一個(gè)或多個(gè)階 段中進(jìn)行。例如，對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過程84的組件或子裝配件可以以類似于飛機(jī)
施例可以在生產(chǎn)階段84和86期間被使用，例如，通過基本促進(jìn)飛機(jī)94的 組裝或降低其成本。類似地， 一個(gè)或多個(gè)裝置實(shí)施例可以在飛機(jī)94處于服 役階段期間被使用，例如但不局限于在維修和服務(wù)92中。
如在前面提到的，模塊化復(fù)合材料制造方法可以利用合適尺寸的裝備從 而來使得按照并行程序而不是串行地來鋪放復(fù)合材料，作為復(fù)合飛機(jī)機(jī)身或 者其它部件的加工的一部分。關(guān)于此事，我們來參考圖7和圖8。根據(jù)多個(gè) 實(shí)施方式，制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法700可以包括鋪放702多個(gè)模塊18于工具 54之上，這樣模塊18中的每一個(gè)都鄰近于模塊18中的至少另外一個(gè)，如在 圖9中所顯示的，并且這樣相鄰的模塊18被結(jié)合在一塊，比如在連接點(diǎn)704 處，從而形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施方式中，在基本上相同的時(shí)間，多于一個(gè)模塊18可以被鋪 放在工具54之上；在這樣的實(shí)施方式中，多個(gè)傳輸平臺(tái)14可以被提供。另 外，在形成復(fù)合結(jié)構(gòu)過程中，模塊18可以按照基本上順序的方式而被鋪放 在工具54上，在后續(xù)模塊18鋪放在工具18上(如在圖8中通過計(jì)數(shù)n-1 所指示)的同時(shí)，在正向工具564上鋪放的其中一個(gè)模塊18 (如在圖8中通 過計(jì)數(shù)n-2所指示)上執(zhí)行鋪放后程序706。在許多實(shí)施方式中，鋪放步驟 702以及鋪放后程序706可以在隨后的模塊18正在被準(zhǔn)備708 (如在圖8中 通過計(jì)數(shù)n所指示的)用于鋪放時(shí)而實(shí)施。
關(guān)于執(zhí)行鋪放后程序706,這可以包括檢查710模塊18中的一個(gè)，該模 塊已經(jīng)被鋪ii在工具18上(如在圖8中通過計(jì)數(shù)n-2所指示的)。執(zhí)行鋪放后程序706也可以包括處理形成在鄰近的模塊18之間的連接點(diǎn)704。在一些 實(shí)施方式中，比如在圖7和圖8中所顯示的，加工方法700可以包括在基本 相同的時(shí)間，例如執(zhí)行檢查步驟710以及鋪放后程序步驟706于不同的被鋪 放的模塊18。
在許多實(shí)施方式中，鋪放702模塊18于工具54上可以包括裝載712模 塊18于傳輸平臺(tái)14上，指引714所裝載的模塊進(jìn)入適當(dāng)?shù)奈恢?，?或然后 鋪放716模塊于工具54之上。在所有的模塊18已經(jīng)被鋪放于工具54上之 后，并且任何隨后的鋪放后程序步驟706都已經(jīng)被實(shí)施，然后結(jié)構(gòu)可以被固化。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方式已經(jīng)被關(guān)于特定的示例性實(shí)施方式而被描述，應(yīng) 該理解的是特殊的實(shí)施方式是為了例證的目的而不是限制，其它的變型可以 由所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員所作出。
權(quán)利要求
1.一種模塊化復(fù)合材料制造方法，包括；提供多個(gè)復(fù)合模塊；檢查所述復(fù)合模塊；提供固化工具；以及將所述復(fù)合模塊鋪放在所述固化工具上。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括給予每一個(gè)所述復(fù)合模塊一 個(gè)選定的輪廓。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括在進(jìn)行所述給予每一個(gè)所述 復(fù)合模塊一個(gè)選定的輪廓之前切割所述復(fù)合模塊。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)復(fù)合模塊中的每一個(gè)都包括 至少一個(gè)板層。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括彼此耦接所述多個(gè)復(fù)合模塊 中的鄰近的模塊。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括鋪放所述多個(gè)復(fù)合模塊中連 續(xù)的模塊于彼此之上，從而構(gòu)成多個(gè)板層。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述復(fù)合模塊包括傾斜的模塊邊緣， 所述模塊邊緣在所述固化工具上彼此之間被布置成重疊的關(guān)系。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)復(fù)合模塊中的每一個(gè)都包括 單向的碳纖維預(yù)浸漬體、碳纖維織物、玻璃纖維、玻璃纖維織物、聚芳醚醚 酮或者聚芳醚醚酮織物的任意組合。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的檢查所述復(fù)合模塊包括提供檢 查掃描系統(tǒng)和通過操作所迷檢查掃描系統(tǒng)掃描所述復(fù)合模塊。
10. 如權(quán)利要求1所迷的方法，其中所述的固化工具包括工具底部，間隔 開的工具側(cè)部，所述工具側(cè)部從所迷工具底部延伸，以及一般為凹形的模塊 鋪放表面，所述表面被提供在所述工具側(cè)部和所述工具底部，并且其中所述 的鋪放所述復(fù)合模塊于所述固化工具之上包括鋪放所述復(fù)合模塊于所述模 塊鋪》t表面之上。
全文摘要
一種模塊化復(fù)合材料制造方法。本發(fā)明的一個(gè)說明性的實(shí)施方式包括提供多個(gè)復(fù)合模塊；檢查所述復(fù)合模塊；提供固化工具；以及鋪放所述復(fù)合模塊于固化工具之上。
文檔編號(hào)B64F5/00GK101492098SQ20081019106
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者柯蒂斯·S·威爾登, 約瑟夫·D·布倫南, 達(dá)雷爾·D·瓊斯 申請(qǐng)人:波音公司