用于減少成形期間復(fù)合層壓件的層片起皺的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]熱壓垂簾成形(Hot drape forming)可用于形成諸如復(fù)合層壓部件(諸如加強(qiáng)件)的凸緣的特征。在框架中夾緊并拉伸層壓填料并加熱層壓填料直到其軟化到足以成形，以此進(jìn)行熱壓垂簾成形。然后將壓差施加到填料上，以使所述填料在成形凸模上成形。在稱為自上而下成形的一種工藝中，加熱壓實(shí)的層壓填料并且在芯棒狀凸模上向下成形。在被稱為倒轉(zhuǎn)成形的另一種工藝中，將層壓填料放置在成形臺上，并且將凸模倒轉(zhuǎn)并放置在層壓填料的頂部上。在將層壓填料加熱到成形溫度之后，層壓填料下方的真空氣囊使填料向上成形到凸模上并蓋住凸模。
[0002]使用上述任一種熱壓垂簾成形工藝，當(dāng)成形具有相對尖銳的半徑轉(zhuǎn)角的部分特征時(shí)可能會遇到問題。例如，當(dāng)成形在凸緣和腹板之間具有內(nèi)半徑轉(zhuǎn)角的復(fù)合角加強(qiáng)件時(shí)，最接近凸模的層片材料具有聚束、集攏并形成折皺或起皺的趨勢，這可能影響加強(qiáng)件的機(jī)械性能。在某些情況下，完成的加強(qiáng)件可能要返工以減少折皺/起皺，而在其它情況下加強(qiáng)件必須廢棄。在任一情況下，層材料折皺/起皺的問題增加了勞動力和/或材料成本。
[0003]因此，需要有一種在對具有圓角特征的復(fù)合層壓部件熱壓垂簾成形期間大幅減少或消除層片材料折皺/起皺的方法和設(shè)備。還需要一種上文提到類型的成本有效的、容易實(shí)施的并且可減少材料和/或勞動力成本的方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]所公開的實(shí)施方式提供了一種用于使復(fù)合層壓填料熱壓垂簾成形的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備可減少或消除沿著諸如內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角的圓角特征的層片起皺。通過使最接近供成形復(fù)合層壓填料的成形工具的層片維持壓縮而減少層片起皺。在圓角特征被成形時(shí)，通過將張緊材料放置在所述層壓填料上并且在所述張緊材料上維持張緊而維持所述層片上的壓縮力。所述張緊材料將壓縮力施加到所述圓角特征的區(qū)域內(nèi)的所述層片上，這防止這些層片聚束或集攏。層片起皺的減少或消除可減少使復(fù)合層壓部件返工的需要，從而減少勞動力成本。部件報(bào)廢也得以減少，從而減少了材料成本。在沒有額外工具的情況下使用簡單、低成本的材料可容易實(shí)施所述方法和設(shè)備。
[0005]根據(jù)一個(gè)公開的實(shí)施方式，提供了一種在復(fù)合層壓填料的熱壓垂簾成形期間減少層片起皺的方法。所述方法包括:將張緊材料放置在未固化的復(fù)合層壓填料上；在成形工具上使所述層壓填料熱壓垂簾成形；以及當(dāng)所述層壓填料在所述成形工具上正被成形時(shí)，使用所述張緊材料來壓縮所述層壓填料。所述方法可進(jìn)一步包括:在一臺上標(biāo)引所述層壓填料，并且將所述張緊材料放置在所述層壓填料上的步驟可包括:使所述張緊材料的周緣重疊到所述臺上并且對著所述臺來加載所述張緊材料的所述周緣。通過將配重放置在所述張緊材料的所述周緣上來執(zhí)行加載所述張緊材料的所述周緣的步驟。所述熱壓垂簾成形可包括:將柔性成形膜密封在所述層壓填料上；在所述成形膜和所述成形工具之間抽真空；以及使用所述成形膜使所述層壓填料在所述成形工具的表面上成形。使用所述張緊材料來壓縮所述層壓填料的步驟可包括:當(dāng)所述成形膜使所述層壓填料在所述成形工具的表面上成形時(shí)，對著所述成形膜壓縮所述層壓填料。將所述張緊材料放置在所述層壓填料上的步驟可包括:將多個(gè)玻璃纖維片材放置在所述層壓填料上，這些片材集體覆蓋所述層壓填料的基本整個(gè)區(qū)域，其中各所述片材均延伸超出所述層壓填料的周緣。所述方法還可包括:當(dāng)所述層壓填料在所述成形工具上正被熱壓垂簾成形時(shí)，保持每個(gè)所述片材的所述周緣。
[0006]根據(jù)另一實(shí)施方式，提供了一種使復(fù)合層壓部件熱壓垂簾成形的方法，所述方法減少沿著所述復(fù)合層壓部件的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角的層片起皺，所述方法包括:將至少一片張緊材料放置在未固化的復(fù)合層壓填料上；以及保持所述張緊材料的邊緣。所述方法還包括:使所述層壓填料和所述張緊材料的組合在成形工具的外側(cè)轉(zhuǎn)角上熱壓垂簾成形；以及當(dāng)所述層壓填料在所述成形工具的所述外側(cè)轉(zhuǎn)角上正被熱壓垂簾成形時(shí)，使用所述張緊材料維持在所述層壓填料的所述內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角處在所述層壓填料上的壓縮力。將所述至少一片張緊材料放置在所述層壓填料上的步驟包括:面對面地放置所述至少一片張緊材料使其與所述層壓填料重疊地接觸。使用柔性膜來執(zhí)行熱壓垂簾成形，從而在由所述張緊材料維持所述層壓填料上的壓縮力時(shí)，迫使所述層壓填料圍繞所述成形工具的所述外側(cè)轉(zhuǎn)角。通過將配重放置在所述張緊材料的邊緣上來執(zhí)行保持所述張緊材料的所述邊緣抵抗移動。所述方法可進(jìn)一步包括:在一臺上放置并標(biāo)引所述層壓填料，并且將所述至少一片張緊材料放置在所述層壓填料上的步驟可包括將所述至少一片張緊材料放置在所述臺上，與所述層壓填料重疊并且面對面地接觸。
[0007]根據(jù)又一實(shí)施方式，提供了一種在使具有至少一個(gè)凸緣的復(fù)合層壓部件熱壓垂簾成形期間防止層片起皺的方法，所述方法包括:將未固化的復(fù)合層壓填料放置在支撐表面上；以及用一層張緊材料覆蓋所述層壓填料，這包括使所述張緊材料的周緣向外延伸超出所述層壓填料。該方法還包括:對著所述支撐表面重壓所述張緊材料的所述周緣；使所述層壓填料在工具上成形，這包括通過使所述層壓填料的一部分在圓角工具轉(zhuǎn)角上成形而使所述至少一個(gè)凸緣成形；以及使用所述一層張緊材料沿著所述圓角工具轉(zhuǎn)角將壓縮力施加到所述層壓填料。該方法還包括:為所述張緊材料的所述周緣減重；以及在所述層壓填料已經(jīng)成形之后去除所述一層張緊材料。所述方法還可包括:在使所述層壓填料在所述工具上成形期間，在所述層壓填料的所述一部分在所述圓角工具轉(zhuǎn)角上成形之后，去除所述層壓填料上的壓縮力?？赏ㄟ^在繞所述周緣基本均勻分布的位置處將配重放置在所述周緣上來執(zhí)行重壓所述周緣的步驟。所述方法可進(jìn)一步包括:當(dāng)所述層壓填料的所述一部分正在所述工具上成形時(shí)允許撕裂所述張緊材料。
[0008]根據(jù)又一實(shí)施方式，提供了一直用于使復(fù)合層壓部件熱壓垂簾成形的設(shè)備，所述設(shè)備包括:工具，復(fù)合層壓填料能在所述工具上被成形，所述工具包括用于成形所述層壓部件的圓角部的至少一個(gè)轉(zhuǎn)角特征；成形膜，所述成形膜適于使所述層壓填料在所述工具上成形；以及張緊材料，所述張緊材料在所述成形膜和所述層壓填料之間，用于在所述轉(zhuǎn)角特征處將壓縮力施加于所述層壓填料上，以在成形期間減少所述層壓填料在所述圓角部處的起皺。所述張緊材料可包括至少一個(gè)片材，所述至少一個(gè)片材布置成與所述層壓填料面對面地接觸并且具有延伸超出所述層壓填料的外緣的外周。所述張緊材料具有的抗拉強(qiáng)度允許所述張緊材料在所述層壓填料在所述工具上正被成形時(shí)被撕裂。所述設(shè)備可進(jìn)一步包括配重，所述配重繞所述片材的外周分布并且加載到所述片材的外周上，用于繞所述外周保持所述片材。所述張緊材料可包括具有粘附到所述層壓填料的表面粘性的片材。
[0009]這些特征、功能和優(yōu)點(diǎn)在本公開的各種實(shí)施方式中可以獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可在其它實(shí)施方式中組合，其中參考以下描述和附圖可以看到進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
【附圖說明】
[0010]認(rèn)為是示例性實(shí)施方式的特性的新穎特征闡述于所附權(quán)利要求書中。然而，參考本公開的示例性實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖來閱讀將會最佳地理解示例性實(shí)施方式以及優(yōu)選使用模式、其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0011]圖1是復(fù)合層壓填料的立體圖的圖示。
[0012]圖2是通過熱壓垂簾成形圖1示出的層壓填料而生產(chǎn)的U形通道加強(qiáng)件的立體圖的圖示。
[0013]圖2A是圖2中標(biāo)為圖2A的區(qū)域的圖示。
[0014]圖3是通過組裝圖2示出的兩個(gè)U形通道加強(qiáng)件而生產(chǎn)的工字梁的立體圖的圖不O
[0015]圖4是熱壓垂簾成形機(jī)器的正視圖的圖示。
[0016]圖5是圖4示出的機(jī)器的成形臺成形部的橫截面圖的圖示。
[0017]圖6是類似于圖5的圖示，但示出了已經(jīng)放置在成形臺上、與下成形膜重疊的復(fù)合層壓填料。
[0018]圖6A是已經(jīng)放置有復(fù)合層壓填料的成形臺的平面圖的圖示。
[0019]圖6B是類似于圖6A的平面圖的圖示，但示出了已經(jīng)放置在成形臺上、與層壓填料重疊的若干張緊材料片材。
[0020]圖6C是類似于圖6B的平面圖的圖示，但示出了已經(jīng)放置在成形臺上的其余張緊材料片材，其中張緊配重已經(jīng)部分地繞張緊材料的周界放置。
[0021]圖6D是類似于圖6C的平面圖的圖示，但示出了繞張緊材料的周界