用于连续压缩模制加工模具的交错的斜面的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于连续压缩模制加工模具的交错的斜面，以及使用加工模具由预成形的热塑性复合叠层制作热塑性复合部件的连续压缩模制的工艺和设备具有在加工模具的入口侧处的交错的斜面特征。使沿着加工模具的进入边缘的宽度在表面轮廓中的弯部之间的每个区段中的斜面特征的长度交错防止了过量材料被卡住并且防止了在完成的热塑性部件中形成褶皱。沿着加工模具的宽度在每个区段中的锥形的长度与该预成形的部件的脉冲式前进距离一致。
【专利说明】用于连续压缩模制加工模具的交错的斜面
【背景技术】
[0001]存在用于制作热塑性复合部件的大量工艺。除了例如压制、冲压和高压釜成形等非连续工艺之外，还存在例如挤出、挤拉、滚轧成型和压缩模制等连续工艺。在共同所有的美国专利号 7807005 (Rubin 等人)、7871553 (Wilkerson 等人)和 8333858 (Rubin 等人)中示出了用于形成笔直和弯曲的、连续长度的、具有不同截面构型的热塑性复合部件的连续制作工艺的示例，这些文件各自通过引用全部结合在此。
[0002]以上工艺适用于多种多样的潜在应用，包括例如用于航空航天工业中。这些工艺可以理想地适用于制作热塑性复合部件，例如飞行器机身的支撑框架中的硬化构件。热塑性复合硬化部件的示例包括但不限于:机身蒙皮、机翼蒙皮、控制表面、门板、罩板、龙骨梁、地板梁和上承梁。
[0003]在用于制作热塑性复合部件的连续压缩模制(CCM)工艺的典型实施方式中，一个或多个未固结的热塑性片层的两侧用不锈钢箔片或聚均苯四甲酰亚胺(kapton)层覆盖，以便形成热塑性复合材料生坯，该生坯被送入CCM工艺组件中。该CCM工艺组件可以具有以相对于彼此为相继关系而设置的预成形单元和压制或固结单元。可以包含其他单元，以便例如沿着部件的长度提供曲率或者在部件的压制的形状中提供其他形状或特征，或者该预成形单元或固结单元可以被配置成用于提供这样的特征。
[0004]该CCM工艺组件的预成形单元可以具有进料端，该进料端适于接收在任何限定的敷层中的例如处于可以缠绕在一个或多个卷轴上的卷轴缠绕式材料的形式、或者可替代地处于堆叠材料的形式的扁平或平坦热塑性复合材料生坯的连续供应。该预成形单元具有将热塑性复合材料生坯成形为具有选择的截面构型的预成形的叠层的成形表面。该预成形单元可以使用多种成形表面并且具有本领域技术人员公知的适合于向热塑性复合材料生坯提供选择的截面构型的任何设计。
[0005]具有选择的截面构型的预成形的叠层离开预成形单元并且进入CCM工艺组件的固结单元，在这里预成形的叠层中的一个或多个片层通过使用热量和压力的施加而被固结形成单一的、经压制的并且一体形成的热塑性复合部件，例如以上描述的硬化构件。参见图1，例如，固结单元可以包括一个或多个匹配的加工模具I的组，这些加工模具可以与预成形单元的成形表面配合。匹配的加工模具I的组中的上部加工模具2配备有第一轮廓表面3，该第一轮廓表面与预成形的叠层5 (被显示为在加工模具I之间前进)的上表面4的轮廓匹配。下部加工模具6配备有第二轮廓表面7，该第二轮廓表面与第一轮廓表面3互补并且与预成形的叠层5的下表面8的轮廓匹配。加工模具I可以联接至机械的、电气的、液压的、气动的或其他类型的致动器(未示出)，所述致动器将上部加工模具2和下部加工模具6在伸出的工具关闭位置(如图1所示)与缩回的工具打开位置之间彼此朝向和远离地移动。当预成形的叠层5在上部加工模具2与下部加工模具6之间移动时，预成形的叠层5被加热，并且加工模具I提供足够的压力来使预成形的叠层5中的热塑性片层固结成希望的形状和厚度。
[0006]已经确定，当预成形的叠层5具有带两个或更多个弯部以及三个或更多个节段的截面构型例如图1中所示的“帽子”形的截面构型时，环绕预成形的叠层5中的热塑性片层的一侧或两侧的不锈钢箔片或聚均苯四甲酰亚胺层可在预成形的叠层5前进到并穿过加工模具I时被加工模具I的成角度的侧节段9卡住。这样阻碍了预成形的叠层5很好地沿着加工模具I的表面3、7滑动、并且可导致在箔片和/或预成形的叠层5中形成皱褶10。这些箔片和/或预成形的叠层5的起皱降低了部件品质并且增加了报废率和生产成本。因此，一种需要是改善加工技术并且有助于使能够制作在复合材料或薄片或聚均苯四甲酰亚胺材料层中无褶皱的热塑性复合部件，以便降低报废率和生产成本，并且提高部件品质和其他效率。
【发明内容】
[0007]上述目的以及将变得显然的其他目的总体上是通过提供在CCM工艺中用于制作热塑性复合部件的加工模具而实现的，其中所述加工模具具有在加工模具的入口侧处的交错的斜面特征。已经确定，使截面构型的每个节段中的斜面特征从所述加工模具的进入边缘起的长度被交错防止了过量材料被卡在加工模具之间，并且防止了在完成的热塑性部件中形成褶皱。
[0008]下文详细公开的主题的一个方面是用于在连续压缩模制工艺中制作热塑性复合部件的加工模具。该加工模具具有带截面构型的轮廓表面，该截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部。在该加工模具的入口侧包含斜面特征，该斜面特征从该入口侧起在第一节段中延伸第一长度并且从该入口侧起在该第二节段中延伸比第一长度更大的第二长度。该第二节段被定位成比第一节段更靠近加工模具的外边缘。
[0009]另一方面是一种用于制作热塑性复合部件的方法，该方法包括以下步骤:将热塑性复合材料生坯预成形为具有截面构型的预成形的叠层，该截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部；并且提供具有上部加工模具和下部加工模具的模压机，该上部加工模具和下部加工模具具有与预成形的叠层的截面构型匹配的轮廓表面以及在加工模具的入口侧的斜面特征，该斜面特征从该入口侧起在该截面构型的第一节段中延伸第一长度，并且从该入口侧起在该截面构型的第二节段中延伸比第一长度更大的第二长度；并且在该模压机中固结预成形的叠层。该截面构型的第二节段被定位成比第一节段更靠近加工模具的外边缘。
[0010]另外一个方面是一种用于防止连续压缩模制的热塑性复合部件的表面分离的方法，该方法包括以下步骤:预成形具有截面构型的预成形的叠层，该截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部；将该预成形的叠层馈送入在上部加工模具和下部加工模具的入口侧处的交错的斜面特征中，该上部加工模具和下部加工模具具有与预成形的叠层的截面构型匹配的轮廓表面；并且使预成形的叠层前进穿过加工模具，以便在第二节段中施加压力之前由交错的斜面特征在第一节段中施加压力。该截面构型的第二节段被定位成比第一节段更靠近加工模具的外边缘。
[0011]同样被确定的是，在该截面构型的每个节段中的斜面特征的长度可以与预成形的叠层前进的脉冲距离一致，使得在该截面构型的最内节段中的斜面特征的长度具有最短长度，并且在朝向加工模具的外边缘的每个相继节段中的斜面特征以脉冲距离的偶数倍逐渐变长。
[0012]当结合以下附图来考虑【具体实施方式】时，该交错的斜面的其他目的、特征和优点将变得显然。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下文将参照附图来描述不同的实施例，其目的是说明本公开的上述方面和其他方面。
[0014]图1是示出了用于制作“帽子”形的热塑性复合部件的上部加工模具和下部加工模具的端视图的图示。
[0015]图2A至2E是分别示出了可以制造成具有“U”、“I”、“Z”、“J”和“帽子”构型形状的截面构型的热塑性复合部件的截面图的图示。
[0016]图3A是示出了沿着图1中的线SS-SS、MS-MS和SS-SS截取的在下部加工模具的表面轮廓中的斜面特征的局部截面视图的图示。
[0017]图3B是示出了沿着图1中的线SS-SS、MS-MS和SS-SS截取的在下部加工模具的表面轮廓中的可替代的斜面特征的局部截面视图的图示。
[0018]图4是示出了下部加工模具的透视图的图示。
[0019]图5A是示出了沿着图4中的线A-A、B-B和C-C截取的在下部加工模具的表面轮廓中的交错的斜面特征的局部截面视图的图示。
[0020]图5B是示出了沿着图4中的线A-A、B-B和C-C截取的在下部加工模具的表面轮廓中的可替代的交错的斜面特征的局部截面视图的图示。
[0021]图6是示出了使用交错的斜面特征的连续压缩模制工艺的流程图。
[0022]图7是飞行器生产和维护方法的流程图。
[0023]图8是飞行器的框图。
[0024]下文将参照附图，其中在不同附图中的类似的元素具有相同的参考标记。
【具体实施方式】
[0025]以下详细的公开内容描述了用加工模具在CCM工艺组件的固结单元中对热塑性复合叠层进行连续压缩模制(CCM)的方法和设备，该CCM工艺组件具有位于加工模具的进入边缘处或附近的交错的斜面特征。该交错的斜面特征允许当预成形的叠层前进穿过加工模具时，该预成形的叠层的过量材料从加工模具的中间朝向加工模具的侧面被横向地向外推动，并且因此防止在完成的热塑性复合部件中形成褶皱。
[0026]所公开的方法和设备可以用于CCM工艺来制作具有任何截面构型的热塑性复合部件，所述截面构型包括例如平坦的或具有形成两个或更多个节段的一个或多个弯部或弧段的截面构型，例如“V”形的截面构型。所述方法和设备的交错的斜面特征在制作具有截面构型的热塑性复合部件时提供了强化，所述截面构型具有在该截面构型中形成三个或更多个节段的两个或更多个弯部’例如“^或通道入“工^^^”形的截面构型或任何其他希望的截面构型。用连续制作工艺形成的热塑性复合部件的截面构型的示例在图2A-2E中示出如下:图2A(通道)；图28(1_梁)；图2C (Z-梁)，图2D (J-梁)和图2E (帽子)。
[0027]CCM工艺组件典型地采用具有图1所示类型的加工模具的固结单元。图1示出了横跨一组加工模具I的宽度的入口端视图。上部加工模具2具有第一轮廓表面3，而下部加工模具6具有与该第一轮廓表面3互补的第二轮廓表面7。轮廓表面3、7形成了“帽子”形状的截面构型，这种形状具有被第一和第二成角度的侧节段9围绕的中间节段11、以及在中间节段11与侧节段9之间的弯部12。
[0028]加工模具I的入口端适于接收来自预成形单元的出口端的预成形的叠层5。该入口端可以具有圆化的进入边缘和靠近该进入边缘的斜面特征，该斜面特征用于防止预成形的叠层5的片层在预成形的叠层5进入该固结单元时的分离并且适应这些片层的体积因素(即，用于在上部加工模具2的第一轮廓表面3与下部加工模具6的第二轮廓表面7之间提供足够的间隙以供预成形的叠层5的进入)。该斜面特征包括锥形部分，该锥形部分在上部加工模具2和下部加工模具6的轮廓表面3、7之间提供了空间，这个空间在该进入边缘处较宽，并且逐渐减小以随着轮廓表面3、7逐渐靠近到一起而提供逐渐增大的压力。
[0029]图3A和3B示出了沿着图1的线SS-SS (示出了侧节段9处的表面轮廓)和线MS-MS (示出了在中间节段11处的表面轮廓)在长度方向上截取的在下部加工模具6的进入边缘16附近的轮廓表面7的局部截面视图。上部加工模具2的轮廓表面3的局部截面视图是相同的。该预成形的叠层5在箭头15所示的方向上前进穿过加工模具I。进入边缘16是圆化的，以便顺畅地进入加工模具I。靠近进入边缘16的轮廓表面7包括含有锥形部分14的斜面特征，该锥形部分将轮廓表面7从进入边缘16逐渐向上升高，直到该轮廓表面7到达希望的高度17。
[0030]如图3A所示，锥形部分14可以在进入边缘16处开始，并且从进入边缘16到轮廓表面7的希望的高度17延伸锥形长度20。锥形长度20在中间节段11和侧节段9处是相同的，如虚线21所示。在图3B中，锥形部分14在距进入边缘16的短距离18处开始并且延伸锥形长度20而到达希望的高度17。这个短距离18和锥形长度20在中间节段11和侧节段9处是相同的，如图3B中的虚线22和23所示。距进入边缘16的短距离18可以是平坦的(如图3B所示)或者可以包括第二锥形部分(未示出)，该第二锥形部分具有与锥形部分14的倾角不相同的倾角。
[0031]已经确定，使截面构型的每个节段中的斜面特征中的锥形部分的长度交错(在从加工模具的进入边缘起、或与该进入边缘相距短距离处测量时)防止了过量材料被卡在加工模具之间并且防止了在热塑性复合部件中形成褶皱。锥形部分应该被布置成使得该截面构型的中间节段中的锥形部分的长度是最短的锥体，并且朝向加工模具的侧面向外移动的每个相继的相邻节段中的锥形部分的长度渐渐长于前一个相继的相邻节段中的锥形部分的长度。以这种方式使锥形部分的长度交错允许当预成形的叠层前进穿过加工模具时，该预成形的叠层的过量材料朝向加工模具的侧面被侧向地向外推动、从中间节段到达该中间节段各侧上的下一个相邻节段、并且接着到达下一个相邻节段。
[0032]在图4中示出了采用交错的斜面特征的示例性下部加工模具30。该加工模具30具有用于将预成形的叠层固结成具有帽子形截面构型的轮廓表面32。该表面轮廓32具有中间节段34、以及在中间节段34的两侧上的侧节段36和外部节段38。在此公开的交错的斜面特征可以使用任何截面构型，但该交错的斜面特征的优点对于例如图2A-2E中所示类型的具有至少两个弯部和三个节段的截面构型而言被强化。
[0033]下部加工模具30是一组加工模具I的凸部分、并且与具有互补的轮廓表面的上部加工模具(未示出)一起使用。图4中的箭头40示出了预成形的叠层从入口侧42前进穿过加工模具到达出口侧(未示出)的方向。
[0034]加工模具30的入口侧42包括斜面特征44，该斜面特征增加了入口侧42处在下部加工模具30的轮廓表面32与上部加工模具的互补轮廓表面之间的空间，以便适应被插入在该固结单元的加工模具之间的预成形的叠层的体积因素。斜面特征44从加工模具30的进入边缘46延伸一个长度、并且可以包括从该进入边缘46 (图5A)或从与该进入边缘46相距短距离处(图5B)延伸的锥形部分48。
[0035]图5A和5B示出了可以用于示例性下部加工模具30中的示例性交错的斜面特征沿着图4的线A-A、B-B和C-C截取的三个局部截面视图。线A-A处的截面示出了中间节段34中的斜面特征。线B-B处的截面示出了侧节段36中的斜面特征。线C-C处的截面示出了外部节段38中的斜面特征。在节段34、36和38中的每一个中，进入边缘46的圆化程度足以避免出现在预成形的叠层进入加工模具时可以将其戳破、破坏或撕坏的尖锐边缘。该斜面特征被设置以将进入边缘46降低到低于轮廓表面32的深度50。
[0036]参见图5A，每个节段中的斜面特征包括逐渐增大的向上的锥形部分48，该向上的锥形部分从降低的进入边缘46延伸长度LA、LB或LC，直到该锥形部分48到达希望的高度。如上所述，该锥形部分48以由斜面特征的希望的深度50和长度LA、LB或LC确定的角度52设置。
[0037]在图5B中示出的一个可替代的实施例中，每个节段中的斜面特征44还可以包括定位在进入边缘46与锥形部分48之间的平坦区段54。该平坦区段54具有从进入边缘46延伸达约3英寸、优选为约2英寸的长度56。平坦区段54的长度56在中间节段34、侧节段36和外部节段38中的每个中是相同的。
[0038]锥形部分48在中间节段34、侧节段36和外部节段38中的对应的长度LA、LB和LC是不同的。锥形部分48在中间节段34中的长度LA是最短的(即，斜面特征44在中间节段34中是在最靠近进入边缘46处终止)。锥形部分48在侧节段36中的长度LB比锥形部分48在中间节段34中的长度LA更长。锥形部分48在外部节段38中的长度LC比锥形部分48在侧节段36中的长度LB更长、并且因此是最长的锥形部分48。因此，在节段34、36、38各自之中斜面特征44从进入边缘46起的长度是交错的，以便在中间节段中提供具有最短长度的斜面特征，并且在外部节段中提供具有最长长度的斜面特征，其中在从中间节段到外部节段的每个相继的相邻节段中的斜面特征的长度比前一个紧邻的节段更大。
[0039]锥形部分48的长度的交错并且因此在中间节段34、侧节段36和外部节段38中的斜面特征44的长度的交错在图5A和5B中用竖直虚线58表示，其指示了在加工模具30的斜面特征44和轮廓表面32之间的边界60。中间节段中的边界60 (在截面A-A中示出)最靠近进入边缘46，因此中间节段34中的斜面特征44是最短的。类似地，外部节段38中的边界60与进入边缘46相距最长距离，因此，外部节段38中的斜面特征44是最长的。
[0040]锥形部分48在相邻节段中的长度LA、LB、LC之间的差异、或交错的增量62应该是大致相等的。例如，锥形部分48在中间节段34中的长度LA可以比锥形部分48在侧节段36中的长度LB短1/4英寸，而长度LB可以比锥形部分48在外部侧节段38中的长度LC短1/4英寸。交错的增量62可以基于预成形的叠层的大小和形状从约1/8英寸到约I英寸变化，只要所有的交错的增量62都是近似相等的。
[0041]CCM工艺组件中的固结单元可以具有脉动装置，在加工模具处于缩回的工具打开位置中时，该脉动装置使预成形的叠层在固结单元中递增地向前前进，并且远离该预成形的单元。取决于所使用的材料和所希望的固结水平等因素，该预成形的叠层可以递增地前进预定的谨慎长度(即脉冲距离)，例如1/4英寸、1/2英寸或3/4英寸。当预成形的叠层的向前运动停止时，该上部和下部模具在足以将该预成形的叠层的位于加工模具之间的部分固结的预定的力或压力下朝向彼此移动，并且接着这些模具被打开以便允许该预成形的叠层前进脉冲距离。这个前进和停止过程重复进行，直到该预成形的叠层的全长都被固结。
[0042]交错的增量62被选择为该脉冲距离的偶数倍(例如，1、2、3或更多倍)。例如，如果该预成形的部件的脉冲距离为每十秒1/4英寸，则斜面特征44的交错的增量62可以是1/4英寸、1/2英寸或3/4英寸。因此，斜面特征44的交错的增量62是与预成形的叠层的脉冲距离一致的。
[0043]斜面特征44中的锥形部分48的深度50和长度LA、LB、LC总体上是基于要制作的热塑性复合部件的形状来确定的。深度50可以基于预成形的叠层在离开该预成形单元时的厚度。斜面特征44在进入边缘46处的深度50优选为在轮廓表面32的高度以下的
0.050至0.300英寸之间。锥形部分48并且因此斜面特征44的长度可以基于热塑性复合叠层材料的特性来确定，并且应该在该截面构型的各个节段中是不同的，以便形成如上所述的交错的斜面特征44。在中间节段34、侧节段36和外部节段38各自之中从进入边缘46到斜面特征44与加工模具30的轮廓表面32之间的边界60的斜面特征44的长度可以在约2至6英寸的范围内。
[0044]图6是使用具有交错的斜面特征的加工模具以制作热塑性复合部件的一种连续压缩模制工艺70的流程图。在步骤72中，选择将制作的热塑性复合部件的截面构型并且确定希望的大小和形状。然后在步骤74中分析该部件的形状的回弹性以产生一种补偿设计。在步骤76中，基于该将制作的热塑性复合部件的大小和形状来选择制作速率和脉冲距离，以及本领域已知的其他工艺参数。在步骤78中，选择一种加工设计以匹配将制作的部件的补偿设计，并且确定例如热量、压力和前进速度与距离等工艺参数。在步骤80中完善该加工设计以确定用于加工模具30的中间节段34的标称斜面长度和深度。然后在步骤82中确定侧节段36和任何其他节段例如外部节段38的斜面长度和深度，以使得从中间节段34起每个相继的相邻节段的锥形部分48的长度LA、LB、LC大于前一个紧邻节段，如上所述。然后在步骤84中制作具有交错的斜面设计的加工模具，并且在步骤86中使用具有交错的斜面设计的加工模具来制作热塑性复合部件。
[0045]本公开的实施例可以在如图7所示的飞行器制造和维护方法100以及如图8所示的飞行器102的背景下说明。在预生产过程中，示例性方法100可以包括飞行器102的规范和设计104以及材料采购106，包括对用于制作热塑性复合部件的加工模具和CCM工艺的设计。在生产过程中，进行了飞行器102的部件及子组件制造108和系统整合110。此后，飞行器102可以经历认证和交付112，以便投入使用114。在由客户使用时，飞行器102被制定计划以进行例行维修和维护116 (这还可以包括修改、重新配置、翻新等等)。
[0046]方法100的每个过程都可以由系统集成商、第三方和/或操作员(例如，客户)来进行或实施。针对本说明书的目的而言，系统集成商可以包括但不限于任何数目的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数目的零售商、分包商和供应商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
[0047]如图8所示，由示例性方法100生产的飞行器102可以包括具有多个系统120和内部122的机身118。高水平系统120的示例包括推进系统124、电气系统126、液压系统126和环境系统130中的一个或多个。可以包含任何数目的其他系统。虽然示出的是航空航天实例，但本发明的原理也可以应用于利用热塑性复合部件的其他工业。
[0048]在此实施的设备和方法可以在生产和维护方法100的任何一个或多个阶段中采用。例如，与生产过程108相对应的部件或子组件可以用与在飞行器102处于使用中时所生产的部件或子组件相似的方式来制作或制造。而且在生产阶段108和110的过程中，可以利用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合，例如通过充分加快飞行器102的组装或降低其成本。类似地，在飞行器102处于使用中时可以利用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合，以便例如但不限于维修和维护116。
[0049]虽然已参考某些示例性实施例描述了本发明，但这样的实施例是出于说明而非限制的目的。本领域技术人员将会理解的是，在未背离本发明的范围的情况下，可以做出不同的改变，并且可以用等价物来替换其要素。此外，可以做出许多修改以使具体的情形适应本文的教导而不背离本发明的实质范围。因此，意图的是这些权利要求不受限于所公开的具体实施例。下文所提出的方法权利要求不应被解释为要求其中所述的步骤按字母顺序或者按它们被叙述的顺序而进行、并且不应被解释为排除在两个或更多步骤之一的至少部分持续时间中同时进行所述两个或更多步骤。进一步，本发明包括根据以下条款所述的实施例:
[0050]条款16 —种用于防止连续压缩模制的热塑性复合部件的表面分离的方法，该方法包括:
[0051]预成形具有截面构型的预成形的叠层，该截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部；
[0052]将该预成形的叠层馈送入位于上部加工模具和下部加工模具的入口侧处的交错的斜面特征中，该上部加工模具和下部加工模具具有与该预成形的叠层的截面构型匹配的轮廓表面；
[0053]使该预成形的叠层前进穿过所述加工模具，以便在该第二节段中被施加压力之前，由该交错的斜面特征在该第一节段中施加压力。
[0054]条款17如条款16所述的方法，其中所述截面构型的第二节段被定位成比第一节段更靠近加工模具的外边缘。
[0055]条款18如条款17所述的方法，进一步包括提供在所述截面构型中形成第三节段的至少一个第二弯部，所述第三节段定位成比所述第二节段更靠近加工模具的外边缘，并且在所述第三节段中被施加压力之前，由所述交错的斜面特征在第二节段中施加压力。
[0056]条款19如条款17所述的方法，向处于交错的增量的第一节段、第二节段和第三节段施加压力，该交错的增量被选择为所述预成形的叠层前进穿过所述加工模具经过的脉冲距离的偶数倍。
【权利要求】
1.一种用于在连续压缩模制工艺中制作热塑性复合部件的加工模具，该加工模具包括: 具有截面构型的轮廓表面，所述截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部；以及在所述加工模具的入口侧处的斜面特征，所述斜面特征从所述入口侧起在所述第一节段中延伸第一长度，并且从所述入口侧起在所述第二节段中延伸比所述第一长度更大的第二长度。
2.如权利要求1所述的加工模具，其中所述第二节段被定位成比所述第一节段更靠近所述加工模具的外边缘。
3.如权利要求2所述的加工模具，进一步包括在所述截面构型中形成第三节段的至少一个第二弯部，所述第三节段中的斜面特征从所述入口侧起延伸比在所述第二节段中的第二长度更大的第三长度，所述第三节段被定位成比所述第二节段更靠近所述加工模具的外边缘。
4.如权利要求3所述的加工模具，其中所述第二长度与所述第一长度之差大致等于所述第三长度与所述第二长度之差，从而形成交错的增量。
5.如权利要求4所述的加工模具，其中所述交错的增量在约1/8英寸至约I英寸的范围内。
6.如权利要求3所述的加工模具，其中所述第一长度、第二长度和第三长度在约2英寸至6英寸的范围内。
7.如权利要求1所述的加工模具，其中所述斜面特征包括锥形部分，该锥形部分从在所述加工模具的入口侧处的进入边缘延伸至希望的高度，使得所述进入边缘具有在所述希望的高度下方的希望的深度。
8.如权利要求1所述的加工模具，其中所述斜面特征包括锥形部分，该锥形部分从在所述加工模具的入口侧处的进入边缘延伸短距离而到达希望的高度，使得所述进入边缘具有在所述希望的高度下方的希望的深度。
9.如权利要求7所述的加工模具，其中所述希望的深度在0.050英寸至0.300英寸的范围内。
10.如权利要求8所述的加工模具，其中所述希望的深度在0.050英寸至0.300英寸的范围内。
11.一种用于制作热塑性复合部件的方法，该方法包括: 将热塑性复合材料生坯预成形为具有截面构型的预成形的叠层，所述截面构型包含在该截面构型中形成至少第一节段和第二节段的至少一个第一弯部；并且 提供具有上部加工模具和下部加工模具的模压机，所述上部加工模具和下部加工模具具有与所述预成形的叠层的所述截面构型匹配的轮廓表面以及在所述加工模具的入口侧的斜面特征，该斜面特征从所述入口侧起在所述截面构型的第一节段中延伸第一长度，并且从所述入口侧起在所述截面构型的第二节段中延伸比所述第一长度更大的第二长度；并且 在所述模压机中固结所述预成形的叠层。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述截面构型的第二节段被定位成比所述第一节段更靠近所述加工模具的外边缘。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括提供在所述截面构型中形成第三节段的至少一个第二弯部，所述第三节段定位成比所述第二节段更靠近所述加工模具的外边缘，并且使所述斜面特征在所述第三节段中从所述入口侧起延伸比在所述第二节段中的第二长度更大的第三长度。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括在所述斜面特征中提供交错的增量，其中所述第二长度与所述第一长度之差大致等于所述第三长度与所述第二长度之差。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述交错的增量被选择为所述预成形的叠层前进穿过所述加工模具经过的脉冲距离的偶数倍。
【文档编号】B29C33/00GK104228088SQ201410277742
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】C·R·普雷柏尔, R·D·威尔克尔松, N·弗罗希纳 申请人:波音公司