本公开涉及复合结构制作系统和方法。
背景技术:
诸如飞行器的大型复合结构的制作经常可以涉及可以是几十甚至是几百英尺长的细长复合结构的配料、铺层、组装和/或固化。此类细长复合结构的制作呈现独特的制造挑战。
用于制作复合结构的传统制造方法包括将复合材料的多个层片手动地定位在铺层心轴上以产生和/或限定复合铺层。复合铺层随后在铺层心轴上被固化以产生和/或限定复合结构。虽然此类传统制造方法在生产较小型复合结构时可以有效,但是当将其应用于生产较大型复合结构时,此类传统制造方法会是无效的。作为示例,利用传统制造方法制作大型复合结构所需的制造占地面积可以是大量的。作为另一个示例,利用传统制造方法制作大型复合结构所需要的时间量可以是相当大的。
这些制造约束中的任何一个可以增加大型复合结构的制作成本。因此,存在改进的复合结构制作系统和方法的需求。
技术实现要素:
本文公开了复合结构制作系统和方法。该系统包括多个层片载体,每个层片载体限定被构造成支撑至少一个层片段的层片支撑表面。系统也包括限定细长层片成型表面的细长成型心轴,该细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓。细长层片成型表面也被构造成接收多个层片段以限定复合材料的多个层片。复合材料的多个层片至少部分地限定复合结构。系统进一步包括载体转移设备,该载体转移设备被构造成将选定的层片载体从层片配料区域选择性地运送至中间位置。系统也包括成型机,该成型机被构造成接收在中间位置处的选定的层片载体并使选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分之上变形。成型机进一步被构造成从各自的层片段分离选定的层片载体并将选定的层片载体返回至载体转移设备。系统可以包括控制器,该控制器被编程以控制载体转移设备和成型机的操作。
该方法包括制作复合结构的方法和/或操作该系统的方法。该方法包括将选定的层片载体从层片配料区域运送至沿着细长成型心轴的长度的选定的位置。细长成型心轴限定细长层片成形表面,该细长层片成形表面被成形以限定复合结构的表面轮廓。细长成型心轴进一步被构造成接收多个层片段以限定复合材料的多个层片。复合材料的多个层片至少部分地限定复合结构。该方法进一步包括沿着细长成型心轴的长度将成型机平移至选定的位置并利用成型机接收选定的层片载体。该方法也包括利用成型机使选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分之上变形。在变形期间,各自的层片段由选定的层片载体支撑。该方法进一步包括从选定的层片载体释放各自的层片段,同时将各自的层片段保留在细长层片成型表面的选定部分上。该方法也包括利用成型机将选定的层片载体返回至层片配料区域。该方法进一步包括利用多个层片载体重复运送、平移、接收、变形、释放和返回以将多个层片段定位在细长层片成型表面上并且至少部分地产生和/或限定未固化的复合结构。
附图说明
图1是包括可以使用根据本公开的系统和方法产生的复合结构的飞行器的示例。
图2是可以形成图1中的飞行器的一部分的机翼的示例。
图3是根据本公开的复合结构制作系统的示意图。
图4是根据本公开的复合结构制作系统的局部示意俯视图。
图5是根据本公开的复合结构制作系统的局部示意剖面图。
图6是根据本公开的层片配料区域的一部分的局部示意图。
图7是根据本公开的层片配料区域的一部分的局部示意图。
图8是根据本公开的层片配料区域的一部分的局部示意图。
图9是根据本公开的接收来自层片载体库(magazine)的层片载体的载体转移设备的局部示意图。
图10是根据本公开的多个层片载体的局部示意图。
图11是根据本公开的沿着细长成型心轴运送层片载体并将层片载体运送至成型机的载体转移设备的局部示意图。
图12是根据本公开的接收来自载体转移设备的层片载体的成型机的局部示意图。
图13是根据本公开的沿着细长成型心轴移运送层片载体并且运送来自成型机的层片载体的载体转移设备的局部示意图。
图14是从细长成型心轴移除未固化的复合结构的未固化的复合材料转移设备的局部示意图。
图15是描绘根据本公开的制作复合结构的方法的流程图表。
图16是飞行器生产和使用方法的流程图。
图17是飞行器的方框图。
具体实施方式
图1至图15提供了根据本公开的复合结构制作系统18和根据本公开的方法300的示例,和/或可以利用系统18和/或方法300产生和/或制作的复合结构800和/或未固化的复合结构810的示例。起相似作用或至少大体上相似作用的元件在图1至图15中的每一个中被标记相同的数字,并且本文参考图1至图15中的每一个可以不详细地讨论这些元件。类似地,所有的元件可以不在图1至图15中的每一个中被标记,但是在此相关的参考数字可以为了一致性在此被使用。在不偏离本公开范围的情况下,参考图1至图15中的一个或更多个在此讨论的元件、部件和/或特征可以被包括在图1至图15中的任何一个中和/或利用图1至图15中的任何一个。
总而言之,可能被包括在给定的(例如,特别的)实施例中的元件用实线图示说明,而对于给定的实施例是可选的元件以虚线图示说明。然而,在不偏离本公开范围的情况下,以实线示出的元件对于所有实施例不是必不可少的,并且以实线示出的元件可以从给定的实施例中被省略。
图1是包括可以利用根据本公开的系统18和/或方法300至少部分地构造的复合结构800的飞行器700的示例。图2是可以形成飞行器700的一部分的机翼740的示例。飞行器700可以包括多个部件,包括机架710、机身720、机身筒体730、机翼740和/或稳定器750。
飞行器700的复合结构800可以包括复合材料的多个层片90,层片90可以形成飞行器700的任何合适部件的一部分。作为示例,并且如图1中图示说明,飞行器700可以包括可以形成、覆盖和/或成为飞行器700的任何合适部分的外表面的蒙皮部分790和/或可以与多个框架780一起支撑蒙皮部分790的内表面的多个桁条770。作为另一个示例,并且如图2中图示说明,机翼740可以包括可以沿着机翼的长度延伸的多个机翼桁条742。机翼740也可以包括多个翼肋744。机翼桁条742和翼肋744可以一起形成和/或限定用于机翼700的内部支撑结构746的至少一部分,内部支撑结构746可以支撑覆盖机翼740的蒙皮部分790的内表面748。这些蒙皮部分也可以在此被称为机翼蒙皮部分790。在本公开的范围内的是:蒙皮部分790(或机翼蒙皮部分790)、桁条770、框架780、机翼桁条742、翼肋744和/或内部支撑结构746可以至少部分地,或甚至完全由复合材料的层片90产生。
图3是根据本公开的复合结构制作系统18的示意图。复合结构制作系统18在此也可以被称为制作系统18、细长复合结构制作系统18和/或系统18。
如在图3中以实线图示说明,系统18包括多个层片载体20、细长成型心轴32、载体转移设备40和成型机50。每个层片载体20包括和/或限定层片支撑表面22,该层片支撑表面22被构造成至少暂时支撑一个或更多个层片段92。层片段92可以由复合材料创建并且可以在细长成型心轴32上铺层、拼合、定位、放置和/或成层以产生和/或限定未固化的复合结构810,未固化的复合结构810可以被固化以产生如本文更详细的描述的复合结构800。细长成型心轴32可以具有和/或限定细长层片成型表面34。细长层片成型表面34被成形以限定复合结构800的表面轮廓并且被构造成接收和/或支撑多个层片段92。系统18可以任选地包括如在本文更详细的讨论的附加结构、部件和/或特征和/或可以执行附加的功能。
在系统18的操作期间,载体转移设备40可以被构造成与可以被选定的层片载体21支撑的一个或更多个各自的层片段92一起将选定的层片载体21从层片配料区域100和/或从其中的层片载体集结区域102运送至中间位置180。作为示例,中间位置180可以包括和/或是沿着细长成型心轴32的长度的预定义的、预选定的和/或选定的位置36。作为另一个示例,中间位置180可以包括和/或是层片载体集结区域102和/或与层片载体集结区域102间隔开的另一个层片载体集结区域。
成型机50可以被构造成接收来自中间位置180和/或来自载体转移设备40(直接地和/或间接地)的选定的层片载体21,并使选定的层片载体21与一个或更多个各自的层片段92一起在细长层片成型表面34的选定部分38上方变形。在这个变形过程期间,所述一个或更多个各自的层片段92可以被定位在选定的层片载体21和细长层片成型表面34的选定部分38之间。随后,成型机50可以从各自的层片段92分离选定的层片载体21,使得各自的层片段92由细长层片成型表面34的选定部分38支撑。然后,成型机50可以将选定的层片载体21返回至载体转移设备40,载体转移设备40可以将选定的层片载体21返回至层片载体集结区域102。
上述的过程可以被重复任何合适的次数以将任何合适数量的层片段92定位在细长层片成型表面34上。作为示例,成型机50可以被构造成沿着细长成型心轴32的长度平移并且接收多个选定的层片载体21和各自的层片段92,并使多个选定的层片载体21和各自的层片段92在沿着细长成型心轴32的长度的多个不同的选定位置36处变形。这在图3中通过成型机50在第一选定位置(成型机50以虚线图示说明)和第二选定位置(成型机50以实线图示说明)之间平移而被图示说明。附加地或替代地,在图3中的虚线可以指示单一的细长成型心轴32可以具有与其相关的多个成型机50。
成型机50的这种运动可以允许层片段92沿着细长成型表面34的长度被定位和/或首尾相连(end-to-end)放置以生成、创建和/或限定未固化的复合结构810的给定的层片90、或层90。附加地或替代地,层片段92可以以重叠、堆放或成层的样式被定位和/或放置在细长层片成型表面34上以生成、创建和/或限定未固化的复合结构810的多个不同的或成层的层片90。
如在图3中以虚线图示说明的,系统18可以进一步包括多个层片配料工具60。层片配料工具60可以适合、被构造、被设计和/或被构建以创建层片段92,诸如通过从复合材料的复合材料原料88切割层片段92。层片配料工具60可以是自动的。同样地,层片配料工具60在本文也可以被称为自动化层片配料工具60和/或数字控制的层片配料工具60。作为示例,层片配料工具60可以包括和/或是多个层片配料机器人62。
如在本文更详细讨论的,层片段92可以具有和/或限定多个不同的配置。作为示例,不同的层片段92可以被成形以被接收在细长层片成型表面34的特定的和/或预定义的部分上,和/或可以被成形以限定未固化的复合结构810的特定部分。同样地,不同的层片段92可以具有和/或限定不同的形状、组分和/或不同的纤维取向,和/或可以由不同的复合材料原料88创建。
在给定的时间点,每个层片配料工具60可以适合、被构造和/或被编程以创建和/或限定各自的层片段92,诸如可以具有给定的或预定义的形状、组分和/或纤维取向。此外,每个层片配料工具60可以适合、被构造和/或被编程以独立于层片配料工具60的其余部分操作。此外,层片配料工具60可以被构造成至少部分地与另一个同时地操作或创建各自的层片段92。因而,由层片配料工具60同时创建和/或限定的层片段92可以具有和/或限定多个不同的配置,并且系统18可以被构造成追踪单个层片段92的位置或保持单个层片段92的库存,如在本文更详细讨论的。
如在图3中也以虚线图示说明的,系统18可以进一步包括多个层片段定位设备70。层片段定位设备70可以被构造成定位至少一个层片段92在每个层片载体20上。在本公开的范围内的是:给定的层片段定位设备70可以与相应的层片配料工具60分离和/或不同。然而,也在本公开的范围内的是:给定的层片段定位设备70可以形成相应的层片配料工具60的一部分。在层片段92通过层片配料工具60创建之后,层片段定位设备70可以将层片段92定位和/或放置在层片载体20上。附加地或替代地,层片段定位设备70可以将复合材料原料88定位和/或放置在层片载体20上,其中,复合材料原料88随后通过层片配料工具60被修改以创建一个或更多个层片段92。
层片段定位设备70可以是自动的。因而,层片段定位设备70在本文也可以被称为自动化层片段定位设备70和/或数字控制的层片段定位设备70。作为示例,层片段定位设备70可以包括和/或是层片定位机器人72。
层片段定位设备70可以被构造成将层片段92真空压实在相应的层片载体20上。因而,层片段定位设备70可以包括部段真空压实结构74和/或与该部段真空压实结构74关联。
在本公开的范围内的是:给定的层片段定位设备70可以被构造成将任何合适数量的层片段92定位在给定的层片载体20上。作为示例,给定的层片段定位设备可以被构造成将单一层片段92定位在给定的层片载体20上。作为另一个示例,给定的层片段定位设备可以被构造成将至少两个层片段92定位在给定的层片载体20上。
当给定的层片段定位设备70将两个或更多个层片段92定位在给定的层片载体20上时,所述两个或更多个层片段92可以以任何合适的方式被定位。作为示例,两个或更多个层片段92可以被定位成使得它们限定多个堆叠的层片段92。作为另一个示例,两个或更多个层片段92可以以间隔开的方式被定位在给定的层片载体20上。作为另一个示例,由给定的层片载体20支撑的第一层片段92的第一纤维取向可以不同于由给定的层片载体20支撑的第二层片段92的第二纤维取向。
如在图3中进一步以虚线图示说明的,系统18可以包括多个层片载体库28。每个层片载体库28可以被构造成容纳、存放、封闭和/或以其他方式支撑由此可以被支撑的各自的多个层片载体20和相应的(一个或更多个)层片段92。作为示例,每个层片载体库20可以被构造成容纳至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个或至少10个层片载体20。
层片载体库28可以以任何合适的方式支撑层片载体20。作为示例,层片载体库20可以包括多个槽。多个槽可以被构造成以间隔开的方式接收和/或支撑各自的多个层片载体20。
层片载体库28也可以被构造成保护各自的多个层片载体20免于污染、免于周围环境和/或免于微粒物质。此外,层片载体库28可以被构造成保持各自的多个层片载体20处于垂直取向或至少大体上垂直取向。然而,这不是必需的,且层片载体库28可以附加地或替代地被构造成保持各自的多个层片载体20处于水平取向或至少大体上水平取向。虽然没有要求,这样的垂直取向可以减少层片载体库28所需的占地面积,因此增加了系统18的空间效率。
如在图3中也以虚线图示说明的,系统18可以包括库转移设备80。库转移设备80可以被构造成在层片配料区域100内和/或在配料工具区域104和层片载体集结区域102之间选择性地运送层片载体库28,如本文更详细描述的。库转移设备80可以是自动的。因而,库转移设备80在本文也可以被称为自动化库转移设备80。作为更具体的示例,库转移设备80可以包括和/或是自动化导向运载工具82和/或库转移机器人84。
如在图3中以虚线进一步图示说明的,系统18可以,但不是必需是,被分成为层片配料区域100和层片组装区域110。层片配料区域100可以包括、容纳和/或存放(一个或多个)层片载体库28、(一个或多个)层片配料工具60、(一个或多个)层片段定位设备70和/或(一个或多个)库转移设备80。层片组装区域110可以包括、容纳和/或存放一个或更多个细长成型心轴32、一个或更多个载体转移设备40和/或一个或更多个成型机50。此外,载体转移设备40可以被构造成从层片配料区域100取得选定的层片载体21和/或将选定的层片载体21从层片配料区域100转移至层片组装区域110。
在本公开的范围内的是:层片配料区域100和层片组装区域110可以被定位在相同的底板或水平面上、或者不同的底板或水平面上。作为示例,层片配料区域100可以被升高到层片转配区域110上方。替代地,层片组装区域110可以被升高到层片配料区域100上方。换句话说,层片配料区域100和层片组装区域110可以至少在垂直方向上是彼此间隔开的。然而,层片配料区域100可以在水平方向上至少部分地或者甚至完全地重合层片组装区域110。这样的配置可以减少存放系统18所需要的整个底板或建筑物空间的量。然而,这样的配置在全部实施例中不是必需的。因此,层片配料区域100和层片组装区域110可以替代地在水平方向上而不是垂直方向上彼此间隔开。替代地,层片配料区域100和层片组装区域110可以至少部分地重叠和/或共同延伸。
当层片配料区域100和层片组装区域110被定位在不同的底板或水平面上时,载体转移设备40可以被构造成将选定的层片载体21从层片配料区域100垂直地运送至层片组装区域110。这可以包括当选定的层片载体21是垂直取向时和/或当选定的层片载体21是水平取向时运送选定的层片载体21。当选定的层片载体在垂直方向被运送时,并且如图示说明的,在选定的层片载体21通过成型机50被接收和/或变形之前,系统18可以被构造成将选定的层片载体21转变成水平取向。因而,载体转移设备40可以进一步包括枢轴结构42,在选定的层片载体21被成型机50接收之前,该枢轴结构42可以被构造成将选定的层片载体21从垂直取向选择性地旋转成水平取向。
如也在图3中图示说明的,选定的层片载体21可以将层片段92支撑在选定的层片载体的两个或更多个侧面上。在这些情况下,枢轴结构42可以进一步被构造成绕着水平轴线选择性地旋转选定的层片载体21,和/或旋转选定的层片载体21使得其两个或更多个侧面可以面向细长成型心轴32和/或使得被支撑在选定的层片载体21的两个或更多个侧面上的层片段可以抵靠细长成型心轴32被变形。
如所讨论的,系统18的一个或更多个部件可以是自动的和/或数字控制的。基于这一点,以及如图3中以虚线图示说明的,系统18可以进一步包括控制器120,并且该系统18与该120控制器相关联并且/或者与该控制器120通信。控制器120可以适合、被构造和/或被编程以控制系统18的至少一部分的操作。这可以包括通过执行方法300的任何合适部分来控制系统18的操作,方法300将参照图15在本文更详细地讨论。作为示例,控制器120可以被编程以控制和/或调控载体转移设备40、成型机50、层片配料工具60、层片段定位设备70、库转移设备80和/或清洗站140的操作。
也如讨论的,层片段92可以包括、限定和/或具有各种不同的配置。在这些情况下,控制器120可以至少部分地基于由给定的层片载体20支撑的层片段92的结构和/或配置和/或至少部分地基于选定的位置36来选择用于转移至中间位置180和/或选定的位置36的给定的层片载体20。作为示例,控制器120可以选择给定的层片载体20,使得带有预定义的、预选定的和/或特定的配置的层片段92被定位在沿着细长成型心轴32的长度的每个各自的位置处和/或在未固化的复合结构810内的每个各自的位置处。
如在图3中也以虚线图示说明的,系统18可以包括层片载体追踪系统130。层片载体追踪系统130可以被构造成自动地、常规地和/或电子地追踪可以被包括在系统18中、与系统18相关联、被系统18利用和/或利用系统18转移的每个层片载体20的位置和/或每个层片段92的位置。此外,层片载体追踪系统130也可以被构造成追踪由层片载体20支撑的每个层片段92的结构、构造和/或配置。
层片载体追踪系统130可以以任何合适的方式追踪层片载体20和/或层片段92。作为示例,层片载体追踪系统130可以包括独特的识别结构134,该独特的识别结构134可以与每个层片载体20相关联、附接至每个层片载体20和/或由每个层片载体20限定。该独特的识别结构134的示例包括任何合适的条形码和/或无线射频识别(RFID)标签。
图3图示说明了层片载体追踪系统130与控制器120呈部分重叠关系以指示层片载体追踪系统130可以被包括在控制器120的一部分中并且/或者可以形成控制器120的一部分。然而,也在本公开的范围内的是:层片载体追踪系统130可以与控制器120分离、不同和/或间隔开。在这些情况下,系统18可以进一步包括通信连接设备(communication linkage)132,该通信连接设备132可以在控制器120和层片载体追踪系统130之间延伸和/或允许控制器120和层片载体追踪系统130之间的通信。
如在图3中以虚线图示说明的,系统18也可以包括未固化的复合材料转移设备150。该未固化的复合材料转移设备150可以被构造成从细长成型心轴32的细长层片成型表面34选择性地移除未固化的复合结构810。这可以包括从细长层片成型表面将限定未固化的复合结构810的多个层片段92移除。未固化的复合材料转移设备150的示例在美国专利申请号14/633,979中公开。
如在图3中以虚线进一步图示说明的,系统18可以包括固化心轴160。未固化的复合材料转移设备150可以被构造成将未固化的复合结构810从细长成型心轴32转移和/或运送至固化心轴160,如,从而允许和/或有利于未固化的复合结构810的固化,从而至少部分地产生和/或限定复合结构800。然而,这在全部实施例中不是必需的。作为示例,系统18可以被构造成将未固化的复合结构810固化在细长成型心轴32上。
当固化心轴160存在时,固化心轴160可以被构造成接收来自未固化的复合材料转移设备150的未固化的复合结构810,并且在本公开的范围内的是:固化心轴160也可以被构造成接收一个或更多个额外的和/或单独的未固化的复合结构810。在这些情况下,继单独的未固化复合结构在固化心轴160上的固化之后,多个单独的未固化的复合结构810可以被利用以产生和/或限定复合结构800。
系统18也可以包括加热设备170。加热设备170可以与细长成型心轴32相关联、可以与固化心轴160相关联,和/或可以被构造成加热未固化的复合结构810以固化未固化的复合结构810并产生复合结构800。这可以包括当未固化的复合结构810被定位在细长成型心轴32和/或固化心轴160上和/或由细长成型心轴32和/或由固化心轴160支撑时,加热未固化的复合结构810。
如本文更详细讨论的,系统18可以被构造成重新使用层片载体20,如,以便将第一层片段92定位在给定的层片载体20上,以利用成型机50使给定的层片载体20和第一层片段92在细长成型心轴32上变形,并且随后以将第二层片段92定位在给定的层片载体20上。在这些情况下,在重新使用层片载体20之前,清洁和/或清洗层片载体20是可取的。基于这一点,系统18可以包括清洗站140。清洗站140可以被构造成在各自的层片段92从层片载体20被移除之后接收层片载体20。此外,清洗站140可以被构造成选择性地清洁层片载体20,如,从而有利于层片载体20的随后的重新使用。
然后层片载体20可以被返回至层片配料区域100、层片载体集结区域102、配料工具区域104和/或层片段定位设备70,如,从而允许层片段定位设备70将另一个层片段92定位在层片载体20上。在本公开的范围内的是:系统18可以不包括清洗站140和/或层片载体20可以不由清洗站140清洗而被返回至层片段定位设备70。
层片载体20可以包括和/或是可以限定层片支撑表面22和/或可以支撑一个或更多个层片段92的任何合适的结构。层片载体20和/或它的层片支撑表面22可以包括任何合适的结构和/或材料和/或由任何合适的结构和/或材料构造。作为示例,层片载体20和/或它的层片支撑表面可以由塑料材料、柔性材料和/或乳胶片材构造。作为附加的示例,层片载体20也可以包括沿着层片载体20的长度延伸的刚性的或者至少大体上刚性的细长支撑件。层片载体20的示例在美国专利号8,551,380和美国申请公开号2014/0190625中公开。
细长成型心轴32可以包括和/或是可以具有和/或限定细长层片成型表面34的任何合适的结构,和/或可以支撑层片段92和/或可以被层片段92限定的未固化的复合结构810的任何合适的结构。如所讨论的,多个层片段92可以沿着细长成型心轴32的长度被间隔开以限定未固化的复合结构810的给定的层片90。因而,细长层片成型表面34的长度可以比可以由细长层片成型表面34支撑的多个层片段92中的任何一个的长度更长。作为示例,细长层片成型表面34的长度可以比多个层片段92中的任何一个或甚至最长的一个大至少4倍、至少6倍、至少8倍、至少10倍、至少15倍或至少20倍。附加地或替代地,细长层片成型表面34可以具有和/或限定至少5米、至少10米、至少15米、至少20米、至少25米、至少30米、至少35米或至少40米的长度。
当层片段92沿着细长成型心轴32的长度被间隔开时,邻近的层片段92可以以任何合适的形式彼此邻接。作为示例,邻近的层片段92可以限定它们之间的对接拼接。作为另一个示例,邻近的层片段92可以限定在它们之间的重叠拼接。
细长层片成型表面34也可以具有和/或限定任何合适的形状。作为示例,细长层片成型表面34可以限定非平面形状。在这些情况下,细长层片成型表面34在本文也被称为非平面细长层片成型表面34。作为更具体的示例,细长层片成型表面34可以被成形以限定用于飞行器的桁条的表面轮廓。这可以包括用于飞行器和/或飞行器的机翼的任何合适的叶片桁条、帽形桁条和/或排气口桁条。
载体转移设备40可以包括和/或是可以适合和/或被构造成沿着细长成型心轴32的长度将选定的层片载体21从层片载体集结区域102选择性地运送至选定的位置36的、可以适合和/或被构造成从层片载体库28移除选定的层片载体21的、和/或可以适合和/或被构造成将选定的层片载体21返回至层片载体库28、清洗站140和/或层片配料区域100的任何合适的结构。这在图3中通过沿着细长成型心轴32的长度的第一位置处被以虚线指示的和在选定的位置36处被以实线指示的载体转移设备40而被图示说明。
载体转移设备40可以通过控制器120控制。在这些情况下,载体转移设备40在本文也可以被称为自动化载体转移设备40和/或数字控制的载体转移设备40。附加地或替代地,载体转移设备40可以包括和/或是载体转移机器人44。
如所讨论的,载体转移设备40可以适合、被构造、被设计、被构建和/或被编程以选择性地且顺序地运送多个不同的选定的层片载体21。这可以包括运送多个不同的选定的层片载体至中间位置180和/或沿着细长成型心轴32的长度的多个不同的选定的位置36。这也可以包括沿着细长成型心轴32的长度水平地运送选定的层片载体21。成型机50可以被构造成选择性地且顺序地接收多个选定的层片载体并且使多个选定的层片载体中的每一个在沿着细长成型心轴32的长度的各自的位置处变形,由此限定层片90和/或未固化的复合结构810。
在本公开的范围内的是:载体转移设备40可以被构造成在选定的层片载体21被成型机50的接收之后且在选定的层片载体从成型机返回到载体转移设备之前转变至集结位置。也在本公开的范围内的是:载体转移设备40可以被构造成在选定的层片载体21从成型机50返回到载体转移设备40之后将选定的层片载体21返回至层片载体库28。
成型机50可以包括可以适合、被构造、被设计、被构建和/或被编程以使选定的层片载体21和各自的层片段92变形、使选定的层片载体从各自的层片段分离和/或将选定的层片载体返回至载体转移设备40的任何合适的结构。这可以包括利用变形设备51使选定的层片载体和各自的层片段变形,该变形设备51可以形成成型机50的一部分,和/或利用层片释放结构53从各自的层片段分离选定的层片载体,该层片释放结构53可以形成成型机50的一部分。
成型机50可以是自动的。因而,成型机50在本文也可以被称为自动化成型机50和/或数字控制的成型机50。作为示例,成型机50可以包括和/或是成型机器人52。
成型机50可以被构造成在横于细长层片成型表面34的纵向轴线的方向上使选定的层片载体21和各自的层片段92变形。这可以包括围绕细长层片成型表面34缠绕选定的层片载体21和各自的层片段92。
如所讨论的,成型机50可以被构造成沿着细长成型心轴32的长度平移。为了有利于此平移,成型机50可以包括成型机平移设备54。成型机平移设备54可以包括可以被构造成沿着细长成型心轴32的长度选择性地平移成型机50的任何合适的结构,诸如马达和/或线性致动器。
成型机50也可以包括成型机压实设备56。成型机压实设备56可以被构造成将各自的层片段92压实在细长层片成型表面34的选定部分38上。
如所讨论的,成型机50可以被构造成接收来自载体转移设备40的选定的层片载体21。因而,成型机50可以包括末端执行器58,末端执行器58可以被构造成可操作地接收、保留和/或支撑选定的层片载体21。
层片段92可以包括和/或是可以至少部分地限定层片90、未固化的复合结构810和/或复合结构800的任何合适的结构和/或材料。作为示例,一个或更多个层片段92可以包括玻璃纤维、玻璃纤维织物、碳纤维、碳纤维织物、织物、预浸渍的(预浸)复合材料、树脂材料和/或环氧树脂中的一种或更多种。
图4至图14是根据本公开的复合结构制作系统18的局部示意图。图4至图14的系统18可以包括图3的系统18和/或是图3的系统18的更详细呈现。因而,在不偏离本公开的范围的情况下,参考图4至图14中的任何一个在本文讨论的系统18的结构、功能、部件和/或特征中的任何一个可以被包括在图3的系统18中和/或由图3的系统18利用。类似地,在不偏离本公开的范围的情况下,图3的系统18的结构、功能、部件和/或特征中的任何一个可以被包括在图4至图14的系统18中和/或由图4至图14的系统18利用。
图4是根据本公开的复合结构制作系统18的局部俯视图,并且图5是复合结构制作系统18的局部剖面图。如在图4至图5中所图示说明的,系统18可以包括多个细长成型心轴32和可以被布置在层片组装区域110内的多个相关联的成型机50。
如在本文所讨论的,成型机50可以被构造成沿着细长成型心轴32的长度移动和/或平移,并且这在图4至图5中通过沿着各自的成型心轴32的长度被定位在不同位置处的成型机50而被图示说明。如也在图4至图5中所图示说明的,系统18可以进一步包括可以布置在层片配料区域100内的多个层片配料工具60。层片配料区域100也可以包括多个层片载体库28。
图6至图8是根据本公开的层片配料区域100的部分的局部示意图。如在图6中所图示说明的,层片配料工具60可以包括层片配料机器人62,该层片配料机器人62可以被构造成接收具有一个或更多个层片段92被定位在其上的层片载体20。层片配料机器人62也可以将层片载体20定位在层片载体库28内,用于存储和/或集结层片载体20。
如在图6中进一步所图示说明的,层片配料工具60也可以包括层片段定位设备70并且/或者与层片段定位设备70相关联,该层片段定位设备70可以被构造成将层片段92可操作地定位在各自的层片载体20上。如所讨论的,层片段定位设备70可以与层片配料工具60分离和/或不同。替代地,层片段定位设备70可以形成层片配料工具60和/或层片配料机器人62的一部分。
图7更清晰地图示说明多个层片载体库28可以被定位和/或集结在层片配料区域100内或在层片配料区域100的层片载体集结区域102内。这可以允许选定的、给定的和/或预定义的层片段92被运送至在各自的细长成型心轴32上的各自的成型机50(如在图4至图5中所图示说明)。图7也图示说明层片载体库28可以包括各自的库转移设备80、可操作地附接至各自的库转移设备80,和/或与各自的库转移设备80相关联。
如在图8中所图示说明的,层片载体库28可以被定位在和/或被集结在层片配料区域100的层片载体集结区域102内,使得载体转移设备40可以接收和/或移除来自给定的层片载体库28的选定的层片载体21。然后载体转移设备40可以将选定的层片载体21和相应的层片段92一起从层片配料区域100的层片载体集结区域102运送至层片组装区域110,如在图9中所图示说明的。这可以包括当选定的层片载体21被运送时,在垂直的方向运送选定的层片载体21和/或保持选定的层片载体21处于垂直取向或直立取向46(如在图10中所图示说明的)。
随后,并且如在图10中所图示说明的,载体转移设备40可以从垂直或直立取向46转变和/或枢转至水平取向48。这可以包括围绕载体转移设备40的枢轴结构42枢转载体转移设备40的至少一部分。如在图11中所图示说明的,载体转移设备40然后可以沿着相关联的细长成型心轴32的长度运送选定的层片载体21并将选定的层片载体21运送至选定的位置36。这可以通过利用可以与载体转移设备40的一部分相关联的和/或可以形成载体转移设备40的一部分的载体转移机器人44来完成。
成型机50也可以移动至和/或可以被定位在选定的位置36处,并且载体转移设备40可以转移选定的层片载体21至成型机50。这在图12中图示说明。成型机50然后可以使选定的层片载体21和至少一个各自的层片段92在由细长成型心轴32限定的细长层片成型表面34的选定部分38上方变形。随后,并且如在图13中所图示说明的,载体转移设备40可以将选定的层片载体21返回至层片配料区域100,而至少一个各自的层片段92保留在选定部分38上。
如本文所讨论的,这个过程可以被重复任何合适的次数以将任何合适数量的层片段92定位在细长层片成型表面34上,使得层片段92生成、创建和/或限定限定未固化的复合结构810的多个成层的层片90。这在图14中图示说明。如也在图14中所图示说明的,未固化的复合材料转移设备150然后可以被利用以从给定的细长成型心轴32移除给定的未固化的复合结构810和/或以将未固化的复合结构810转移至固化心轴,如在本文更详细讨论的。
图15是描绘根据本公开的制作复合结构的方法300的流程图。方法300可以包括在305处创建多个层片段、在310处定位至少一个层片段在多个层片载体中的每一个层片载体上、在315处存储多个层片载体在层片载体库内、在320处转移多个层片载体库、在325处接收来自层片载体库的选定的层片载体和/或在330处电子地跟踪每个层片载体。方法300包括在335处运送选定的层片载体、在340处平移成型机、在345处接收选定的层片载体、在350处使选定的层片载体变形、在355处释放各自的层片段以及在360处返回选定的层片载体。方法300可以进一步包括在365处清洁选定的层片载体,并且包括在370处重复方法的至少一部分。方法300也可以包括在375处将未固化的复合结构转移至固化心轴和/或在380处固化未固化的复合结构。
在305处创建多个层片段可以包括利用或使用多个层片配料工具创建。在305处的创建可以进一步包括利用多个层片配料工具中的每个层片配料工具创建多个层片段中的各自的层片段。这可以包括利用每个层片配料工具独立地创建不同的层片段和/或利用至少两个不同的层片配料工具同时地创建至少两个层片段。
如在本文中所使用的,短语“创建多个层片段”或简单的单词“创建”,当使用在层片段的上下文时,可以指层片段以任何适合的方式被创建、形成、产生、生成、限定、构建、建造和/或做出。作为示例,并且如所讨论的,层片段可以创建自原料。这可以包括切割原料、切断原料、铺放原料和/或层铺原料。
在305处的创建可以以任何合适的方式完成。作为示例,在305处的创建可以包括从复合材料原料切割各自的层片段。作为更具体的示例,在305处的创建可以包括利用第一层片配料工具创建第一层片段,并且同时地利用第二层片配料工具创建第二层片段。第一层片段可以与第二层片段不同。作为示例,第一层片段可以具有与第二层片段不同的边界、外围和/或外围形状。作为另一个示例,第一层片段可以具有与第二层片段不同的纤维取向。作为又一个示例,相比于第二层片段,第一层片段可以由不同的材料(诸如,由不同的复合材料原料)创建。
在310处将至少一个层片段定位在每个层片载体上可以包括利用层片段定位设备定位和/或利用层片段配料工具定位,如本文所讨论的。在310处的定位可以包括将任何合适数量的层片段定位在每个层片载体上和/或将不同的层片段或不同数量的层片段定位在不同的层片载体上。作为示例,在310处的定位可以包括将单一的层片段定位在至少一个层片载体上。作为另一个示例,在310处的定位也可以包括将多个层片段定位在至少一个或不同的层片载体上。这可以包括定位使得多个层片段限定多个堆叠或成层的层片段。附加地或替代地,这也可以包括定位使得多个层片段的至少一部分与在至少一个层片载体的各自的层片支撑表面上的多个层片段的其余部分间隔开。如另一个示例,在310处的定位可以包括定位使得被定位在各自的层片支撑表面上的第一层片段的第一纤维取向不同于被定位在各自的层片支撑表面上的第二层片段的第二纤维取向。也在本公开的范围内的是:在310处的定位可以进一步包括将至少一个层片段真空压实到每个层片载体上。
在315处将多个层片载体存储在层片载体库内可以包括将多个层片载体中的各自的子集存储在每个层片载体库内。这可以包括将任何合适数量的层片载体存储在每个层片载体库中和/或当与至少一个其他层片载体库相比较时,将不同数量的层片载体存储在至少一个层片载体库中。作为示例,在315处的存储可以包括将至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少8个或至少10个层片载体存储在多个层片载体库中的每一个中。
在本公开的范围内的是:层片载体可以包括和/或是可以具有和/或限定细长轴线的细长层片载体。在这些情况下,在315处的存储可以包括以竖直取向或至少大体上竖直取向存储多个层片载体中的各自的子集。这可以包括将多个层片载体中的各自的子集垂直地存储或布置在每个层片载体库内。这样的配置可以减少层片载体库的占地面积需求,如本文所讨论的。
也在本公开的范围内的是:在315处的存储可以附加地或替代地包括保护多个层片载体中的各自的子集免受围绕层片载体库的周围环境。作为示例,在315处的存储可以包括限制多个层片载体中的各自的子集与颗粒材料之间的接触,诸如通过密封层片载体库和/或通过将多个层片载体中的各自的子集包围在相应的层片载体库内。
在320处转移多个层片载体库可以包括从配料工具区域转移至层片载体集结区域。这可以包括利用在本文所讨论的示例中的库转移设备转移。
在325处接收来自层片载体库的选定的层片载体可以包括接收来自多个层片载体库中的各自的层片载体库的选定的层片载体,并且可以在335处的运送之前被执行。在325处的接收可以包括利用本文所讨论的示例中的载体转移设备来接收。
在330处电子地追踪每个层片载体可以包括电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的任何合适的参数和/或特征。作为示例,在330处的电子地追踪可以包括电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的位置。作为另一个示例,在330处的电子地追踪可以附加地或替代地包括电子地追踪被多个层片载体中的每个层片载体支撑的至少一个层片段的结构。作为另一个示例,在330处的电子地追踪可以包括独特地识别多个层片载体中的每个层片载体,诸如通过关联独特的条形码和/或独特的无线射频识别标签与每个层片载体和/或利用具有每个层片载体的独特的条形码和/或独特的无线射频识别标签。作为另一个示例,在330处的电子地追踪可以包括维持信息的数据库,诸如针对每个层片载体的追踪参数的数据库和/或特征的数据库。
在本公开的范围内的是:在330处的追踪可以在方法300期间在任何合适的时间和/或以任何合适的顺序执行。作为示例,在330处的电子地追踪可以在305处的形成、在310处的定位、在315处的存储、在320处的转移、在325处的接收、在335处的运送、在340处的平移、在345处的接收、在350处的变形、在355处的释放、在360处的返回、在365处的清洁和/或在370处的重复之前、期间或之后执行。
在335处运送选定的层片载体可以包括利用载体转移设备运送选定的层片载体。这可以包括将选定的层片载体从层片载体集结区域、从层片配料区域运送,从该层片配料区域运送至层片组装区域和/或运送至沿着细长成型心轴的长度的选定的位置。细长成型心轴可以限定被成形以限定复合结构的表面轮廓的细长层片成型表面。此外,细长层片成型表面也可以被构造成接收多个层片段使得多个层片段限定复合材料的多个层片。复合材料的多个层片可以至少部分地产生和/或限定复合结构和/或可以限定未固化的复合结构。
如在本文更详细讨论的,层片载体库可以被定位在层片配料区域内和/或层片配料区域的层片载体集结区域内。如也在本文更详细讨论的,细长成型心轴可以被定位在层片组装区域中,该层片组装区域不同于层片配料区域、与层片配料区域间隔开、且/或与层片配料区域处于不同的标高。作为示例,层片配料区域可以在垂直方向上与层片组装区域间隔开,诸如当层片配料区域被升高到层片组装区域上方或当层片组装区域被升高到层片配料区域上方时。此外,层片配料区域可以与层片组装区域在水平方向上至少部分地重合。
在这些情况下,在335处的运送可以包括将选定的层片载体从层片配料区域垂直地运送至层片组装区域。这可以包括当选定的层片载体处于垂直取向和/或水平取向时运送选定的层片载体,如本文所讨论的。这也可以包括在沿着细长成型心轴的长度运送选定的层片载体之前和/或在345处的接收之前将选定的层片载体旋转至水平取向。此外,在335处的运送也可以包括沿着细长成型心轴的长度水平地运送选定的层片载体。
在340处平移成型机可以包括沿着细长成型心轴的长度平移成型机和/或将成型机平移至选定的位置。在340处的平移可以在方法300期间在任何合适的时间和/或以任何合适的顺序执行。作为示例,在340处的平移可以与在335处的运送、与在330处的电子地追踪、与在325处的接收、与在320处的转移、与在315处的存储、与在310处的定位和/或在305处的创建至少部分地同时发生。
在345处接收选定的层片载体可以包括接收来自载体转移设备的选定的层片载体和/或利用成型机接收选定的层片载体。这可以包括利用成型机和/或利用成型机的末端执行器支撑选定的层片载体。
在350处使选定的层片载体变形可以包括利用成型机使选定的层片载体和由该选定的层片载体支撑的各自的层片段变形。这可以包括在细长层片成型表面的选定部分上方变形。在350处的变形可以包括使选定的层片载体和各自的层片段在横于层片成型表面的长轴线或纵向轴线的方向上变形。附加地或替代地,在350处的变形可以包括在变形期间将各自的层片段定位在细长层片成型表面和选定的层片载体之间。在本公开的范围内的是:在350处的变形可以进一步包括将各自的层片段压实在细长层片成型表面上。压实可以作为在350处的变形的一部分在350处的变形期间、在350处的变形之后和/或在355处的释放之后执行。压实可以以任何合适的方式完成,诸如利用可以形成成型机的一部分的和/或与成型机相关联的压实设备。
在350处的变形可以在方法300期间在任何合适的时间和/或以任何合适的顺序执行。作为示例,在350处的变形可以在345处的接收之后、在340的平移之后和/或在335处的运送之后。附加地或替代地,在350处的变形也可以与在330处的电子地追踪、与在325处的接收、与在320处的转移、与在315处的存储、与在310处的定位、和/或在305处的创建至少部分地同时发生。
在355处释放各自的层片段可以包括从选定的层片载体释放各自的层片段,同时将各自的层片段保留在细长层片成型表面的选定部分上、与细长层片成型表面的选定部分接触和/或粘附至细长层片成型表面的选定部分。这可以包括可操作地从选定的层片载体分离各自的层片段和/或将选定的层片载体平移远离各自的层片段。
在360处返回选定的层片载体可以包括将选定的层片载体返回至层片配料区域和/或至载体转移设备,并且可以在350处的变形之后和/或在355处的释放之后执行。这可以包括将选定的层片载体从成型机转移至载体转移设备和/或利用载体转移设备支撑选定的层片载体。在360处的返回可以进一步包括将选定的层片载体返回至各自的层片载体库。
在365处清洁选定的层片载体可以包括清洁以允许和/或利于将另一个层片段定位在选定的层片载体上。作为示例,选定的层片载体可以在方法300期间被重新使用多次,诸如在370处的重复期间。在这些情况下,可以期望清洁选定的层片载体的层片支撑表面和/或使选定的层片载体的层片支撑表面处于正常情况,如,从而减少被支撑的层片段的污染的潜力和/或增加层片段和层片支撑表面之间的粘附。
在365处的清洁可以以任何合适的方式完成。作为示例,在365处的清洁可以包括利用清洗站或通过将选定的层片载体发送通过清洗站清洁。在本公开的范围内的是:在365处的清洁可以在方法300期间在任何合适的时间、以任何合适的顺序、和/或任何合适的频率执行。作为示例,在365处的清洁可以在310处的定位之前、在310处的定位的每个阶段之前、在355处的释放之后、在355处的释放的每个阶段之后、在310处的定位和/或在355处的释放的预选定数量的阶段之后、和/或响应于在选定的层片载体的层片支撑表面上的超过污染阈值水平的探测而被执行。
在370处重复方法的至少部分可以包括以任何合适的频率和/或以任何合适的次序重复方法300的任何合适的部分。作为示例,在370处的重复可以包括利用多个层片载体中的全部或一部分至少重复在335处的运送、在340处的平移、在345处的接收、在350处的变形、在355处的释放和在360处的返回。多个层片载体中的每一个可以支撑各自的层片段,并且重复可以包括重复以将多个层片段定位在细长层片成型表面上,由此至少部分地产生未固化的复合结构。
在370处的重复可以进一步包括在未固化的复合结构内选择用于每个层片段的位置和/或选择每个层片段的组分。如所讨论的,每个层片段的位置和/或组分可以被电子地追踪,诸如通过在330处的追踪,并且每个层片段的位置可以至少部分地基于层片段的形状和/或组分被选定。换句话说,特定的层片段可以针对未固化的复合结构内的多个位置中的每个位置被创建,诸如在305处的创建期间,并且在370处的重复可以包括将每个层片段选择性地定位在未固化的复合结构内的相应的和/或预定的位置处。
在370处的重复可以附加地或替代地包括沿着成型心轴的长度递增地平移成型机。这可以包括第一次递增地平移成型机以将复合材料的第一层位(course)、层或层片定位在细长层片成型表面上,并且随后第二次递增地平移成型机以将复合材料的第二层位、层或层片定位在复合材料的第一层位上。复合材料的第一层位可以包括多个层片段的第一子集,并且复合材料的第二层位可以包括多个层片段的第二或不同的子集。这个过程可以被重复任何合适的次数以将任何合适数量的复合材料的层片定位和/或拼合在细长层片成型表面上。换句话说,在370处的重复可以包括重复以将多个层片段保留在细长层片成型表面的多个不同的选定的部分上。
在375处将未固化的复合结构转移至固化心轴可以包括从细长成型心轴的细长层片成型表面转移至固化心轴。在375处的转移可以以任何合适的方式完成。作为示例,在375处的转移可以包括利用未固化的复合材料转移设备来转移,未固化的复合材料转移设备的示例在本文公开。在本公开的范围内的是:在375处的转移可以包括将单一的未固化的复合结构转移至固化心轴。替代地,也在本公开的范围内的是:在380处的固化之前,在375处的转移可以被重复以将至少一个其他未固化的复合结构或多个未固化的复合结构转移至固化心轴。多个未固化的复合结构然后可以诸如通过在380处的固化被固化在一起或共同地限定复合结构。
在380处固化未固化的复合结构可以包括加热未固化的复合结构以固化未固化的复合结构并产生固化的复合结构(即,复合结构)。这可以包括利用任何合适的加热设备来加热,加热设备的示例在本文公开。当方法300包括在375处的转移时,在380处的固化可以包括在固化心轴上固化。替代地,而当方法300不包括在375处的转移时,在380处的转移可以包括在细长成型心轴上固化。
现在参照图16至图17,可以在如图16所示出的飞行器制造和使用方法900和/或如图17所示出的飞行器700的背景下,描述本公开的实施例。在预生产期间,示例性方法900可以包括飞行器700的规格和设计905以及材料采购910。在生产期间,飞行器700的部件和子组件制造915以及系统整合920发生。此后,飞行器700可以经过认证和交付925,以便投入使用930。当被顾客使用时,飞行器700被安排进行例行维护和维修935(也可以包括修改、重构、翻新等等)。
可由系统整合方、第三方和/或操作者(例如,顾客)执行或实施方法900的每个过程。为了描述的目的,系统整合方可以包括但不限于任何数量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量的销售商、分包商和供应商;并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等等。
如图17中所示,通过示例性方法900生产的飞行器700可以包括具有多个系统712和内部714的机身710。高级系统712的示例包括推进系统715、电气系统716、液压系统717和环境系统718中的一个或更多个。可包括任何数量的其他系统。虽然示出了航空航天的示例,但是本发明的原理可以应用到其他产业,诸如汽车产业。
可在制造和使用方法900的任意一个或更多个阶段期间采用本文实施的系统和方法。例如,可以以类似于当飞行器700在使用中所制造的部件或子组件的方式来制作或制造对应于部件和子组件制造过程915的部件或子组件。而且,系统实施例、方法实施例或其组合中的一个或更多个可在生产阶段915和920期间被使用,例如,通过充分加速飞行器700的装配或降低飞行器700的成本。类似地,系统实施例、方法实施例或其组合中的一个或更多个可在当飞行器700处于使用中(例如但不限于维护和维修935)时被使用。
根据本公开的创造性主题的示例在以下列举的段落中进行描述:
A1.一种复合结构制作系统,包含:
多个层片载体,其中多个层片载体中的每一个限定被构造成暂时地支撑至少一个层片段的层片支撑表面;
限定细长层片成型表面的细长成型心轴,其中细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓,并且细长层片成型表面被构造成接收多个层片段以限定至少部分地限定复合结构的复合材料的多个层片;
载体转移设备,该载体转移设备被构造成将多个层片载体中的选定的层片载体从层片配料区域选择性地运送至中间位置,可选地,其中载体转移设备被构造成选择性地运送来自层片配料区域的层片载体集结区域的选定的层片载体,并且进一步可选地,其中中间位置包括沿着细长成型心轴的长度的选定的位置;以及
成型机,该成型机被构造成接收在中间位置处的选定的层片载体并且使选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上上变形、从各自的层片段分离选定的层片载体使得各自的层片段由细长层片成型表面的选定部分支撑、并将选定的层片载体返回至载体转移设备。
A2.根据段落A1所述的系统,其中系统进一步包括被构造成创建多个层片段的多个层片配料工具。
A3.根据段落A2所述的系统,其中多个层片配料工具包括多个自动化层片配料工具。
A4.根据段落A2至段落A3中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具包括多个数字控制的层片配料工具。
A5.根据配料工具区域段落A2至段落A4中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具包括多个层片配料机器人。
A6.根据段落A2至段落A5中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具中的每一个被构造成创建多个层片段中的各自的层片段。
A7.根据段落A2至段落A6中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具中的每一个被构造成独立于多个层片配料工具的其余部分操作。
A8.根据段落A2至段落A7中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具中的每一个被构造成与多个层片配料工具中的至少一个另一层片配料工具至少部分地同时操作。
A9.根据段落A2至段落A8中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具中的每一个被构造成从复合材料原料切割多个层片段中的各自的层片段。
A10.根据段落A2至段落A9中的任一个所述的系统,其中多个层片配料工具中的第一层片配料工具被构造成创建第一层片段,并且多个层片配料工具中的第二层片配料工具被构造成创建第二层片段。
A11.根据段落A10所述的系统,其中第一层片段不同于第二层片段。
A12.根据段落A10至段落A11中的任一个所述的系统,其中第一层片段具有与第二层片段不同的形状。
A13.根据段落A10至段落A12中的任一个所述的系统,其中第一层片段具有与第二层片段不同的纤维取向。
A14.根据段落A10至段落A13中的任一个所述的系统,其中相比于第二层片段,第一层片段由不同的复合材料原料创建。
A15.根据段落A1至段落A14中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括层片段定位设备,该层片段定位设备被构造成将至少一个层片段定位在多个层片载体中的每一个上。
A16.根据段落A15所述的系统,其中层片段定位设备形成层片配料工具的一部分。
A17.根据段落A15至段落A16中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备包括自动化层片段定位设备。
A18.根据段落A15至段落A17中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备包括数字控制的层片段定位设备。
A19.根据段落A15至段落A18中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备包括层片定位机器人。
A20.根据段落A15至段落A19中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备被构造成将至少一个层片段真空压实在多个层片段中的每一个上。
A21.根据段落A15至段落A20中的任一个所述的系统,其中系统包括多个层片定位组件,所述多个层片定位组件被构造成将至少一个层片段定位在多个层片载体中的各自的子集上。
A22.根据段落A21所述的系统,其中多个层片定位组件中的每一个与多个层片配料工具中的各自的一个相关联。
A23.根据段落A15至段落A22中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备被构造成将单一的层片段定位在多个层片载体中的至少一个上。
A24.根据段落A15至段落A23中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备被构造成将至少两个层片段定位在多个层片载体中的至少一个上。
A25.根据段落A24所述的系统,其中至少两个层片段限定在多个层片载体中的至少一个的各自的层片支撑表面上的多个堆叠的层片段。
A26.根据段落A24至段落A25中的任一个所述的系统,其中至少两个层片段的至少一部分与在多个层片载体中的至少一个的各自的层片支撑表面上的至少两个层片段的其余部分间隔开。
A27.根据段落A24至段落A26中的任一个所述的系统,其中至少两个层片段的第一层片的第一纤维取向不同于至少两个层片段的第二层片的第二纤维取向。
A28.根据段落A1至段落A27中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括多个层片载体库,其中多个层片载体库中的每一个被构造成容纳多个层片载体的各自的子集。
A29.根据段落A28所述的系统,其中多个层片载体库中的每一个被构造成容纳至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少8个或至少10个层片载体。
A30.根据段落A28至段落A29中的任一个所述的系统,其中多个层片载体库中的每一个包括多个槽,所述多个槽被构造成以间隔开的方式接收多个层片载体的各自的子集。
A31.根据段落A28至段落A30中的任一个所述的系统,其中多个层片载体库中的每一个被构造成保护多个层片载体的各自的子集免于颗粒材料。
A32.根据段落A28至段落A31中的任一个所述的系统,其中多个层片载体库中的每一个被构造成保持多个层片载体的各自的子集呈至少大体上垂直取向和至少大体上水平取向中的至少一者。
A33.根据段落A1至段落A32中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括库转移设备,该库转移设备被构造成将多个层片载体库从配料工具区域选择性地运送至层片载体集结区域。
A34.根据段落A33所述的系统,其中库转移设备包括自动化库转移设备,该自动化库转移设备可选地被构造成选择性地运送在层片配料区域内的多个层片载体库且将多个层片载体库从配料工具区域选择性地运送至层片载体集结区域。
A35.根据段落A33至段落A34中的任一个所述的系统,其中库转移设备包括数字控制的库转移设备。
A36.根据段落A33至段落A35中的任一个所述的系统,其中库转移设备包括自动化导向运载工具。
A37.根据段落A33至段落A36中的任一个所述的系统,其中库转移设备包括库转移机器人。
A38.根据段落A1至段落A37中的任一个所述的系统,其中载体转移设备是自动化载体转移设备。
A39.根据段落A1至段落A38中的任一个所述的系统,其中载体转移设备是数字控制的载体转移设备。
A40.根据段落A1至段落A39中的任一个所述的系统,其中载体转移设备是载体转移机器人。
A41.根据段落A1至段落A40中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被构造成从层片载体库移除选定的层片载体。
A42.根据段落A41所述的系统,其中层片载体库被定位在层片配料区域中,并且细长成型心轴被定位在层片组装区域中。
A43.根据段落A42所述的系统,其中层片配料区域被升高到层片配料区域上方。
A44.根据段落A42所述的系统,其中层片组装区域被升高到层片配料区域上方。
A45.根据段落A42至段落A44中的任一个所述的系统,其中层片配料区域与层片组装区域在垂直方向上间隔开。
A46.根据段落A45所述的系统,其中层片配料区域与层片组装区域在水平方向至少部分地重叠。
A47.根据段落A42至段落A46中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被构造成将选定的层片载体从层片配料区域运送并且可选地垂直地运送至层片组装区域。
A48.根据段落A47所述的系统,其中载体转移设备被构造成当选定的层片载体处于垂直取向和水平取向中的至少一者时运送并且可选地垂直地运送选定的层片载体。
A49.根据段落A47至段落A48中的任一个所述的系统,其中载体转移设备包括枢轴结构,该枢轴结构被构造成在选定的层片载体被成型机接收之前将选定的层片载体选择性地旋转至水平取向。
A50.根据段落A42至段落A49中的任一个所述的系统,其中系统包括层片配料区域。
A51.根据段落A50所述的系统,其中层片配料工具被定位在层片配料区域中。
A52.根据段落A50至段落A51中的任一个所述的系统,其中层片段定位设备被定位在层片配料区域中。
A53.根据段落A50至段落A52中的任一个所述的系统,其中库转移设备被定位在层片配料区域中。
A54.根据段落A42至段落A53中的任一个所述的系统,其中系统包括层片组装区域。
A55.根据段落A54所述的系统,其中细长成型心轴被定位在层片组装区域中。
A56.根据段落A54至段落A55中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被定位在层片组装区域中。
A57.根据段落A54至段落A56中的任一个所述的系统,其中成型机被定位在层片组装区域中。
A58.根据段落A1至段落A57中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被构造成将多个层片载体中的多个选定的层片载体选择性地且顺序地运送至中间位置,并且进一步地,其中成型机被构造成选择性地且顺序地接收多个选定的层片载体中的每一个并使多个选定的层片载体中的每一个在沿着细长成型心轴的长度的各自的位置处变形。
A59.根据段落A1至段落A58中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被构造成沿着细长成型心轴的长度水平地运送选定的层片载体。
A60.根据段落A1至段落A59中的任一个所述的系统,其中载体转移设备被构造成在选定的层片载体被成型机接收之后且在使选定的层片载体从成型机返回到载体转移设备之前转变至集结位置。
A61.根据段落A1至段落A60中的任一个所述的系统,其中,在选定的层片载体从成型机返回到载体转移设备之后,载体转移设备被构造成将选定的层片载体返回至层片载体库。
A62.根据段落A1至段落A61中的任一个所述的系统,其中成型机是自动化成型机。
A63.根据段落A1至段落A62中的任一个所述的系统,其中成型机是数字控制的成型机。
A64.根据段落A1至段落A63中的任一个所述的系统,其中成型机是成型机器人。
A65.根据段落A1至段落A64中的任一个所述的系统,其中成型机被构造成使选定的层片载体和各自的层片段在横于细长层片成型表面的纵向轴线的方向上变形。
A66.根据段落A1至段落A65中的任一个所述的系统,其中成型机包括成型机平移设备,该成型机平移设备被构造成沿着细长成型心轴的长度选择性地平移成型机。
A67.根据段落A1至段落A66中的任一个所述的系统,其中成型机包括压实设备,该压实设备被构造成将各自的层片段压实在细长层片成型表面的选定部分上。
A68.根据段落A1至段落A67中的任一个所述的系统,其中成型机包括末端执行器,该末端执行器被构造成接收来自载体转移设备的选定的层片载体。
A69.根据段落A1至段落A68中的任一个所述的系统,其中成型机包括变形设备,该变形设备被构造成使选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上方选择性地变形。
A70.根据段落A1至段落A69中的任一个所述的系统,其中成型机包括层片释放结构,该层片释放结构被构造成从各自的层片支撑表面选择性地分离各自的层片段。
A71.根据段落A1至段落A70中的任一个所述的系统,其中细长层片成型表面的长度大于各自的层片段的长度。
A72.根据段落A71所述的系统,其中细长层片成型表面的长度比各自的层片段的长度大至少4倍、至少6倍、至少8倍、至少10倍、至少15倍或至少20倍。
A73.根据段落A1至段落A72中的任一个所述的系统,其中细长层片成型表面的长度大于多个层片段中的任一个的长度。
A74.根据段落A73所述的系统,其中细长层片成型表面的长度比多个层片段中的任一个的长度大至少4倍、至少6倍、至少8倍、至少10倍、至少15倍或至少20倍。
A75.根据段落A1至段落A74中的任一个所述的系统,其中多个层片段中的至少一部分沿着细长层片成型表面的长度间隔开,以限定复合材料的多个层片的各自的层片。
A76.根据段落A75所述的系统,其中多个层片段的一部分的至少一个层片段限定与多个层片段的一部分的至少一个其它层片段的对接拼接。
A77.根据段落A75至段落A76中的任一个所述的系统,其中多个层片段的一部分的至少一个层片段限定与多个层片段的一部分的至少一个其它层片段的重叠拼接。
A78.根据段落A1至段落A77中的任一个所述的系统,其中多个层片段的至少一部分限定层片段的成层的堆叠。
A79.根据段落A1至段落A78中的任一个所述的系统,其中细长层片成型表面是非平面的细长层片成型表面。
A80.根据段落A1至段落A79中的任一个所述的系统,其中细长层片成型表面被成形以限定用于飞行器的桁条的表面轮廓,可选地,其中桁条包括叶片桁条、帽形桁条和排气口桁条中的至少一个。
A81.根据段落A1至段落A80中的任一个所述的系统,其中细长层片成型表面的长度为至少5米、至少10米、至少15米、至少20米、至少25米、至少30米、至少35米或至少40米。
A82.根据段落A1至段落A81中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括控制器,该控制器被编程以控制系统的至少一部分的操作。
A83.根据段落A82所述的系统,其中控制器被编程以执行段落B1至段落B62中的任一个的方法。
A84.根据段落A82至段落A83中的任一个所述的系统,其中控制器被编程以控制以下项中的至少一个的操作:
(i)载体转移设备;
(ii)成型机;
(iii)层片配料工具
(iv)层片段定位设备;
(v)库转移设备;和
(vi)清洗站。
A85.根据段落A82至段落A84中的任一个所述的系统,其中控制器被编程以至少部分地基于由给定的层片载体支撑的至少一个层片段的结构选择用于转移至中间位置的多个层片载体中的给定的层片载体。
A86.根据段落A1至段落A85中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括层片载体追踪系统。
A87.根据段落A86所述的系统,其中层片载体追踪系统被构造成电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的位置。
A88.根据段落A86至段落A87中的任一个所述的系统,其中层片载体追踪系统被构造成电子地追踪由多个层片载体中的每个层片载体支撑的至少一个层片段的配置。
A89.根据段落A86至段落A88中的任一个所述的系统,其中层片载体追踪系统形成控制器的一部分。
A90.根据段落A86至段落A89中的任一个所述的系统,其中层片载体追踪系统包括独特的识别结构,该独特的识别结构与多个层片载体中的每个层片载体相关联。
A91.根据段落A90所述的系统,其中独特的识别结构包括条形码和无线射频识别(RFID)标签中的至少一个。
A92.根据段落A1至段落A91中的任一个所述的系统,其中多个层片载体中的每一个被构成被重新使用。
A93.根据段落A1至段落A92中的任一个所述的系统,其中多个层片载体中的每一个被构造成顺序地支撑多个不同的层片段。
A94.根据段落A1至段落A93中的任一个所述的系统,其中多个层片载体中的每一个被构造成被清洁。
A95.根据段落A1至段落A94中的任一个所述的系统,其中多个层片载体中的每一个包括限定层片支撑表面的塑料材料、柔性材料和乳胶片材中的至少一种。
A96.根据段落A1至段落A95中的任一个所述的系统,其中多个层片载体中的每一个包括沿其长度延伸的刚性的细长支撑件。
A97.根据段落A1至段落A96中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括未固化的复合材料转移设备,该未固化的复合材料转移设备被构造成从细长成型心轴的细长层片成型表面选择性地移除包括多个层片段的未固化的复合结构。
A98.根据段落A1至段落A97中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括固化心轴,该固化心轴被构造成在未固化的复合结构被限定在细长成型心轴的细长层片成型表面上之后接收未固化的复合结构。
A99.根据段落A98所述的系统,其中固化心轴被构造成接收多个单独的未固化的复合结构。
A100.根据段落A1至段落A99中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括加热设备,该加热设备被构造成加热未固化的复合结构以固化未固化的复合结构并产生复合结构。
A101.根据段落A1至段落A100中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括清洗站,该清洗站被构造成选择性地清洁多个层片载体中的给定的层片载体。
A102.根据段落A1至段落A101中的任一个所述的系统,其中各自的层片段由选定的层片载体的层片支撑表面支撑。
A103.根据段落A1至段落A102中的任一个所述的系统,其中选定的层片载体由载体转移设备支撑并且选定的层片载体沿着细长成型心轴的长度被运送至选定的位置。
A104.根据段落A1至段落A103中的任一个所述的系统,其中选定的层片载体已经被成型机接收。
A105.根据段落A1至段落A104中的任一个所述的系统,其中选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上方被变形。
A106.根据段落A105所述的系统,其中各自的层片段被定位在细长层片成型表面的选定部分和选定的层片载体之间。
A107.根据段落A1至段落A106中的任一个所述的系统,其中系统进一步包括各自的层片段。
A108.根据段落A107所述的系统,其中各自的层片段从选定的层片载体被释放,并且由细长层片成型表面的选定部分支撑,并且进一步地,其中选定的层片载体由载体转移设备支撑。
A109.根据段落A1至段落A108中的任一个所述的系统,其中多个层片段包括玻璃纤维、玻璃纤维织物、碳纤维、碳纤维织物、织物、预浸渍的(预浸)复合材料、树脂材料和/或环氧树脂中的至少一种。
B1.一种制作复合结构的方法,该方法包含:
可选地利用载体转移设备和成型机中的至少一者将选定的层片载体从层片配料区域运送至沿着细长成型心轴的长度的选定的位置,该细长成型心轴限定细长层片成型表面,其中细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓并且被构造成接收多个层片段以限定至少部分地限定复合结构的复合材料的的多个层片;
沿着细长成型心轴的长度将成型机平移至选定的位置;
利用成型机接收可选地来自载体转移设备的选定的层片载体;
利用成型机使选定的层片载体和由选定的层片载体支撑的各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上方变形;
从选定的层片载体释放各自的层片段,同时将各自的层片段保留在细长层片成型表面的选定部分上;
利用成型机将选定的层片载体返回至层片配料区域和载体转移设备中的至少一者;并且
利用多个层片载体重复运送、平移、接收、变形、释放和返回以将多个层片段定位在细长层片成型表面上并且至少部分地限定未固化的复合结构,其中多个层片载体中的每一个支撑各自的层片段。
B2.根据段落B1所述的方法,其中该方法进一步包括创建多个层片段。
B3.根据段落B2所述的方法,其中创建进一步包括利用多个层片配料工具创建多个层片段。
B4.根据段落B3所述的方法,其中创建包括利用多个层片配料工具中的每个层片配料工具创建多个层片段中的各自的层片段。
B5.根据段落B3至段落B4中的任一个所述的方法,其中创建包括利用多个层片配料工具中的每个层片配料工具独立地创建多个层片段中的不同的层片段。
B6.根据段落B3至段落B5中的任一个所述的方法,其中创建包括利用多个层片配料工具中的两个不同的层片配料工具同时地创建多个层片段中的至少两个层片段。
B7.根据段落B3至段落B6中的任一个所述的方法,其中创建包括从复合材料原料切割多个层片段的各自的层片。
B8.根据段落B3至段落B7中的任一个所述的方法,其中创建包括利用第一层片配料工具创建第一层片段并且同时利用第二层片配料工具创建第二层片段。
B9.根据段落B8所述的方法,其中第一层片段具有与第二层片段不同的层片边界。
B10.根据段落B8至段落B9中的任一个所述的方法,其中第一层片段具有与第二层片段不同的纤维取向。
B11.根据段落B8至段落B10中的任一个所述的方法,其中相比于第二层片段,第一层片段由不同的复合材料原料创建。
B12.根据段落B1至段落B11中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括将至少一个层片段定位在多个层片载体中的每个层片载体上。
B13.根据段落B12所述的方法,其中定位包括利用层片段定位设备定位。
B14.根据段落B12至段落B13中的任一个所述的方法,其中定位进一步包括将至少一个层片段真空压实在多个层片载体中的每个层片载体上。
B15.根据段落B12至段落B14中的任一个所述的方法,其中定位包括将单一的层片段定位在多个层片载体中的至少一个上。
B16.根据段落B12至段落B15中的任一个所述的方法,其中定位包括将至少两个层片段定位在多个层片载体中的至少一个上。
B17.根据段落B16所述的方法,其中定位包括定位使得至少两个层片段限定多个堆叠的层片段。
B18.根据段落B16至段落B17中的任一个所述的方法,其中定位包括定位使得在多个层片载体中的至少一个的各自的层片支撑表面上的至少两个层片段的至少一部分与该至少两个层片段的其余部分间隔开。
B19.根据段落B16至段落B18中的任一个所述的方法,其中定位包括定位使得至少两个层片段的第一层片段的第一纤维取向不同于该至少两个层片段的第二层片段的第二纤维取向。
B20.根据段落B1至段落B19中的任一个所述的方法,其中该方法进一步将多个层片载体的各自的子集存储在多个层片载体库中的每一个内。
B21.根据段落B20所述的方法,其中存储包括将至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少8个或至少10个层片载体存储在多个层片载体库中的每一个中。
B22.根据段落B20至段落B21中的任一个所述的方法,其中存储包括将多个层片载体的各自的子集垂直地存储在多个层片载体库中的每一个内。
B23.根据段落B20至段落B22中的任一个所述的方法,其中存储包括利用多个层片载体库中的每一个限制多个层片载体中的各自的子集与颗粒材料之间的接触。
B24.根据段落B1至段落B23中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括将多个层片载体库从配料工具区域转移至层片载体集结区域。
B25.根据段落B24所述的方法,其中转移包括利用库转移设备转移。
B26.根据段落B1至段落B25中的任一个所述的方法,其中,在运送之前,该方法进一步包括接收来自多个层片载体库的各自的层片载体库的选定的层片载体。
B27.根据段落B26所述的方法,其中多个层片载体库被定位在层片配料区域中,并且细长成型心轴被定位在层片组装区域中。
B28.根据段落B27所述的方法,其中层片配料区域被升高到层片组装区域上方。
B29.根据段落B27至段落B28中的任一个所述的方法,其中层片组装区域被升高到层片配料区域上方。
B30.根据段落B27至段落B29中的任一个所述的方法,其中层片配料区域与层片组装区域在垂直方向上间隔开。
B31.根据段落B30所述的方法,其中层片配料区域与层片组装区域在水平方向上至少部分地重叠。
B32.根据段落B27至段落B31中的任一个所述的方法,其中运送包括将选定的层片载体从层片配料区域垂直地运送至层片组装区域。
B33.根据段落B27至段落B32中的任一个所述的方法,其中运送包括当选定的层片载体处于垂直取向和水平取向中的任何一者时运送选定的层片载体。
B34.根据段落B27至段落B33中的任一个所述的方法,其中运送进一步包括在接收来自层片载体库的选定的层片载体之前,将选定的层片载体旋转至水平取向。
B35.根据段落B1至段落B34中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括将未固化的复合结构从细长成型心轴的细长层片成型表面转移至固化心轴。
B36.根据段落B35所述的方法,其中该方法进一步包括将至少一个附加的未固化的复合结构转移至固化心轴。
B37.根据段落B35至段落B36中的任一个所述的方法,其中转移未固化的复合结构包括利用未固化的复合材料转移设备转移。
B38.根据段落B1至段落B37中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括加热未固化的复合结构以固化未固化的复合结构并产生固化的复合结构。
B39.根据段落B38所述的方法,其中加热包括利用加热设备加热。
B40.根据段落B1至段落B39中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括清洁选定的层片载体。
B41.根据段落B40所述的方法,其中清洁包括利用清洗站清洁。
B42.根据段落B1至段落B41中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的位置。
B43.根据段落B1至段落B42中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括电子地追踪由多个层片载体中的每个层片载体支撑的至少一个层片段的结构。
B44.根据段落B1至段落B43中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括独特地识别多个层片载体中的每个层片载体。
B45.根据段落B44所述的方法,其中独特地识别包括关联独特的条形码与多个层片载体中的每个层片载体以及关联独特的无线射频识别标签与多个层片载体中的每个层片载体中的至少一者。
B46.根据段落B1至段落B45中的任一个所述的方法,其中该方法进一步包括维护关于多个层片载体中的每个层片载体的信息的数据库。
B47.根据段落B1至段落B46中的任一个所述的方法,其中运送包括利用载体转移设备运送。
B48.根据段落B1至段落B47中的任一个所述的方法,其中平移包括平移至少部分地与运送同时发生。
B49.根据段落B1至段落B48中的任一个所述的方法,其中接收来自载体转移设备的选定的层片载体包括利用成型机支撑选定的层片载体。
B50.根据段落B1至段落B49中的任一个所述的方法,其中接收来自载体转移设备的选定的层片载体包括利用成型机的末端执行器接收选定的层片载体。
B51.根据段落B1至段落B50中的任一个所述的方法,其中变形包括使选定的层片载体和各自的层片段在横于细长层片成型表面的纵向轴线的方向上变形。
B52.根据段落B1至段落B51中的任一个所述的方法,其中该方法包括在变形期间,将各自的层片段定位在细长层片成型表面和选定的层片载体之间。
B53.根据段落B1至段落B52中的任一个所述的方法,其中变形包括将各自的层片段压实在细长层片成型表面上。
B54.根据段落B53所述的方法,其中压实包括利用成型机的压实设备来压实。
B55.根据段落B1至段落B54中的任一个所述的方法,其中释放包括从选定的层片载体片材可操作地分离各自的层片段。
B56.根据段落B1至段落B55中的任一个所述的方法,其中返回包括利用载体转移设备支撑选定的层片载体。
B57.根据段落B1至段落B56中的任一个所述的方法,其中返回进一步包括将选定的层片载体返回至各自的层片载体库。
B58.根据段落B1至段落B57中的任一个所述的方法,其中重复包括既选择针对多个层片段中的每个层片段的在未固化复合结构内的位置,又选择多个层片段中的每个层片段的组分。
B59.根据段落B1至段落B58中的任一个所述的方法,其中重复包括第一次沿着成型心轴的长度递增地平移成型机以将复合材料的第一层位定位在细长层片成型表面上,并且随后第二次沿着成型心轴的长度递增地平移成型机以将复合材料的第二层位定位在复合材料的第一层位上,其中复合材料的第一层位包括多个层片段的第一子集,并且进一步地,其中复合材料的第二层位包括多个层片段的第二子集。
B60.根据段落B1至段落B59中的任一个所述的方法,其中重复包括重复以将多个层片段保留在细长层片成型表面的多个不同的选定部分上。
B61.根据段落B1至段落B60中的任一个所述的方法,其中多个层片段包括玻璃纤维、玻璃纤维织物、碳纤维、碳纤维织物、织物、预浸渍的(预浸)复合材料、树脂材料和/或环氧树脂中的至少一种。
C1.一种复合结构制作系统,包含:多个层片载体,其中多个层片载体中的每个层片载体限定被构造成暂时地支撑至少一个层片段的层片支撑表面;限定细长层片成型表面的细长成型心轴,其中细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓并且被构造成接收多个层片段以限定至少部分地限定复合结构的复合材料的多个层片;载体转移设备,该载体转移设备被构造成将多个层片载体的选定的层片载体从层片配料区域选择性地运送至中间位置;成型机,该成型机被构造成接收在中间位置处的选定的层片载体并且使选定的层片载体和各自的层片段在细长层片成型表面的选定位置上方变形、从各自的层片段分离选定的层片载体使得各自的层片段由细长层片成型表面的选定部分支撑、并将选定的层片载体返回至载体转移设备。
C2.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括被构造成创建多个层片段的多个自动化层片配料工具,其中多个自动化层片配料工具中的每个层片配料工具被构造成创建多个层片段的各自的层片段并且独立于多个自动化层片配料工具的其余部分操作。
C3.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括自动化层片段定位设备,该自动化层片段定位设备被构造成将至少一个层片段定位在多个层片载体中的每个层片载体上。
C4.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括多个层片载体库,其中多个层片载体库中的每个层片载体库被构造成容纳多个层片载体的各自的子集。
C5.根据段落C4所述的系统,其中系统进一步包括自动化库转移设备,该自动化库转移设备被构造成选择性地运送在层片配料区域内的多个层片载体库并且将多个层片载体库从配料工具区域选择性地运送至层片载体集结区域。
C6.根据段落C1所述的系统,其中载体转移设备是自动化载体转移设备。
C7.根据段落C1所述的系统,其中载体转移设备被构造从各自的层片载体库移除选定的层片载体。
C8.根据段落C7所述的系统,其中各自的层片载体库被定位在层片配料区域中,并且细长成型心轴被定位在层片组装区域中,并且进一步地,其中载体转移设备被构造成将选定的层片载体从层片配料区域运送至层片组装区域。
C9.根据段落C8所述的系统,其中载体转移设备包括枢轴结构,该枢轴结构被构造成在选定的层片载体被成型机接收之前将选定的层片载体选择性地旋转至水平取向。
C10.根据段落C1所述的系统,其中载体转移设备被构造成将多个层片载体中的多个选定的层片载体选择性地且顺序地运送至中间位置,并且进一步地,其中成型机被构造成选择性地且顺序地接收多个选定的层片载体中的每一个并且使多个选定的层片载体中的每一个在沿着细长成型心轴的长度的各自的位置处变形。
C11.根据段落C1所述的系统,其中在选定的层片载体从成型机返回至载体转移设备之后,载体转移设备被构造成将选定的层片载体返回至层片载体库。
C12.根据段落C1所述的系统,其中成型机是自动化成型机,并且进一步地,其中成型机包括成型机平移设备,该成型机平移设备被构造成沿着细长成型心轴的长度选择性地平移成型机。
C13.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括控制器,该控制器被编程以控制以下项中的至少一个的操作:(i)载体转移设备;(ii)成型机;(iii)层片配料工具;(iv)层片段定位设备;以及(v)库转移设备。
C14.根据段落C13所述的系统,其中控制器被编程以至少部分地基于由给定的层片载体支撑的至少一个层片段的结构选择用于转移至中间位置的多个层片载体中的给定的层片载体。
C15.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括层片载体追踪系统,该层片载体追踪系统被构造成电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的位置,其中该层片载体追踪系统进一步被构造成电子地追踪由多个层片载体中的每个层片载体支撑的至少一个层片段的配置。
C16.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括未固化的复合材料转移设备,该未固化的复合材料转移设备被构造成从细长成型心轴的细长层片成型表面选择性地移除包括多个层片段的未固化的复合结构。
C17.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括固化心轴,该固化心轴被构造成在未固化的复合结构被限定在细长成型心轴的细长层片成型表面上之后接收未固化的复合结构。
C18.根据段落C1所述的系统,其中系统进一步包括包括加热设备,该加热设备被构造成加热未固化的复合结构以固化未固化的复合结构并产生复合结构。
D1.一种复合结构制作系统,包含:多个层片载体,其中多个层片载体中的每个层片载体限定被构造成暂时地支撑至少一个层片段的层片支撑表面;限定细长层片成型表面的细长成型心轴,其中细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓并且被构造成接收多个层片段以限定至少部分地限定复合结构的复合材料的多个层片;载体转移设备;成型机;控制器,该控制器被编程以控制载体转移设备和成型机的操作以:(i)利用载体转移设备将多个层片载体中的选定的层片载体从层片配料区域选择性地运送至中间位置;(ii)将选定的层片载体转移至在中间位置处的成型机;(iii)沿着细长成型心轴的长度将成型机平移至沿着细长成型心轴的长度的选定的位置;(iv)利用成型机使选定的层片载体和由选定的层片载体支撑的各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上方变形;(v)从选定的层片载体释放各自的层片段,同时将各自的层片段保留在细长层片成型表面的选定部分上;以及(vi)利用成型机将选定的层片载体返回至载体转移设备。
E1.一种制作复合结构的方法,该方法包括:将选定的层片载体从层片配料区域运送至沿着细长成型心轴的长度的选定的位置,该细长成型心轴限定细长层片成型表面,其中细长层片成型表面被成形以限定复合结构的表面轮廓并且被构造成接收多个层片段以限定至少部分地限定复合结构的复合材料的多个层片;沿着细长成型心轴的长度将成型机平移至选定的位置;利用成型机接收选定的层片载体;利用成型机使使选定的层片载体和由选定的层片载体支撑的各自的层片段在细长层片成型表面的选定部分上方变形;从选定的层片载体释放各自的层片段,同时将各自的层片段保留在细长层片成型表面的选定部分上;利用成型机将选定的层片载体返回至层片配料区域;并且利用多个层片载体重复运送、平移、接收、变形、释放和返回以将多个层片段定位在细长层片成型表面上并且至少部分地限定未固化的复合结构,其中多个层片载体中的每一个支撑各自的层片段。
E2.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括创建多个层片段,其中创建包括利用多个自动化层片配料工具中的每个层片配料工具独立地创建多个层片段中的各自的层片段。
E3.根据段落E2所述的方法,其中创建包括利用多个自动化层片配料工具中的两个不同的层片配料工具同时创建多个层片段中的至少两个层片段。
E4.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括将多个层片载体的各自的子集存储在多个层片载体库的每一个内。
E5.根据段落E4所述的方法,其中存储包括将至少两个层片载体存储在多个层片载体库中的每一个中。
E6.根据段落E1所述的方法,其中存储包括将多个层片载体的各自的子集垂直地存储在多个层片载体库的每一个内。
E7.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括将未固化的复合结构从细长成型心轴的细长层片成型表面转移至固化心轴。
E8.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括加热未固化的复合结构以固化未固化的复合结构并产生固化的复合结构。
E9.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括清洁选定的层片载体。
E10.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括电子地追踪多个层片载体中的每个层片载体的位置。
E11.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括电子地追踪由多个层片载体中的每个层片载体支撑的至少一个层片段的结构。
E12.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括独特地识别多个层片载体中的每个层片载体。
E13.根据段落E1所述的方法,其中该方法进一步包括维护关于多个层片载体中的每个层片载体的信息的数据库。
E14.根据段落E1所述的方法,其中该方法包括在变形期间将各自的层片段定位在细长层片成型表面和选定的层片载体之间。
E15.根据段落E1所述的方法,其中重复包括既选择在未固化的复合结构内的针对多个层片段中的每个层片段的位置,又选择多个层片段中的每个层片段的组分。
E16.根据段落E1所述的方法,其中重复包括第一次沿着细长成型心轴的长度递增地平移成型机以将复合材料的第一层位定位在细长层片成型表面上,并且随后第二次沿着细长成型心轴的长度递增地平移成型机以将复合材料的第二层位定位在复合材料的第一层位上,其中复合材料的第一层位包括多个层片段的第一子集,并且进一步地,其中复合材料的第二层位包括多个层片段的第二子集。
如在本文所使用的,术语“选择性的”和“选择性地”,当修改一个或更多个部件的动作、运动、配置或其他活动,或者装置的特性时,意味着特定的动作、运动、配置或其他活动是装置的一方面或装置的一个或更多个部件的一方面的使用者操控的直接或间接结果。
如在本文所使用的,术语“适合”和“被构造”意味着元件、部件或其他主题被设计和/或意在执行给定的功能。因此,术语“适合”和“被构造”的使用不应该被解释为给定的元件、部件或其他主题简单地“能够”执行给定的功能,而是元件、部件和/或其他主题被特别地选定、创建、实施、利用、编程和/或设计用于执行该功能的目的。也在本公开的范围内的是:元件、部件和/或被叙述为适合执行特别的功能的其他叙述的主题可以附加地或替代地被描述为被构造成执行该功能,并且反之亦然。类似地,被叙述为被构造成执行特别的功能的主题可以附加地或替代地被描述为可操作以执行该功能。
本文所公开的系统的各种公开的元件和方法的步骤不要求针对根据本公开的全部系统和方法,并且本公开包括在本文公开的各种元件和步骤的全部新颖的且非显而易见的组合和子组合。此外,在本文公开的各种元件和步骤中的一个或更多个可以限定独立的创造性主题,该独立的创造性主题是单独的且脱离所公开的系统或方法的全部。因此,此类创造性主题不要求与在本文明显地公开的具体系统和方法相关联,并且此类创造性主题可以发现未在本文明显地公开的系统和/或方法中的实用性。
如在本文所使用的,短语“例如”、短语“作为示例”和/或简单地术语“示例”,当参照根据本公开的一个或更多个部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法使用时,意在传达所描述的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法是根据本公开的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法的说明性的非排他的示例。因此,所描述的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法不意在是限制性的、所要求的或独占的/排他的;并且其他部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法,包括结构上和/或功能上类似的和/或等价的部件、特征、细节、结构、实施例和/或方法也在本公开的范围内。