CN102615837A - 与复合物铺覆有关的改进 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及与复合物铺覆有关的改进。描述了复合物铺覆方法，在该方法中，纤维材料条带被逐渐设置到模具表面上。该方法包括：进给纤维材料条带到铺设装置，以将所述条带逐渐铺设到所述模具表面上；以及在所述铺设装置上游赋予所述条带一形状。由此，在所述条带被铺设到所述模具上之前赋予所述条带形状。赋予所述条带的所述形状至少部分地对应于所述模具表面的形状。这在所述条带被设置在所述模具中时防止空气被捕获在所述条带与所述模具表面之间。本发明还描述了一种适用于复合物铺覆方法的末端执行器组件。

Description

与复合物铺覆有关的改进
技术领域
本发明涉及适合用于铺覆诸如现代风轮机叶片的大型复合结构的复合物铺设技术。
背景技术
近年来，基本上已经产生了利用手动铺覆技术形成的例如现代风轮机的叶片的大型复合结构。这包括用手在大型模具中设置增强纤维材料的垫层(mat)或层片(ply)。数层纤维材料被设置在模具中。垫层通常包括玻璃纤维或碳纤维。垫层被设置在模具中之后，利用诸如树脂传递成型(RTM)或真空辅助树脂传递成型(VARTM)的技术将树脂供应到模具。另选地，垫层可用树脂预浸渍(即，预浸料)，从而免除向模具供应树脂的需要。无论如何，这种铺覆通常经历真空辅助凝固和温度受控固化过程以及硬化过程。
持续地需要增加现代风轮机的功率输出。为此，正在制造需要更大叶片的更大型风轮机。当叶片的尺寸增加时，手动铺覆技术变得不太适合。例如，由于风轮机叶片的曲率，手动够到十分大的模具的边缘将需要脚手架或将工人高悬在工厂地面上方。这可能使得手动的技术不可行。
当前，自动铺覆技术被考虑用于生产现代风轮机叶片。典型地，这包括使用设置成在模具附近的轨道上或者在模具上方的台架上移动的机器人。机器人被编程以执行诸如下述的任务：向模具施加凝胶涂层；在模具中铺覆纤维材料；以及喷涂硬化的层压件。机器人能够达到模具中的手动难以够着的部位。此外，使用自动程序能够增加铺覆过程的速度、精度和可重复性，从而产生具有较高质量和一致性的部件。
自动铺覆技术的一个实施例包括：利用安装在机器人臂的端部或台架上的设置末端执行器组件在模具中铺覆预浸料的连续条带。虽然该技术在平坦的表面上良好地工作，但是该技术在用于例如风轮机叶片模具的表面的弯曲表面上时尤其存在挑战。例如，向弯曲的或者以其他方式不均匀的表面施加材料条带能够导致在铺覆所述材料条带时空气被捕获在该材料下面。这通常导致在固化期间在材料中产生皱褶，这会损害成品叶片的结构整体性。
本发明提供一种针对前述问题的解决方案。
发明内容
根据本发明，提供一种复合物铺覆方法，在该方法中，纤维材料条带均被逐渐设置(deposit)在模具表面上，所述方法包括：沿从纤维材料供应源向铺设装置延伸的路径进给纤维材料条带，所述铺设装置用于将所述条带逐渐铺设在所述模具表面上；以及赋予所述路径中的所述条带一形状，同时使得在所述路径中的所述条带的长度在所述条带的整个宽度上保持大致均匀，其中，赋予所述条带的所述形状至少部分地对应于所述模具表面的形状。
在包含被沿条带的长度引导的纤维的纤维材料的情形中，通过保持使条带的长度沿该条带的整个宽度大致均匀，将会防止在整个宽度上条带的张力变化，在整个宽度上张力变化可能在该纤维材料中引起扭曲，该扭曲继而可导致材料在模具内起皱。
本发明还提供一种用于在复合物铺覆中使用的末端执行器组件，所述组件构造成在模具表面上逐渐设置纤维材料的条带，并且所述组件包括：铺设装置，所述铺设装置用于将纤维材料的条带铺设在所述模具表面上；进给机构，所述进给机构用于沿从纤维材料供应源向所述铺设装置延伸的路径进给所述条带；以及成形装置，所述成形装置位于所述路径内，并且构造成赋予所述条带一形状同时使得在所述路径中的所述条带的长度在所述条带的整个宽度上保持大致均匀，其中，赋予所述条带的所述形状至少部分地对应于所述模具表面的形状。
使设置之前的材料成形以对应于模具表面的形状，这确保不管模具表面的曲率如何，条带都会在其全部宽度上平贴地铺设在模具表面上。这在铺覆条带时有效地防止空气被捕获在该条带与模具之间。
优选地，该方法包括赋予所述条带一曲率。在这方面，成形装置可合适地构造成赋予必要的曲率。所述曲率优选沿下述的方向被赋予，该方向横向于所述条带被铺覆在模具中所沿的方向，即，横向于铺设装置的前进方向)。由此使所述条带成形适于铺覆在弯曲模具中形成的风轮机叶片。
成形装置优选地包括一个或更多个成形辊，所述纤维材料条带在所述一个或更多个成形辊上进给。优选地，成形装置包括一系列辊。这些辊优选地以弯曲构形排列，类似于通常用于输送带系统中的槽形托辊，但是该槽形托辊用于不同目的。这些辊能够绕可能弯曲的公共轴旋转。优选地，所述成形装置包括一组花环式槽形托辊(garlandtroughing idler)。花环式槽形托辊总体上采用在各自的轴上旋转的一组辊的形式，这些轴按照链的形式端对端连接。链的每端可附接到末端执行器组件的安装点上，并且链优选地以浅U形形状悬置在安装点之间。另选地，可使用固定的辊安装件。纤维材料条带可在辊上进给，即通过该U形形状，使得所述辊正好在该材料达到铺设装置之前赋予所述材料一曲率。另选地，成形装置可包括用于赋予末端执行器内的条带期望形状的任何其他合适机构，例如供条带经过的合适成形的模。
所述铺设装置可包括一个或更多个铺设辊，且优选地包括一系列铺设辊。这些辊被构造成当材料被设置时滚压该材料。因此在使用中，铺设装置与模具表面以所述设置的材料的厚度分离开。有利地，铺设装置可能够沿与模具表面正交的方向移位，类似于车辆悬架系统。这使得铺设装置能够适应模具表面的变化轮廓，确保当材料被设置在模具中时在该材料的整个宽度上施加均匀的压力。为此，铺设辊可包括流体填充袋。流体可以是气体或液体。优选地流体是气体，并且最优选地是空气。呈空气填充袋形式的辊是柔性的，并且在需要时能够正交于模具表面移位。实现期望正交移位的另一方式是将辊附接到合适的致动机构。例如，每个铺设辊能够被附接到液压式或气动式的致动器，或者被附接到弹簧。采用这种布置，能够采用刚性铺设辊。
该系列铺设辊优选地包括位于外围辊的相应第一组和第二组之间的一个或更多个中心铺设辊，这些外围辊还可被称为侧辊或“翼”辊。第一组外围辊和第二组外围辊均可包括一个或更多个辊。这些铺设辊优选地设置成燕尾构形或V形构形，其中所述中心铺设辊或每个中心铺设辊沿所述铺设装置在所述模具表面上前进的前进方向位于所述外围铺设辊前面。因此，该方法优选地包括使得中心铺设辊在所述外围铺设辊的前面前进。这样做的作用在于当纤维材料被铺覆在模具中时使得所设置的纤维材料条带从其中心到其边缘向外展平。这确保已经被捕获在条带和模具之间的任何空气被有效地驱出。
优选地，纤维材料被连续地进给到铺设装置。为此，纤维材料能够以连续长度被存放在作为末端执行器组件一部分的卷轴上，即成卷。紧接在条带被铺设在模具中之前在卷与铺设装置之间的一点处发生使纤维材料成形。
成形装置和铺设装置协同操作以防止在设置的材料中发生皱褶。正好在设置之前使材料成形以与模具表面的轮廓保持一致会最小化空气被捕获的风险，而将设置的材料从中心向外展平会驱出否则可能被捕获的任何空气。
本发明的方法和设备适合用于铺覆任何类型的纤维增强材料，包括干纤维和预浸料。纤维可以是碳、玻璃、芳纶或任何其他合适的增强纤维。优选地，纤维材料是预浸料，例如预浸料层片。预浸料往往是粘附性的，并且因此通常在一面或两面上包括衬层。成形装置优选地构造成在所述材料被设置在所述模具中之前从所述材料移除第一衬层。铺设装置可构造成当所述材料被设置在所述模具中时从所述材料移除第二衬层。
该方法和末端执行器组件能够用于全自动或半自动制造方案中。在半自动方案中，至少一个步骤手动地实施。末端执行器可被安装到布置在模具上方的机器人臂的一端或者台架上。末端执行器能够被计算机控制并且根据一组预编程指令移动。
附图说明
现将以实施例的方式结合附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明的设置末端执行器组件的示意性侧视图，所述组件包括一系列铺设辊和一系列成形辊；
图2是图1的末端执行器组件的铺设辊的立体图；以及
图3是图1的末端执行器组件的成形辊的立体图。
具体实施方式
参考图1，以侧视图示意性地示出了根据本发明的设置末端执行器组件10。组件10包括用虚线示出的壳体12，所述壳体支承包括一系列铺设辊16的铺设装置14，所述铺设装置用于将预浸渍纤维材料条带18铺设在模具22的表面20上。该组件10还包括成形装置24，所述成形装置24包括一系列成形辊26，用于在预浸渍条带18铺设在模具22中之前使得该预浸渍条带18预成形。
虽然在图1中未示出，组件10通常被安装在机器人臂或台架的端部处，所述机器人臂或台架被设置成在模具22上方移动。根据一系列预编程指令，末端执行器组件10通过机器人臂或台架横过模具22的表面20。当末端执行器10移动时，该末端执行器10将预浸渍纤维材料条带18设置到模具22的表面20上或设置到先前设置的预浸料层上。
末端执行器组件10包括呈卷28形式的预浸料供应源。卷28包括围绕卷轴30缠绕的连续长度的预浸渍层片。预浸料的宽度通常在0.3至1.5米之间。在该实施例中，所述层片被预切割成一定的形状和长度，但在其他实施例中，末端执行器组件10可包括用于切割预浸料18的机构，该机构例如当末端执行器到达模具的末端且在铺设下一层之前时切割预浸料18。
参考图2，如上所述，铺设装置14包括一系列铺设辊16a、16b、16c，该铺设辊在本领域也被称为压实辊或固化辊。铺设辊16a、16b、16c被设置成滚过模具22的表面20或者在先前设置的层上滚动，从而实现将预浸料条带18铺设到模具22中。
风轮机叶片在弯曲模具中制造。叶片且因此模具具有相对复杂的表面几何形状，且通常具有双重曲率，即叶片和模具在叶片的前缘和后缘之间沿横向方向弯曲并且在叶片的根部和末端之间沿纵向弯曲。为了确保尽管存在该曲率，铺设辊16a、16b、16c也会在预浸渍条带18的整个宽度上施加均匀压力，辊16a、16b、16c由空气填充袋形成。辊16a、16b、16c能够被压缩到一定程度，这允许辊16a、16b、16c沿与模具22的表面20正交的方向(如图1中的箭头32所示)移位。该动作类似于车辆的悬架系统，从而允许末端执行器组件10吸收模具表面20中的曲率或波动。
铺设辊16a、16b、16c包括位于第一外围辊16b和第二外围辊16c(它们也被称为“翼”辊)之间的中心辊16a。辊16a、16b、16c以燕尾构形或V形构形排列，其中中心辊16a沿组件10的前进方向(由图1和2中的箭头34表示)位于外围辊16b、16c的前面。中心辊16a绕中心轴线旋转，而第一外围辊16b和第二外围辊16c绕相应的第一外围轴线和第二外围轴线旋转，该第一外围轴线和第二外围轴线均横向于前进方向34并横向于中心轴线。在该布置中，外围辊在条带上滑动一定程度，以实现展平。该滑动动作模仿手动铺覆技术，在手动铺覆技术中，设置的条带经由工人的手按照滑动动作从中心向外在该条带上移动而在模具表面上展平。在其他实施例中，外围辊16b、16c可分段并且交错开，并且绕平行于中心轴线的相应外围轴线旋转。
使得中心辊16a在外围辊16b、16c前面前进具有这样的作用：使得预浸渍条带18从中心区域朝向其边缘向外展平。这减少了当条带18被铺覆到模具的具有横向于前进方向34的曲率的区域上时起皱。借助成形装置24进一步防止起皱，该成形装置使条带18预成形，以正好在条带18被铺设到模具22中之前使条带18与模具22的曲率保持一致。将在下文参考图3更详细地描述成形装置24。
参考图3，如上所述，成形装置24包括一系列成形辊26a-e。成形辊26a-e中的每个在相应杆轴上旋转，所述杆轴端对端接合以形成辊链36。在该实施例中，链36包括五个辊26a-e。中心辊26a被布置在外围辊26b-e形成的第一组38a和第二组38b之间。组38a、38b均分别包括两个外围辊26b、26c和26d、26e。链36的两端被安装到末端执行器组件10的壳体上的相应安装点40a、40b。辊链36悬置在两个安装点40a、40b之间并且采用浅U形曲率，其中中心辊26a占据最低位置，外围辊26b-e形成的第一组38a和第二组38b占据更接近安装点40a、40b的相对较高的位置。在这种构造中，成形辊26a-e已知为“花环式槽形托辊(garland troughing idler)”并且类似于输送带系统中所使用的，虽然它们用于不同的目的。在其他实施例中，可使用固定辊来替换花环式槽形托辊。
末端执行器组件10包括进给机构，该进给机构用于将预浸料18从预浸料卷28在花环式托辊26a-e上进给并且进给到铺设辊16a-c。位于预浸料卷28和铺设辊16a-c之间的花环式托辊26a-e用于正好在材料18到达铺设辊16a-c之前(材料18在该时刻被设置到模具22中)使一定长度的材料18预成形。采用这种布置，将理解的是预浸料卷28和模具22的表面20之间的预浸料18的路径长度在预浸料18的整个宽度上将保持大致均匀，且因此沿预浸料18的长度上的张力也将在其整个宽度上保持大致均匀。花环式托辊26a-e所采用的U形曲率对应于模具22的横向曲率。
当预浸料条带18在花环式托辊26a-e上(即，通过U形形状)进给时，该托辊26a-e向条带18施加与模具表面20的横向曲率对应的曲率。这样做的作用在于确保预浸料条带18的全部宽度差不多同时平贴地布置在模具表面20上。在不采用该预成形的情况下，条带18的边缘将先于条带18的中心区域接触弯曲模具表面20，从而导致空气被捕获在条带18下面。
由于成形装置24和铺设装置14的协同作用，有效地防止在层压铺覆中产生皱褶。成形装置24使预浸料条带18预成形，这确保条带18的全部宽度同时接触模具表面20，因此最小化空气被捕获的可能性，同时被排列成燕尾构形的铺设辊16a-c确保条带18从其中心向外展平，因此驱出可能已经被捕获的任何空气。
除了上述功能以外，铺设辊16a-c和成形辊26a-e还用于在铺覆期间从预浸渍层片18移除保护性衬层。预浸渍层片是粘附性的，且因此通常包括上保护性衬层和下保护性衬层，这些保护性衬层在存放期间保护这些层片并且使得这些层片能够缠绕在卷上并在需要时容易地解绕。再次参考图1，当预浸渍条带18在花环式槽形托辊26a-e上被进给时，下衬层42被移除。下衬层42环绕花环式槽形托辊26a-e，在预浸渍条带18到达铺设辊16a-c之前，所述花环式槽形托辊26a-e将下衬层42从该预浸料条带18剥离。上衬层44环绕铺设辊16a-c，当预浸料条带18被铺设到模具22中时，该铺设辊16a-c将上衬层44从该条带剥离。
将理解的是，上述的方法和设备适合用于全自动复合物铺覆技术以及半自动铺覆技术中。在半自动技术中，复合结构制造中的一个或更多个步骤被手动执行。
虽然针对风轮机叶片的制造描述了本发明，但是将理解的是，本发明可用于制造其他复合制品，例如包括机翼和机身的飞行器部件。
可针对上述具体实施例做出许多修改而不偏离由附图限定的本发明的范围。例如，在其他实施方式中，铺设装置14可具有不止三个辊16a-c。这些辊不必需是空气填充袋，而可以是以其他方式呈柔性。例如，可结合合适的悬置系统(例如，液压或气动的致动器或弹簧)使用刚性辊，或者可使用内在柔性的辊，例如橡胶辊或泡沫辊。其他合适的成形装置可替代花环式槽形托辊26a-e。例如，可使用其他类型的槽形托辊，在这种槽形托辊中，其中各个辊位于公共轴上。同样，成形辊26a-e可被替换为合适成形的模。

Claims (34)

1.一种复合物铺覆方法，在该方法中，纤维材料条带均被逐渐设置在模具表面上，所述方法包括：
沿从纤维材料供应源向铺设装置延伸的路径进给纤维材料条带，所述铺设装置用于将所述条带逐渐铺设到所述模具表面上；以及
赋予所述路径内的条带一形状，同时使得在所述路径内的条带的长度在所述条带的整个宽度上保持大致均匀，其中，赋予所述条带的所述形状至少部分地对应于所述模具表面的形状。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括赋予所述条带一曲率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述曲率沿下述的方向被赋予，所述方向横向于所述条带被逐渐设置到所述模具表面上所沿的方向。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过在一组成形辊上进给所述条带来实现向所述条带赋形。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括紧接在所述条带被铺设在所述模具中之前使所述条带成形。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：当所述条带被设置在所述模具中时将设置的所述条带从其中心到其边缘向外展平。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括：使得所述铺设装置的中心铺设辊沿所述铺设装置的前进方向在外围铺设辊的前面行进。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：在所述铺设装置横过所述模具表面的同时向所述铺设装置连续地供应纤维材料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：在沿所述条带的长度位于所述铺设装置上游的位置处从所述条带移除第一衬层，这一位置是向所述条带赋形的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括：移除所述第一衬层和向所述条带赋形同时进行。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：在沿所述条带位于移除所述第一衬层之处的下游的位置处从所述条带移除第二衬层。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法包括：在将所述条带设置在所述模具中时移除所述第二衬层。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在计算机控制下自动进行。
14.一种用于在复合物铺覆中使用的末端执行器组件，所述组件构造成在模具表面上逐渐设置纤维材料条带，并且所述组件包括：
铺设装置，所述铺设装置用于将纤维材料条带铺设在所述模具表面上；
进给机构，所述进给机构用于沿从纤维材料供应源向所述铺设装置延伸的路径进给所述条带；以及
成形装置，所述成形装置位于所述路径内，并且构造成在使得在所述路径内的所述条带的长度在所述条带的整个宽度上保持大致均匀的同时，赋予所述条带一形状，其中，赋予所述条带的所述形状至少部分地对应于所述模具表面的形状。
15.根据权利要求14所述的末端执行器组件，其中，所述成形装置构造成赋予所述条带一曲率。
16.根据权利要求15所述的末端执行器组件，其中，所述成形装置构造成沿下述的方向赋予所述条带所述曲率，所述方向横向于所述末端执行器组件在所述模具表面上前进的前进方向。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述成形装置包括一个或更多个成形辊，所述纤维材料条带在所述一个或更多个成形辊上进给。
18.根据权利要求17所述的末端执行器组件，其中，这些所述成形辊以弯曲构形排列。
19.根据权利要求18所述的末端执行器组件，其中，所述成形辊是槽形托辊。
20.根据权利要求19所述的末端执行器组件，其中，所述成形辊是花环式槽形托辊。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述铺设装置能够沿正交于所述模具表面的方向移位。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述铺设装置包括一个或更多个铺设辊。
23.根据权利要求22所述的末端执行器组件，其中，所述铺设辊包括流体填充的袋。
24.根据权利要求23所述的末端执行器组件，其中，所述铺设辊是空气填充的袋。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述铺设辊包括位于相应的第一组外围辊和第二组外围辊之间的一个或更多个中心铺设辊，这些铺设辊以V形构形排列，在所述V形构形中，所述中心铺设辊或各中心铺设辊沿所述末端执行器组件在所述模具表面上前进的前进方向位于所述外围铺设辊的前面。
26.根据权利要求25所述的末端执行器组件，其中，所述外围辊被布置成抵靠所述条带滑动。
27.根据权利要求14至26中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述末端执行器组件包括纤维材料供应源。
28.根据权利要求27所述的末端执行器组件，其中，所述供应源是纤维材料卷。
29.根据权利要求27或28所述的末端执行器组件，其中，所述成形装置位于所述供应源和所述铺设装置之间。
30.根据权利要求14至29中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述纤维材料是预浸料。
31.根据权利要求14至30中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述成形装置构造成在所述纤维材料被设置在所述模具中之前从所述纤维材料移除第一衬层。
32.根据权利要求30所述的末端执行器组件，其中，所述铺设装置构造成当所述纤维材料被设置在所述模具中时从所述纤维材料移除第二衬层。
33.根据权利要求14至32中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述末端执行器组件是计算机控制的。
34.根据权利要求14至33中任一项所述的末端执行器组件，其中，所述末端执行器组件被安装到机器人臂或台架。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104890255A (zh) * 2015-05-20 2015-09-09 卓达新材料科技集团有限公司 一种自动铺料装置
CN105121138A (zh) * 2013-02-08 2015-12-02 Lmwp专利控股有限公司 用于制造物品的系统和方法
CN105711105A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 空中客车营运有限公司 层状复合装料的成形方法
CN107471503A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中材科技风电叶片股份有限公司 风电叶片模具表面的防护层施工方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014073090A1 (ja) * 2012-11-09 2014-05-15 三菱重工業株式会社 強化繊維基材の積層装置及び強化繊維基材の積層方法
CN105682902B (zh) * 2013-05-08 2018-02-06 艾普拉斯认证公司 用于形成复合材料的叠层的系统
EP2808158A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-03 Siemens Aktiengesellschaft A method and apparatus for laying a fibre material on a mould surface
DE102014001414B4 (de) * 2014-02-05 2017-05-11 Premium Aerotec Gmbh Ablegekopf zum automatisierten Ablegen eines flächigen Materials, sowie Verwendung eines derartigen Ablegekopfes
GB2528295A (en) 2014-07-16 2016-01-20 Vestas Wind Sys As Improvements relating to composite manufacturing
DE102016103484A1 (de) * 2016-02-26 2017-08-31 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Faserlegekopf zum Legen von Faserhalbzeugprofilen, Faserlegeanlage sowie Verfahren hierzu
DE102017121892B4 (de) 2017-09-21 2021-02-11 Universität Bremen Verfahren, Vorrichtung und Verwendung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Handhaben und Ablegen von technischen Textilien, insbesondere in Form eines Textillagenpakets, in ein Formwerkzeug
US11524468B2 (en) * 2020-02-03 2022-12-13 Rohr, Inc. Systems and methods for thermoplastic panel stretch/roll forming
EP4035876A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-03 The Boeing Company Pick-and-place system and method for transferring and installing a contoured composite structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591402A (en) * 1981-06-22 1986-05-27 Ltv Aerospace And Defense Company Apparatus and method for manufacturing composite structures
US5200019A (en) * 1990-01-25 1993-04-06 Hendrik Brandis Apparatus for depositing slivers on double-curved bodies or surfaces
US6390169B1 (en) * 2000-02-23 2002-05-21 The Boeing Company Conformable compaction apparatus for use with a fiber placement machine
CN101254652A (zh) * 2007-12-28 2008-09-03 西安交通大学 制造树脂基复合材料构件的原位固结纤维铺放方法及装置
WO2009130493A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Airbus Uk Limited Method of tape laying of thermoplastic composite materials

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5669777B2 (ja) * 2012-02-29 2015-02-18 三菱重工業株式会社 強化繊維基材の製造方法および製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591402A (en) * 1981-06-22 1986-05-27 Ltv Aerospace And Defense Company Apparatus and method for manufacturing composite structures
US5200019A (en) * 1990-01-25 1993-04-06 Hendrik Brandis Apparatus for depositing slivers on double-curved bodies or surfaces
US6390169B1 (en) * 2000-02-23 2002-05-21 The Boeing Company Conformable compaction apparatus for use with a fiber placement machine
CN101254652A (zh) * 2007-12-28 2008-09-03 西安交通大学 制造树脂基复合材料构件的原位固结纤维铺放方法及装置
WO2009130493A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 Airbus Uk Limited Method of tape laying of thermoplastic composite materials

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105121138A (zh) * 2013-02-08 2015-12-02 Lmwp专利控股有限公司 用于制造物品的系统和方法
CN105121138B (zh) * 2013-02-08 2018-04-24 Lm Wp 专利控股有限公司 用于制造物品的系统和方法
CN105711105A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 空中客车营运有限公司 层状复合装料的成形方法
CN105711105B (zh) * 2014-12-19 2020-01-14 空中客车营运有限公司 层状复合装料的成形方法
CN104890255A (zh) * 2015-05-20 2015-09-09 卓达新材料科技集团有限公司 一种自动铺料装置
CN107471503A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中材科技风电叶片股份有限公司 风电叶片模具表面的防护层施工方法
CN107471503B (zh) * 2016-06-08 2019-08-30 中材科技风电叶片股份有限公司 风电叶片模具表面的防护层施工方法

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