CN104936767B - 使用磁力进行层压板压实 - Google Patents

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Abstract

一种装置(40)，其使用磁体产生的磁力增强施加到复合层压板的压实压力。

Description

使用磁力进行层压板压实
技术领域
本公开大体涉及制造复合部件，并且更具体地针对抵靠工具压实复合层片的方法和装置。
背景技术
可以使用任意若干技术制造包括纤维增强的聚合物树脂的复合部件。在一种技术中，铺设多层纤维预浸的装载结构(charge)并将其悬垂形成在工具上方，之后压实并固化所形成的装载结构。在另一种技术中，干纤维预成型件/预制件设置在模具中，真空打包，然后用树脂灌注以产生期望的部件形状。接着使用热压成型工艺或非热压成型工艺固化树脂灌注的预成型件。
根据所使用的制造技术和部件的几何形状，实现所形成的复合装载结构的足够压实可能存在挑战。例如，装载结构的一些区域上的真空袋的桥接可以阻止整个压实压力被施加到这些区域。类似地，如果成型工具具有特征，例如，相对尖锐的内侧拐角，可能难以完全在这些拐角中形成多层装载结构。当使用树脂灌注技术时，可能由于树脂的引入而不能将压实压力施加到纤维预成型件。不论采用哪种制造技术，不充分的压实压力的施加可能导致完成的部件呈现树脂富集区域，这些区域具有少于期望的纤维组分，从而潜在地影响部件性能。
已经开发了许多压力增强器来增强施加到复合装载结构的局部区域的压实压力的量，但每种都具有限制。例如，螺纹夹紧型的增强器由于装载结构在压实过程期间移动(压实)而丧失力。类似地，依赖弹簧力的压力增强器在装载结构移动时仅在两个方向上移动。在一些应用中，工具或部件几何形状可以阻止已知压力增强器的使用。
因此，存在对局部增强施加到所形成的复合装载结构的压实压力的装置和方法的需要。还存在对以上提到的类型的装置和方法的需要，所述装置和方法简单、易于使用并适于在压实期间与部件装载结构一起移动以维持期望的恒定压实压力。
发明内容
所公开的实施例提供磁性压力增强器装置，其可以用于通过使用一个或更多个磁体供应的磁力，局部增强施加到所形成的复合层压板装载结构的压实压力。磁力的量且因此的压实压力的水平可以通过改变磁体在装置上的位置而调节。装置在整个去膨胀(de-bulking)、压实或固化过程中施加恒定的压实压力并在装载结构被压实时与装载结构一起在任意三个维度中移动。该装置构造简单、容易安装且与现有复合层压板制造工艺兼容。该装置有效降低桥接并增加具有致密半径的部件的区域中的纤维组分。该装置还可以用于在组装期间将部件保持在固定装置中。
根据一个所公开的实施例，提供一种用于抵靠工具压紧复合层片的装置。该装置包括适于抵靠层片被设置的主体和主体上的至少一个磁体，该磁体适于产生将层片抵靠工具压紧的磁力。该工具由铁磁材料形成并且该主体包括顺磁材料。磁体可以安装在主体上以允许调节磁力。主体包括由顺磁材料形成的面，该面适于接合复合层片并将复合层片压紧到工具的拐角中。磁体与顺磁构件被间隔开一定间隙，并且磁体和顺磁构件之间的间隙的大小可调节。磁体可以是钕磁体和钐钴磁体中的一种。
根据另一个实施例，提供一种用于抵靠复合部件施加局部压实力的装置。该装置包括顺磁构件和磁体，该顺磁构件适于使用磁力施加压力到部件，该磁体磁性地与顺磁构件耦合以产生磁力。该装置可以进一步包括主体，其中顺磁构件和磁体安装在主体上。顺磁构件和磁体被彼此间隔开。顺磁构件包括被配置为在复合部件中形成弧形部的面。磁体可调节以允许调节磁力。
根据进一步的实施例，提供一种用于增强施加到复合层压板部件的拐角的压实压力的装置。该装置包括主体和主体上的至少一个磁体，该主体具有被配置为基本上匹配拐角的形状的面，该磁体与该面磁性耦合以磁化所述面。主体包括顺磁构件，并且该面位于顺磁构件上。磁体和顺磁构件被彼此间隔开以在其间形成间隙，并且磁体可移动地安装在主体上以允许调节间隙的大小。
根据又一实施例，提供一种压实复合部件的方法，包括将可磁化装置设置在部件上并使用磁力抵靠所述部件拉动装置。该方法进一步包括通过调节磁体在装置上的位置而调节磁力。将可磁化装置设置在部件上包括桥接装置的面以接触部件的区域。
根据进一步公开的实施例，提供一种增强施加到复合层压板的弧形拐角的压实压力的方法。该方法包括抵靠复合层压板将磁力增强器设置在弧形拐角处，并使用磁性增强器产生的磁场抵靠复合层压板迫使磁性增强器处于在弧形拐角处。
根据又一个实施例，提供一种形成具有弧形内部拐角的复合层压板的方法，其包括：将复合层压板装载结构设置在成型工具上方；在成型工具上形成复合层压板，其包括使用压实压力将复合层压板压实到工具的弧形内部拐角中；以及使用磁力增强压实压力。
根据本公开的一个方面，提供一种抵靠工具压紧复合层片的装置，其包括：适于抵靠层片设置的主体和主体上的至少一个磁体，该磁体适于产生抵靠工具压紧层片的磁力。有利地，在该装置中，工具由铁磁材料形成并且主体包括顺磁材料。有利地，在该装置中，磁体可调节地安装在主体上以允许调节磁力。有利地，在该装置中，主体包括由顺磁材料形成的面，该面适于接合复合层片并将复合层片压紧到工具的拐角中。有利地，在该装置中，主体包括顺磁构件，该顺磁构件具有适于接合并压紧层片的面，磁体与顺磁构件被间隔开一定间隙，并且磁体和顺磁构件之间的间隙的大小可调节。有利地，在该装置中，磁体是钕磁体和钐钴磁体中的一种。
根据本公开的进一步方面，提供一种抵靠复合部件施加局部压实力的装置，其包括：顺磁构件，其适于使用磁力施加压力到部件；和磁体，其与顺磁构件磁性耦合以产生磁力。有利地，该装置进一步包括主体，并且其中顺磁构件和磁体安装在主体上。有利地，在该装置中，顺磁构件和磁体被彼此间隔开。有利地，在该装置中，顺磁构件包括被配置以在复合部件中形成弧形部的面。有利地，在该装置中，磁体可调节以允许调节磁力。
根据本公开的又一进一步方面，提供一种增强施加到复合层压板部件的拐角的压实压力的装置，其包括主体和主体上的至少一个磁体，该主体具有被配置为基本上匹配拐角的形状的面，磁体磁性地与该面耦合以磁化该面。有利地，在该装置中，主体包括顺磁构件，并且该面位于顺磁构件上。有利地，在该装置中，磁体和顺磁构件被彼此间隔开以在其间形成间隙。有利地，在该装置中，磁体可移动地安装在主体上以允许调节间隙的大小，根据本公开的又一进一步方面，提供一种压实复合部件的方法，其包括：将可磁化装置设置在部件上；以及使用磁力抵靠部件拉动装置。有利地，该方法进一步包括：通过调节磁体在装置上的位置调节磁力。有利地，在该方法中，将可磁化装置设置在部件上包括桥接该装置的面以接触部件的区域。
根据本公开的又一进一步方面，提供一种增强施加到复合层压板的弧形拐角的压实压力的方法，其包括：抵靠复合层压板将磁力增强器设置在弧形拐角处；以及使用磁性增强器产生的磁场抵靠复合层压板迫使磁性增强器处于弧形拐角处。
根据本公开的又一进一步方面，提供一种形成具有弧形内部拐角的复合层压板的方法，其包括：将复合层压板装载结构设置在成型工具上方；在成型工具上方形成复合层压板，其包括使用压实压力将复合层压板压实到工具的弧形内部拐角中；以及使用磁力增强压实压力。
特征、功能和优点能够在本公开的各种实施例中独立地实现或者可以在又一些其他实施例中被组合，其进一步的细节能够参见下列具体实施方式和附图而被了解。
附图说明
被认为是示例性实施例的新颖特征的特性在所附权利要求书中阐述。然而，通过参考本公开的示例性实施例的下列具体实施方式并结合附图阅读时，将最佳理解示例性实施例以及优选使用模式及其进一步目的和优点，其中：
图1是将要向下形成在成型工具上的复合层压板装载结构的端视图的图示说明。
图2是与图1类似的图示说明，但其示出复合层压板装载结构已经形成在成型工具上方。
图3是使用所公开的磁性压力增强器压实复合层压板装载结构的方法的流程图的图示说明。
图4是将要通过使用磁性压力增强器形成到成型工具的内部拐角中的复合层压板装载结构的图示性端视图的图示说明。
图5是类似于图4的图示说明，但其示出完全形成在成型工具的内部拐角中的复合层压板装载结构。
图6是类似于图4的图示说明，但其示出磁性压力增强器的附加细节。
图7是磁性压力增强器的一个实施例的侧视图的图示说明。
图8是图7中示出的磁性压力增强器的端视图的图示说明。
图9是沿着图8的线9-9截取的截面图的图示说明。
图10是具有复合装载结构形成在其中的成型工具的截面图的图示说明，并图示说明磁性压力增强器的一个替代实施例。
图11是图10中被标注为“图11”的图示说明。
图12是飞行器制造和维护方法的流程图的图示说明。
图13是飞行器的方框图的图示说明。
具体实施方式
首先参考图1、图2和图3，多层非固化的复合层压板装载结构30可以形成在凸工具26上方。装载结构30可以包括预浸渍的铺设件，然而，如将在稍后讨论的，装载结构30可以包括干纤维预成型件，该预成型件随后在模具(未示出)内用树脂灌注。在图1和图2示出的示例中，形成的部件是帽形桁条25(图2)，包括三条支柱20、21、22和一对外翻凸缘24。每个凸缘24通过内部弧形部32(其形成在工具26的90度内部拐角28内)过渡到支柱21、22的一个。为了将每个内部弧形部32形成在内部拐角28中，压实压力P被施加到内部拐角28处的层压板装载结构30。如将在下文更详细描述的，根据所公开的实施例，使用磁性压力增强器装置40产生的磁力施加必要的压实压力P。
图3示出制造复合层压板部件(如图2中示出的桁条25)的方法的总体步骤，使用磁性压力增强器装置40局部增强期望区域(如工具26的内部拐角28)中的压实压力。在步骤34处开始，将复合层压板装载结构30设置在成型工具26上方。在35处，抵靠工具26的内部拐角28设置磁性增强器装置40，并且在步骤36处，可选地，磁体44在装置40上的位置可以被调节以实现内部拐角28处的压实压力的期望增强。在步骤37处，复合层压板装载结构30被形成在成型工具26上方。抵靠工具26压实所形成的层压板装载结构30，并且压实压力被施加在内部弧形部32处以便将复合装载结构形成到工具26的内部拐角28中。在38处，磁体44产生的磁力用于增强工具26的内部拐角28处的压实压力P。
现在参考图4和图5，抵靠具有内部拐角28的工具26压实包括多个层片30a的复合层压板装载结构30。尽管附图中未示出，可以在复合装载结构30和工具26上方密封真空袋以便施加压实压力，该压实压力抵靠工具26压实装载结构。当使用热压成型工艺固化部件时，可以施加附加压实压力。工具26由磁性材料形成，即，具有相对高的导磁率的材料。例如，工具26可以由铁磁材料(例如，因瓦合金或类似的镍钢合金)形成。为了将复合层压板装载结构30压实在内部拐角28中，在内部拐角28的区域中抵靠装载结构30设置磁性压力增强器装置40。
装置40包括主体46，在主体46上安装有永磁体44。如将在下文更详细描述的，主体46的形状将依赖于应用和正形成的部件的几何形状。在所示示例中，主体46具有基本上匹配工具26的内部拐角28处的角度的直角表面。磁体44由磁性材料形成，该磁性材料具有适于该应用的居里温度，并且可以至少部分依赖于形成和/或固化复合层压板装载结构30的温度。例如，但不限于，磁体44可以包括SH级钕磁体或钐钴磁体。SH级钕磁体可以适于在成型/固化温度高达150摄氏度时使用，而钐钴磁体可以适于在成型/固化温度高达300摄氏度时使用。
磁体44产生电磁力F，其磁性吸引铁磁工具26，使得装置40被朝向工具26拉动并将复合装载结构30压实到工具26的内部拐角28中，如图5最佳示出的。随着复合装载结构30开始抵靠工具26压实时，装置40与复合装载结构30一起在一个或更多个维度(高达三个维度)中移动以在内部拐角28处维持增强的压实压力P。而且，随着层压板装载结构30压实，装置40施加的压实压力P的量增加，因为随着磁体44更靠近工具26拉动，磁体44和工具26之间的吸引磁力增加。
所公开的磁性压力增强器装置40可以用于通过使用用于制造复合部件的任意若干不同工艺而局部增加压实压力。在上述讨论的示例中，增强器装置用于局部增强施加到预浸渍铺设件(其外形通过使用悬垂形成技术或类似技术形成)的压实压力。然而，以类似的方式，磁性压力增强器装置40可以用于在树脂灌注工艺期间，在干纤维预成型件正灌注树脂时，维持干纤维预成型件上的局部压实压力和/或增强该压实压力。在树脂灌注期间，通常真空袋供应的压实压力丧失，因为在大气压力下或接近大气压力的压力下将树脂灌注在包含预成型件的模具中。磁性压力增强器装置40在树脂灌注期间维持必要的压实压力，因为该装置依赖于磁力而不是真空压力产生压实压力。装置40能够用于实现复合层压板的去膨胀并执行复合层压板的非热压成型固化。装置40还可以用于执行复合层压板的炉固化(使用或不使用真空袋)以及在组装工艺期间将复合部件保持在固定装置中。
图6图示说明图4和图5中示出的磁性压力增强器40的一个实施例的附加细节。在该示例中，主体46由基本上非磁性材料形成。顺磁材料形成的成型构件48安装在主体46上并包括面50，该面50具有适于在局部区域(如工具26的内部拐角28处)中抵靠工具26形成层压板装载结构30的几何形状。磁体44靠近顺磁成型构件48安装在主体46上，以便磁性耦合成型构件48并磁化成型构件48。顺磁成型构件48产生的磁力F将取决于它离磁体44的距离。
现在注意力转到图7、图8和图9，它们图示说明磁性压力增强器装置40的实施例的附加细节。在该示例中，装置40具有大致三角形形状，类似于先前描述的装置40。任意合适的非磁性材料形成的主体46夹在一对非磁性外部板49之间。主体46包括两个基本垂直的侧边45，它们适于接合复合装载结构30并抵靠工具26压实复合装载结构30。合适顺磁材料形成的成型构件48固定在主体46的腔体55内并包括面50，面50具有轻微弧形部，其适于增强用于将复合装载结构30压实在工具26的内部拐角28中的压力P。合适的磁体44还安装在腔体55内，与成型构件48呈间隔的关系，在顺磁成型构件48和磁体44之间形成间隙G。磁体44在腔体55内可移动朝向成型构件48并远离成型构件48。调节螺钉52穿过主体46中的螺纹套筒53并由一对止动件56固定到磁体44。转动调节螺钉52使得磁体44朝向成型构件48或远离成型构件48移动，进而改变间隙G的大小。间隙G的大小确定磁体44对顺磁构件48的磁化程度。因此，装置42施加到复合装载结构30的压实压力P能够使用调节螺钉52改变。
应注意，在上述描述的实施例中，仅采用单个磁体，然而，在另一些实施例中，在每个装置40中使用超过一个磁体44会是必要或期望的。
在上述描述的实施例中，磁性压力增强器装置40在弧形区域中增强施加到复合装载结构30的压实压力。然而，装置40可以用于在可以不是弧形的区域中将压实压力施加到复合装载结构，例如，该区域可以是基本扁平、直形区域。例如，现在参考图10和图11，复合装载结构30形成在磁性材料(例如，因瓦合金)形成的凹工具60的空腔62中。工具60包括两个内部间隔开的拐角64，它们由直形拉伸件66分离。在该示例中，为了在空腔62底部的所有区域中增强施加到复合装载结构30的压实压力，两个大致三角形形状的“拐角”装置40a与梯形形状的中心装置40b结合。拐角装置40a增强施加到复合装载结构30的在拐角64处的压实压力，而中心装置40b沿着直形拉伸件64施加压实压力到复合装载结构30。
公开的实施例可以用于各种潜在应用中，具体地，用在交通运输行业，包括例如，航空航天、船舶、汽车应用和涉及在复合部件制造期间压实复合层压板的其他应用。因此，现在参考图12和图13，本公开的实施例可以用在如图12所示的飞行器制造和维护方法68和图13所示的飞行器70的背景中。所公开的实施例的飞行器应用可以包括，例如但不限于，桁条、翼梁、横梁和加强筋，此处仅列出一些。在预生产期间，示例性方法68可以包括飞行器70的规格和设计72以及材料采购74。在生产期间，进行飞行器70的部件和子组件制造76和系统集成78。之后，飞行器70可以经过认证和交付80以便投入使用82。当由客户使用时，飞行器70被定期进行例行维修和维护84，这还可以包括修改、重新配置、翻新等。
方法68的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行或完成。出于本描述的目的，系统集成商可以包括，但不限于，任意数量的飞行器制造商和子系统分包商；第三方可以包括，但不限于，任意数量的销售商、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、服务组织等。
如图13所示，示例性方法68生产的飞行器70可以包括具有多个系统88的机身86和内部90。高级系统88的示例包括推进系统92、电气系统94、液压系统96和环境系统98中的一个或更多个。可以包括任意数量的其他系统。尽管示出航空航天的示例，但是，本公开的原理可以应用于其他行业，例如，船舶和汽车行业。
本文所实施的系统和方法可以在制造和维护方法68的任意一个或更多个阶段期间采用。例如，对应于制造过程76的部件或子组件可以以类似于飞行器70使用时生产的部件或子组件的方式制造或生产。而且，可以在生产阶段76和78期间利用一个或更多个设备实施例、方法实施例或它们的组合，例如，大幅加快飞行器70的组装或降低飞行器70的成本。类似地，可以在飞行器70使用时利用一个或更多个设备实施例、方法实施例或它们的组合，例如，但不限于，进行维修和维护84。
出于图示说明和描述的目的已经提出了不同说明性实施例的描述，但并不旨在穷尽或限制所公开实施例的形式。对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变化将是明显的。进一步地，与另一些说明性实施例相比，不同说明性实施例可以提供不同优点。所选一个或更多个实施例被选择和描述以便最佳地解释实施例的原理、实际应用并使本领域普通技术人员能够理解所想到的适于具体应用、具有许多修改的的本发明的各种实施例。

Claims (6)

1.一种用于压紧复合层片(30a)的装置，所述装置包括：
由铁磁材料形成的工具(26)，抵靠该工具压实层压板装载结构(30)，所述工具(26)具有至少一个内部拐角(28)，所述压板装载结构(30)包括若干未固化的复合层压板层片(30a)；
主体(46)，其适于抵靠所述层片(30a)设置，所述主体(46)包括大致匹配所述工具(26)的所述内部拐角(28)的成角度表面，其中所述主体(46)包括顺磁材料；
所述主体(46)上的至少一个磁体(44)，其适于产生磁力，所述磁力抵靠所述工具(26)压紧所述层片；以及
密封在所述工具(26)上方的真空袋，其中所述真空袋被配置为施加第一压实压力，所述第一压实压力朝向所述内部拐角(28)按压所述主体(46)使得所述主体(46)利用第二压实压力将所述压板装载结构(30)压实到所述内部拐角中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁体(44)可调节地安装在所述主体(46)上以允许调节所述磁力(F)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体(46)包括由顺磁材料形成的面(50)，所述面(50)适于接合所述复合层片(30a)并将所述复合层片(30a)压紧到所述工具(26)的拐角(28)中。
4.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述主体(46)包括顺磁构件(48)，所述顺磁构件(48)具有适于接合并压紧所述层片(30a)的面(50)，
所述磁体(44)与所述顺磁构件(48)被间隔开一定间隙(G)，并且
所述磁体(44)和所述顺磁构件(48)之间的所述间隙(G)的大小可调节。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述磁体(44)是选自钕磁体和钐钴磁体中的一种的永磁体。
6.一种形成具有弧形内部拐角的复合层压板的方法，所述方法包括：
将复合层压板装载结构设置(34)在成型工具上方，所述成型工具由铁磁材料形成，抵靠所述成型工具压实所述复合层压板装载结构，所述复合层压板装载结构包括若干未固化的复合层压板层片；
将真空袋密封在所述复合层压板装载结构和所述成型工具的上方以便施加压实压力，该压实压力抵靠所述成型工具压实所述复合层压板装载结构；
抵靠所述复合层压板将磁力增强器设置(35)在所述弧形内部拐角处，所述磁力增强器包括顺磁材料，所述磁力增强器包括主体，所述主体适于抵靠所述层片设置并且包括大致匹配所述成型工具的所述弧形内部拐角的成角度表面；
在所述成型工具上方形成(36)所述复合层压板，包括使用所述压实压力将所述复合层压板压实到所述成型工具的弧形内部拐角中；以及，
使用(38)磁力增强压实压力。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017004339B4 (de) * 2017-05-05 2021-05-12 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils
US10710319B2 (en) * 2017-08-02 2020-07-14 The Boeing Company Controlling application of forces to different portions of object surface using bladder
DE102018217017A1 (de) * 2018-10-04 2020-04-09 Premium Aerotec Gmbh Verfahren zur herstellung eines strukturbauteils
US11220071B2 (en) * 2018-10-31 2022-01-11 The Boeing Company Composite part compaction device
DE102019125498A1 (de) * 2019-09-23 2021-03-25 Airbus Operations Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern
CN114789572A (zh) * 2021-01-26 2022-07-26 中材科技风电叶片股份有限公司 风电叶片工装及风电叶片的加工方法
CN113002011A (zh) * 2021-02-08 2021-06-22 北京航空航天大学 通过热压罐制备先进复合材料l形梁构件的方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1603175A (en) * 1926-02-25 1926-10-12 Weisz David Electric window cleaner
WO2000018566A1 (fr) * 1998-09-30 2000-04-06 Toray Industries, Inc. Structure creuse en resine renforcee par des fibres et son procede de fabrication
US6489871B1 (en) * 1999-12-11 2002-12-03 Simon C. Barton Magnetic workholding device
CN102470572A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 波音公司 利用电磁力和传导热传递的固化系统和方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3686815A (en) 1970-02-19 1972-08-29 Robert J Von Bose Method for building construction
US3700938A (en) 1971-12-15 1972-10-24 Bell Telephone Labor Inc Electroacoustic transducer with magnetic transducing element clamping
SU1017508A1 (ru) * 1981-06-08 1983-05-15 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Пресс непрерывного действи (его варианты)
US5939007A (en) 1994-08-31 1999-08-17 Sikorsky Aircraft Corporation Method for manufacture of a fiber reinforced composite spar for rotary wing aircraft
JP3155477B2 (ja) * 1996-11-25 2001-04-09 住友重機械工業株式会社 型締装置
JP4380909B2 (ja) * 2000-12-06 2009-12-09 本田技研工業株式会社 繊維強化複合材からなる中空構造物及びその補強物の接合方法
US6964723B2 (en) 2002-10-04 2005-11-15 The Boeing Company Method for applying pressure to composite laminate areas masked by secondary features
US7148776B2 (en) 2003-04-28 2006-12-12 The Boeing Company Electromagnetic clamp and method for clamping a structure
US7496424B2 (en) 2005-09-23 2009-02-24 The Boeing Company Method of manufacturing a pressure intensifying tool and tool produced thereby
US8864120B2 (en) 2009-07-24 2014-10-21 The Boeing Company Electromagnetic clamping system for manufacturing large structures
DE102009029575B4 (de) 2009-09-18 2011-06-22 Airbus Operations GmbH, 21129 Verfahren zur Versteifung eines Faserverbundbauteils und Anordnung zur Herstellung eines versteiften Faserverbundteils
JP5476916B2 (ja) * 2009-10-16 2014-04-23 東レ株式会社 繊維強化プラスチックの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1603175A (en) * 1926-02-25 1926-10-12 Weisz David Electric window cleaner
WO2000018566A1 (fr) * 1998-09-30 2000-04-06 Toray Industries, Inc. Structure creuse en resine renforcee par des fibres et son procede de fabrication
US6489871B1 (en) * 1999-12-11 2002-12-03 Simon C. Barton Magnetic workholding device
CN102470572A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 波音公司 利用电磁力和传导热传递的固化系统和方法

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US20140216642A1 (en) 2014-08-07

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