CN105751526B - 使用芯轴组件形成部件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用芯轴组件形成部件的系统和方法。芯轴组件(100)被构造为接收一个或多个复合材料层以形成部件(250)。所述芯轴组件(100)可包括：塔架(102)，所述塔架(102)具有围绕中央通道(130)的外形成壁(110)；以及上环(104)，所述上环(104)以可去除的方式固定到所述塔架(102)。所述上环(104)被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述上环(104)的至少一部分和所述外形成壁(110)周围之后从所述塔架(102)去除。在从所述塔架(102)去除所述上环(104)之后从所述塔架(102)去除所述部件(250)。

Description

使用芯轴组件形成部件的系统和方法
技术领域
本公开的实施方式总体上涉及用于形成诸如喷气式飞行器的发动机组件的声波进口筒(acoustic inlet barrel)的系统和方法。
背景技术
喷气式飞行器通常包括可能产生高水平的噪音的一个或多个发动机。例如，固定到飞行器机翼的壳体内的风扇箱通常会产生噪音。通常情况下，发动机壳体包括一个或多个消音结构，用于吸收由发动机部件产生的至少一部分噪音。例如，声波进口筒可从风扇箱上游定位在发动机壳体的进口处或与之接近。
已知的声波进口筒由诸如碳纤维增强塑料的复合材料形成，其被夹在诸如多孔泡沫材料的声学芯部周围。每个声波进口筒一般由多个件形成。例如，每个声波进口筒可由经诸如螺栓的紧固件固定到一起的两个或三个件形成。庞大的螺栓凸缘形成在所述件上并且用于用单独且不同的紧固件将各件连接到一起。然而，螺栓凸缘给声波进口筒增加了质量。而且，将各件固定到一起的过程一般是劳力和时间密集的。此外，因为每个声波进口筒由经紧固件固定到一起的单独且不同的件形成，所以形成的声波进口筒的完整性可能因各件之间的接头、接缝等而遭到破坏。此外，接头、接缝等之上以及周围的区域可表现出小于最佳的声学特性。
因此，存在有效形成声波进口筒的系统和方法的需要。
发明内容
本公开的一些实施方式提供了一种芯轴组件，其被构造为接收一个或多个复合材料层，以形成诸如声波进口筒的部件。所述芯轴组件可包括：塔架，所述塔架具有围绕中央通道的外形成壁；以及上环，所述上环以可去除的方式固定到所述塔架。所述上环被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述外形成壁和所述上环的至少一部分周围之后从所述塔架去除。由所述一个或多个复合材料层形成的所述部件被构造为在从所述塔架去除所述上环之后从所述塔架去除。从所述塔架去除所述上环防止所形成的部件夹具锁定(jig-locking)到所述芯轴组件。
所述芯轴组件可包括以可去除的方式固定到所述塔架的一个或多个整流构件。当所述上环和所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述一个或多个整流构件可与所述上环间隔开。每个整流构件均可包括至少一个密封件，当所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。
所述上环可包括至少一个密封件，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。所述上环可包括远离所述外形成壁沿径向向外延伸的至少一部分。在至少一个实施方式中，所述上环和所述塔架被成形为形成所述部件中的沙漏横截面形状。
所述芯轴组件还可包括内衬护套，所述内衬护套被固定到所述外形成壁的内部部分并围绕所述中央通道。导管可被限定在所述内衬护套和所述外形成壁之间。所述导管被构造为接收来自固化装置的固化气体，诸如热空气。
所述上环可包括限定上开口的上端以及限定下开口的下端。所述上开口和下开口可彼此非平行。也就是说，各个开口所驻留的平面可彼此不平行。另外或替代地，所述上开口和下开口中的一者或两者可以是非平面的。
所述上环可包括薄部，所述薄部连接到厚部。在至少一个实施方式中，所述上环的内表面的至少一部分包围绕多个热特征部(诸如空腔)的多个结构支撑件，从而限定了格子图案。所述结构支撑件可被构造为当所述上环被连接到所述塔架时直接接触所述外形成壁的至少一部分。在至少一个实施方式中，所述上环包括一个或多个提取突起，所述一个或多个提取突起被构造为由提取器接合以从所述塔架去除所述上环。
本公开的某些实施方式提供了一种用于经由一个或多个包裹的复合材料层形成部件的系统。所述系统可包括芯轴组件，所述芯轴组件被构造为接收所述一个或多个包裹的复合材料层。所述芯轴组件可包括：塔架，所述塔架具有围绕中央通道的外形成壁；以及上环，所述上环以可去除的方式固定到所述塔架。所述上环被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述外形成壁和所述上环的至少一部分周围之后被从所述塔架去除。由所述一个或多个复合材料层形成的所述部件被构造为在从所述塔架去除所述上环之后被从所述塔架去除。
所述系统还可包括固化装置，所述固化装置包括支撑所述芯轴组件的支座。所述固化装置被构造为使包裹在所述芯轴组件周围的所述一个或多个包裹的复合材料层固化以形成所述部件。例如，来自所述固化装置的空气流可被引导到由所述芯轴组件的内部或内护套部分地形成的沟槽中。
所述系统还可包括提取器，所述提取器被构造为在所述固化装置使所述一个或多个包裹层固化之后从所述塔架提取所述上环。所述提取器被进一步构造为在已从所述塔架提取所述上环之后从所述芯轴组件提取所述部件。
本公开的某些实施方式提供了一种用于形成部件的方法。所述方法可包括：将上环以可去除的方式固定到芯轴组件的塔架的上部；将一个或多个整流构件以可去除的方式固定到所述芯轴组件的所述塔架的下部；将一个或多个复合材料层包裹在所述芯轴组件的外形成壁和所述上环的至少一部分周围；将所述一个或多个复合材料层的一部分包裹在所述塔架周围，接近所述一个或多个整流构件以形成下凸缘；使包裹在所述芯轴组件周围的所述一个或多个层固化以形成所述部件；在固化操作之后从所述塔架去除所述一个或多个整流构件；在固化操作之后从所述塔架去除所述上环；以及在已从所述塔架去除所述一个或多个整流构件和所述上环之后从所述塔架去除所述部件。
附图说明
图1图示了根据本公开的实施方式的芯轴组件的立体俯视图。
图2图示了根据本公开的实施方式的芯轴组件的立体俯视分解图。
图3图示了固定在根据本公开的实施方式的芯轴组件的一部分周围的整流构件的立体剖视图。
图4图示了根据本公开的实施方式的上环的立体仰视图。
图5图示了根据本公开的实施方式的上环的侧视图。
图6图示了根据本公开的实施方式的包裹在芯轴组件周围的部件的立体图。
图7图示了抵接到上环中的部件的立体剖视图，所述上环固定到根据本公开的实施方式的芯轴组件的外形成壁。
图8图示了根据本公开的实施方式的部件的壁的轴向剖视图。
图9图示了根据本公开的实施方式包裹在支撑在固化装置上的芯轴组件周围的部件的立体俯视图。
图10图示了根据本公开的实施方式的支撑在固化装置上的芯轴组件的仰视图。
图11图示了根据本公开的实施方式的支撑在固化装置上的芯轴组件的立体剖视图。
图12图示了根据本公开的实施方式从芯轴组件去除上环的提取器的立体俯视图。
图13图示了根据本公开的实施方式从芯轴组件的塔架去除部件的提取器的立体俯视图。
图14图示了根据本公开的实施方式的飞行器发动机的内部图。
图15图示了根据本公开的实施方式的形成部件的方法的流程图。
具体实施方式
当结合附图阅读时，以上发明内容以及某些实施方式的以下详细描述将更好地理解。如本文所使用的，以单数陈述且以措辞“一”或“一个”开始的要素或步骤应该被理解为不排除多个要素或步骤，除非明确陈述这样的排除。此外，提到“一个实施方式”并非旨在解释为排除还合并了所陈述特征的另外实施方式的存在。而且，除非与此相反地明确陈述，否则实施方式“包括”或“具有”带特定属性的要素或多个要素可包括不带此属性的另外要素。
本公开的实施方式提供了一种构造为精确、快捷且反复形成部件的芯轴组件，该部件诸如是声波进口筒，被构造为固定到和/或位于飞行器的发动机组件内。本公开的某些实施方式提供了一种构造为精确、快捷且反复地铺设复杂的且不对称形状的(诸如不对称的沙漏形状)部件的芯轴组件，该部件诸如是柱形夹层构件(例如，由其间夹着声音吸收材料的复合材料层形成的声波进口筒)。
芯轴组件可包括诸如塔架的主结构以及以可去除的方式固定到塔架的上环。环可表现出热质量。环可包括彼此不平行的上缘和下缘。此外，由上缘和下缘限定的开口可以是非圆形的。例如，上缘和下缘均可关于上环的中央纵向轴线成一角度，使得开口为卵形或椭圆形状。
为了形成诸如声波进口筒的部件，层(诸如复合材料层)可铺设在主结构和上环上方。真空袋可覆盖整个上环和部件，使得主结构提供了可能无泄漏的固体表面。真空袋可用于提供关于部件表面的真空完整性。例如，真空袋可定位在部件上方，并且真空可抽出其中的空气而为部件提供固体外表面。真空化可用于巩固在将部件定位在诸如压热器的固化系统内之前用于形成部件的材料层。
主结构和上环可由在受热时抗膨胀的材料(诸如殷钢，殷钢是表现出低的热膨胀系数的镍铁合金)形成。主结构还可包括或固定到比如由铝形成的内衬护套，所述内衬护套在主结构的内表面和线性的内表面之间形成空气通道(诸如导管)。空气通道被构造为在固化过程期间从固化装置引导气体流并且促进对流热传递。
本公开的实施方式提供了一种形成诸如声波进口筒的部件的系统和方法。声波进口筒可一体地形成为单件，而非经紧固件固定到一起的多件。也就是说，所形成的声波进口筒可无紧固件，否则可能需要用紧固件将各件固定到一起以形成声波进口筒。固定到主结构的上环是可去除的，以便防止声波进口筒夹具锁定到芯轴组件。
本公开的实施方式最大限度地减小、防止或以另外方式减少了经由芯轴组件的真空袋泄漏。本公开的实施方式提供了一种被构造为在固化过程期间确保从中穿过的以及在声波进口筒内的均匀热分布的芯轴组件。本公开的实施方式提供了形成声波进口筒的有效系统和方法，从而减少了制造时间、劳力及成本。
图1图示了根据本公开的实施方式的芯轴组件100的立体俯视图。芯轴组件100可包括：诸如塔架102的主结构；以可去除的方式固定到塔架102的上环104(在图2中示出)；以及诸如棒材、轮缘等固定到塔架102下部周围的一个或多个下整流构件106。替代地，芯轴组件100可不包括整流构件106。
图2图示了芯轴组件100的立体俯视分解图。塔架102包括环形底座103，该环形底座103具有围绕塔架102延伸的上壁架108。外形成壁110从上壁架108向上延伸并且连接到倾斜的上轮缘112。
外形成壁110包括形成在其中的上凹部114。上凹部可由包裹在外形成壁110周围的下壁架116限定。下壁架116在外形成壁110周围可具有可变的深度。例如，接近塔架102的一个侧面120的深度118可低于接近塔架102的相反侧面124的深度122。
塔架102包括多个内支撑结构125，诸如肋、支柱、梁、支板、桁架等，在多个内支撑结构125之间限定了内部空间。比如由铝形成的内衬护套128(在图1中示出)可固定到支撑结构125的内表面。内衬护套128可围绕塔架102的内部沿周向延伸，从而限定了穿过芯轴组件100的中央通道130(在图1中示出)。内衬护套128形成了阻隔件，空间126内的空气不能穿过该阻隔件。如此，导管132被限定在内衬护套128和外形成壁110之间。开口可形成在底座108的底端处，以允许诸如空气的气体流入导管132。气体出口沟槽134可形成在圆周轮缘136内，圆周轮缘136连接到内衬护套128的上缘。
在固化过程期间，内衬护套128使诸如受迫空气的气体引入导管132中，而非引入中央通道130。以这种方式，比如经由与迁入以及流入和流过中央通道130的受迫空气相对的对流，导管132提供了相对于外形成壁110的增加的热传递。
每个下整流构件106均被构造为支撑在底座103的上壁架108上。下整流构件106被构造为诸如经由扣合、闩锁或其它这样的连接手段连接到一起，以形成固定在上壁架108上的环形构件。例如，每个整流构件106的一端可包括插头部，插头部以可去除的方式连接到相邻整流构件106的互补插口端。虽然示出了四个整流构件106，但是可使用更多或更少的整流构件。例如，两个或三个整流构件106可形成支撑在底座103的上缘108上的环形构件。替代地，采取单个成形环形式的单个一元整流构件可在塔架102周围延伸。
在形成操作期间，整流构件106提供了下结构阻隔件，该下结构阻隔件被构造为随着它被包裹在外形成壁110周围而形成复合材料中的向外延伸凸缘。在将最后复合材料层包裹在外形成壁110周围时或之后，整流构件106可从塔架102去除，并且最后材料层可在直接抵接于外形成壁110上的初始材料层下方被卷起。可选地，在芯轴组件及包裹在芯轴组件周围的复合材料经受固化过程之后，可去除整流构件106。
上环104可以是具有上轮缘140的一元件，该上轮缘140经由壁144(在图4中示出)固定到下缘142。壁144的深度在上环104的圆周周围可以变化。上轮缘140可包括从壁144向外延伸的外圆周突起146。上环104被构造为定位在上凹部114内。上凹部114围绕外形成壁110延伸。例如，下壁架116的形状符合下缘142(在图中示出4)的形状。下壁架116将上环104支撑在塔架102上。
在操作期间，随着将材料层包裹在芯轴组件100周围(或者在这样的包裹之后)，诸如树脂的粘合剂可在材料层周围及上方流动。然后诸如经由固化装置(例如，压热器)使包裹在芯轴组件100周围的复合材料层固化。在固化过程之后，芯轴组件100可从固化装置去除，并且上环104可从塔架102去除。通过去除上环104，经由多个复合材料层形成的部件不会夹具锁定到芯轴组件，然后可快捷且容易地从芯轴组件100去除。
图3图示了固定到根据本公开的实施方式的芯轴组件100的一部分周围的整流构件106的立体剖视图。如图所示，整流构件106包括下表面150，该下表面150抵接到底座103的上壁架108并被其支撑。整流构件106还包括内表面152，该内表面152抵接到外形成壁110的下端的外表面154中。另外，整流构件106还可包括密封地接合外表面154的密封件156，诸如由硅树脂形成的弧形的灯泡密封件。如图所示，密封件156可保留在圆周沟槽内，并且可从内表面152延伸到整流构件106的上端附近和/或该上端处。密封件156防止诸如树脂的粘合剂在整流构件106和外形成壁110之间渗透。如此，密封件156防止整流构件106经由粘合剂粘到外形成壁110。
内轮缘160可从整流构件106向内延伸并被保留在经由外形成壁110形成的互补槽沟槽162内，从而将整流构件106固定到外形成壁110。替代地，整流构件106可不包括内轮缘160，并且外形成壁110可无互补槽沟槽162。
如图所示，整流构件106比如以直角从外形成壁110向外延伸。因此，随着将材料层包裹在外形成壁110周围，整流构件106在形成的层中形成向外延伸的凸缘或轮缘。在材料层形成在外形成壁周围之后，可去除整流构件106。在至少一个实施方式中，如上面描述的，每个整流构件106均以可去除的方式固定到相邻的整流构件106。可选地，每个整流构件106均可比如经由一个或多个紧固件以可去除的方式固定到外形成壁110。
图4图示了根据本公开的实施方式的上环104的立体仰视图。图5图示了根据本公开的实施方式的上环104的侧视图。参照图4和图5，壁144可能在一个侧面170比在相反的侧面172处更高或更深，以便形成诸如声波进口筒的部件，该部件的第一端被相应地确定尺寸并成形。例如，声波进口筒可具有：具有沙漏横截面的第一弓形形状的一个侧面或端部；以及具有沙漏横截面的第二弓形形状(不同于第一弓形形状)的相反端。因此，声波进口筒可以相对于中央纵向轴线不对称。
如图所示，上端178所驻留的平面176可能关于下端182所驻留的平面180是非平行的。因此，分别由上缘和下缘或端部178和182限定的开口可能在关于上环104的中央纵向轴线183成角度时是非圆形的，使得开口的形状为卵形或椭圆。替代地，端部178和182中的一者或两者可与纵向轴线183对准并不与之成角度(例如，上环104可形成柱形套筒，该柱形套筒具有形成为穿过彼此平行的端部的上开口和下开口)。另外或替代地，端部178和182可限定非平面开口(诸如未驻留在单个平面中的弯折或弯曲的开口)。
上环104可形成具有薄部185的蜿蜒形状，该薄部185连接到厚部187。蜿蜒的形状在于它酷似蛇体，其中头部和尾部比中间部薄。上环104的厚度在薄部185和厚部187之间可均匀或非均匀地扩大。
如图4中示出的，壁144的内表面190可包括诸如蜂窝结构的格子或网孔图案，其具有诸如壁、肋等多个结构支撑件192，所述结构支撑件192协作以限定诸如空腔194、腔室、插入件等多个热特征部。当将上环104固定到塔架102(图1和图2中示出)时，结构支撑件192可将外形成壁110(图1和图2中示出)直接连接到壁144，而空腔194提供诸如凹部区域的热特征部，该热特征部可能不具有将以另外方式接触外形成壁110的结构。以这种方式，上环104的重量和热质量得以减少，但经由结构支撑件192发生导热传递。如此，上环104的质量和重量得以减少，同时维持了上环104的热传递性能。替代地，结构支撑件192可能不直接接触外形成壁110。
除了蜂窝图案，格子或网孔图案可形成为各种其它的形状和大小。例如，结构支撑件192可形成方形、矩形、三角形、圆形等的空腔194。
上环104还可包括从上端178向外延伸的一个或多个提取突起200，诸如环、金属圈、环箍、螺柱、倒钩、扣、闩锁等。提取突起200被构造为接收提取器的提取尖头的终端，该尖头被构造为用于从塔架102去除上环104，这在下面描述。
图6图示了包裹在根据本公开的实施方式的芯轴组件100周围的部件250(诸如声波进口筒)的立体图。整流构件106提供了形成部件250的下凸缘252的下阻隔件，而上环104提供了部件250的向外弯曲的上端254。
图7图示了抵接到上环104中的部件250的立体剖视图，上环104固定到根据本公开的实施方式的芯轴组件100的外形成壁110。上环104的结构支撑件194接触塔架102的外形成壁110。热量可经由结构支撑件194从外形成壁110传递到上环104的外表面，使得热量可传递到部件250，以便用诸如树脂的粘合剂将各层固化到一起。上轮缘140从芯轴组件100沿径向向外突出，以便使部件的上端254向外弯曲。上端254可连接到朝向下凸缘252(未示出)延伸的锥形部。诸如环形硅树脂环的密封件270可密封地接合下壁架116，使得随着用于形成部件的材料层被包裹在芯轴组件100周围或者在固化过程期间，粘合剂不从上环104和塔架102之间的部件250流动。
图8图示了根据本公开的实施方式的部件250的壁290的轴向剖视图。参照图7和图8，上端254远离部件250的中央轴线292向外弯曲。上环104(如图7中示出)提供了上端254中的外弯曲部。上端254渐缩至向内弯曲的部分294，通过抵接在外形成壁110的主要部分(其直径小于上轮缘140的直径)上而形成部分294。部分294可从中央部分296朝向下凸缘252向外弯曲，该下凸缘252由整流构件106(图1和图2中示出)形成。因此，壁290可形成为沙漏形状，其各部分基于上环104的形状而具有不同程度的曲率(因此，部件250相对于中央轴线292可能是不对称的)。替代地，上环104可被均匀地成形为部件250提供整个均匀沙漏横截面形状(使得部件250相对于中央轴线292对称)。
图9图示了根据本公开的实施方式的包裹在芯轴组件100周围的部件250的立体俯视图，芯轴组件100支撑在固化装置300上。在将部件250完全包裹在芯轴组件100周围之后，操作固化装置300来固化部件250，使得诸如树脂的粘合剂将部件250的复合材料层牢固地连接到一起。固化装置300可包括壳体302，该壳体302包含加热器和鼓风器。壳体302被连接到支座304，该支座304支撑着芯轴组件100。
图10图示了根据本公开的实施方式支撑在固化装置300上的芯轴组件100的仰视图。例如，支座304可包括支撑腿306，经由横梁308将支撑腿306连接到一起。阻隔板310被支撑在梁308上并且覆盖芯轴组件100的中央通道130(例如，在图1中示出)。为清楚起见，从视图中隐藏了阻隔板310下方的固化装置300的底壁，以便显示固化装置300的内部部件。替代地，各种其它的固化装置可用于与芯轴组件100协作，以固化诸如声波进口筒的部件。例如，芯轴组件100可放置在固化炉的内部腔室内。
图11图示了支撑在固化装置300上的芯轴组件100的立体剖视图。参照图10和图11，壳体302包括气体出口303，该气体出口303与形成在阻隔板310周围的沟槽322流体连通，并且与限定在内衬护套128和外形成壁110之间的导管132连通。因此，来自固化装置300的热气体被直接引到导管132并且被阻隔板310阻挡而不能进入中央通道130。如此，热气体被有效地引导到并集中到周围包裹有部件250(见图9)的外形成壁110的内表面上，从而提供了有效的固化。
图12图示了从根据本公开的实施方式的芯轴组件100去除上环104的提取器400的立体俯视图。在固化过程之后，提取器400与上环104对准，这样尖头402接合提取突起200，这在上面已描述。在尖头402牢固地接合提取突起200之后，在箭头方向410上向上提升提取器400，从而从芯轴组件100去除上环104。
图13图示了从根据本公开的实施方式的芯轴组件100的塔架102去除部件250的提取器400的立体俯视图。在诸如关于图12示出并描述的去除上环104之后，整流构件106(例如，图1和图2中示出)可从塔架102去除。延伸部420可固定到提取器400的尖头402。延伸部420可包括定位在部件250的下凸缘254下方的接合端422，诸如向内延伸的平台、翼片、面板、梁等。一旦下凸缘254由接合端422支撑，提取器400在箭头410的方向上提升，以从塔架102去除部件250。如此，诸如声波进口筒的部件250可完全形成并从芯轴组件100去除。例如，在形成操作之后，部件250的各部分可被加工，以便提供牢固配合，在飞行器发动机的壳体内具有可接受公差。
图14图示了根据本公开的实施方式的飞行器发动机500的内部图。飞行器发动机500包括主壳体502，该主壳体502保持风扇504、发动机506和诸如声波进口筒的部件250，部件250被定位成接近飞行器发动机500的空气吸入进口510。
图15图示了形成诸如声波进口筒的部件的方法的流程图，根据本公开的实施方式的部件被构造为固定到和/或位于飞行器发动机壳体内。该方法开始于步骤600，在该步骤中将上环以可去除的方式固定到芯轴组件的塔架的上部。
在步骤602，将整流构件以可去除的方式固定到芯轴组件的塔架的下部。替代地，可略去步骤602。芯轴组件可不包括可去除的整流构件。
在步骤604，将一个或多个复合材料层包裹在上环的至少一部分和外形成壁周围。在步骤606，将材料的一部分包裹在接近整流构件的塔架周围，以形成下凸缘。然而，如果芯轴组件不包括整流构件，则略去步骤606。
在步骤608，使包裹在芯轴组件周围的复合材料层固化，以形成固定在芯轴组件周围的声波进口筒。在步骤610，从塔架去除整流构件(如果存在的话)，从而暴露出声波进口筒的所形成的下凸缘。在步骤612，从塔架去除上环，从而使声波进口筒的上部从芯轴组件脱离。在去除上环之后，在步骤614，从塔架去除所形成的声波筒。一旦被去除，可加工所形成的声波筒的各部分，为飞行器发动机的壳体提供牢固的配合。
参照图1至图15，本公开的实施方式提供了一种芯轴组件，其被构造为允许诸如声波进口筒的部件形成为单个一元件，而无需连接接缝、接头等。可去除的上环确保所形成的部件不会夹具锁定在芯轴组件上。
如上面描述的，本公开的实施方式提供了一种由被包裹的复合材料有效地形成诸如声波进口筒的部件的系统和方法。本公开的实施方式提供了这样一种芯轴组件，其被构造为精确、快捷且反复地形成用于例如飞行器发动机组件的声波进口筒。本公开的某些实施方式提供了这样一种芯轴组件，其被构造为精确、快捷且反复地铺设复杂、不对称的(诸如沙漏形的)部件，诸如柱形夹层构件，其中声波材料夹在外材料层之间。
虽然诸如顶部、底部、下部、中间、侧向、水平、竖直、前面等各种空间及方向性术语可用于描述本公开的实施方式，但是应理解，仅关于图中示出的方位来使用这样的术语。方位可被倒置、旋转或以另外方式改变，这样上部为下部，反之亦然，水平变成竖直，等。
如本文所使用的，“构造为”执行任务或操作的结构、限制或要素特别是以对应于任务或操作的方式在结构上形成、构建或改装。出于清楚的目的并避免疑义，仅仅能够被修改为执行此任务或操作的对象未被“构造为”执行如本文所使用的任务或操作。
应理解的是，上面的描述旨在是例示性的，并非限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此组合。另外，可做出许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的各种实施方式的教导，而不脱离本公开的范围。虽然本文中描述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开的各种实施方式的参数，但是各实施方式决不限制以及作为示例性实施方式。回顾上面的描述，许多其它实施方式对本领域技术人员将是明显的。因此，应该参考所附权利要求书连同这样的权利要求的等同物的全部范围来确定本公开的各种实施方式的范围。在所附权利要求书中，术语“包括(including)”以及“其中(in which)”用作各自术语“包括(comprising)”以及“其中(wherein)”的纯英语等同物。而且，术语“第一”、“第二”以及“第三”等等仅仅用作标签，并非旨在强加数值要求于其对象上。此外，以下权利要求的限制未写成装置加功能的格式，并非旨在基于美国法典第35篇第112条(f)款进行解释，除非以及直到这样的权利要求限制明确使用短语“用于…的装置”，随之以另一结构的功能为空的声明。
此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1、一种芯轴组件，所述芯轴组件被构造为接收一个或多个复合材料层以形成部件，所述芯轴组件包括：
塔架，所述塔架具有围绕中央通道的外形成壁；以及
上环，所述上环以可去除的方式固定到所述塔架，其中所述上环被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述上环的至少一部分和所述外形成壁周围之后从所述塔架去除，并且其中由所述一个或多个复合材料层形成的所述部件被构造为在从所述塔架去除所述上环之后被从所述塔架去除。
条款2、根据条款1所述的芯轴组件，其中，所述上环包括至少一个密封件，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。
条款3、根据条款1或2所述的芯轴组件，其中，所述上环远离所述外形成壁向外延伸。
条款4、根据条款1、2或3所述的芯轴组件，其中，所述上环和所述塔架被成形为形成所述部件中的沙漏横截面形状。
条款5、根据条款1、2、3或4所述的芯轴组件，所述芯轴组件进一步包括内衬护套，所述内衬护套被固定到所述外形成壁的内部部分并围绕所述中央通道，其中导管被限定在所述内衬护套和所述外形成壁之间，其中所述导管被构造为接收固化气体。
条款6、根据条款1、2、3、4或5所述的芯轴组件，其中，所述上环包括限定上开口的上端以及限定下开口的下端，其中所述上开口和下开口是非平行的。
条款7、根据条款1、2、3、4、5或6所述的芯轴组件，其中，所述上环包括限定上开口的上端以及限定下开口的下端，其中所述上开口和下开口中的一者或两者是非平面的。
条款8、根据条款1、2、3、4、5、6或7所述的芯轴组件，其中，所述上环包括薄部，所述薄部连接到厚部。
条款9、根据条款1、2、3、4、5、6、7或8所述的芯轴组件，其中，所述上环的内表面的至少一部分包括限定多个热特征部的多个结构支撑件，所述多个热特征部限定格子图案。
条款10、根据条款1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的芯轴组件，所述芯轴组件进一步包括以可去除的方式固定到所述塔架的一个或多个整流构件，其中当所述上环和所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述一个或多个整流构件与所述上环间隔开。
条款11、根据条款10所述的芯轴组件，其中，所述一个或多个整流构件中的每个均包括至少一个密封件，当所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。
条款12、一种用于经由一个或多个包裹的复合材料层形成部件的系统，所述系统包括：
芯轴组件，所述芯轴组件被构造为接收所述一个或多个包裹的复合材料层，所述芯轴组件包括：(a)塔架，所述塔架具有围绕中央通道的外形成壁；以及(b)上环，所述上环以可去除的方式固定到所述塔架，其中所述上环被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述上环的至少一部分和所述外形成壁周围之后被从所述塔架去除，并且其中由所述一个或多个复合材料层形成的所述部件被构造为在从所述塔架去除所述上环之后被从所述塔架去除；
固化装置，所述固化装置包括支撑所述芯轴组件的支座，其中所述固化装置被构造为使包裹在所述芯轴组件周围的所述一个或多个包裹的复合材料层固化以形成所述部件；以及
提取器，所述提取器被构造为在所述固化装置使所述一个或多个包裹层固化之后从所述塔架提取所述上环，并且其中所述提取器被进一步构造为在已从所述塔架提取所述上环之后从所述芯轴组件提取所述部件。
条款13、根据条款12所述的系统，其中，所述上环包括至少一个密封件，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。
条款14、根据条款12或13所述的系统，其中，所述上环远离所述外形成壁向外延伸。
条款15、根据条款12、13或14所述的系统，其中，所述上环和所述塔架被成形为形成所述部件中的沙漏横截面形状。
条款16、根据条款12、13、14或15所述的系统，其中，所述芯轴组件进一步包括内衬护套，所述内衬护套被固定到所述外形成壁的内部部分并围绕所述中央通道，其中导管被限定在所述内衬护套和所述外形成壁之间，其中所述导管被构造为接收来自所述固化装置的固化气体。
条款17、根据条款12、13、14、15或16所述的系统，其中，所述上环包括薄部，所述薄部连接到厚部。
条款18、根据条款12、13、14、15、16或17所述的系统，其中，所述上环的内表面的至少一部分包括限定多个热特征部的多个结构支撑件，所述多个热特征部限定格子图案。
条款19、根据条款12、13、14、15、16、17或18所述的系统，其中，所述芯轴组件进一步包括以可去除的方式固定到所述塔架的一个或多个整流构件，其中当所述上环和所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述一个或多个整流构件与所述上环间隔开，其中所述一个或多个整流构件中的每个均包括至少一个密封件，当所述一个或多个整流构件被固定到所述塔架时，所述至少一个密封件密封地接合所述外形成壁的一部分。
条款20、一种用于形成部件的方法，所述方法包括：
将上环以可去除的方式固定到芯轴组件的塔架的上部；
将一个或多个复合材料层包裹在所述上环的至少一部分和所述芯轴组件的外形成壁周围；
使包裹在所述芯轴组件周围的所述一个或多个层固化以形成所述部件；
在固化操作之后从所述塔架去除所述上环；以及
在已从所述塔架去除所述上环之后从所述塔架去除所述部件。
条款21、根据条款20所述的方法，所述方法进一步包括：
在包裹操作之前将一个或多个整流构件以可去除的方式固定到所述芯轴组件的所述塔架的下部，其中包裹操作进一步包括将所述一个或多个复合材料层的一部分包裹在所述塔架周围，接近所述一个或多个整流构件以形成下凸缘；以及
在固化操作之后从所述塔架去除所述一个或多个整流构件。
该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本公开的各种实施方式，并且还促使任何本领域技术人员实践本公开的各种实施方式，包括制出并使用任何装置或系统并且执行任何合并的方法。本公开的各种实施方式的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求书文字语言不同的结构元件，或者如果所述示例包括与权利要求书文字语言具有非实质性差异的等同物结构元件，则所述示例旨在位于权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种芯轴组件(100)，所述芯轴组件(100)被构造为接收一个或多个复合材料层以形成部件(250)，所述芯轴组件(100)包括：
塔架(102)，所述塔架(102)具有围绕中央通道(130)的外形成壁(110)；
上环(104)，所述上环(104)以可去除的方式固定到所述塔架(102)，其中所述上环(104)被构造为在将所述一个或多个复合材料层包裹在所述上环(104)的至少一部分和所述外形成壁(110)周围之后被从所述塔架(102)去除，并且其中由所述一个或多个复合材料层形成的所述部件(250)被构造为在从所述塔架(102)去除所述上环(104)之后被从所述塔架(102)去除；以及
内衬护套(128)，所述内衬护套(128)被固定到所述外形成壁(110)的内部部分并围绕所述中央通道(130)，其中一导管(132)被限定在所述内衬护套(128)和所述外形成壁(110)之间，其中所述导管(132)被构造为接收固化气体。
2.根据权利要求1所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)包括至少一个密封件(156)，所述至少一个密封件(156)密封地接合所述外形成壁(110)的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)远离所述外形成壁(110)向外延伸。
4.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)和所述塔架(102)被成形为形成所述部件(250)中的沙漏横截面形状。
5.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)包括限定上开口的上端(178)以及限定下开口的下端(182)，其中所述上开口和下开口是非平行的。
6.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)包括限定上开口的上端(178)以及限定下开口的下端(182)，其中所述上开口和下开口中的一者或两者是非平面的。
7.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)包括薄部，所述薄部连接到厚部。
8.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，其中，所述上环(104)的内表面(152)的至少一部分包括限定多个热特征部的多个结构支撑件(192)，所述多个热特征部限定格子图案。
9.根据权利要求1或2所述的芯轴组件(100)，所述芯轴组件(100)进一步包括以可去除的方式固定到所述塔架(102)的一个或多个整流构件(106)，其中当所述上环(104)和所述一个或多个整流构件(106)被固定到所述塔架(102)时，所述一个或多个整流构件(106)与所述上环(104)间隔开。
10.根据权利要求9所述的芯轴组件(100)，其中，所述一个或多个整流构件(106)中的每个均包括至少一个密封件(156)，当所述一个或多个整流构件(106)被固定到所述塔架(102)时，所述至少一个密封件(156)密封地接合所述外形成壁(110)的一部分。
11.一种用于形成部件(250)的方法，所述方法包括：
将上环(104)以可去除的方式固定到芯轴组件(100)的塔架(102)的上部；
将一个或多个复合材料层包裹在所述上环(104)的至少一部分和所述芯轴组件(100)的外形成壁(110)周围；
使包裹在所述芯轴组件(100)周围的所述一个或多个复合材料层固化以形成所述部件(250)，其中内衬护套(128)被固定到所述外形成壁(110)的内部部分并围绕中央通道(130)，其中一导管(132)被限定在所述内衬护套(128)和所述外形成壁(110)之间，其中所述导管(132)被构造为接收固化气体；
在固化操作之后从所述塔架(102)去除所述上环(104)；以及
在已从所述塔架(102)去除所述上环(104)之后从所述塔架(102)去除所述部件(250)。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括：
在包裹操作之前将一个或多个整流构件(106)以可去除的方式固定到所述芯轴组件(100)的所述塔架(102)的下部，其中包裹操作包括将所述一个或多个复合材料层的一部分包裹在所述塔架(102)周围且接近所述一个或多个整流构件(106)，以形成下凸缘(252)；以及
在固化操作之后从所述塔架(102)去除所述一个或多个整流构件(106)。
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