CN105773996B - 成形包括增强纤维的半成品的成形工具和方法及成形装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程传送到该成形工具(6)的半成品(2)成形。所述成形工具(6)包括配置为在所述半成品(2)的成形步骤中被加压的至少一个压力袋(8，8a‑8e)，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在成形元件(4)的成形表面和被加压的至少一个压力袋(8，8a‑8e)之间，从而所述半成品(2)基本呈现所述成形表面的形状。此外，提供用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的成形装置和成形方法。

Description

成形包括增强纤维的半成品的成形工具和方法及成形装置
技术领域
本发明涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具和方法。本发明还涉及用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。
背景技术
在飞机构造中，越来越多地致力于使用整体或部分由例如碳纤维增强塑料(CFRP)的纤维增强复合材料制成的部件作为承载部件。例如，DE102007062111A1描述了一种由碳纤维增强塑料材料制成的横挡结构，其被用于支撑飞机地板系统的各个面板以便将客舱与设置在客舱下面的货物区分离开。此外，例如从DE102004001078A1和/或CN100418850已知为飞机机身段提供由纤维增强复合材料制成的蒙皮和增强元件(例如，框架、纵向加强条)。
当由纤维增强复合材料制造飞机结构部件时，首先，由纤维预浸料坯构造多层层压板。纤维预浸料坯可包括由增强纤维制成的织造或非织造织物，其被提供有例如环氧树脂材料的可固化合成材料的表面层。层状构造可以手动或以自动的方式实现。随后，可使纤维预浸料坯成形成飞机蒙皮的平面部分的期望形状或者成形成框架或纵向加强条的增强部分的期望形状。最后，施加到纤维表面的可固化材料在热压周期(autoclave cycle)中在压力和/或升高的温度下固化，由此生产具有固化合成材料基体和嵌入在基体中的增强纤维的复合材料。热压过程本身特别好地适合于即使具有复杂形状的部件的单独制造。
对于(例如，U形轮廓的)未固化预浸料坯材料的成形过程，已知若干技术。例如，用于由堆叠的预浸料坯形成U形轮廓的常用方法是隔膜成形，通常也称为热覆盖成形。平坦的多层堆叠物被定位在心轴(成形元件)上。随后，心轴被固定在真空台上，并且弹性体膜(典型地为硅橡胶)被放置在其上。由于预浸料坯成形需要升高的温度，所以热被施加。因此，红外加热设备通常被安装在膜上。在达到成形温度时，在心轴和膜之间产生真空压力。由于大气压的存在，膜伸展，因此成形并将预浸料坯片材预先固结成期望的几何形状。
然而，该方法要求整个轮廓长度同时成形。因此，例如在飞机的折合盖中发现的那样，对长结构构件的成形导致关联的成形工厂的大的占地面积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成形工具和一种用于使包括增强纤维的半成品成形的方法，其减小关联的成形工厂的占地面积，并且其简化成形过程并提高大的成形结构的质量。本发明的目的还在于提供一种用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置。
上述目的通过如权利要求1限定的成形工具、如权利要求6限定的成形装置和如权利要求10限定的用于使包括增强纤维的半成品成形的方法而被实现。
根据第一方面，一种成形工具，用于使包括增强纤维且以连续的过程被传送到所述成形工具的半成品成形，包括配置为在所述半成品的成形步骤期间被加压的至少一个压力袋，在所述半成品的成形步骤期间，所述半成品被夹在成形元件的成形表面和经加压的至少一个压力袋之间，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。
包括增强纤维的所述半成品可为包括多个层的所谓的预浸料坯材料，每个层包括预浸渍纤维。所述纤维可被预浸渍，从而基体材料(例如，环氧树脂)已存在。所述基体材料不完全固化，从而所述半成品例如在所述成形步骤之前或期间施加的热的作用下能成形。所述纤维可包括例如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳族聚酰胺纤维。所述压力袋可例如为包括弹性体膜的弹性体袋。所述压力袋可包括至少一个局部增强部，例如为更厚膜部分的形式或施加在所述压力袋的膜的至少一个局部部分上的附加材料(例如，织造布)的形式。所述压力袋可以是能充空气或能充气体的，从而所述压力袋的侧壁基本不透空气或气体。所述压力袋也可以是能充液体的。所述压力袋可被成形为使得在其膨胀(或加压)状态下，其膜的一部分基本对应于在所述成形步骤期间使用的成形元件的期望的成形表面。在所述成形步骤期间，被加压的压力袋将所述半成品挤压到所述成形元件的成形表面上，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。所述成形元件的成形表面可为基本U形的，并且所述成形表面可为凸形表面。此外，所述成形元件可具有任何期望的形状，例如，所述成形元件可包括凸形部、凹形部、啮合部、倾斜部、弯曲部和/或其横截面的变型。
所述成形工具可包括配置为在所述成形步骤期间被加压的多个压力袋。所述多个压力袋均可包括至少一个空间，其可独立于所述多个压力袋中的其它压力袋的空间被加压。换言之，所述多个压力袋可被单独地加压。所述多个压力袋可包括多个单独的袋，每个单独的袋均具有其自己的膜。所述多个压力袋也可被一体地形成，从而例如具有多个空间的一个压力袋被使用，其中每一个空间可被单独地加压。所述多个压力袋中的至少一个可与所述多个压力袋中的相邻的一个共享其膜的一部分。所述多个压力袋可包括彼此连接的空间，从而所连接的空间可经由相同的入口和/或出口一起被加压和减压。所述多个压力袋可由相同的材料制成或者由不同的材料制成。此外，所述多个压力袋可包括局部增强部。
所述成形工具可包括不同于压力袋的至少一个压力分配元件。所述压力分配元件可为例如弹性体块。所述压力分配元件可被配置为将压力施加至所述半成品的一区段，所述至少一个压力袋不向该区段施加压力。因此，所述压力袋(区段)中的至少一个可由例如弹性体块之类的不同于压力袋的所述压力分配元件协助或替换。
所述成形工具可包括配置为控制所述至少一个压力袋的压力值、加压开始时间和/或加压终止时间的控制器。所述控制器可为例如包括所述成形工具的成形装置的控制器。所述控制器可使用软件来控制压力值、加压开始时间和/或加压终止时间。所述控制器可由用户例如借助计算机和/或用户界面操作。所述加压开始时间可例如为开始对所述至少一个压力袋加压的时间或者为所述压力袋中的压力达到预定第一值的时间。所述加压终止时间可例如为开始对所述压力袋减压的时间或者为当所述压力袋中的压力已经达到比所述第一值小的预定第二值的时间。在提供多个压力袋的情况下，所述控制器可被配置为单独地控制所述多个压力袋中的每一个的压力值、加压开始时间和/或加压终止时间。所述控制器可被配置为控制各个压力袋的加压开始时间的预定顺序。例如，所述控制器可被配置为控制所述多个压力袋的加压开始时间，从而一个压力袋首先被加压，然后接连地其它压力袋被加压。可替代地或另外，所述控制器可被配置为控制所述多个压力袋中的每一个中的压力值，从而所述压力袋中的至少两个中的压力彼此不同。
所述成形工具可包括用于为所述至少一个压力袋供应加压流体的流体入口、用于使流体流出所述至少一个压力袋的流体出口和用于控制通过所述流体入口和所述流体出口的流体流的阀单元。术语流体在本文被用作气体和液体的上位概念。因此，可使用加压气体(例如，空气)和/或使用加压液体(例如，水)来对压力袋加压。所述流体入口和所述流体出口可被提供为在所述至少一个压力袋的侧壁中的一个相同的开口。此外，用于所述流体入口的单独的开口和用于所述流体出口的单独的开口可被提供在所述至少一个压力袋的侧壁中。所述阀单元可被配置为单独地控制所述流体入口和所述流体出口的打开/闭合状态。所述阀单元可由控制器控制，例如由所述成形工具的控制器控制。在使用多个压力袋的情况下，对于所述多个压力袋中的每一个，可提供流体入口和流体出口。此外，所述多个压力袋中的至少两个可共享相同的流体入口和/或相同的流体出口。当所述流体出口处于打开状态时，加压流体可由于其自身的过压力流出所述压力袋或者可例如借助泵和/或真空被有效地吸出所述流体出口。
根据第二方面，一种用于使包括增强纤维的半成品成形的成形装置包括如在此描述的成形工具、成形元件和用于沿着传送方向传送所述半成品的传送设备。所述成形元件的成形表面可为基本U形的，并且所述成形表面可为凸形表面。此外，所述成形元件可具有任何期望的形状，例如，所述成形元件可包括平坦部、凸形部、凹形部、啮合部、倾斜部、弯曲部和/或其横截面的变型。所述成形元件可由例如铝、钢、因瓦合金、碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GRP)形成。此外，所述成形元件可在其成形表面处包括至少一个防粘层，用于防止所述半成品在所述成形步骤之后粘到所述成形元件。所述传送设备可将所述半成品与所述成形元件一起沿着所述传送方向传送。所述半成品可保持在所述成形表面处与所述成形装置接触，同时所述半成品与所述成形装置一起沿着所述传送方向被传送。在这种情况下，在垂直于所述传送方向的平面中截取的所述成形元件的横截面可沿着所述传送方向变化。此外，所述传送设备可相对于所述成形元件传送所述半成品，例如使得仅所述半成品沿着所述传送方向移动，而所述成形元件沿着所述传送方向不改变其位置。所述传送设备可包括例如夹持装置、传送带、辊和/或适于沿着所述传送方向传送所述半成品的其它设备。
所述传送设备可包括至少两个夹持装置，该至少两个夹持装置沿所述传送方向接连布置并被配置为沿着所述传送方向传送所述半成品或所述成形元件。所述夹持装置中的每一个可进入闭合状态和打开状态。在所述闭合状态，所述夹持装置中的每一个可抓取所述半成品(例如，如果仅所述半成品被传送)和/或所述成形元件(例如，如果所述半成品与所述成形元件一起被传送)的一部分。所述夹持装置中的至少一个被配置为在其闭合状态沿所述传送方向移动。所述夹持装置可被配置为交替地移动和闭合。
所述成形装置可进一步包括在所述传送方向上布置在所述成形工具前方的预成形工具，其中所述预成形工具被配置为使所述半成品预成形。所述预成形工具可被配置为使所述半成品预成形，从而被预成形的半成品具有在所述半成品的初始形式(例如，平坦片材)和期望的最终形式(基本为所述成形表面的形式)之间的形式。换言之，所述预成形工具可使所述半成品预成形，从而其几乎具有所述成形元件的成形表面的形式。例如，由所述预成形工具施加的变形程度可为至少0.9。所述预成形工具可包括用于通过向所述半成品施加力来使所述半成品预成形的辊和/或引导板。所述预成形工具可被配置为自调节至所述成形元件和/或不同的成形元件的变化的横截面形状。例如，如果在垂直于所述传送方向的平面中截取的成形元件的横截面沿着所述传送方向变化，所述预成形工具可自调节(例如，通过移动辊和/或引导板)至所述成形元件的变化的横截面形状。
在垂直于所述半成品的传送方向的平面中截取的所述成形元件的横截面可沿着所述传送方向变化。通过使用具有这种变化的横截面的成形元件，可生产具有在垂直于所述传送方向的平面中截取的变化的横截面的半成品。例如，多个成形步骤可被用于使一个半成品成形。因此，可获得一长的半成品，该长的半成品沿着该半成品的延伸方向具有变化的横截面。
根据第三方面，一种用于使包括增强纤维的半成品成形的方法，包括将所述半成品传送到包括至少一个压力袋的成形工具并对所述至少一个压力袋加压，同时所述半成品被夹在成形元件的成形表面和经加压的成形袋之间，从而所述半成品基本呈现所述成形表面的形状。
所述成形工具可包括多个压力袋，并且所述方法可包括对所述多个压力袋加压和/或单独地控制所述多个压力袋中的每一个的加压开始时间。
所述方法可进一步包括对如在垂直于所述半成品的传送方向的平面中截取的横截面中观察的与所述半成品的中部相邻的第一压力袋加压，并且在对所述第一压力袋加压之后，对如在垂直于所述半成品的传送方向的平面中截取的横截面中观察的更接近所述半成品的侧部的第二压力袋加压。所述方法可包括自如在垂直于所述传送方向的平面中截取的横截面中观察的所述半成品的中部开始至所述半成品的一个或两个侧部对所述多个压力袋接连地加压。
对所述至少一个压力袋加压的步骤可包括使加压气体流入所述压力袋中，并且所述方法可进一步包括在加压步骤之后，借助真空使所述气体流出所述至少一个压力袋。通过借助真空使所述气体流出所述至少一个压力袋，所述气体借助施加到所述压力袋的出口的真空(例如，借助真空泵)被吸出所述至少一个压力袋。
所述半成品可以沿传送方向以连续的过程被传送，和/或所述半成品可以沿传送方向以连续的过程被传送，其中在第一成形步骤中，包括所述半成品的最终产品形式的第一区段被形成，并且在随后的第二成形步骤中，包括所述半成品的所述最终产品形式的第二区段被形成。所述连续过程可为成形步骤顺序地彼此相随的过程。所述连续过程可为下述过程，其中在第一成形步骤中，半成品的第一部分(最终产品形式的第一区段)被成形，并且在第二成形步骤中，所述半成品的第二部分(所述最终产品形式的第二区段)被成形。所述连续过程也可为下述过程，其中在第一成形步骤中，第一半成品(整个第一最终产品形式)被成形，并且在第二成形步骤中，不同于所述第一半成品的第二半成品(整个第二最终产品形式)被成形。所述半成品可与所述成形元件一起沿所述传送方向被传送，例如，从而所述成形元件和所述半成品保持彼此接触。此外，所述半成品可相对于所述成形元件被传送，从而所述半成品相对于所述成形元件(其可能保持其相对于所述传送方向的位置)移动。
所述方法可进一步包括在加压步骤之前，借助预成形工具对所述半成品预成形。
附图说明
现在参照所附示意图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：
图1a示出用于使包括增强纤维的半成品成形的方法的第一步骤的示意性侧视图；
图1b示出用于使包括增强纤维的半成品成形的方法的第二、第三、第四和第五步骤；
图1c示出在用于使包括增强纤维的半成品成形的方法的第一、第三和第四步骤之后的半成品的示意性横截面主视图；
图2a示出如例如在图1a-1c中示出的方法的第四步骤中使用的用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具的示意性主视图，该成形工具包括一个压力袋；
图2b示出如例如在图1a-1c中示出的方法的第四步骤中使用的用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具的示意性主视图，该成形工具包括多个压力袋；
图2c示出如例如在图1a-1c中示出的方法的第四步骤中使用的用于使包括增强纤维的半成品成形的成形工具的示意性主视图，该成形工具包括至少一个压力袋和至少一个其它的压力分配元件；
图3a示出用于沿传送方向传送半成品的传送设备的示意性侧视图，其中传送设备包括至少两个夹持装置；以及
图3b示出显示操作图3a中所示的传送设备的方法的示意图。
具体实施方式
图1示出用于使包括增强纤维的半成品2成形的方法的第一步骤S 1的示意性侧视图。该方法例如可由本文描述的成形工具执行。成形工具可为本文描述的成形装置的一部分。半成品2为包括预浸渍纤维的预浸料坯材料，其中半成品2可包括多个预浸料坯层。
在第一步骤S1(放置步骤)中，半成品2借助放置工具被放置并固定在成形元件4(心轴)上。成形元件4的放置半成品2的表面对应于成形元件的成形表面，其中成形表面具有最终成形的半成品的期望形状(净成形或最终形式)。在图1a中所示的实施例中，成形元件4被示出为具有如在其侧视图中观察的对应于成形表面的平坦顶表面。然而，成形元件4的成形表面可具有任何种类的期望形式，例如，平坦形状、弯曲形状、凸形形状(例如，基本U形)、凹形形状等，这取决于最终产品的期望的最终形式。
在第一步骤S1之后，半成品2驻留在成形元件4上，并沿传送方向C被传送，从而可在第二工具处执行第二步骤S2。借助传送设备执行传送，将参照图3a和图3b在下面详细描述传送设备的示例。
在步骤S2(加热步骤)中，半成品2被加热工具加热。加热工具的示例包括隧道式对流炉或红外辐射器。在步骤S2，半成品2被加热到一温度，在该温度，半成品的基体材料(例如，环氧树脂)达到的粘度使得能够通过施加力来使半成品2成形。在用于使半成品2成形的方法中，半成品2保持能实现成形的温度，至少到下述的最终成形步骤S4。假如使用已经能够在室温成形的基体材料，则可省略加热步骤S2。半成品2驻留在成形元件4上，并被进一步传送到第三工具，在第三工具处执行第三步骤S3。
在步骤S3(预成形步骤)中，半成品2借助预成形工具被预成形。预成形工具使半成品2成形至近净成形的几何形状。换言之，离开预成形工具的半成品具有类似于最终形式但在初始形式(例如，平面)和期望的最终形式之间的形式。例如，由预成形工具施加的变形的程度可为约0.9或至少0.9。预成形工具可包括预成形站，逐步地对应于半成品2的期望的最终形式。预成形工具可包括用于使半成品2预成形的辊和/或引导板。通过将力沿期望的预成形方向施加到半成品2来使半成品2预成形。预成形工具的可能的实施例被配置为自调节至成形元件4的变化的横截面形状和/或不同的成形元件4。因此，例如，如果成形元件4的横截面形状沿着传送方向C变化，则预成形工具可例如通过使辊和/或引导板沿横截面形状变化的方向移动来适应这种变化。虽然预成形步骤S3被示出在图1b的实施例中，但是其可被省略，例如，在半成品2具有高的柔性的情况下和/或在期望的最终形式为相对平坦的形式的情况下，从而不需要大量的预成形来获得最终形式。半成品2驻留在成形元件4上，并沿传送方向C被传送到成形工具6，在成形工具6处执行第四步骤S4。
在步骤S4(成形步骤)中，半成品2通过成形工具6被成形为其最终形式。成形步骤S4的更多细节将在后面参照图2a和图2b被描述。在步骤S4中，半成品2借助至少一个压力袋被成形为期望的最终形式。在成形步骤S4之后，具有期望的最终形式的半成品2驻留在成形元件4上，并沿传送方向C被传送到修整工具，在修整工具处执行修整步骤S5。
在步骤S5(修整步骤)中，半成品2的凸缘借助修整工具被修整。修整工具的可能的实施例包括布置为垂直于成形元件4的凸缘的至少一个数控切削设备。然而，步骤S5也可被省略，例如，如果凸缘已经具有净形状或者如果它们在后面的步骤中被修整。在步骤S5之后，半成品2驻留在成形元件4上，并沿传送方向C被传送。
半成品2现在可准备用于借助固化工具的固化步骤。然而，在固化之前，另外的材料(例如，可固化材料等，例如，环氧树脂)可被施加到已成形的半成品2。固化步骤可包括热压周期。在固化步骤期间，半成品2可驻留在其成形元件4上。然而，由于半成品2和成形元件4的不同的热膨胀系数(例如，当使用由金属制成的成形元件4时)，半成品2可被转移到固化元件。优选地，固化元件具有与半成品2的热膨胀系数类似的热膨胀系数。用于固化元件的期望的材料可包括因瓦合金、碳纤维增强塑料(CFRP)或玻璃纤维增强塑料(GRP)。
此外，在成形步骤S4之后或期间，可执行冷却步骤。由于半成品2将保持其通过成形工具6成形至的最终形式，所以期望基体材料的粘度在成形步骤S4之后被减小。粘度的这种改变可或者通过在周围温度(例如，室温)的停留步骤或者通过在冷却步骤期间有效冷却半成品2而被实现。在冷却步骤期间，半成品2可例如借助冷却气体(例如，冷却空气)或冷却液体(例如，冷却水)被有效冷却。另外或可替代地，成形元件4可被冷却。
在以上图1a和图1b的描述中，一实施例被描述，其中半成品2在其已经在放置步骤S1期间被放置在成形元件4上之后驻留在成形元件4上，并且其与成形元件4一起沿传送方向C被传送。因此，成形元件4的横截面形状可沿着传送方向C变化。此外，可通过将大的成形元件4传送通过不同的工具并通过在成形元件4的不同区段接连地执行步骤S1-S5来形成大的产品。例如，产品可被形成为沿着其延伸方向(对应于传送方向C)具有曲率和/或沿着延伸方向具有变化的横截面形状和/或具有类似于突起和/或凹口的局部结构。
然而，根据不同的实施例，半成品2的沿着传送方向相对于成形元件4的位置可在步骤S1-S5的方法期间改变。例如，半成品可沿着成形元件4移位，例如，在成形元件4的横截面形状沿着传送方向C不改变的情况下。
图1c示出成形元件4和半成品2在上述方法的步骤S1、S3和S4之后的示意性横截面主视图。如在图1c中可见，在放置步骤S1之后，半成品2具有初始形式，其例如为基本平面形状(可能由于重力而偏离)。在预成形步骤S3之后，半成品2具有在初始形式和期望的最终形式之间的形式。在步骤S3之后的形式可类似于最终形式，但不完全对应于成形元件4的成形表面。
可通过本文描述的成形装置执行上述方法。成形装置包括执行上述步骤S1-S5所需的工具。因此，成形装置可包括放置工具、加热工具、预成形工具、成形工具6和修整工具。成形装置进一步包括成形元件4和用于沿着传送方向C传送半成品2的传送设备。然而，这些步骤和/或工具中的一些可被省略和/或可由其它设备执行，从而成形装置至少包括成形工具6、成形元件4和传送设备。
图2a示出成形工具6的实施例的示意性横截面主视图，其可被用在例如上面参照图1a-1c描述的方法的步骤S4中。
图2a示出成形步骤期间的成形工具6。在成形步骤期间，成形元件4位于成形工具6处。包括增强纤维的半成品2位于成形元件4的顶部上。在成形步骤之前，半成品2可如上参照步骤S3描述的那样被预成形。半成品2已经沿垂直于图2a的图平面的传送方向C被传送到成形工具6中。成形工具6包括配置为在成形步骤中被加压的压力袋8。一旦半成品2已经到达期望的成形位置，则压力袋8被加压(例如，通过加压空气或加压液体膨胀)。由于压力袋8的压力，力从压力袋8的膜沿远离压力袋8的内部朝向成形元件4的方向被施加到半成品2。由于这些力，半成品2被成形，并最终获得与成形元件4的成形表面的形式基本对应的形式。成形表面对应于成形元件4的在成形步骤的最后与半成品2接触的表面。如图2a中所示，半成品2被夹在成形元件4的成形表面和压力袋8之间。
成形工具6包括用于为压力袋8供应加压流体的流体入口10、用于使流体流出压力袋8的流体出口12和用于控制通过流体入口10和流体出口12的流体流的阀单元14。加压流体例如为气体或液体。加压流体可借助泵被加压。在加压开始时间，加压流体开始流入压力袋8中。加压开始时间可被限定为用于流体入口10的阀单元14被打开的时间和/或泵开始对流体加压的时间。在加压停留周期期间，经加压的压力袋8保持其对于半成品2的压力。图2a示出加压停留周期期间的成形工具6，其中压力袋8中的压力由箭头象征性地指示。加压停留周期可被用作冷却步骤，以使半成品2冷却下来，如上面说明的那样。另外，加压流体(例如，水或空气)可在其被供应到压力袋8中之前被冷却。在加压停留周期期间，用于流体入口10和流体出口12二者的阀单元14可处于闭合状态。此外，在加压停留周期期间，用于流体入口10的阀单元14可处于打开状态，并且泵可继续对流体加压。在加压停留周期之后，在加压终止时间，通过打开用于流体出口12的阀单元14使加压流体流出压力袋8。为了加速该减压过程，流体(气体或液体)可被有效地吸出压力袋8。因此，在两个相连的成形步骤之间的时间滞差可被减小。
为了限制压力袋8在成形步骤期间沿传送方向C的纵向伸展(这可能导致半成品2的皱褶形成)，压力袋8可包括诸如例如织造布之类的结构增强物。在一实施例中，压力袋8包括平行于压力袋8的纵向轴线定向的单向增强物。
此外，通过使用压力袋8，成形表面的弧形区域(radius area)的压力升高可减少，这降低在成形表面的凸弯曲部分(弧形区域)发生所谓的半成品2的弧形部变薄的风险。
在本文描述且使用本文描述的成形工具6的成形步骤S4中，不必从周围环境气密地密封出真空空间。因此，可通过在相同的成形工具6的相连的成形步骤中使半成品2的相邻部分成形来使半成品2(长的最终产品形式)的长结构成形。在现有技术的真空成形工具(热覆盖成形)中，为此，必须在膜和半成品2之间实现气密密封的边界。因此，本文描述的方法、成形工具和成形装置允许大的半成品2的更快速成形并简化成形，同时需要的更少的占地面积。
图2b示出成形工具6的另一实施例的示意性横截面主视图，其可被用在例如上面参照图1a-1c描述的方法的步骤S4中。图2b中示出的实施例的成形工具6包括多个压力袋8a、8b、8c、8d、8e。图2b中示出的成形工具6的总体构思与图2a中示出且在上面描述的成形工具6的总体构思相同。因此，对图2a中示出的成形工具的以上描述也适用于图2b中示出的成形工具6，除非在下面另外提及。特别地，除非另外提及，多个压力袋8a-8e之一的操作方式可对应于图2a中示出的压力袋8的操作方式。
示例性地，在图2b中示出九个压力袋8a-8e。然而，成形工具6也可包括多于或少于九个压力袋。压力袋8a-8e被布置为在垂直于传送方向C的方向上彼此相邻。然而，另外或可替代地，压力袋可被提供为在传送方向C上彼此相邻地布置。压力袋8a-8e中的每一个包括膜，该膜形成相应的压力袋8a-8e的外轮廓并将该压力袋8a-8e的内部与该压力袋8a-8e的外部气密地密封隔离。在加压状态(例如，在停留周期期间)，相邻的压力袋8a-8e的膜的部分彼此接触。例如，在图2b中示出的示例中，压力袋8a的膜的一部分可接触布置在压力袋8a左边的压力袋8b的膜的一部分。压力袋8a-8e可被提供为均具有自己的膜的单独的袋。可替代地，多个压力袋8a-8e或者该多个压力袋8a-8e中的部分可一体形成。多个压力袋8a-8e可形成一个大的一体形成袋，具有由形成多个压力袋8a-8e的膜分隔的空间。在这种情况下，相邻的压力袋8a-8e可共享相同的膜。例如，在图2b中示出的示例中，压力袋8a和8b可共享膜的相同部分。
压力袋8a-8e中的每一个可被单独地加压。控制器(未示出)可被提供用于控制加压开始时间、加压终止时间和/或各个压力袋8a-8e的压力值。尽管在图2b中仅示出一个入口10、一个出口12和一个阀单元14，但是压力袋8a-8e中的每一个均可被提供有入口10、出口12和阀单元14。此外，压力袋8a-8e中的至少两个的空间可在共同的入口10、共同的出口12和共同的阀单元14后面彼此连接，从而对于该至少两个压力袋8a-8e，加压开始时间、加压终止时间和压力值是相同的。例如，在图2b中示出的示例中，两个压力袋8b、两个压力袋8c、两个压力袋8d和两个压力袋8e可分别彼此连接。在这种情况下，压力袋8a和压力袋8b的压力值可不同，但是两个压力袋8b的压力值彼此无区别。
当如图2b中示出的那样提供多个压力袋8a-8e时，这些压力袋8a-8e的加压开始时间可由控制器单独地控制。例如，在半成品2被放置在成形工具6中之后，首先，对中央压力袋8a加压。因此，半成品2的在压力袋8a和成形元件4之间的部分被挤压到成形元件4的成形表面的对应部分，并由此被成形。中央压力袋8a对应于如在垂直于传送方向C的平面中截取的横截面中观察的与半成品2的中部(中央部分)相邻的压力袋。通过对中央压力袋8a加压，半成品2的多余的基体材料被推向侧部，在侧部，中央压力袋8a不接触半成品2。随后，与中央压力袋8a相邻的压力袋8b被加压。例如，如图2b中所示，两个压力袋8b可同时被加压。例如，如上所述的，两个压力袋8b可具有彼此连接的空间。此后，随后，压力袋8c、8d和8e以朝向半成品2的侧部的该顺序被加压，如在垂直于传送方向C的平面中截取的横截面中观察的那样。
通过应用该加压顺序，多余的基体材料可被推向半成品2的侧部，并且可抑制皱褶的形成。因此，可实现具有高质量和高稳定性的最终产品的平坦(无皱褶)表面。
此外，各个压力袋8a-8e之间的压力可变化。例如，由中央压力袋8a施加到半成品2的压力可高于由提供在成形表面的凸形(弧形)部分处的压力袋8c和8d施加的压力。因此，可防止发生弧形部变薄。
在一实施例中，施加到压力袋8a-8e的压力和/或压力袋8a-8e的加压开始时间相同。
图2c示出成形工具6的另一实施例的示意性横截面主视图，其可被用在例如上面参照图1a-1c描述的方法的步骤S4中。图2c中示出的实施例的成形工具6包括压力袋和不同于压力袋的压力分配元件9。压力分配元件9可例如为配置为将压力施加到半成品2的弹性体块。可提供任意数量的压力袋(例如，如图2b中示出的且如上描述的多个压力袋)。此外，可提供任意数量的压力分配元件9(例如，一个压力分配元件9或多个压力分配元件9)。图2c的成形工具6的功能(特别是压力袋8、8a-8e以及它们的控制)与参照图2a和2b描述的那些相同，因此不必重复。
压力分配元件9可以以与图2b中示出的多个压力袋8a-8e之一相似的方式被控制。例如，压力分配元件9可被配置为将压力施加到成形表面的某区段。此外，压力袋8或多个压力袋可被提供用于将压力施加到成形表面的其余区段。
图3a示出可被用在本文描述的成形装置中的传送设备20的示例。半成品2借助传送设备20被传送通过成形装置。图3a中详细示出的传送设备20包括第一夹持装置22和第二夹持装置24，该第一夹持装置22和第二夹持装置24均能在打开位置和闭合位置之间调节，在打开位置，第一夹持装置22和第二夹持装置24松开半成品2，在闭合位置，第一夹持装置22和第二夹持装置24将半成品2紧紧地夹持在两个夹爪22a、22b、24a、24b之间。而且，夹持装置22、24如由图3a中的箭头PK1、PK2指示的那样能沿半成品2的传送方向C或与半成品2的传送方向C相反地移动通过成形装置且能在夹持位置(闭合状态)和松开位置(打开状态)之间移动。
类似于成形装置的其它部件的操作，传送设备20的操作借助中央电子控制设备被控制。然而，作为对中央控制设备的替代，可使用多个单独的控制设备。控制设备以如下方式控制两个夹持装置22、24的操作，使得当第二夹持装置24位于其闭合位置并且沿半成品2的传送方向C与半成品2共同地移动且从其夹持位置移动到其松开位置时，第一夹持装置22位于其打开位置并且相对于半成品2与半成品2的传送方向C相反地移动且从其松开位置移动到其夹持位置。
相反地，当第二夹持装置24位于其打开位置并且相对于半成品2与半成品2的传送方向C相反地移动且从其松开位置移动到其夹持位置时，第一夹持装置22位于其闭合位置并且沿半成品2的传送方向C与半成品2共同地移动且从其夹持位置移动到其松开位置。两个夹持装置22、24的这种反向操作也被例示在图3b中的示意图中。
作为对图3a中示出的传送设备20的变型的替代，传送设备也可包括两个对置的传送带(未示出)。传送带能沿相反的方向移动，并将夹持力施加在设置于传送带之间的半成品2的一部分上，以使半成品2借助传送带的传送运动沿其传送方向C移动。传送带中的至少一个于是优选为安装有弹簧的，以补偿待借助供给设备供给通过成形装置的半成品2的厚度的变化。
虽然在这里已经参照成形工具、成形装置和成形方法的特定实施例描述了本发明的各个特征，但是这些特征可以任何期望的方式彼此组合，除非另外明确提及。

Claims (14)

1.一种用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的成形装置，所述成形装置包括：
成形工具(6)，用于使包括增强纤维并以连续的过程被传送到所述成形工具(6)的半成品(2)成形；
包括成形表面的成形元件(4)；和
用于沿着传送方向(C)传送所述半成品(2)的传送设备(20)，
所述成形工具(6)包括：
至少一个压力袋(8，8a-8e)，被配置为在所述半成品(2)的成形步骤期间被加压，在所述半成品(2)的成形步骤期间，所述半成品(2)被夹在所述成形元件(4)的所述成形表面和经加压的至少一个压力袋(8，8a-8e)之间，从而所述半成品(2)呈现所述成形表面的形状，其中
在垂直于所述半成品(2)的传送方向(C)的平面中截取的所述成形元件(4)的横截面沿着所述传送方向(C)变化。
2.根据权利要求1所述的成形装置，包括：
多个压力袋(8a-8e)，被配置为在所述成形步骤期间被加压。
3.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：
不同于压力袋的至少一个压力分配元件。
4.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：
控制器，被配置为控制所述至少一个压力袋(8，8a-8e)的压力值、加压开始时间和加压终止时间中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的成形装置，其中所述成形工具(6)进一步包括：
用于为所述至少一个压力袋(8，8a-8e)供应加压流体的流体入口(10)；
用于使所述流体流出所述至少一个压力袋(8，8a-8e)的流体出口(12)；和
用于控制通过所述流体入口(10)和所述流体出口(12)的流体流的阀单元(14)。
6.根据权利要求1所述的成形装置，其中
所述传送设备(20)包括至少两个夹持装置(22，24)，该至少两个夹持装置(22，24)沿所述传送方向(C)接连布置并被配置为沿着所述传送方向(C)传送所述半成品(2)或所述成形元件(4)。
7.根据权利要求1所述的成形装置，进一步包括：
沿所述传送方向(C)布置在所述成形工具(6)前方的预成形工具，其中所述预成形工具被配置为使所述半成品(2)预成形。
8.一种用于使包括增强纤维的半成品(2)成形的方法，所述方法包括：
将所述半成品(2)沿着传送方向(C)传送到包括至少一个压力袋(8，8a-8e)的成形工具(6)；以及
对所述至少一个压力袋(8，8a-8e)加压，同时所述半成品(2)被夹在成形元件(4)的成形表面和经加压的至少一个成形袋(8，8a-8e)之间，从而所述半成品(2)呈现所述成形表面的形状，其中
在垂直于所述半成品(2)的传送方向(C)的平面中截取的所述成形元件(4)的横截面沿着所述传送方向(C)变化。
9.根据权利要求8所述的方法，其中
所述成形工具(6)包括多个压力袋(8a-8e)，所述方法包括以下中的至少一个：
对所述多个压力袋(8a-8e)加压；以及
单独地控制所述多个压力袋(8a-8e)中的每一个的加压开始时间。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
对在垂直于所述半成品(2)的所述传送方向(C)的平面中截取的横截面中观察的与所述半成品(2)的中部相邻的第一压力袋(8a)加压；以及
在对所述第一压力袋(8a)加压之后，对在垂直于所述半成品(2)的传送方向(C)的平面中截取的横截面中观察的更接近所述半成品(2)的侧部的第二压力袋(8b-8e)加压。
11.根据权利要求8所述的方法，其中
对所述至少一个压力袋(8，8a-8e)加压的步骤包括使加压气体流入所述压力袋(8，8a-8e)中，并且所述方法进一步包括：
在加压步骤之后，借助真空使所述气体流出所述至少一个压力袋(8，8a-8e)。
12.根据权利要求8所述的方法，其中
所述半成品(2)沿传送方向(C)以连续的过程被传送。
13.根据权利要求8所述的方法，其中
所述半成品(2)沿传送方向(C)以连续的过程被传送，其中在第一成形步骤中，包括所述半成品(2)的最终产品形式的第一区段被成形，并且在随后的第二成形步骤中，包括所述半成品(2)的所述最终产品形式的第二区段被成形。
14.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在加压步骤之前，借助预成形工具使所述半成品(2)预成形。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011119046A1 (de) * 2011-11-22 2013-05-23 Premium Aerotec Gmbh Umformen bei der Herstellung eines profilierten Bauteils
FR3046107B1 (fr) * 2015-12-24 2018-11-23 Ratier Figeac Procede et dispositif pour la fabrication d'une piece composite permettant l'evacuation de gaz hors de la piece composite
KR101866132B1 (ko) * 2016-04-15 2018-07-13 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치 외장재 성형 장치 및 방법
CN106596228B (zh) * 2016-12-30 2023-05-16 哈尔滨天顺化工科技开发有限公司 一种用于评价碳纤维应用物理性能的束纱装置
GB2582629A (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Airbus Operations Ltd A forming tool
US11559954B2 (en) 2020-01-16 2023-01-24 The Boeing Company Multi-chamber conformable bladder for composite part tooling

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6231796B1 (en) * 1996-04-26 2001-05-15 Edward H. Allen Pulsed method for creating composite structures
EP2206598A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-14 Korean Air Lines Co., Ltd. Folding and shape-forming apparatus and method for prepreg
CN101910493A (zh) * 2008-01-11 2010-12-08 东丽株式会社 弯曲形状强化纤维基材、及使用其的层合体、预成型体、纤维强化树脂复合材料和它们的制造方法
EP2623302A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Eire Composites Agitation assisted vacuum bagging process and apparatus therefor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4877469A (en) * 1987-03-18 1989-10-31 The Armstrong Rubber Company Reinforced tire curing bladder and method for using same
US5648109A (en) 1995-05-03 1997-07-15 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for diaphragm forming
US7249943B2 (en) 2003-08-01 2007-07-31 Alliant Techsystems Inc. Apparatus for forming composite stiffeners and reinforcing structures
DE602005013059D1 (de) 2004-01-05 2009-04-16 Airbus Gmbh Flugzeugrumpf
DE102004001078B8 (de) 2004-01-05 2013-06-13 Airbus Operations Gmbh Flugzeugrumpf
US7622066B2 (en) * 2004-07-26 2009-11-24 The Boeing Company Methods and systems for manufacturing composite parts with female tools
US7807005B2 (en) * 2006-02-02 2010-10-05 The Boeing Company Fabrication process for thermoplastic composite parts
US8491745B2 (en) 2007-02-03 2013-07-23 The Boeing Company Method and material efficient tooling for continuous compression molding
DE102007062111A1 (de) 2007-12-21 2009-07-02 Airbus Deutschland Gmbh Abschirmanordnung für insbesondere elektrische Leitungen in Flugzeugen
US9162396B2 (en) * 2012-10-12 2015-10-20 The Boeing Company Method for forming fuselage stringers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6231796B1 (en) * 1996-04-26 2001-05-15 Edward H. Allen Pulsed method for creating composite structures
CN101910493A (zh) * 2008-01-11 2010-12-08 东丽株式会社 弯曲形状强化纤维基材、及使用其的层合体、预成型体、纤维强化树脂复合材料和它们的制造方法
EP2206598A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-14 Korean Air Lines Co., Ltd. Folding and shape-forming apparatus and method for prepreg
EP2623302A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-07 Eire Composites Agitation assisted vacuum bagging process and apparatus therefor

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