CN107848225A - 制造复合部件的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种制造复合部件的方法，所述方法包括铺叠多个连续的复合材料层以在铺叠操作中产生用于部件的预成形件(12)，其中在铺叠操作期间，每层复合材料的一部分被加热至至少45℃的临界温度。

Description

制造复合部件的方法
技术领域
本发明涉及制造复合部件的方法，其中，在铺叠操作中，每层复合材料的一部分被加热至至少45℃的临界温度。
背景技术
复合材料越来越多地用于需要材料性质的特定组合的部件。特别地，由于其高刚度和低重量，复合材料诸如碳纤维增强聚合物(CFRP,Carbon Fibre Reinforced Polymer)通常用于航空航天以及其他工业的部件。复合材料通常包含增强材料(例如碳纤维)和基质材料(例如环氧树脂)。
有几种已知的自动铺叠复合材料的方法，包括自动纤维铺放(AFP)和自动铺带(ATL)。在AFP中，若干个单根复合材料纤维聚集形成纤维束，并将纤维束放置在工具上并定期切割以形成一系列复合材料。可以使用窄宽度的带子来代替单根纤维或纤维束。在ATL中，在此期间，更宽的带子直接应用于工具。
典型地，一旦复合材料被铺叠以产生预成形件，预成形件通常形成为期望的形状(如果需要)，并且复合材料被固化以形成部件。
众所周知，单片复合材料之间的空间在制造过程中会影响预成形件的形状和尺寸。例如，空间形成在单个纤维束之间(在自动纤维铺放，AFP中)和一系列纤维束之间有间隙和重叠的地方。此外，当复合材料沉积时，由于复合材料的粗糙度和轮廓，存在空间。
当用于复合部件的预成形件在温度和压力下固化时，随着复合材料中的树脂(或基质材料)的粘性变小并且预成形件被固结，此空间被消除。在固化过程中，此空间内的任何空气(或其他气体)会从预成形件中移出。
因此，在固化之前，与固化部件的体积相比，预成形件通常具有额外的体积。额外的体积被称为预成形膨胀，或者简称“膨胀”。尽管在固化过程中通常除去所述膨胀，但希望使预成形件中的膨胀最小化。例如，由于膨胀的原因，可能无法将预成形件插入到用于固化的模具中。这个问题对于低公差应用特别相关，例如高价值先进制造，例如作为航空航天工业的部件。
目前的制造过程通常会导致膨胀过大，这需要使用补救性的去膨胀过程。已知许多去膨胀过程，其通常依赖于使预成形件承受压力负荷(即，使用真空袋和/或压力容器)，并加热预成形件。然而，这样的过程通常是耗时的、容易出错的、手工的并且相对昂贵。
因此希望提供一种制造用于复合部件的预成形件的改进方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种制造复合部件的方法，所述方法包括：铺叠多个连续的复合材料层以在铺叠操作中产生用于所述部件的预成形件，其中在铺叠操作期间，每层复合材料的一部分被加热至至少45℃的临界温度。每层复合材料的一部分可以使用加热装置加热。
临界温度可以是至少50℃，或者至少55℃。
被加热到至少临界温度的每层的所述部分可以对应于相对于所述部件的平均厚度具有更大厚度的所述部件的一部分。例如，所述部分可以对应于风扇叶片的根部。或者，对于铺叠表面的至少一段时间，可以控制加热装置，使得基本上全部或全部预成形件的每层的温度处于或高于临界温度(换句话说，所述部分可构成整个预成形件)。
可以操作加热装置，使得在铺叠操作中的至少预设的去膨胀阶段每层的温度至少为临界温度。
去膨胀阶段可以是至少10秒，至少30秒，至少1分钟，至少2分钟，至少5分钟，至少10分钟或更长。所述阶段可以对应于在所述部分上的涂覆器辊的至少一个，至少两个或至少三个或更多个道次所需的时间。所述阶段可以对应于至少一个，至少两个，至少三个或更多个连续的材料层铺叠在相应的层上所需的时间。
可以操作加热装置，使得每层的相应部分的温度在施加复合材料的小于5分钟、小于2分钟、小于1分钟、小于30秒、小于10秒、小于5秒或小于2秒的加热时间内达到临界温度。换句话说，可以操作加热装置，使得在施加复合材料之后不久，每层的去膨胀阶段发生。相应地，在铺叠操作进行的同时，每层的相应部分在工具上就地达到临界温度，并且在铺叠操作进行的同时开始去膨胀阶段。因此，不需要等待铺叠操作结束对材料进行去膨胀。
可以操作加热装置，使得在铺叠操作期间每层的温度不超过60℃。
可以控制加热装置以通过从工具到预成形件的热传递在铺叠操作期间加热预成形件。可以控制加热装置，以通过从预成形件的与工具相对的一侧的热传递在铺叠操作期间加热预成形件。例如，在预成形件大致铺叠在工具的顶部(即上方)的情况下，可以控制加热装置以通过来自工具上方的热传递在铺叠操作期间加热预成形件。
所述加热装置可以具有第一加热器和第二加热器，所述第一加热器被构造成通过从工具到预成形件的热传递在铺叠操作期间加热预成形件，且所述第二加热器被构造成通过从预成形件的与工具相对的一侧的热传递在铺叠操作期间加热预成形件。在铺叠操作期间可以操作加热装置，以在第一加热阶段中加热预成形件，在第一加热阶段预成形件的厚度小于临界厚度或者层数小于临界极限，并且随后在第二加热阶段中加热预成形件，在第二加热阶段预成形件的厚度大于或等于临界厚度或者层数大于或等于临界极限。在第一加热阶段中，第一加热器和第二加热器中只有一个可以是激活的，并且在第二加热阶段中至少第二加热器可以是激活的。
在第二加热阶段中，第一加热器可以是不激活的。在第一加热阶段中，只有第一加热器可以是激活的。在第二加热阶段中，第一加热器和第二加热器都可以是激活的。
在另一实施例中，可以在铺叠操作期间监测预成形件的温度，并且在铺叠操作期间可以操作加热装置以在第一加热阶段中加热预成形件，在第一加热阶段仅有第一加热器是激活的直到监测到的温度下降到临界以下，例如45℃(即，与临界温度相同)，并且在铺叠操作期间随后可以操作加热装置以在第二加热阶段中加热预成形件，在第二加热阶段至少第二加热器是激活的，并且可以控制该加热器，使得监测到的温度保持在45℃或高于45℃。第一和第二加热器在第二阶段期间可以是激活的，或者只有第二加热器可以是激活的。
所述方法可以进一步包括在铺叠操作期间监测预成形件的温度。预成形件的温度可以使用高温计来监测。至少可以部分基于在铺叠操作期间监测预成形件的温度来控制加热装置。
加热装置可以包括加热元件，所述加热元件连接到工具并且被构造成加热工具。加热元件可以形成第一加热器的一部分。
加热装置可以包括非接触式加热器。所述非接触式加热器可以是对流加热器或非接触式加热器，例如红外线(IR)加热器。所述非接触式加热器可以形成第二加热器的一部分。可基于预成形件的温度选择性地激活和/或控制所述非接触式加热器。可基于监测预成形件的温度(例如预成形件的表面温度)选择性地激活和/或控制所述非接触式加热器。
复合材料层可以使用涂覆器头部铺叠，并且在铺叠操作期间所述涂覆器头部可相对于所述非接触式加热器移动。基于所述涂敷器头部与非接触式加热器的接近度，可以控制非接触式加热器在铺叠操作中移动。
所述非接触式加热器可以连接到接近传感器，所述接近传感器被构造成确定所述涂覆器头部何时在非接触式加热器的临界接近度内，并且其中基于接近传感器的输出控制非接触式加热器移动。
所述方法可以进一步包括基于所述涂覆器头部的预定路径控制所述非接触式加热器的移动。
所述方法可以包括加热预成形件的侧表面。所述侧表面可以由层的边缘限定。加热装置可以包括用于加热预成形件的侧表面的加热元件，所述加热元件可以连接到工具的侧表面，或者可移动到与预成形件相邻的位置。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造用于复合部件的预成形件的方法，所述方法包括：在铺叠操作中，将多个连续的复合材料层铺叠在工具上，以逐渐产生预成形件，其中涂覆器头部在工具上方移动；及使用包括非接触式加热器的加热装置加热所述预成形件；其中所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器移动。
根据本发明的第三方面，提供了一种复合材料铺叠设备，包括：工具，所述工具用于在铺叠操作中接收多个复合材料层，以形成用于复合部件的预成形件；涂覆器头部，所述涂覆器头部用于铺叠复合材料层；及加热装置，所述加热装置用于加热所述工具上的预成形件，所述加热装置包括非接触式加热器；其中所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器可移动。
根据本发明的第四方面，提供了一种复合材料铺叠设备，包括：工具，所述工具用于在铺叠操作中接收多个复合材料层，以形成用于复合部件的预成形件；加热装置，所述加热装置用于加热所述工具上的预成形件；及控制器，所述控制器被构造成控制所述加热装置，使得在铺叠操作的一段时间内，每层复合材料的一部分被加热到至少45℃的临界温度。
所述设备可以进一步包括温度传感器，所述温度传感器被构造成在铺叠操作期间产生与所述预成形件的温度有关的信号。所述控制器可以被构造成基于所述温度传感器的输出控制所述加热装置。
所述控制器可以被构造成控制所述加热装置，使得形成所述预成形件的每层复合材料层的一部分的温度在至少铺叠操作的一段时间内处于或高于临值温度。所述温度传感器可以是高温计。
所述设备进一步可以包括接近传感器，所述接近传感器被构造成确定所述涂覆器头部何时位于所述非接触式加热器的临界接近度内，并且所述设备可以被布置为基于所述接近传感器的输出移动所述非接触式加热器。
所述非接触式加热器可以悬挂在所述工具的上方和/或周围。所述非接触式加热器可以与所述工具和预成形件间隔开。
所述加热装置可以包括非接触式加热器，并且所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器可移动。
所述非接触式加热器可以被构造成在铺叠操作期间基于所述涂覆器头部与所述非接触式加热器的接近度移动。
所述加热装置可以包括加热元件，所述加热元件被构造成加热所述工具，使得在使用中热量从所述工具传递到所述预成形件。
控制器可以被构造成基于所述涂覆器头部的预定路径来控制所述非接触式加热器的移动。所述非接触式加热器可以安装在可枢转的支撑臂上。
附图说明
现在将参考附图描述本发明，其中：
图1示出了复合材料铺叠设备；
图2示出了根据本发明的铺叠操作；
图3示出了粘附强度与基板温度的关系图；
图4示出了膨胀与工具温度的关系图；
具体实施方式
图1示出用于铺叠多个复合材料层以形成用于复合部件的预成形件12的复合材料铺叠设备10。设备10包括具有铺叠表面16的工具14和涂覆器头部18，涂覆器头部18被构造成在工具14上来回移动以将复合材料涂覆到工具上。
涂覆器头部18例如通过机架或其他支撑结构(例如机器人手臂)悬挂在工具14的上方。涂覆器头部18和工具14被构造成通过多个自由度相对于彼此相对移动。在此具体实施例中，工具14被构造成保持静止且涂覆器头部18被构造成相对于工具以三个平移自由度移动，并且涂覆器头部18还被构造成围绕三个轴枢转(并且因此具有六个自由度)。在其他实施例中，工具14和涂覆器头部18或者仅工具14可被构造成移动。
设备10还包括加热装置20，加热装置20包括第一加热器22和第二加热器26，第一加热器22具有安装到工具14的正面(即工具14的与铺叠表面16相反的侧面)的多个加热元件24。
第一加热器22被构造成加热工具14，使得在铺叠操作中使用时，热量从加热器22传递到工具14，并从工具14传递到预成形件12。第一加热器22经由有线或无线链路连接(coupled)到控制器40。如下面将详细描述的，控制器40被构造成控制加热装置20。
第二加热器26悬挂在连接(coupled)到支撑结构30的加热器支撑臂28上，并悬挂在工具14的上方。在此实施例中，支撑结构30是邻近工具的独立支柱，被构造成支撑支撑臂28和其他辅助设备。然而，在其他实施例中，支撑结构30可以直接连接到工具14或与工具一体，或者可以从架空机架延伸等。第二加热器26是非接触式加热器，并且在此实施例中是辐射加热器，特别是被构造成将红外线引向工具14和在工具14上逐渐形成的预成形件12的红外线加热器。第二加热器26还包括接近传感器32，接近传感器32被构造成检测涂覆器头部18何时在第二加热器26的临界接近度内。在此实施例中，接近传感器32是红外线传感器，但是在其他实施例中，它可以是任何合适类型的传感器。第二加热器26经由有线或无线链路连接到控制器40。第二加热器26可以进一步包括用于将辐射能量反射到工具14的镜子，镜子可以被铰接，并被加热器26的控制器控制，以适当地引导辐射能量。
加热器支撑臂28与支撑结构28在接合处铰接，并且存在致动器34，致动器34用于使支撑臂28相对于支撑结构30围绕垂直轴线旋转，由此使第二加热器26相对于支撑结构30围绕垂直轴线旋转。致动器34也连接到控制器40。
设备10包括温度传感装置，温度传感装置包括：第一组温度传感器36(第一温度传感器)，第一组温度传感器36连接到工具14以用于监测工具和/或预成形件的温度；及第二组传感器38(第二温度传感器)，第二组传感器38悬挂在工具14的上方，用于远程监测工具和/或预成形件的温度。在此实施例中，第一组传感器36包括嵌入工具14中的两个温度传感器36，特别是在工具14的铺叠表面16内的凹部中，使得传感器36与第一加热器22间隔开。传感器36被构造成直接监测由第一加热器22加热的工具14的温度。
第二温度传感器38从安装在支撑结构30上的传感臂39悬挂下来。第二传感器38是高温计，所述高温计被构造成当预成形件12设置在工具14上时(即，当其通过涂覆器头部18逐渐形成时)远程监测工具14或预成形件12的温度。
第一和第二传感器36、38经由有线或无线链路连接到控制器40。在其他实施例中，可以在涂覆器头部上安装至少一个温度传感器。
现在将参照图2以举例的方式描述使用设备10铺叠预成形件的方法的示例。
在铺叠操作开始之前的准备阶段中，控制器40将第一加热器22设置为激活状态，并且停用第二加热器26以启动加热装置(102)。控制器40使用任何合适的控制算法(例如PID控制(比例积分微分))加热加热器22的加热器垫24，使得第一温度传感器36返回45℃的工具温度。
通过使涂覆器头部18横越工具14来铺叠连续的复合材料层开始铺叠操作的第一阶段(104)。在此实施例中，如本领域中已知的，在复合材料被施加到工具14之前，涂覆器头部18将复合材料加热到大约30℃的温度，以使得复合材料适当地发粘。当施加到工具14上时，热量从工具传递到复合材料中并且复合材料的温度升高到45℃。
控制器40在铺叠操作的第一阶段(104)期间连续地执行反馈和加热器控制回路(106)，通过反馈和加热器控制回路(106)，使用高温计(或第二传感器)38监测在铺叠操作期间已经施加到工具14的复合材料的温度，并且提供给加热器垫24的功率通过适当的控制算法(例如，PID控制)调节，使得每层复合材料在施加随后的层之前达到45℃。在此实施例中，高温计38被构造成基本上在每层的整个范围内监测温度，但是在其他实施例中，高温计可以被构造成仅获取点读数，这可以被认为层上的温度读数的代表。或者，所述高温计或每个高温计可以被可控地引导以在扫描操作中在每个层的指定部分或基本上整个范围上进行点读取。此外，在其他实施例中，可以有一个高温计安装到涂覆器头部18上，所述高温计可以以头部横越所述层的频率读取每个点。
应当理解的是，在实施例中，控制器40可以被构造成在工具上提供差异加热以补偿由高温计38监测的层上的温度梯度。
铺叠操作的第一阶段继续铺设额外的层。控制器监测铺叠操作，以便一旦预成形件达到临界厚度或临界层数(108)，控制器作出判定。在此示例性实施例中，预成形件用于具有厚根部区域和较薄叶片区域的复合风扇叶片。在铺叠操作期间，在根部区域施加比叶片区域更多的层以创建更厚的根部区域。图1所示的层的横截面对应于根部区域。
控制器40被构造成解译提供给涂覆器头部18的头部路径，并且当预成形件创建时，确定预成形件的各个区域的厚度。在所述示例性实施例中，完成的预成形件的根部区域的最大厚度大约为90mm，并且完成的预成形件的叶片区域的最大厚度大约为40mm。在控制器40中设置45mm的临界厚度，并且控制器40通过解译涂覆器18所遵循的头部路径来确定根部区域中的预成形件的厚度何时达到这个厚度以铺叠复合材料。
一旦控制器40确定根部区域的厚度已经达到临界厚度，则控制器40激活第二加热器26(110)以间接地(即使用红外波)加热施加到工具14的复合材料。在此实施例中，第二加热器26直接安装在预成形件的根部区域的上方，但是在其他实施例中，第二加热器26可以被构造成根据热需求移动到不同的位置，并且能够向四面八方指导加热输出(即，红外波的方向)，其相应地由控制器40确定。
在铺叠操作的第二阶段中，涂覆器头部18继续将连续的复合材料层施加到工具上以逐渐形成预成形件(112)。控制器40操作另外的反馈和加热器控制回路114，其中高温计38监测施加到工具的复合材料的温度，并且控制器40调节第一和第二加热器的热量输出，使得在施加下一层之前每个连续的层达到45℃的温度。
申请人已经发现，从上方和下方进行加热降低了通过预成形件的温度梯度，因此防止了邻近热源的层变得过度加热。
在其他实施例中，当确定预成形件的上表面的至少一部分的温度低于预定的第二阶段临界值，例如45℃时，控制器40可以开始铺叠操作的第二阶段。
在铺叠操作的第一阶段，所有的加热都是从工具进入预成形件进行。因此，在每个新层被成功加热到至少45℃的同时，可以推断下面的层也处于至少45℃的温度。因此，控制器40可以通过评估从第一次达到45℃到铺叠操作的第一阶段结束的时间来确定每层的至少一部分处于45℃或更高的温度的时间。
在此实施例中，控制器40继续操作第一加热器22，使得嵌入工具14的铺叠表面16中的第一温度传感器返回45℃的温度。因此，如果最上面的层达到至少45℃的温度，则可以确定介于中间的层在至少该层的中心部分也处于至少45℃的温度，以及可以相应地评估每层的至少一部分在45℃以上的时间。在此实施例中，预成形件的侧面不是绝缘的，并且每层朝向预成形件的侧面的这些部分可能会将热量流失到环境中并且降到45℃以下。在其他实施例中，可以提供加热器和/或绝热材料以分别加热预成形件的边缘或防止热损失。
如上所述，在此实施例中，加热器26设置在预成形件的根部上方。加热器26设置有运动传感器32，所述运动传感器32确定涂覆器头部18何时处于预定的接近度临界值内，在此实施例中其为50mm。当这被确定时，运动传感器32与控制器40通信，这使得致动器34旋转其上安装有加热器26的支撑臂28，从而将加热器26从其操作位置移动(如图1所示)移动到远离涂覆器头部18的缩回位置。在所述缩回位置，由第二加热器26提供给预成形件的热量输入被暂时去除。控制器40被构造成周期性地尝试将第二加热器26返回到操作位置。控制器40还被构造成如果运动传感器32确定涂覆器头部18处于临界接近度内，则中断将第二加热器26返回到操作位置。
因此，第二加热器26可以安装在预成形件的根部区域的上方，用于向根部区域提供间接(即辐射/非接触)加热，但是当必要时，可以自动地被移出涂覆器头部18的路径。在其他实施例中，控制器40可以被构造成基于对涂覆器头部18的头部路径以及涂覆器头部18与第二加热器26的位置的任何冲突的分析，将第二加热器26移出涂覆器头部18的路径。
在可替代的实施例中，可能存在铺叠操作的第三阶段，其中第一加热器22被停用并且第二加热器26保持激活。在这样的第三阶段中，预成形件的热量输入仅由第二加热器26提供。控制器40可以继续使用第一温度传感器36监测工具14的表面的温度，从而结合由第二温度传感器38(高温计)记录的温度，可以确定通过预成形件的温度梯度。基于此，控制器40可以确定每层保持在至少45℃的温度的时间段。具有这样的第三阶段的铺叠操作可能是有用的，其中铺叠操作的总持续时间长于希望将每层的温度维持在45℃或45℃以上的最小预定去膨胀阶段，例如5分钟的去膨胀阶段。例如，可能不希望将层的温度保持在45℃以上太长时间，例如大于1小时，大于5小时，大于10小时，大于20小时或大于50小时，因为层可能开始固化，这取决于涂覆器辊施加到预成形件的压力。此外，将层的温度保持在45℃以上的时间比压缩该层所必需的时间长(例如，长于5分钟，长于10分钟，长于30分钟或长于1小时)是不可取的，因为这可能导致来自预成形件的过量树脂渗出(或迁移)。
申请人已经发现，将预成形件的每层的温度保持在45℃或高于45℃的临界温度降低了铺叠操作期间预成形件的膨胀，由此最小化了预成形件(和相应的固化部件)的形状上的缺点，并减少了对不合格活动的要求(即，在铺叠操作完成之后的去膨胀活动)。
特别地，如图3所示，申请人已经发现，示例性复合材料的粘性(或粘附强度，以N/mm 2衡量)在30℃以上增加，并且从40℃至60℃降低，趋势表明温度持续增加超过60℃将使粘性降低到超过可接受水平(例如，低于0.05N/mm 2)。
另外，如图4所示，申请人已经发现了预成形件的膨胀(以％衡量)随着基板温度的升高而降低。膨胀优选为大约10％或更小，其在图中的示例中对应于45℃或更高的基板温度。
此外，申请人已经研究了沉积质量，并且得出结论：在30℃-60℃基底温度范围内的沉积质量通常是可以接受的。申请人已经通过评估例如铺叠材料的平面外特征，铺叠材料的桥接或滑动，材料粘附到辊而不是基板(即，工具或先前的层)或者和在涂覆器头部中材料变得堵塞，来监测沉积质量。
因此，期望在至少45℃，优选低于60℃的临界温度下在铺叠操作期间对预成形件进行加热，以提供足够的去膨胀，同时保持良好的粘性和良好的沉积质量。
虽然已知铺叠设备向复合材料提供加热，但是这种加热只是为了提高粘性而提供的，因此仅暂时提供给复合材料足够的时间以使材料发粘，而不是长时间。因此，现有的铺叠设备通常仅预热复合材料，或者利用附接到涂覆器头部的加热器来加热复合材料，并且仅仅达到高达大约35℃但通常低于35℃(例如25℃)。此外，如图3所示，在35℃时可能具有峰值粘性。
因此，在铺叠操作期间提供加热至至少45℃的临界温度的本发明导致膨胀减小，同时仍允许良好的粘性性能。
在前面的描述中，已经使用括号中的附图标记标识了方法的步骤，而使用没有括号的附图标记标识了物理和模拟物品，例如部件工具14。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种制造复合部件的方法，所述方法包括：在一工具上铺叠多个连续的复合材料层以在铺叠操作中产生用于所述部件的预成形件，其中在所述铺叠操作期间，每层复合材料的一部分被加热至至少45℃的临界温度；
其中，控制所述加热装置以通过从所述工具到所述预成形件的热传递及通过从所述预成形件的与所述工具相对的一侧的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件；
其中，所述加热装置具有第一加热器和第二加热器，所述第一加热器被构造成通过从所述工具到所述预成形件的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件，且所述第二加热器被构造成通过从所述预成形件的与所述工具相对的一侧的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件；
其中，在所述铺叠操作期间操作所述加热装置，以在第一加热阶段中加热所述预成形件，在所述第一加热阶段所述预成形件的厚度小于临界厚度或者层数小于临界极限，并且随后在第二加热阶段中加热所述预成形件，在所述第二加热阶段所述预成形件的厚度大于或等于所述临界厚度或者层数大于或等于所述临界极限；
其中，在所述第一加热阶段中，所述第一加热器和所述第二加热器中仅一个是激活的；及
其中，在所述第二加热阶段中至少所述第二加热器是激活的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每层复合材料的一部分使用加热装置加热，且其中操作所述加热装置，使得在所述铺叠操作中的至少预设的去膨胀阶段每层的温度至少为临界温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，操作所述加热装置使得在所述铺叠操作期间每层的温度不超过60℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括在所述铺叠操作期间监测所述预成形件的温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，使用高温计监测所述预成形件的温度。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，至少部分基于在所述铺叠操作期间监测所述预成形件的温度来控制所述加热装置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热装置包括加热元件，所述加热元件连接到所述工具并且被构造成加热所述工具。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热装置包括非接触式加热器。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，复合材料层使用涂覆器头部铺叠，并且其中在所述铺叠操作期间所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器移动。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述涂敷器头部与所述非接触式加热器的接近度，控制所述非接触式加热器在所述铺叠操作中移动。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述非接触式加热器连接到接近传感器，所述接近传感器被构造成确定所述涂覆器头部何时在所述非接触式加热器的临界接近度内，并且其中基于所述接近传感器的输出控制所述非接触式加热器移动。
12.根据权利要求10或11中所述的方法，进一步包括基于所述涂覆器头部的预定路径控制所述非接触式加热器的移动。

Claims (25)

1.一种制造复合部件的方法，所述方法包括：铺叠多个连续的复合材料层以在铺叠操作中产生用于所述部件的预成形件，其中在所述铺叠操作期间，每层复合材料的一部分被加热至至少45℃的临界温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每层复合材料的一部分使用加热装置加热，且其中操作所述加热装置，使得在所述铺叠操作中的至少预设的去膨胀阶段每层的温度至少为临界温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，操作所述加热装置使得在所述铺叠操作期间每层的温度不超过60℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制所述加热装置以通过从所述工具到所述预成形件的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制所述加热装置以通过从所述预成形件的与所述工具相对的一侧的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述加热装置具有第一加热器和第二加热器，所述第一加热器被构造成通过从所述工具到所述预成形件的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件，且所述第二加热器被构造成通过从所述预成形件的与所述工具相对的一侧的热传递在所述铺叠操作期间加热所述预成形件；及
其中在所述铺叠操作期间操作所述加热装置，以在第一加热阶段中加热所述预成形件，在所述第一加热阶段所述预成形件的厚度小于临界厚度或者层数小于临界极限，并且随后在第二加热阶段中加热所述预成形件，在所述第二加热阶段所述预成形件的厚度大于或等于所述临界厚度或者层数大于或等于所述临界极限；及
其中在所述第一加热阶段中，所述第一加热器和所述第二加热器中仅一个是激活的；及
其中在所述第二加热阶段中至少所述第二加热器是激活的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括在所述铺叠操作期间监测所述预成形件的温度。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，使用高温计监测所述预成形件的温度。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，至少部分基于在所述铺叠操作期间监测所述预成形件的温度来控制所述加热装置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热装置包括加热元件，所述加热元件连接到所述工具并且被构造成加热所述工具。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热装置包括非接触式加热器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，复合材料层使用涂覆器头部铺叠，并且其中在所述铺叠操作期间所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器移动。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于所述涂敷器头部与所述非接触式加热器的接近度，控制所述非接触式加热器在所述铺叠操作中移动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述非接触式加热器连接到接近传感器，所述接近传感器被构造成确定所述涂覆器头部何时在所述非接触式加热器的临界接近度内，并且其中基于所述接近传感器的输出控制所述非接触式加热器移动。
15.根据权利要求13或14中所述的方法，进一步包括基于所述涂覆器头部的预定路径控制所述非接触式加热器的移动。
16.复合材料铺叠设备，包括：
工具，所述工具用于在铺叠操作中接收多个复合材料层，以形成用于复合部件的预成形件；
加热装置，所述加热装置用于加热所述工具上的所述预成形件；及
控制器，所述控制器被构造成控制所述加热装置，使得在所述铺叠操作的一段时间内，每层复合材料的一部分被加热到至少45℃的临界温度。
17.根据权利要求16所述的复合材料铺叠设备，进一步包括温度传感器，所述温度传感器被构造成在所述铺叠操作期间产生与所述预成形件的温度有关的信号。
18.根据权利要求16或17所述的复合材料铺叠设备，其中，所述控制器被构造成基于所述温度传感器的输出控制所述加热装置。
19.根据权利要求17或18所述的复合材料铺叠设备，其中，所述温度传感器是高温计。
20.根据权利要求19所述的复合材料铺叠设备，进一步包括接近传感器，所述接近传感器被构造成确定所述涂覆器头部何时位于所述非接触式加热器的临界接近度内，并且其中所述设备被布置为基于所述接近传感器的输出移动所述非接触式加热器。
21.根据权利要求16-20中任意一项所述的复合材料铺叠设备，其中，所述加热装置包括非接触式加热器，并且其中所述涂覆器头部相对于所述非接触式加热器可移动。
22.根据权利要求21所述的复合材料铺叠设备，其中，所述非接触式加热器被构造成在所述铺叠操作期间基于所述涂覆器头部与所述非接触式加热器的接近度移动。
23.根据权利要求21或22所述的复合材料铺叠设备，其中，所述加热装置包括加热元件，所述加热元件被构造成加热所述工具，使得在使用中热量从所述工具传递到所述预成形件。
24.根据权利要求21-23中任意一项所述的复合材料铺叠设备，其中，控制器被构造成基于所述涂覆器头部的预定路径来控制所述非接触式加热器的移动。
25.根据权利要求21-24中任意一项所述的复合材料铺叠设备，其中，所述非接触式加热器安装在可枢转的支撑臂上。
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