CN113715366A - 用于制造复合零件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造复合零件的系统和方法，该系统包括传导柔性面板和用于将复合带铺叠至平放在平坦表面上的面板上的自动铺带(ATL)机。该系统还包括弯曲的工装表面，其用于将其上具有复合材料的面板转移至弯曲的工装表面，以用于附接子结构并且固化到复合零件中。系统还可以包括放置在面板下方的绝缘体和放置在复合材料上方的绝缘体，以及热或电力源，该热或电力源用于在不对复合固化处理中使用的工装表面和其他工装进行加热的情况下，加热传导面板以固化、熔化或熔合复合带和子结构。可以使用通过单匝变压器将电流感应到附接在面板相对端处的导线提供的焦耳热来执行面板的加热。

Description

用于制造复合零件的系统和方法
技术领域
本发明的实施方式涉及用于在弯曲工装表面上制造复合零件的方法和系统。
背景技术
由纤维增强的或其他方式的热塑性复合材料的层来制造结构飞行器构件是使用多种技术实现的，每种技术具有优点和缺点。大多数由单向带制成的复合飞行器结构是使用自动纤维放置(AFP)工艺制成的，在AFP工艺中，未固化或未熔合的复合预浸渍单向带的单独层(铺层)放置在成型工装上。AFP机通常在工装上制成多个过道或路线以完成每一层的放置。每个路线可以是约8英寸宽并且可以包括多个窄条带以更好地适应工装的轮廓。构成路线的各个条必须较窄，因为带的路径在给定路线的覆盖宽度上并不总是相同的长度。由AFP设备施加的各个条带的窄宽度提供了高度的灵活性，这使得能够将AFP铺叠工艺施加到最平滑的复合曲线。
然而，对AFP头进行编程和操纵以跟随轮廓降低了AFP机可以移动的速度。此外，AFP工艺所需的窄材料条是昂贵的，因为每个条必须被单独地切开、检查和包装。另外，AFP机通常是机械复杂和高成本的，因为它们必须被设计成同时供给和应用多达16个单独的材料条。因此，针对大的平坦零件通常使用自动铺带(ATL)工艺，而不是AFP工艺。在ATL下，应用全宽度带的路线，而不是包括多个窄条的路线。ATL路线也可以比AFP路线更宽。因此，ATL比AFP更有效，因为带的较宽宽度允许铺带机以较少的趟数覆盖相同的工装区域。与AFP相比，ATL还使用较便宜的材料。然而，从路线的一侧到另一侧不能使用不同速度来施加ATL带，并且ATL机的辊通常比AFP机的辊更宽、更刚性，并且通常柔性不如AFP机的辊。由于这些限制，ATL通常与弯曲轮廓不兼容，并且主要被归类用于制造平坦或接近平坦的复合零件。存在许多仅具有简单曲率的零件，其中由AFP提供的柔性水平是不必要的，并且其中AFP比期望的成本更高和低效，但是其中传统的ATL工艺与零件模具或工装的曲率不兼容。
复合零件(特别是具有某种曲率的那些零件)的制造中的另一问题由于热膨胀而发生。具体地，一旦完成带铺放或复合纤维放置，则固化(热固性)或熔合(热塑性)复合带。该固化处理或熔合处理可以包括经由真空和高压釜压力使复合带层被压缩并且加热超过它们的熔点或固化点，从而将复合带层固结在一起。一旦除去压力和热量，固结的复合材料变成具有在其上被固化或熔合的模具或工装的形状的硬化复合零件。然而，在复合零件的固化或熔合期间，其上固化或熔合复合零件的模具或工装通常经历一些热膨胀。因此，为了确保热膨胀不会导致尺寸不正确的复合零件，必须将该热膨胀考虑在内仔细地确定模具或工装的尺寸。即使小的尺寸误差或施加的热量的改变也可能导致尺寸不正确的复合零件。此外，如果以不同的速率冷却和收缩，在一些情况下甚至可能导致模具或工装破坏复合零件，特别是对于弯曲的复合零件。注意，加热整个烘箱或高压釜，以及加热模具或工装和复合零件也需要大量的功率。
复合零件(特别是飞行器结构)制造的另一困难是在单独固化或熔合复合零件后将复合零件组合在一起。例如，被称为“蒙皮”的复合部件通常与用作复合零件的内部框架的子结构(例如框架和桁条)接合在一起。这可以借助于紧固件来完成，但通常更期望将零件集成为单个整体结构。蒙皮与子结构的共固化、共模制或熔合是在不增加孔和紧固件(这会增加飞行器结构的总体重量和成本)的情况下连接这些部件的一种方法。在两个复合部件的共固化、共模制或熔合在一起时，可以将子结构抵靠蒙皮放置并且可以将该组合放置在烘箱或高压釜中用于将子结构加热和熔合到该皮肤上。对于以这种方式共固化、共模制或熔合复合部件的传统方法可包括多个复杂的工装部件或模具部件，以提供足够的压力，用于在先前形成的复合部件固化在一起或再熔化以熔合它们时保持它们的形状和固结。因此，这种共固化或熔合铺叠技术可能是复杂且耗时的。
发明内容
在高层次上，本文的方面涉及将复合材料(也称为复合带)的层放置于平坦表面上的传导面板上，并且然后将面板和复合材料转移至弯曲的工装表面上，以通过加热面板将其上的复合材料固化、熔化或熔合。这可以利用用于制造热塑性复合零件的系统来实现，该系统包括面板、由第一绝缘材料制成或者具有第一绝缘材料放置在其上的工装表面、第二绝缘材料、以及热或电力源。具体地，面板可以由柔性或可成形的传导材料制成，以用于在其上放置热塑性复合零件。该工装表面可以由绝缘材料制成或者可以包括位于该工装表面上的第一绝缘材料。此外，面板被定位在工装表面和/或第一绝缘材料上。在一些实施方式中，工装表面的至少一部分不是平坦的以及/或者形成用于将复合零件固化成弯曲形状的简单曲率。第二绝缘材料被确定尺寸和构造用于在其固化、熔融或熔合之前放置在热塑性复合零件上。该热或电力源物理地耦接和/或电耦接至该面板并且被配置成生成足够的热量以固化热塑性复合零件。
在一些实施方式中，系统还可以包括自动铺带(ATL)机，该自动铺带机用于在将面板插入至工装表面上之前将复合材料条铺放至平坦表面上的面板上。此外，系统还可以包括不渗透膜，该不渗透膜被确定尺寸和构造用于在热塑性复合零件被从平坦表面放置到工装表面之后将不渗透膜放置在第二绝热材料和热塑性复合零件上。具体地，不渗透膜可以密封到工装表面，并且在向不渗透膜施加压差时可以将固结压力施加至热塑性复合零件，从而将不渗透膜压向工装表面。此外，热或电力源可以是焦耳热源并且可以包括附接至面板的相对端的至少两个传导汇流条和提供电流以加热面板的一个或更多个导线。
在高层次上，本文的方面涉及将复合材料路线(也称为复合带)的层放置于平坦表面上的面板上，并且然后将面板和复合材料转移至弯曲的工装表面上，以对其上的复合材料进行固化、熔融或熔合为复合零件。具体地，本发明的各种实施方式可以包括将由多个未固化或未熔合的复合材料层制成的蒙皮放置或形成在由柔性导热和/或导电材料制成的面板上。接下来，其上具有蒙皮的面板可以被转移至由绝热材料制成的工装表面或者具有位于工装表面与面板之间的第一绝热材料的工装表面上。然后可以将该面板放置成与热或电力源电接触和/或物理接触，并且可以将第二绝缘蒙皮放置在该蒙皮上。此外，可以将基本上不渗透膜放置在第二绝缘材料和蒙皮上、密封到工装表面、并且通过压差压向工装表面，从而压缩蒙皮。接下来，可以将面板加热至用于固化、熔融和/或熔合蒙皮的加工温度，然后冷却和/或硬化蒙皮。
本发明的各种实施方式还可以包括使用自动铺带(ATL)机来形成蒙皮，该自动铺带机用于根据本领域已知的ATL方法将复合材料路线铺放至平坦表面上的面板上。此外，面板和蒙皮被转移到其上的工装表面可以是弯曲的。在一些实施方式中，经由焦耳加热将面板加热至蒙皮的固化温度、熔融温度和/或熔合温度。具体地，可以使用单匝变压器将电流感应到从蒙皮的一端延伸至蒙皮的相对端并且穿过单匝变压器的气隙的多条导线来加热面板。
提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。通过下面的具体实施方式和附图，本发明的其他方面和优点将变得明显。
附图说明
下面参照附图详细描述示例，在附图中：
图1是根据本发明实施方式的将复合带铺放在平坦表面上以形成复合蒙皮的自动铺带(ATL)机的立体图；
图2是根据本发明实施方式的其中附接有磁体放置装置的ATL机的一部分的立体图；
图3是根据本发明实施方式的其上铺放有第一绝缘材料的弯曲工装表面的立体图；
图4是图3的工装表面的立体图，其中图1的复合蒙皮放置在工装表面上；
图5a是沿图4中的线5-5截取的图4的工装表面的侧视截面视图，进一步描绘了根据本发明的实施方式的用于在高压釜中固化的第一绝缘材料、面板、复合蒙皮、子结构、第二绝缘材料、以及层叠在第二绝缘材料上的不渗透膜；
图5b是图5a的单匝变压器的正视图；
图6是描绘图5中描绘的材料层的特写的局部侧正视图；以及
图7是根据本发明的实施方式形成和固化复合零件的示例性方法。
附图不将本发明限于本文中公开和描述的具体实施方式。附图一定按比例绘制，而重点在于清楚地说明本发明的原理。
具体实施方式
本发明的以下详细描述参照说明其中可以实践本文中的技术的特定实施方式的附图。这些实施方式旨在充分详细地描述本发明的各方面，以使本领域技术人员能够实施本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行改变。因此，下面的详细描述不应被视为限制意义。本发明的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围限定。
如图1至图6所示，本文的各方面涉及形成热塑性复合零件的系统10和方法。在一些方面，如图1至图2所描绘的，系统10包括面板12和自动铺带(ATL)机14，该自动铺带机14用于将复合材料的路线(在本文中称为复合带16)铺放至平坦表面18上。系统10还可以包括磁体放置装置20，其用于分配和收集磁体22，以用于在ATL的各个阶段期间将复合带16保持在平坦表面18上。此外，系统10可以包括工装表面24、第一绝缘材料26、第二绝缘材料28以及热或电力源30。在一些实施方式中，如图5a和图6中描绘的，系统10可以包括不渗透膜32，其用于放置在第二绝缘材料28和热塑性复合零件上以用于在其固化期间向复合带16和/或复合零件的其他部分提供压缩力。
通过本文中的系统10和方法制造的复合零件可以由热固性或热塑性复合材料制成，并且可以包括共固化或熔合至至少一个复合子结构36上的复合蒙皮34，如图5a和6所示。具体地，复合蒙皮34可以用于飞行器部件，例如机身或发动机机舱，并且熔合至复合蒙皮的子结构36可以是为复合蒙皮34提供结构增强的一个或更多个框架和/或桁条。复合蒙皮34可以使用多层复合铺层和/或复合带16形成。复合带16或铺层可以由碳纤维增强的环氧树脂制成，并且具体地可以是预浸渍的单向带或连续的织物条。例如，用于本文描述的ATL方法的复合带16的宽度可以为约12英寸宽，并且可以具有比传统上用于自动纤维放置(AFP)方法的等同量的8英寸带宽度(例如，开缝带)便宜约40％的形式。子结构16可以包括框架、桁条，或用于与另一复合零件或复合蒙皮34熔合或以其他方式整合的其他复合零件结构。
面板12可以由具有高电阻率的薄的柔性传导材料(例如钢(例如，304不锈钢、A36钢等))制成。注意，尽管钢本身可以是基本上刚性的，但面板可以足够薄使得钢可以充分弯曲以符合简单的曲率，如本文后面所述。然而，在不脱离本文所述技术的范围的情况下，可以使用其他传导材料。在一些实施方式中，面板12可以具有足以在其上支撑复合带16的厚度，例如0.01英寸至0.1英寸范围的厚度。例如，该厚度可以是约0.032英寸，以提供最佳的柔性和足够的电阻来实现4伏或更高伏的电势。
ATL机14被配置成用于在将面板12插入至工装表面24上之前将复合材料(例如，复合带16)的层铺放至平坦表面18上的面板12上，如本文后面所述。例如，ATL机14可以包括机器人控制的头部38，如图2所描绘的，头部38包括复合带的一个或更多个卷轴、卷绕器、卷绕器引导件、压实靴、位置传感器和/或带切割器或切条机。然而，在不脱离本文所述技术的范围的情况下，本领域中已知的其他ATL机配置可以用于ATL复合带铺叠。ATL机14以各种所需路径取向铺放复合带16，该路径取向可以在复合蒙皮34的不同层之间变化。为了在固化或熔合之前将复合材料的路线保持在它们所需的取向下，传统上使用各种类型的焊接或定位焊(例如，在施加条时将每个条加热并且粘附至先前沉积的层上)，但在本文中描述的本发明的一些实施方式可能不是优选的，因为这样的传统的定位焊手段可以使得复合层的堆叠在从平坦表面18转移至工装表面24时不能沿面板12贴合而不起皱，如下所述。因此，本文描述了被策略性地放置的局部定位焊和/或可移除磁体22以替代用于ATL的这样的传统焊接或定位焊方法。在一些实施方式中，复合材料的每个层可以仅在特定位置(例如，在沿复合蒙皮34的弯曲方向的中心线的位置处)粘附至先前施加的层。如果一些复合材料层没有覆盖面板12的整个区域(例如，双层铺层)，则这样的层可以在这样的层的弯曲方向上的中心线处固定，该中心线可以与整个复合蒙皮34的中心线不一致。如下所述，在面板12从平坦表面18转移至工装表面24时，可以有策略地确定复合材料的每个层粘附至下层的位置，以使起皱最小化。这些层可以通过焊接(例如，超声焊接、传导焊接等)或通过在初始施加过程中选择性加热复合材料的路线以仅在某些位置处引起粘附而在关键位置处粘附。替选地，在一些实施方式中，层可以在蒙皮34的基本上整个区域上定位、粘附或保持在一起，但是以如下所述允许在将面板12从平坦表面18转移至工装表面24期间发生一些层间移动的方式。例如，每个层可以在足够小的位置焊接至下面的层，使得如果层之间需要相对移动，连接两层的树脂可以剪切。替选地，可以使用磁体来将层压缩在一起并且在其间产生摩擦，从而将层保持在适当的位置，同时如果需要，在将面板12从平坦表面18转移至工装表面24的过程中允许层滑动，如下所述。
具体地，磁体放置装置20是可操作以通过实现磁体放置装置20的部分的极性的改变来放置和拾取磁体22的装置。磁体22可以是稀土磁体，例如吸引到面板12的钕磁体。例如，磁体放置装置20可以被配置成在ATL机24的铺放期间将磁体22放置在复合材料的路线的第一层上，并且在ATL机14放置复合材料的路线的第二层(例如，复合带16)之前从复合材料的路线拾取磁体22。在一些实施方式中，磁体22仅施加在复合蒙皮34的弯曲方向上的中心线处，如图4所示。此外，在一些实施方式中，磁体放置装置20可以是围绕ATL机14的铺带头的可旋转钢圈，如图1至图2所示。并且该圈可以旋转以将磁体22从ATL机铺带头的前面移动至铺带头的后面，然后在此处将磁体22替换在复合带16的最新一层或最后一层上。
在一些实施方式中，工装表面24由绝缘材料制成，或者替选地，将第一绝缘材料26定位在工装表面24上，如图4所描绘的。工装表面24的至少一部分不是平的。例如，工装表面24可以具有简单的曲率，以用于形成弯曲的复合零件，例如，诸如机身、发动机机舱的飞行器部件的蒙皮34的外表面或外模线(OML)。附加地或替选地，工装表面24可以具有其他曲率。在不脱离本文描述的技术的范围的情况下，工装表面24可以由任何材料形成。在一些实施方式中，任何结构框架或基座都可以支承呈期望的曲率的工装表面。
工装表面24的尺寸和形状可以与要在其上形成的复合零件相对应。例如，复合零件可以形成在工装表面24上以具有三维特征，例如高度、深度、曲率、轮廓、以高达90度且包括90度在内的角度相交的特征、或者包括其之间的空间的特征。在一些实施方式中，工装表面24的尺寸可以略大于要在其上形成的复合零件，以便考虑到面板12和第一绝缘材料26的厚度。此外，工装表面24的尺寸还可以考虑到在将复合零件固化时要施加的真空和高压釜压力下第一绝缘材料26的压缩量。
第一绝缘材料26和第二绝缘材料28可以是非传导材料，其被构造为在复合零件的固化期间将工装表面24和/或不渗透材料32屏蔽成免受热的影响。在一些实施方式中，第一绝缘材料26和/或第二绝缘材料28可以具有低的热导率并且可以被构造成耐高温。例如，第一绝缘材料26和/或第二绝缘材料28可以由玻璃纤维纸、耐火绝缘材料或其他绝缘材料制成。在一些实施方式中，基本刚性的绝缘材料可以用于第一绝缘材料26和/或第二绝缘材料28，并且可以构造成在复合零件的固化期间抵抗压缩力。例如，耐火绝缘材料可以是刚性的，并且可以被抹到工装表面24上，并且然后被NC机械加工成用于复合零件的期望形状的最终轮廓。然而，可以使用可压缩的绝缘材料，而不脱离本文描述的技术范围。在一些实施方式中，第一绝缘材料26和/或第二绝缘材料28可以由具有低渗透性的材料或基本上不渗透的材料制成，以防止热量通过其传递。然而，可以使用其他绝缘材料，而不脱离本发明的范围。在不渗透的袋下使用真空可以显著提高第一绝缘材料26和第二绝缘材料28的热屏蔽能力。
在一些实施方式中，第二绝缘材料28可以具有形成在其中的切口40，例如使用水射流切割或本领域已知的任何切割方法来形成切口40。具体地，第二绝缘材料28可以是绝缘片，其被切割以允许至少一个子结构36从其中突出，如图6所描绘的。切口40可以被定位成使得第二绝缘材料28用作模板，该模板用于将子结构36定位在复合零件的蒙皮34上的预定位置，如本文稍后所述。附加地或替选地，第二绝缘材料28可以包括多个不连续的绝缘面板，该不连续的绝缘面板的尺寸根据复合零件的相应子结构或其他特征之间的期望间隔而确定。例如，不连续的绝缘面板可以以建立子结构沿着蒙皮34的正确定位的方式布置。可以保持这样的定位，直到固结完成和/或直到子结构的部件被熔合到蒙皮34。第二绝缘材料28也可以被设计、确定尺寸、构造和定位成使得不渗透膜32的任何部分都不接触被加热到高于不渗透膜32的熔化温度的表面。
热或电力源30可以物理地耦接以及电耦接至面板12，并且可以产生足够的热量以固化、熔化和/或熔合复合零件。具体地，热或电力源30可以是焦耳热源。例如，焦耳热源可包括单匝变压器42、一根或更多根导线44、以及至少两个汇流条46，48。两个汇流条46，48可以被构造用于放置在面板12的相对端，并且电耦接到汇流条46，48的导线44可以向面板12提供焦耳热。在一些实施方式中，导线44从汇流条中的一个汇流条46延伸到汇流条中的另一个汇流条48，并且穿过单匝变压器42的气隙50，如图5a和图5b中所描绘的。单匝变压器42可以通过至少一个源耦接线52连接到外部电源，并且可以被接通以将电流感应到导线44中。具体地，单匝变压器42可以被构造成用于将高电压变换成低电压，并且因此变换成穿透压力容器壁之后的大电流。例如，单匝变压器42可以被构造成仅以85安培从外部电源接收480VAC，并且然后以8500安培将4.8VAC感应到连接到汇流条46，48的三十二4/0铜线。然而，可以使用面板12的加热或焦耳加热的其他值和其他方法，而不脱离本文技术的范围。
图5a和图6所示的不渗透膜32是柔性材料，该柔性材料对可以用于压缩力的大气和/或其他气体基本上或完全不渗透。例如，不渗透膜32可以在15psi的压力差下基本上不渗透大气，或者在一些实施方式中可以在最高达100psi的压力差下不渗透大气。不渗透膜32可以是低温袋或塑料，该低温袋或塑料可以在复合材料固化、复合材料熔化和/或复合材料熔合温度下熔化，但是比通常更具刚性的较高温度的袋或塑料便宜并且更具柔性。例如，不渗透膜32可以由尼龙制成并且具有在约400华氏度的范围内的最高使用温度和/或在约428华氏度到509华氏度的范围内的熔点。然而，可以使用其他柔性不渗透膜，而不脱离本发明的范围。此外，不渗透膜32可以包括褶皱54，以允许复合零件的不同特征，例如，从复合蒙皮34向外延伸的诸如框架或桁条之类的子结构36。
不渗透膜32可以被构造成用于放置在第二绝缘材料28和复合材料部件上，如本文稍后所描述的。不渗透膜32还可以被构造成密封至工装表面24，以在跨不渗透膜32施加压力差时将固结压力施加至复合零件。可使用密封带、泥或本领域已知的任何密封剂将不渗透膜32密封至工装表面。固结压力可以在真空或高压釜压力下(例如经由如图5a所描绘的高压釜56)将不渗透膜压向工装表面24。
图7中列出了使用根据本发明的各个实施方式的系统10来制造热塑性复合材料零件的方法700的步骤的至少一部分。步骤可以按照图7所示的顺序执行，或者它们可以按照不同的顺序执行。此外，与顺序地执行相反，一些步骤可以同时执行。另外，可以省略一些步骤。更进一步，可以使用系统10以外的系统来执行本发明的实施方式，而不脱离本文描述的技术的范围。
在本发明的一些实施方式中，方法700可以包括将蒙皮34放置或形成在面板12上的步骤，如框702中所描绘的。例如，该步骤可以包括使用ATL机14铺放多层复合带16(例如，每个由复合材料路线形成)在面板12上，其中，面板12铺放在基本平坦的表面18上。如上所述，面板12由柔性传导材料制成。该步骤还可以包括定位焊或在ATL期间将磁体22施加到复合带16的多个路线的至少一部分上，例如沿着其中心线。例如，可以经由超声、传导或将复合带16熔在一起的其他方式，沿着中心线或其他位置，将永久定位焊施加到复合带16的层。在一些实施方式中，例如，使用方法700来形成半圆柱形零件的那些实施方式中，零件的中心线可能是施加永久定位焊的唯一位置，从而在将复合材料从平坦表面移动到弯曲表面以进行本文所述固化时允许其各层之间的期望滑移量。
附加地或替选地，磁体22同样地用于将复合带16抵靠面板12临时固定在适当位置，例如在带铺放的各层之间。该临时的磁粘性可以在复合带16上的任何地方使用，包括但不限于其中心线。然后，就在ATL机14之前，可以在施加复合带16的每一层之间的时间点处移除磁体22。具体地，磁体放置装置20可以使用差异磁极性来布置和移除磁体22。例如，磁体放置装置20可以在第一极性与第二极性之间切换，以沉积磁体22和从复合材料中拾取磁体22。
在一些实施方式中，如图1和图2中所描绘的，磁体放置装置20可以附接到ATL机14或与ATL机14一起工作，使得：磁体放置装置20的稍稍在ATL机的带铺放头之前的部分被构造成吸引磁体22并且因此从复合带16的先前层拾取磁体22，同时磁体放置装置20的稍稍在ATL机的带铺放头之后的部分被构造成排斥磁体22并且因此将磁体22沉积到复合带16的新铺放层上。替选地，如上所述，磁体放置装置20可以是可旋转的钢圈，其将磁体从ATL机的带铺放头的前面移动到带铺放头的后面，其中，磁体22被替换在复合带16的下一层上。
此外，在经由ATL机14铺放了复合带16的所有层之后，磁体22中的一个或更多个可以保留在复合带16的顶层上，以在面板12和复合蒙皮34从平坦表面18移动到工装表面24时帮助保持复合带取向，如本文稍后所描述的。例如，磁体22的中心线可以在该转移期间保留，使得在将蒙皮34弯曲以使其与工装表面的曲率配合时，允许复合带16的一些滑动，但是不允许复合带的取向受到负面影响。因此，在允许一些材料滑移的领域中，为了将复合材料更容易从平坦表面18转移到弯曲工装表面24而没有复合带16的不期望的屈曲、褶皱或皱纹，与焊接或其他永久粘附方法相比，在固化之前使用磁体(或者，本领域已知的其他临时和永久粘附方法)将复合带16临时保持在适当位置是有利的。
方法700还可包括将其上具有蒙皮的面板12转移到工装表面24上的步骤，如框704所描绘的。具体地，该步骤可以包括将其上具有蒙皮34的面板12从平坦表面18转移到工装表面24，并且可以将工装表面24弯曲，使得其上具有蒙皮34的面板12通过工装表面24而弯曲。该将复合材料铺叠在平坦表面上并且然后将其转移到弯曲工装表面24上的方法有利地允许将复合铺叠的ATL方法用于弯曲复合零件，从而与传统上用于弯曲的复合零件的AFP方法相比节省了时间和金钱。
转移步骤可以人工执行，或者可以由起重机、磁提升器和/或吊具杆执行。然而，可以使用任何转移方法，而不脱离本文描述的技术的范围。此外，该转移步骤还可以包括使面板12弯曲或以其他方式使面板12弹性地贴合，其中，面板12的边缘被夹紧或以其他方式被夹至工装表面24，使面板12屈曲成工装表面24的简单轮廓。另外地或附加地，蒙皮34和/或放置在其上的其他部件的重量可以将面板12压靠着工装表面24。然而，在一些实施方式中，在该转移步骤面板12可以不必与第一绝缘材料26完全紧密接触，因为在本文所述的后续步骤中最终的真空袋和跨不渗透材料的压力差将促使面板12靠着第一绝缘层。
如上所述，该步骤704中使用的工装表面24可以由绝缘材料制成，以及/或者第一绝缘材料26可以位于工装表面24与面板12之间。具体地，可以在将面板12放置在工装表面24上之前先将第一绝缘材料26放置在工装表面24上。在本发明的一些实施方式中，除了上述磁体22之外或作为上述磁体22的替选方案，可以将包括任何不渗透材料的临时袋(未示出)或真空袋施加复合蒙皮34之上、密封到面板12并且朝向面板12进行真空处理，以在面板12和复合蒙皮34向工装表面24的该转移期间，将复合蒙皮34保持在适当的位置。然而，施加的压力可以小于在复合材料固化期间施加于不渗透膜32的压力，使得当复合带16的各层由于工装表面24的曲率而弯曲时允许一些材料的滑移和挠曲。一旦将面板12和蒙皮34转移至工装表面24，就可以将临时袋移除。
方法700还可以包括使用热或电力源30电接触和/或物理接触面板12的步骤，如框706中所描绘的。在一些实施方式中，两个汇流条46，48电耦接至导线44，并且在面板12的相对端处被直接夹紧到面板12。然而，在本发明的其他实施方式中，面板12在其相对边缘处或附近的部分在真空或高压釜压力将不渗透膜32朝着工装表面24压缩期间被促使靠着汇流条46，48。在一些实施方式中，汇流条46，48可以包括两个以上的汇流条或任何其他电耦接构造，而不脱离本文描述的技术的范围。该步骤还可以包括：将导线44从一个汇流条46穿过单匝变压器42的气隙50至另一汇流条48。
接下来，在一些实施方式中，方法700可以包括将至少一个子结构36放置在蒙皮34上的步骤，如框708中所描绘的，以及将第二绝缘材料28放置在蒙皮34和/或子结构36的一部分上的步骤，如框710中所描绘的。如上所述，子结构36可以是用于附接到复合蒙皮34的其他复合零件，例如用于飞机部件的内模线(IML)的框架和桁条。子结构36可以被预固化并且放置在蒙皮34上，以在蒙皮34的固化期间熔合到蒙皮34上。此外，子结构36可以粘附在蒙皮34上的适当位置，以在将蒙皮34固化和将子结构36熔合到蒙皮34之前，将子结构36暂时保持在适当位置。
第二绝缘材料28可以是绝缘片，该绝缘片被切割以允许子结构36或子结构从中突出。第二绝缘材料28还可以用作用于将子结构36或子结构定位在蒙皮34上的预定位置的模板。例如，在一些实施方式中，可以基本上同时或者彼此结合地执行子结构36和第二绝缘材料28的放置，以提供诸如框架和桁条之类的子结构36相对于蒙皮34的适当放置，同时还用绝缘材料覆盖蒙皮34使得保护不渗透膜32和超过其接合表面的大部分子结构36免受来自面板12的热量的影响。因此，在复合零件的固化、重熔和/或熔合期间，仅蒙皮34和子结构36的接合表面暴露于完全固化热量。这允许子结构36的某些部分保持其先前固化的形状和构造，同时仍允许子结构36熔合至蒙皮34。
方法700还可以包括将不渗透膜32放置在第二绝缘材料28、子结构36和/或蒙皮34之上的步骤，如框712中所描绘的，以及并将不渗透膜32密封到工装表面24的步骤，如框714中所描绘的。具体地，不渗透膜32可以延伸至工装表面24的比第二绝缘材料28更向外延伸的部分，如图5a中所描绘的。同样地，第二绝缘材料28可以构造成比面板12更向外延伸，使得保护不渗透膜32免受面板热的影响，如上所述。可以使用任何类型的密封带、泥或装置将不渗透膜32密封至工装表面24，而不脱离本文描述的技术的范围。
然后，方法700可以包括以下步骤：经由施加将不渗透膜32压向工装表面24的压力差来压缩蒙皮34，如框716中所描绘的，然后经由热或电力源30将面板12加热至固化温度、熔化温度和/或熔合温度，如框718中所描绘的。在一些实施方式中，形成到不渗透膜32并穿过不渗透膜32的真空端口可以用于将空气或气体从不渗透膜32与工装表面24之间排出，以将不渗透膜32朝向工装表面24压缩，从而压缩蒙皮34和/或子结构36中的部分。附加地或替选地，可以将热或电力源30的至少部分、工装表面24、第一绝缘材料36、蒙皮34、子结构36、第二绝缘材料28、不渗透膜32放置在高压釜56内，从而提供高压釜压力以压缩不渗透膜32。例如，不渗透膜32可以向复合零件的蒙皮34提供超过15PSI并且最高达约215PSI的压力。
注意，高压釜56是冷高压釜，在复合零件的加热或子结构熔合到复合零件的整个过程中，高压釜56的温度都远低于固化、熔化或熔合温度。例如，高压釜56可以保持在低于100华氏度或低于90华氏度的温度处。更具体地，在一个实施方式中，在使用本文方法的复合零件固化的整个过程中，高压釜56可以保持在约85华氏度的温度处。附加地或替选地，高压釜56可以保持远低于复合零件的熔化温度和/或熔合温度。这有利地允许使用具有低温熔点的不渗透膜或低温真空袋，并且还节省了加热和/或固化复合蒙皮34所消耗的能量的量，原因是仅面板12、蒙皮34和子结构36的接合表面需要加热。此外，工装表面24由于其不被加热而不会遭受热膨胀，因此允许更精确地确定所得复合零件的尺寸。
在一些实施方式中，甚至可以主动地冷却工装表面，以及/或者可以添加风扇以帮助在高压釜56中保持均匀的温度并防止工装表面24变得太热和膨胀不期望的量。另外，由于在该方法700中仅加热子结构36的接合表面，因此不需要多个复杂的工装或模具部件以提供足够的压力来维持先前形成的子结构36的形状和固结，原因是由于第二绝缘材料28而使得先前形成的子结构36在蒙皮34的固化期间不会熔化。
将面板12加热到固化温度、熔化温度和/或熔合温度可以包括经由通过面板12的电流来施加焦耳热。例如，可以将单匝变压器42接通以使其接收来自外部源的电力，并且然后转换在导线44上感应的电压输出，从而增加通过导线44和汇流条46，48提供给面板12的安培数。如上所述，在导线44延伸穿过气隙50的情况下，当接通单匝变压器42时，电流被感应到一根或更多根导线44中。该构造有利地允许用于提供足够高的电流以用于将蒙皮34焦耳加热至固化温度、熔化温度或熔合温度，同时仅需要高压釜56中的小开口来接收外部电力(例如，经由至少一个源耦接线)，因此使得使用本文所述的方法在固化周期期间维持高压釜压力更容易且成本更低。
最后，方法700可以包括冷却面板12和蒙皮34的步骤，如框720中所描绘的。在一些实施方式中，可能在复合零件硬化之后需要该步骤。替选地，在其他实施方式中，可能需要该冷却以使蒙皮34硬化成复合零件。一旦蒙皮34、子结构36或本发明的任何其他被加热部件被冷却，就可以移除不渗透膜32，并且可以从工装表面24和面板12移除所得到的复合零件。
在一些实施方式中，可以将替选方案用于方法700的一个或更多个步骤。例如，可以用2019年5月7日提交的美国专利申请序列号16/404,794(以下称为‘794申请)中描述的加热元件以及示例性工具或平台替换工装表面24以及热或电力源30，该美国申请通过引用整体并入本文。在2020年5月7日提交的PCT申请号PCT/US20/31784中也描述了这样的替选方案，该PCT申请同样通过引用整体并入本文。具体地说，这样的替选方案还可以包括在平坦表面上执行本文所述的ATL复合带铺叠的步骤，但是然后可以包括替选地地将面板12和蒙皮34转移到弯曲表面工具(例如，‘794申请中的示例性工具)，并且然后使用‘794申请的加热元件来加热蒙皮34和子结构36。可选地，也可以在没有本文所述的第一绝缘层26的情况下执行该替选实施方式。在该替选实施方式的一些示例中，面板12可以是允许在传导或不传导的情况下热量从其流过至蒙皮34的换气装置(breather)或其他材料。可以使用复合材料制造或飞机部件制造领域中已知的其他替选方案来代替本文所述的各个步骤，而不脱离本文描述的范围。
已经关于特定示例描述了本发明，这些示例在所有方面都旨在是示例性的而不是限制性的。根据前述内容可以看出，本发明是非常适合于实现上述所有目的和目标以及该系统和方法所固有和明显的其他优点的发明。将理解的是，某些特征和子组合是有用的，并且可以在不参考其他特征和子组合的情况下进行采用。这是权利要求所预期的并且在权利要求的范围之内。
已经相对于附图中提供的示例描述了本公开内容的一些方面。现在将描述本公开内容的另外方面，其可以是在提交时在本申请的一个或更多个权利要求或条款或者一个或更多个相关申请中包括的相关主题，但是权利要求或条款不仅限于本说明书的以下部分中描述的主题。这些附加方面可以包括附图所示的特征、附图未图示的特征及其任意组合。当描述这些附加方面时，可以出于说明性目的而参考附图所描绘的要素。
如本文中结合下文中列出的权利要求所使用的，术语“任何条款”或所述术语的类似变型旨在被解释为使得权利要求/条款的特征可以以任何组合来组合。例如，示例性条款4可以指示根据条款1至3中任一项所述的方法/装置，其旨在被解释为使得可以将条款1和条款4的特征进行组合，可以将条款2和条款4的要素进行组合，可以将条款3和条款4的要素进行组合，可以将条款1、2和4的要素进行组合，可以将条款2、3和4的要素进行组合，可以将条款1、2、3和4的要素进行组合，以及/或者其他变型。
以下条款是本文考虑的方面。
1.一种用于制造复合零件的方法，所述方法包括以下步骤：将由未固化的复合材料制成的蒙皮放置在平坦地位于平坦表面上的面板上；将其上具有所述蒙皮的面板转移到弯曲的工装表面上；使其上具有所述蒙皮的面板贴合于所述弯曲的工装表面；以及在所述蒙皮和所述面板贴合于所述弯曲的工装表面的同时，将所述蒙皮加热至所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度。
根据条款1所述的方法，其中，放置或形成所述蒙皮还包括：在将所述面板平放在平坦表面上的同时，使用自动铺带(ATL)方法将复合带的多个路线施加到所述面板上。
3.根据条款1或2所述的方法，还包括在加热所述蒙皮期间压缩所述蒙皮，其中，通过将不渗透膜朝向所述工装表面真空密封并且在冷高压釜内施加高压釜压力来执行对所述蒙皮的压缩，其中，所述冷高压釜在低于所述蒙皮的所述固化温度、熔化温度或熔合温度的温度下施加高压釜压力。
4.根据条款1至3中任一项所述的方法，其中，所述面板由传导材料制成。
5.根据条款1至4中任一项所述的方法，其中，所述弯曲的工装表面由绝缘材料制成，或者第一绝缘材料位于在所述工装表面与所述面板之间。
6.根据条款1至5中任一项所述的方法，还包括使面板以电的方式接触所述热或电力源和物理地接触所述使用热或电力源中的至少之一。
7.根据条款6所述的方法，其中，所述热或电力源包括在所述面板的相对端处的两个汇流条以及向所述面板提供焦耳加热的一根或更多根导线，其中，所述一根或更多根导线从汇流条中的一个延伸到汇流条中的另一个，并且穿过单匝变压器的空气隙，使得对所述面板的加热包括利用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线。
8.根据条款1至7中任一项所述的方法，还包括在加热所述蒙皮之前将至少一个子结构放置在所述蒙皮上。
9.根据条款1至8中任一项所述的方法，还包括将第二绝缘材料放置在所述蒙皮之上，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许至少一个子结构从所述绝缘片中突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述蒙皮上的预定位置处的模板。
10.根据条款1至9中任一项所述的方法，还包括在加热所述蒙皮期间压缩所述蒙皮，其中，通过将不渗透膜朝向所述工装表面进行真空密封并且在冷高压釜内施加高压釜压力来执行对所述蒙皮的压缩，其中，所述冷高压釜在低于所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度的温度处施加高压釜压力。
11.一种用于制造复合零件的方法，所述方法包括以下步骤：通过在将面板平放在平坦表面上的同时使用自动铺带(ATL)方法将复合带的多个路线放置在所述面板上来形成蒙皮；将其上具有所述蒙皮的面板从所述平坦表面转移到工装表面，其中，所述工装表面是弯曲的，并且通过所述工装表面使其上具有所述蒙皮的面板弯曲；经由施加压力差来压缩所述蒙皮；经由热或电力源将所述面板加热至所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度，从而加热所述面板上的所述蒙皮。
12.根据条款11所述的方法，其中，所述面板是柔性传导材料片，并且其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者在所述工装表面与所述面板之间定位第一绝缘材料，使得所述热或电力源在加热所述面板的步骤期间向所述面板提供焦耳热。
13.根据条款11或12所述的方法，还包括以下步骤：将至少一个子结构放置在所述蒙皮上，其中，所述子结构由复合材料制成；以及将第二绝缘材料放置在所述蒙皮上，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许至少一个子结构从所述绝缘片突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述蒙皮上的预定位置的模板。
14.根据条款11至13中任一项所述的方法，其中，所述热或电力源包括在所述面板的相对端处的至少两个汇流条以及向所述面板提供焦耳加热的一根或更多根导线，其中，所述面板由导电材料制成。
15.根据条款14所述的方法，其中，所述一根或更多根导线从汇流条中的一个延伸到汇流条中的另一个，并且穿过单匝变压器的空气隙，使得对所述面板的加热包括用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线。
16.根据条款11至15中任一项所述的方法，其中，通过将不渗透膜朝向所述工装表面进行真空密封并且在冷高压釜内施加高压釜压力来执行对所述蒙皮的压缩，其中，所述冷高压釜在低于所述蒙皮的所述固化温度、熔化温度或熔合温度的温度处施加高压釜压力。
17.根据条款11至16中任一项的方法，还包括在ATL期间将磁体施加到所述复合带的多个路线中的至少一部分上，从而将所述复合带的多个路线临时地抵靠着所述面板保持在适当的位置，并且在ATL期间在施加所述复合带的多个路线的每一层之间的某个时间点移除所述磁体，其中，所述面板是传导的。
18.一种用于制造热塑性复合零件的方法，所述方法包括以下步骤：通过在将面板平放在平坦表面上的同时使用自动铺带(ATL)方法将复合带的多个路线放置在面板上来形成蒙皮，其中，所述面板是传导材料片；将其上具有所述蒙皮的面板从所述平坦表面转移到工装表面，其中，所述工装表面具有简单的曲率，并且通过所述工装表面使其上具有所述蒙皮的面板弯曲，其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者在所述工装表面与所述面板之间定位第一绝缘材料；使用焦耳热源电接触和/或物理接触所述面板；将多个子结构放置在所述蒙皮上，其中，所述子结构包括复合框架和复合桁条中的至少之一；将第二绝缘材料放置在所述蒙皮之上；将不渗透膜放置在所述第二绝缘材料、所述子结构和所述蒙皮之上；将所述不渗透膜密封至所述工装表面；将所述工装表面、所述蒙皮、多个子结构、所述面板、所述第一绝缘材料、所述第二绝缘材料、所述不渗透膜以及所述焦耳热源放入冷高压釜中，其中，所述冷高压釜在低于所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度的温度处施加高压釜压力；使用来自冷却高压釜的真空压力和高压釜压力中的至少之一、经由施加压力差来压缩所述蒙皮，所述压力差将所述不渗透膜压向工装表面；以及经由所述焦耳热源将所述面板加热至所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度，其中，所述焦耳热源为单匝变压器，其中，从所述蒙皮的一端延伸至所述蒙皮的相对端的多个导线穿过所述单匝变压器的气隙，使得对所述面板的加热包括使用所述单匝变压器将电流感应到所述多个导线。
19.根据条款18所述的方法，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许多个子结构从所述绝缘片突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述多个子结构定位在所述蒙皮上相对于彼此的预定位置处的模板。
20.根据条款18或19所述的方法，还包括：在ATL期间将磁体施加到所述复合带的多个路线中的至少一部分上，从而将所述复合带的多个路线暂时抵靠着所述面板保持在适当位置，以及在ATL期间在施加所述复合带的多个路线的每一层之间的某个时间点移除所述磁体。
21.一种用于形成和固化复合零件的系统，所述系统包括：面板，其由传导材料制成，用于将所述复合零件放置在所述面板上；工装表面，其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者在所述工装表面上定位第一绝缘材料，其中，将面板定位在所述工装表面和所述第一绝缘材料中的至少一个上，其中，所述工装表面的至少一部分不平坦；以及热或电力源，其与所述面板物理地耦接和电耦接中的至少其中之一，其中，所述热或电力源产生足够的热量以固化、熔化或熔合所述复合零件。
22.根据条款21所述的系统，还包括用于放置在所述复合零件上的不渗透膜，其中，所述不渗透膜被密封到所述工装表面，并且当施加将所述不渗透膜压向所述工装表面的压力差到所述不渗透膜时，向所述复合零件施加固结压力。
23.根据条款21或22所述的系统，其中，所述工装表面是弯曲的，并且通过所述工装表面使所述面板弯曲。
24.根据条款21至23中任一项所述的系统，还包括用于放置在所述复合零件上的第二绝缘材料，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许所述复合零件的至少一个子结构穿过所述绝缘片而突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述复合零件的蒙皮上的预定位置的模板。
25.根据条款21至24中任一项所述的系统，其中，所述热或电力源包括在所述面板的相对端处的两个汇流条以及向所述面板提供焦耳加热的一根或更多根导线。
26.根据条款25所述的系统，其中，所述热或电力源还包括单匝变压器，其中，所述一根或更多根导线从所述汇流条中的一个延伸至所述汇流条中的另一个，并且穿过所述单匝变压器的气隙，使得对所述面板的加热包括利用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线。
27.根据条款21至26中任一项所述的系统，其中，所述面板由钢制成。
28.根据条款21至27中任一项所述的系统，还包括自动铺带(ATL)机，其用于在将所述面板插入到所述工装表面上之前，将复合材料的路线铺放在平坦表面上的所述面板上。
29.根据条款28所述的系统，还包括磁体放置装置，所述磁体放置装置能够操作以通过实现极性的改变来放下和拾取磁体，其中，所述磁体放置装置被构造成在由所述ATL机进行的铺叠期间将磁体放置在第一层复合材料路线上，以及在所述ATL机放置第二层复合材料路线之前，从所述复合材料路线拾取磁体。
30.一种用于形成和固化复合零件的系统，所述系统包括：由导电材料片制成的面板，所述面板用于将所述复合零件放置在其上；工装表面，其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者在所述工装表面上定位第一绝缘材料，其中，将所述面板定位在所述工装表面和所述第一绝缘材料中的至少一个上，其中，所述工装表面具有简单的曲率；第二绝缘材料，其用于放置在所述复合零件之上；焦耳热源，其以物理地耦接和电耦接中的至少之一而耦接至所述面板，其中，所述焦耳热源产生足够的热量以固化、熔化或熔合所述复合零件。
31.根据条款30所述的系统，还包括不渗透膜，所述不渗透膜用于放置在所述第二绝缘材料和所述复合零件之上，其中，所述不渗透膜被密封至所述工装表面，并且当将压力差施加至所述不渗透膜而将所述不渗透膜推向所述工装表面时，所述不渗透膜向所述复合零件施加固结压力。
32.根据条款30或31所述的系统，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许所述复合零件的至少一个子结构穿过所述复合零件突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述复合零件的蒙皮上的预定位置处的模板。
33.根据条款30至32中任一项所述的系统，其中，所述焦耳热源包括单匝变压器、在面板的相对端处的由铜制成的两个汇流条以及一根或更多根导线，其中，所述一根或更多根导线从所述汇流条中的一个延伸到所述汇流条中的另一个，并且穿过所述单匝变压器的气隙，使得对所述面板的加热包括使用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线。
34.根据条款30至33中任一项所述的系统，还包括自动铺带(ATL)机，其用于在将所述面板插入到所述工装表面上之前将复合材料的路线铺放在在平坦表面上的所述面板上。
35.根据条款34所述的系统，还包括磁体放置装置，所述磁体放置装置能够操作以通过实现极性的改变来放下和拾取磁体，其中，所述磁体放置装置被构造成在由所述ATL机进行的铺叠期间将磁体放置在第一层复合材料路线上，以及在所述ATL机放置第二层复合材料路线之前，从所述复合材料路线拾取磁体。
36.一种用于形成和固化热塑性复合零件的系统，所述系统包括：面板，其由传导材料片制成，用于将所述热塑性复合零件放置在其上；工装表面，其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者在所述工装表面上定位第一绝缘材料，其中，将所述面板定位在所述工装表面和所述第一绝缘材料中的至少一个上，其中，所述工装表面具有简单的曲率；第二绝缘材料，其用于放置在所述热塑性复合零件之上；不渗透膜，其放置在所述第二绝缘材料和所述热塑性复合零件之上，其中，所述不渗透膜被密封至所述工装表面，并且所述不渗透膜被构造成当向所述不渗透膜施加压力差而将所述不渗透膜向所述热塑性复合零件施加固结压力；以及焦耳热源，其物理地耦接至所述面板和电地耦接至所述面板中的至少之一，其中，所述焦耳热源产生足够的热量以固化、熔化或熔合所述热塑性复合零件，其中，所述焦耳热源包括附接至所述面板的相对端的至少两个传导性汇流条，以及提供电流以加热所述面板的一根或更多根导线。
37.根据条款36所述的系统，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许所述热塑性复合零件的多个框架和桁条穿过所述绝缘片突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述框架和桁条定位在所述热塑性复合零件的蒙皮上的预定位置的模板。
38.根据条款36或37所述的系统，其中，所述焦耳热源还包括单匝变压器，其中，所述至少两个汇流条由铜制成，其中，所述一根或更多根导线从所述汇流条中的一个延伸至所述汇流条中的另一个，并且穿过所述单匝变压器的空气隙，使得对所述面板的加热包括使用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线。
39.根据条款36至38中任一项所述的系统，还包括自动铺带(ATL)机，其用于在将所述面板插入到所述工装表面上之前将复合材料路线铺放在平坦表面上的所述面板上。
40.根据条款39所述的系统，还包括磁体放置装置，所述磁体放置装置能够操作以通过实现极性的改变来放下和拾取磁体，其中，所述磁体放置装置被构造成在由所述ATL机进行的铺叠期间将磁体放置在第一层复合材料路线上，以及在所述ATL机放置第二层复合材料路线之前先从所述复合材料路线拾取磁体。
以下权利要求以单项引用的方式呈现，以符合美国的实践。然而，除非权利要求的特征不兼容，否则可以设想任何权利要求可以依赖于前述权利要求中的任何一个或任何组合。

Claims (15)

1.一种用于形成复合零件的系统，所述系统包括：
面板，所述面板由传导材料制成，用于将所述复合零件放置在所述面板上；
工装表面，其中，所述工装表面由绝缘材料制成，或者第一绝缘材料位于所述工装表面上，其中，所述面板被定位在所述工装表面和所述第一绝缘材料中的至少一个上，其中，所述工装表面的至少一部分不是平坦的；以及
热或电力源，所述热或电力源以物理地耦接和电耦接中的至少一个而耦接至所述面板，其中，所述热或电力源产生足够的热量以固化、熔化和/或熔合复合零件。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括：用于放置在所述复合零件上的不渗透膜，其中，所述不渗透膜被密封到所述工装表面，并且当向所述不渗透膜施加将所述不渗透膜压向所述工装表面的压力差时，将固结压力施加至所述复合零件。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述工装表面是弯曲的，并且通过所述工装表面使所述面板弯曲。
4.根据权利要求1或2所述的系统，还包括用于放置在所述复合零件上的第二绝缘材料。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第二绝缘材料是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许所述复合零件的至少一个子结构从所述绝缘片中突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述复合零件的蒙皮上的预定位置处的模板。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述热或电力源包括在所述面板的相对端处的两个汇流条以及向所述面板提供焦耳加热的一根或更多根导线。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述热或电力源还包括单匝变压器，其中，所述一根或更多根导线从所述汇流条中的一个延伸至所述汇流条中的另一个，并且穿过所述单匝变压器的气隙，使得对所述面板的加热包括利用所述单匝变压器将电流感应到所述一根或更多根导线中。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述面板由钢制成。
9.根据权利要求1或2所述的系统，还包括自动铺带(ATL)机，用于在将所述面板插入至所述工装表面上之前将复合材料的条铺放至平坦表面上的所述面板上。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括磁体放置装置，所述磁体放置装置能够操作成通过实现极性的改变来放下和拾取磁体，其中，所述磁体放置装置被配置成在通过所述自动铺带机铺叠期间将磁体放置到复合材料的条的第一层上，并且在所述自动铺带机放置复合材料的条的第二层之前从所述复合材料的条拾取磁体。
11.一种用于制造复合零件的方法，所述方法包括以下步骤：
将由未固化或未熔合的复合材料层制成的蒙皮放置在由传导材料制成的面板上；
将所述面板转移到工装表面；其中所述工装表面由绝缘材料制成，或者第一绝缘材料位于所述工装表面上，其中所述面板定位在所述工装表面和所述第一绝缘材料中的至少一个上，其中所述工装表面的至少一部分不是平坦的；
使所述面板和所述蒙皮贴合于所述工装表面；以及
经由物理地耦接和电耦接中的至少一个而耦接至所述面板的热或电力源，在所述蒙皮和所述面板贴合于弯曲的工装表面的同时，将所述蒙皮加热至所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述工装表面是弯曲的，并且所述方法包括：
将所述蒙皮放置在位于平坦表面上的所述面板上；
将其上具有所述蒙皮的所述面板转移至所述弯曲的工装表面上；以及
使其上具有所述蒙皮的所述面板贴合于所述弯曲的工装表面。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，放置所述蒙皮还包括：在将所述面板平放在所述平坦表面上的同时，使用自动铺带(ATL)方法将复合带的多个路线施加到所述面板上。
14.根据权利要求11或12所述的方法，还包括在加热所述蒙皮期间压缩所述蒙皮，其中，通过将不可渗透膜朝向所述工装表面真空密封并且在冷高压釜内施加高压釜压力来执行对所述蒙皮的压缩，其中，所述冷高压釜在低于所述蒙皮的固化温度、熔化温度或熔合温度的温度下施加高压釜压力。
15.根据权利要求11或12所述的方法，还包括在对所述蒙皮加热之前将至少一个子结构放置在所述蒙皮上，所述方法可选地还包括将第二绝缘材料放置在所述蒙皮上，其中所述第二绝缘材料还可选地是绝缘片，所述绝缘片被切割以允许所述至少一个子结构从所述绝缘片中突出，使得所述第二绝缘材料用作用于将所述子结构定位在所述蒙皮上的预定位置处的模板。
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