CN117885432A - 用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法 - Google Patents

用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117885432A
CN117885432A CN202311171670.5A CN202311171670A CN117885432A CN 117885432 A CN117885432 A CN 117885432A CN 202311171670 A CN202311171670 A CN 202311171670A CN 117885432 A CN117885432 A CN 117885432A
Authority
CN
China
Prior art keywords
roller
backing
force
ply
examples
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311171670.5A
Other languages
English (en)
Inventor
T·R·亚当斯
C·A·罗兹
B·理查兹
J·杜邦
A·马丁内斯
E·E·莫耶斯
T·J·卢奇尼
A·J·埃利斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN117885432A publication Critical patent/CN117885432A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B43/00—Operations specially adapted for layered products and not otherwise provided for, e.g. repairing; Apparatus therefor
    • B32B43/006—Delaminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
    • B29C70/388—Tape placement heads, e.g. component parts, details or accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0067—Using separating agents during or after moulding; Applying separating agents on preforms or articles, e.g. to prevent sticking to each other
    • B29C37/0075—Using separating agents during or after moulding; Applying separating agents on preforms or articles, e.g. to prevent sticking to each other using release sheets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1126—Using direct fluid current against work during delaminating
    • Y10T156/1132—Using vacuum directly against work during delaminating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1153—Temperature change for delamination [e.g., heating during delaminating, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1168—Gripping and pulling work apart during delaminating
    • Y10T156/1174—Using roller for delamination [e.g., roller pairs operating at differing speeds or directions, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/1911—Heating or cooling delaminating means [e.g., melting means, freezing means, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/1928—Differential fluid pressure delaminating means
    • Y10T156/1944—Vacuum delaminating means [e.g., vacuum chamber, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/195—Delaminating roller means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

公开了一种用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法。该系统包括辊，该辊具有辊轴线以及围绕该辊轴线的辊表面。该系统还包括被设置在辊表面上的粘附特征。该系统进一步包括辊驱动装置，该辊驱动装置使辊沿着垂直于辊轴线的行进路径移动，并且使辊绕辊轴线旋转。

Description

用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法
技术领域
本公开总体上涉及复合制造，更特别地，涉及用于从复合材料层片(ply ofcomposite material)的表面移除背衬(backing)材料的系统和方法。
背景技术
复合产品可以由预浸渍(pre-impregnated)材料层片或预浸料(pre-pregmaterial)材料层片制成。预浸料材料包括由基质材料包围的纤维增强材料。预浸料材料层片通常在一侧或两侧上具有背衬材料，以保护该层片在运输和制备期间免受损坏和污染。因此，需要在敷设(laying-up)层片之前移除背衬材料。然而，移除背衬材料是难以自动化的复杂操作。因此，通常用手来移除背衬材料，而这需要时间和密集的劳动。因此，本领域技术人员继续在复合制造领域，更特别是从预浸料复合材料移除背衬材料进行研究和开发工作。
发明内容
公开了用于从复合材料层片移除背衬的系统以及用于从复合材料层片移除背衬的方法的示例。以下是根据本公开的主题的可以要求保护也可以不要求保护的示例的非穷举列表。
在示例中，所公开的系统包括辊，该辊具有辊轴线以及围绕该辊轴线的辊表面。该系统还包括被设置在辊表面上的粘附特征。该系统进一步包括辊驱动装置(drive)，该辊驱动装置使辊沿着垂直于辊轴线的行进路径移动，并且使辊绕辊轴线旋转。
在示例中，所公开的方法包括以下步骤：1)将辊定位成与背衬相接触，该背衬联接至复合材料层片；(2)使辊的辊表面粘附至背衬的一部分；(3)在使辊绕辊轴线旋转的同时，使辊沿着行进路径移动；以及(4)围绕辊表面缠绕背衬，以使该背衬从层片剥离。
在另一些示例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)向联接至复合材料层片的背衬的背衬表面施加粘附力(adhesion force)；(2)经由粘附力来生成向背衬表面施加的静摩擦力；(3)沿着摆线路径引导静摩擦力；以及(4)经由粘附力和静摩擦力来生成向背衬施加的剥离力。剥离力足以将背衬从层片移除。
根据下面的详细描述、附图以及所附权利要求，所公开的系统和方法的其它示例将变得显而易见。
附图说明
图1是用于从复合材料层片移除背衬的系统的示意性框图；
图2是用于从复合材料层片移除背衬的方法的示例的流程图；
图3是用于从复合材料层片移除背衬的方法的示例的流程图；
图4是图1的系统的示例的示意性侧视图；
图5是图1的系统的示例的示意性侧视图；
图6是图1的系统的示例的示意性立体图；
图7是图1的系统的示例的示意性侧视图；
图8是图1的系统的示例的示意性立体图；
图9是图1的系统的辊的示例的示意性侧立面图；
图10是图1的系统的辊的示例的示意性截面端立面图；
图11是图1的系统的辊的示例的示意性侧立面图；
图12是图1的系统的辊的示例的示意性端立面图；
图13A至图13G示意性地例示了图1的系统的辊的行进路径的示例；
图14是图1的系统的示例的示意性侧视图；以及
图15是图1的系统的示例的示意性侧视图；
图16是飞行器制造和保养方法的示例的流程图；以及
图17是飞行器的示例的示意性框图。
具体实施方式
总体上参照图1至图15，本公开致力于用于从复合材料移除背衬材料的系统和方法。更特别地，本公开致力于用于至少部分地自动化从复合材料106的层片104移除背衬102的系统100(图1)、方法1000(图2)、以及方法2000(图3)。
参照图1，复合材料106指的是未固化的复合材料，并且通常包括在复合制造中使用的任何合适的基础材料。在一个或更多个示例中，复合材料106包括纤维增强物(fiberreinforcement)162和基质(matrix)164。在一个或更多个示例中，复合材料106还可以包括一种或更多种添加剂，诸如但不限于热塑性增韧添加剂、固化剂、粘合剂等。
纤维增强物162包括任何合适类型的增强材料(诸如碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等)，该增强材料具有任何合适的形式(诸如编织(woven)、非编织(nonwoven)、织物(fabric)、带(tape)等)。基质164包括任何合适类型的基质材料，诸如树脂、环氧树脂、聚合物、热塑性塑料、热固性塑料、陶瓷等。
在一个或更多个示例中，复合材料106包括利用基质164进行预浸渍的纤维增强物，也被称为预浸料。层片104指的是或者包括复合材料106的单个层，诸如预浸料材料的单个片材(例如，利用基质164预浸渍的纤维增强物162)。因此，贯穿本公开，复合材料106可以指的是或者可以被称为预浸料复合材料或预浸料。
复合材料106(预浸料)的层片104设置有背衬102。背衬102附接至层片104的一个或两个表面(例如，侧面)。通常，背衬102包括第一背衬表面120以及与第一背衬表面120相反的第二背衬表面168。第二背衬表面168附接至并覆盖层片104的表面，而第一背衬表面120是暴露着的。
在一个或更多个示例中，背衬102附接至层片104的第一层片表面158和/或第二层片表面166。如图4、图5、图14以及图15所例示的，在一个或更多个示例中，第一背衬102A附接至并覆盖层片104的第一层片表面158，并且第二背衬102B附接至并覆盖层片104的第二层片表面166。
背衬102是由任何合适背衬材料制成的，诸如涂布纸、聚乙烯等。通常，背衬102是诸如通过使用粘附剂、经由复合材料106的基质164的固有粘性(tackiness)、或其组合而粘附至层片104的表面的。
当层片104正被移动、切割以及以其它方式制备用于敷设操作的时候，背衬102保护复合材料106免受损坏和污染。背衬102在敷设之前被从层片104移除。背衬102的常规移除是手动执行的(即，用手)。由于各种因素(诸如引发和/或完全移除背衬102所需的剥离力的大小的变化、层片104和背衬102的几何形状的变化、以及对可重复性提出挑战的其它变化)，可能需要手动移除背衬102。
本公开还认识到，将拾放机器(pick-and-place machinery)用于在复合制造期间自动化逐层片敷设操作。然而，由于在由人手执行的重复任务中的挑战、层片104的几何形状的变化、预浸料复合材料的类型的变化等，因此，在敷设之前移除背衬102难以自动化。本文所公开的系统100、方法1000、以及方法2000有利地解决了上面所提及的在自动化移除背衬102方面的挑战。另外，本文所公开的系统100、方法1000、以及方法2000既适用于手动敷设操作又适用于自动化敷设操作。
现在参照图1和图6，这些图示意性地例示了系统100的示例。在一个或更多个示例中，系统100包括辊108。辊108包括辊轴线110，以及围绕辊轴线110的辊表面112。系统100还包括粘附特征114。粘附特征114被设置在辊表面112上。系统100进一步包括辊驱动装置116。将辊驱动装置116配置成，使辊108沿着行进路径118(图6)。辊108的行进路径118垂直于辊轴线110。还将辊驱动装置116配置成，使辊108绕辊轴线110旋转。
在一个或更多个示例中，将辊表面112配置成，接触背衬102的第一背衬表面120。将粘附特征114配置成，促成辊表面112与第一背衬表面120的一部分之间的粘附。在辊108沿着行进路径118移动期间该辊108的旋转使背衬102从层片104剥离，并围绕辊108缠绕背衬102。
参照图4、图5、图14以及图15，在一个或更多个示例中，第一背衬102A附接至层片104。在移除第一背衬102A期间，辊表面112接触第一背衬102A的第一背衬表面120A。第一背衬102A的第二背衬表面168A与层片104的第一层片表面158接触并附接至该第一层片表面。
在移除背衬102期间，辊108沿着辊108的一部分与背衬102的一部分之间的接触界面128，施加连续向下的力(例如，图4和图5所示的第一力F1)。辊108沿着其长度伸长，使得接触界面128类似地跨背衬102的第一背衬表面120A伸长。
沿着辊108的长度以及在辊108与背衬102之间施加的连续向下的力(例如，图4和图5所示的第一力F1)是沿着接触界面128分布的，并因此，与在背衬102上的单个接触点处施加的力相比，提供了更高效且可重复的解决方案。沿着辊108的长度提供的连续向下的力有利地将层片104保持在原地(例如，防止升高)，并且在移除背衬102时不干扰层片104的位于下面的复合材料106。沿着辊108的长度提供的连续向下的力还最小化在移除期间撕裂背衬102的可能性。
参照图1并且参照图4和图5，在一个或更多个示例中，将辊驱动装置116配置成，向辊108施加第一力F1(图4和图5)。第一力F1垂直于辊轴线110。将辊驱动装置116配置成，向辊108施加第二力F2(图4和图5)。第二力F2垂直于辊轴线110并且垂直于第一力F1。
通常，第一力F1是向辊108施加的定向力(directional force)，该定向力经由辊108沿着接触界面128传递至背衬102和层片104。第二力F2是向辊108施加的定向力，用于在移除背衬102的同时，使辊108沿着行进路径118移动到层片104的另一边。
在一个或更多个示例中，如图4和图5所例示的，层片104由支承平台130支承着，并且以大致水平的取向呈现。因此，在这些示例中，第一力F1是竖直(例如，向下)力，而第二力F2是水平力。然而，第一力F1和第二力F2的方向不限于所例示的示例，并且可以在移除背衬102期间，根据层片104的角取向而改变。例如，层片104可以由支承平台130支承，并且以大致竖直的取向呈现。在这些示例中，第一力F1是水平力，而第二力F2是竖直力。
再次参照图1，辊驱动装置116包括任何合适的力传送和/或运动传送装置，该力传送和/或运动传送装置能够将辊108抵压着背衬102，并且在使辊108沿着行进路径118移动的同时使辊108旋转。辊驱动装置116可以是完全自动化的或部分自动化的。
在一个或更多个示例中，辊驱动装置116包括自动化操纵器(manipulator)170(图1)或者采取该自动化操纵器的形式，诸如机器人臂(robotic arm)。自动化操纵器170例如通过任何合适的固定装置(fixture)或末端执行器来联接至辊108，使得辊108可绕辊轴线110旋转。自动化操纵器170具有多个自由度，并且可编程成沿着预定义编程路径自动移动。在这些示例中，自动化操纵器170向辊108施加力，从而产生将辊108抵压着背衬102的第一力F1以及使辊108沿着行进路径118移动的第二力F2。在一个或更多个示例中，作为第一力F1、第二力F2、以及辊108与背衬102之间的摩擦力的组合的结果，被动地实现辊108的旋转。
在一个或更多个示例中，辊驱动装置116包括人类操作员172或者采取人类操作员的形式。人类操作员172例如通过任何合适的固定装置来保持辊108，使得辊108可绕辊轴线110旋转。在这些示例中，人类操作员172向辊108施加力，从而产生将辊108抵压着背衬102的第一力F1以及使辊108沿着行进路径118移动的第二力F2。在一个或更多个示例中，作为第一力F1、第二力F2以及辊108与背衬102之间的摩擦力的组合的结果，被动地实现辊108的旋转。
在一个或更多个示例中，辊驱动装置116包括旋转驱动装置174或者采取该旋转驱动装置174的形式。旋转驱动装置174联接至辊108，并且被配置成驱动辊108绕辊轴线110旋转。旋转驱动装置174包括任何合适的旋转驱动装置或致动器(例如，机电、气动、液压)。在这些示例中，通过旋转驱动装置174的操作来主动地实现辊108的旋转。在这些示例中，辊驱动装置116包括施加至少第一力F1以将辊108抵压着背衬102的另一组件(例如，自动化操纵器170或人类操作员172)。在一个或更多个示例中，作为第一力F1、向辊108施加的旋转力、以及辊108与背衬102之间的摩擦力的组合的结果，被动地实现辊108沿着行进路径118的移动。在一个或更多个示例中，作为第一力F1、第二力F2、以及向辊108施加的旋转力的组合的结果，主动地实现辊108沿着行进路径118的移动。
在一个或更多个示例中，辊驱动装置116包括自动化操纵器170、人类操作员172、和/或旋转驱动装置174的组合，以实现用于将辊108压抵着背衬102的第一力F1、用于使辊108沿着行进路径118移动的第二力F2、以及用于使辊108绕辊轴线110旋转的旋转力。使用旋转驱动装置174的优点包括辅助辊108沿着行进路径118的运动，以及在移除后通过使用旋转驱动装置174来使辊108的旋转运动反向而从辊108移除(例如，展开)背衬102的能力。
参照图1并且参照图7和图8，在一个或更多个示例中，系统100包括冷却装置122。冷却装置122被配置成，降低背衬102和/或层片104中的至少一者的温度178(图7和图8)。降低背衬102和/或层片104中的至少一者的温度178减小了背衬102与层片104之间的张力或粘着力(tack force)FT(图4和图5)，诸如第一粘着力FT1(图14和图15)。例如，降低背衬102和层片104的温度178降低了基质164的粘性或粘附度。因此，降低背衬102和/或层片104的温度178并由此降低粘着力FT，降低了从层片104移除背衬102所需的剥离力FP(图5和图15)的大小。
在一个或更多个示例中，冷却装置122包括气体排放装置(gas dischargedevice)124。在一个或更多个示例中，将冷却装置122(诸如气体排放装置124)与辊108相邻地定位。在一个或更多个示例中，冷却装置122(诸如气体排放装置124)在辊108的前方沿着行进路径118移动。
在一个或更多个示例中，将气体排放装置124配置成，沿着辊108的辊表面112与背衬102的第一背衬表面120之间的接触界面128分配冷冻气体(chilled gas)126(图7)。冷冻气体126沿着接触界面128降低背衬102和/或层片104的温度178。在一个或更多个示例中，冷冻气体126是冷空气。在一个或更多个示例中，使冷冻气体126发生电离以减少静电。
参照图1，在一个或更多个示例中，气体排放装置124包括喷嘴132或者采取该喷嘴132的形式。喷嘴132增加被对准背衬102和层片104的冷冻气体126的速度。
在一个或更多个示例中，气体排放装置124包括扩散器134或者采取该扩散器134的形式。扩散器134降低被对准背衬102和层片104的冷冻气体126的速度。
在一个或更多个示例中，气体排放装置124是细长的并且具有近似等于辊108的长度的长度，以沿着接触界面128的大部分或全部分配冷冻气体126。在一个或更多个示例中，气体排放装置124的长度小于辊108的长度。在这些示例中，将气体排放装置124配置成，沿着辊108(例如，平行于辊轴线110)移动，以沿着接触界面128分配冷冻气体126。
在一个或更多个示例中，冷却装置122包括气体冷却单元136。将气体冷却单元136配置成，降低由气体排放装置124分配或排放的冷冻气体126的温度。气体冷却单元136包括任何合适的制冷单元、热交换器(例如，液体或气体)等，或者或者采取该制冷单元、热交换器等的形式。
在其它示例中，将冷却装置122并入辊108和/或支承平台130中的至少一者中。作为示例，冷却装置122包括位于辊108的主体内的热交换器或散热器，或者采取位于辊的主体内的热交换器或散热器的形式，该热交换器或散热器被配置成主动地冷却辊108，从而，沿着接触界面128降低背衬102和/或层片104的温度178。作为另一示例，冷却装置122包括位于支承平台130的主体内的冷冻气体排放装置、热交换器或散热器，或者采取位于支承平台130的主体内的冷冻气体排放装置、热交换器或散热器的形式，该冷冻气体排放装置、热交换器或散热器被配置成主动冷却支承平台130，从而，降低背衬102和/或层片104的温度178。
参照图1并且参照图9和图10，在一个或更多个示例中，粘附特征114包括至少一个真空口138或者采取该至少一个真空口138的形式。该真空口138是贯穿辊108的辊表面112来设置的。在一个或更多个示例中，粘附特征114包括多个真空口138。这些真空口138是贯穿辊108的辊表面112来设置的。真空口138生成能够将背衬102临时粘附至辊108的辊表面112的吸力。另外，真空口138提供了能够使空气流反向以在从层片104移除时释放背衬102的优点。
在一个或更多个示例中，系统100包括真空源176(图1)。真空源176是能够产生真空压力的任何机构或装置，诸如真空泵。将真空源176联接至辊108，并且与所述真空口138中的各个真空口流体连通。作为示例，并且如图10所例示的，辊108的主体可以用作歧管以将真空压力传递至真空口138。
如图10所例示的，在一个或更多个示例中，粘附特征114包括至少一个密封环(grommet)140。密封环140位于真空口138内。在一个或更多个示例中，在所述多个真空口138中的各个真空口内定位有多个密封环140中的一个密封环。密封环140包括位于真空口138内并沿着真空口138的周界的环或边沿衬条(edge strip)，以帮助在真空口138与背衬102之间形成密封，并且增加辊108与背衬102之间的摩擦以防止滑移。
在一个或更多个示例中，真空口138位于沿着辊108的长度的大致中心位置处。在这些示例中，单个真空口138可足以生成能够引发背衬102从层片104分离的粘附力FA(图4和图5)(诸如第一粘附力FA1(图14和图15))，以及能够将背衬102保持到辊表面112的静摩擦力FSF(图4、图5、图14以及图15)。
如图9所例示的，在一个或更多个示例中，真空口138沿着辊108的长度延伸。在这些示例中，多个真空口138可足以生成能够引发背衬102从层片104分离的粘附力FA(图4和图5)(诸如第一粘附力FA1(图14和图15))，以及能够将背衬102保持到辊表面112的静摩擦力FSF(图4、图5、图14以及图15)。
如图10所例示的，在一个或更多个示例中，真空口138围绕辊108的周界延伸。在这些示例中，所述多个真空口138可足以生成能够引发背衬102从层片104分离的粘附力FA(图4和图5)(诸如第一粘附力FA1(图14和图15))，以及能够将背衬102保持到辊表面112的静摩擦力FSF(图4、图5、图14以及图15)。
真空口138的数量、尺寸以及布置可以根据各种因素而改变，诸如移除背衬102所需的剥离力FP、从真空源176递送的气流、层片104的几何形状等。在一个或更多个示例中，沿着辊108的长度延伸的真空口138的直径大约为0.128英寸，并且相邻真空口138之间的间距为0.5英寸。在一个或更多个示例中，沿着辊108的周界延伸的真空口138彼此等角度地位移(举例来说，如图10所示)。在一个或更多个示例中，所述真空口138中的一个或更多个真空口可以具有与所述真空口138中的一个或更多个其它真空口不同的几何形状(例如，直径)。作为示例，可以将所述真空口138中的较大真空口用于背衬102从层片104的初始分离剥离，而可以将所述真空口138中的较小真空口用于在背衬102从层片104的连续卷绕剥离期间将背衬102保持到辊表面112。
现在参照图1并且参照图11和图12，在一个或更多个示例中，粘附特征114包括至少一个吸盘(suction cup)142或者采取该至少一个吸盘142的形式。将该吸盘142设置在辊108的辊表面112上或者联接至该辊的辊表面。在一个或更多个示例中，粘附特征114包括多个吸盘142。将这些吸盘142设置在辊108的辊表面112上或者联接至该辊的辊表面。
在一个或更多个示例中，吸盘142位于沿着辊108的长度的大致中心位置处。在一个或更多个示例中，吸盘142沿着辊108的长度延伸。在一个或更多个示例中，吸盘142围绕辊108的周界延伸。在这些示例中，一个或更多个吸盘142可足以生成能够引发背衬102从层片104分离的粘附力FA(图4和图5)(诸如第一粘附力FA1(图14和图15))，以及能够将背衬102保持到辊表面112的静摩擦力FSF(图4、图5、图14以及图15)。
在其它示例中，粘附特征114可以包括另一类型的合适的临时粘附剂结构，或者采取该另一类型的合适的临时粘附剂结构的形式。作为示例，粘附特征114可以包括细长的粘扣带(strip of hook-and-loop fastener)或一系列粘扣带。将互补的粘扣带在初始分离区域处附接至背衬102的第一背衬表面120。
现在参照图1并且参照图4和图5，在一个或更多个示例中，系统100包括支承平台130。支承平台130包括支承表面144(图4和图5)。支承表面144在辊108对面支承层片104。
在一个或更多个示例中，支承平台130包括第二粘附特征146(图4和图5)。第二粘附特征146被设置在支承表面144上。在从层片104移除背衬102期间，支承平台130使用第二粘附特征146来将层片104保持就位。
如图4和图5所例示的，在一个或更多个示例中，支承平台130包括真空工作台148或者采取该真空工作台148的形式。在这些示例中，第二粘附特征146包括多个第二真空口160或者采取该多个第二真空口的形式。这些第二真空口160是贯穿支承表面144设置或者以其它方式形成的。使这些第二真空口160适当地跨支承表面144分布，以将层片104保持到支承表面144。
现在参照图2，该图例示了用于从复合材料106的层片104移除背衬102的方法1000的示例。在一个或更多个示例中，使用系统100(图1)来实现方法1000。
参照图2并且参照图1以及图4至图6，在一个或更多个示例中，方法1000包括将辊108定位成与背衬102相接触的步骤(框1002)。方法1000包括使辊108的辊表面112粘附至背衬102的一部分的步骤(框1004)。方法1000包括使辊108沿着行进路径118移动的步骤(框1006)以及使辊108绕辊轴线110旋转的步骤(框1008)。通常，使辊108沿着行进路径118移动的步骤(框1006)和使辊108旋转的步骤(框1008)是同时发生的。方法1000包括围绕辊表面112缠绕背衬102的步骤(框1010)以及使背衬102从层片104剥离的步骤(框1012)。
在一个或更多个示例中，方法1000包括降低背衬102和/或层片104中的至少一者的温度178的步骤(框1014)。通常，降低温度178的步骤(框1014)是在围绕辊表面112缠绕背衬102的步骤(框1010)和使背衬102从层片104剥离的步骤(框1012)之前(以前)和/或期间执行的。
参照图2并且参照图1、图7以及图8，在一个或更多个示例中，根据方法1000，降低背衬102和/或层片104的温度178的步骤(框1014)包括以下步骤：从气体排放装置124分配冷冻气体126(举例来说，如图7和图8所示)。
如图7和图8所例示的，在一个或更多个示例中，方法1000包括以下步骤：使气体排放装置124在辊108的前方沿着行进路径118移动，使得沿着辊108的辊表面112与背衬102的第一背衬表面120之间的接触界面128分配冷冻气体126。
参照图2并且参照图1以及图4至图8，在一个或更多个示例中，根据方法1000，使辊108的辊表面112粘附至背衬102的一部分的步骤(框1004)包括以下步骤：使用被设置在辊表面112上的粘附特征114，来促成辊表面112与背衬102的第一背衬表面120之间的粘附180(图6至图8)。
参照图2并且参照图1、图9以及图10，在一个或更多个示例中，根据方法1000，促成辊表面112与第一背衬表面120之间的粘附180的步骤包括以下步骤：向第一背衬表面120的一部分施加吸力并且通过贯穿辊表面112设置的至少一个真空口138来形成真空。
在一个或更多个示例中，根据方法1000，促成辊表面112与第一背衬表面120之间的粘附180的步骤包括以下步骤：使用被设置在辊表面112上的至少一个吸盘142，来向第一背衬表面120的一部分施加吸力。
参照图2并且参照图13A至图13G，在一个或更多个示例中，根据方法1000，定位辊108的步骤(框1002)包括将辊108定位在背衬102的外角部(exterior corner)152处的步骤。使辊108的辊表面112粘附至背衬102的一部分的步骤(框1004)包括以下步骤：使辊表面112的一部分粘附至背衬102的外角部152。
在一个或更多个示例中，根据方法1000，定位辊108的步骤(框1002)包括以下步骤：相对于层片104定向辊108，使得行进路径118倾斜于背衬102的边缘150。
在一个或更多个示例中，背衬102的边缘150是背衬102的周边边缘154。在一个或更多个示例中，背衬102的边缘150形成背衬102的内角部156的一部分。
如图13A至图13G所例示的，层片104以及因此背衬102可以具有各种二维几何形状或外围形状中的任一种。将辊108定位在外角部152处使得行进路径118倾斜于边缘150(例如，周边边缘154和/或内角部156)减小了在移除期间撕裂背衬102的可能性。
另外，从角部152开始是有利的，因为它具有较小的表面面积以最初使背衬102脱离层片104。行进路径118有利地不平行或不垂直于层片104和背衬102的内角部、裂口(break)、或弯曲特征的边缘行进，因此避免了垂直于剥离路径的边缘以避免撕裂问题。
参照图2并且参照图1、图4以及图5，在一个或更多个示例中，方法1000包括将层片104在辊108对面支承在支承平台130上的步骤(框1016)。
在一个或更多个示例中，方法1000包括将层片104粘附至支承平台130的步骤(框1018)。通常，将层片104粘附至支承平台130的步骤(框1018)是在围绕辊表面112缠绕背衬102的步骤(框1010)和将背衬102从层片104剥离的步骤(框1012)之前和/或期间执行的。
现在参照图3，该图例示了用于从复合材料106的层片104移除背衬102的方法2000的示例。在一个或更多个示例中，使用系统100(图1)来实现方法2000。
参照图3并且参照图1、图4、图5、图14以及图15，在一个或更多个示例中，方法2000包括向背衬102的第一背衬表面120施加粘附力FA(图4和图5)的步骤(框2002)。在图14和图15所例示的示例中，第一粘附力FA1是通过辊108的粘附特征114施加至第一背衬102A的第一背衬表面120A的。
在一个或更多个示例中，方法2000包括经由粘附力FA来生成向第一背衬表面120施加的静摩擦力FSF的步骤(框2004)。在图14和图15所例示的示例中，静摩擦力FSF是在辊表面112与第一背衬102A的第一背衬表面120A之间与第一粘附力FA1成比例响应生成的。
在一个或更多个示例中，方法2000包括沿着摆线路径引导静摩擦力FSF的步骤(框2006)。静摩擦力FSF响应于辊108绕辊轴线110的旋转而沿着摆线路径移动。
在一个或更多个示例中，方法2000包括经由诸如第一粘附力FA1(图14和图15)的粘附力FA(图4和图5)以及静摩擦力FSF来生成向背衬102施加的剥离力FP(图5和图15)的步骤(框2008)。剥离力FP足以将背衬102从层片104移除。
在一个或更多个示例中，方法2000包括降低背衬102和/或层片104中的至少一者的施加剥离力FP的区域处的温度178的步骤(框2010)。
在一个或更多个示例中，如图14和图15所例示的，方法2000还包括向第二背衬102B的第一背衬表面120B施加第二粘附力FA2的步骤。在图14和图15所例示的示例中，第二粘附力FA2是通过支承平台130的第二粘附特征146施加至第二背衬102B的第一背衬表面120B的。
在一个或更多个示例中，在从层片104的第一层片表面158移除第一背衬102A期间，剥离力FP大于第一背衬102A的第二背衬表面168A与层片104的第一层片表面158之间的第一粘着力FT1。第一粘附力FA1大于静摩擦力FSF。支承表面144与第二背衬102B的第一背衬表面120B之间的第二粘附力FA2大于层片104的第二层片表面166与第二背衬102B的第二背衬表面168B之间的第二粘着力FT2。支承表面144与第二背衬102B的第一背衬表面120B之间的第二粘附力FA2大于剥离力FP。通常，希望最大化静摩擦力FSF和第二粘附力FA2。
可以意识到，在将背衬102从层片104移除期间的发挥作用的各种力会受到许多不同因素的影响。作为示例，第一粘附力FA1可以受到所施加的真空的水平的影响；真空口138的几何形状、数量以及布置；在辊108与背衬102之间形成的密封质量；大气压力等等。作为另一示例，静摩擦力FSF可以受到辊108的材料、密封环140的材料、第一粘附力FA1等的影响。作为另一示例，剥离力FP可以受到辊108的转矩、辊108的直径等的影响。作为另一示例，粘着力FT可以受到材料(例如，基质164)类型、温度、时间等的影响。作为另一示例，第二粘附力FA2可以受到真空工作台的类型、粘着力FT等的影响。
虽然本文未明确例示，但是可以将系统100、方法1000、以及方法2000用于从层片104的两侧或两个表面移除背衬102。作为示例，如本文所描述并且通过图4至图15中的示例所例示的，可以将第一背衬102A从层片104移除。在移除第一背衬102A之后，可以将层片104从支承平台130移除和/或重新定向以供移除第二背衬102B。可以以与第一背衬102A基本上类似的方式重复本文所描述的方法以移除第二背衬102B。
因此，本文所公开的系统100、方法1000、以及方法2000提供了一种独特的解决方案，该解决方案用于通过利用辊108和冷却装置122来从复合材料106的层片104移除背衬102，该辊抓取(grab)背衬102的角部152并且卷起背衬102以将背衬102从层片104剥离，而该冷却装置122降低层片104的温度178并因此降低层片104与背衬102之间的粘着力。
本文所公开的系统100、方法1000以及方法2000有利地提供足够强的剥离力(例如，图14和图15所示的剥离力FP)以用于移除背衬102而不干扰层片104的位置，应用于层片104和背衬102的各种几何形状(举例来说，如图13A至图13G所示)而不撕裂背衬102或损坏层片104，并且通过考虑各种工艺变量而提供可重复性。
现在参照图16和图17，本文所描述的系统100、方法1000以及方法2000的示例可以涉及如图16的流程图所示的飞行器制造和保养方法1100以及如图17示意性地例示的飞行器1200，或者在该飞行器制造和保养方法以及该飞行器的背景下使用。例如，飞行器1200和/或飞行器生产和保养方法1100可以利用由预浸料敷层(layup)制造的复合结构，其中，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从该敷层的各个层片移除背衬材料。
参照图17，该图例示了飞行器1200的示例。飞行器1200还包括具有内部1206的机架1202。飞行器1200包括多个机载系统1204(例如，高级系统)。飞行器1200的机载系统1204的示例包括：推进系统1208、液压系统1212、电气系统1210、以及环境系统1214。在其它示例中，机载系统1204还包括联接至飞行器1200的机架1202的一个或更多个控制系统，举例来说，如襟翼、扰流板、副翼、缝翼、方向舵、升降舵、以及配平调整片(trim tab)。仍在其它示例中，机载系统1204还包括一个或更多个其它系统，诸如但不限于通信系统、航空电子系统、软件分发系统、网络通信系统、乘客信息/娱乐系统、制导系统、雷达系统、武器系统等。飞行器1200可以包括例如形成机架1202、内部1206、和/或所述机载系统1204中的一个或更多个机载系统的一部分的各种复合结构。这些复合结构可以由预浸料敷层制造，其中，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从该敷层的各个层片移除背衬材料。
参照图16，在飞行器1200的预生产期间，飞行器制造和保养方法1100包括飞行器1200的规范和设计以(框1102)及材料采购(框1104)。在飞行器1200的生产期间，可以进行飞行器1200的组件和子组件制造(框1106)以及系统集成(框1108)。此后，飞行器1200经历认证和交付(框1110)，以便付诸使用(框1112)。例行维护和保养(框1114)可以包括对飞行器1200的一个或更多个系统的修改、重新配置、整修等。
图16例示的飞行器制造和保养方法1100的这些过程中的各个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)来执行或实行。出于本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的空间飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于，任何数量的厂商、分包商以及供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
在图16例示的流程图中所示的飞行器制造和保养方法1100的这些阶段中的任一或更多个阶段期间，可以采用本文中示出并描述的系统100、方法1000、以及方法2000的示例。在示例中，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从复合材料层片移除背衬材料可以形成组件和子组件制造(框1106)和/或系统集成(框1108)的一部分。此外，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从复合材料层片移除背衬材料可以以类似于在飞行器1200付诸使用时所制备的组件或子组件的方式来实现(框1112)。而且，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从复合材料层片移除背衬材料可以在系统集成(框1108)以及认证和交付(框1110)期间加以利用。类似地，使用系统100和/或根据方法1000或方法2000从复合材料层片移除背衬材料可以例如但不限于在飞行器1200付诸使用(框1112)时以及在维护和保养(框1114)期间加以利用。
前述详细描述参照了附图，这些附图例示了本公开所描述的具体示例。具有不同结构和操作的其它示例不脱离本公开的范围。在不同的附图中，相同标号可以指的是相同的特征、要素或组件。贯穿本公开，多个项目中的任一项目可以被单独地称为项目，并且多个项目可以被共同地称为项目且可以以相似的标号加以引用。而且，如本文所使用的，前面有不定冠词“一”的特征、要素、组件或步骤应被理解为不排除多个特征、要素、组件或步骤，除非这种排除被明确地加以陈述。
上面提供了根据本公开的主题的例示性的非详尽示例，它们可以但不一定是要求保护的。本文对“示例”的引用是指结合该示例描述的一个或更多个特征、结构、要素、组件、特性和/或操作步骤被包括在根据本公开的主题的至少一个方面、实施方式和/或实现中。因此，贯穿本公开的短语“示例”、“另一示例”、“一个或更多个示例”以及类似语言可以但不一定指的是同一示例。此外，表征任一个示例的主题可以但不一定包括表征任何其它示例的主题。而且，表征任一个示例的主题可以但不一定与表征任何其它示例的主题相组合。
如本文所使用的，“被配置成”执行指定功能的系统、设备、装置、结构、物品、要素、组件或硬件确实能够在没有任何更改的情况下执行指定功能，而不是仅仅具有在进一步修改之后执行该指定功能的潜力。换句话说，出于执行指定功能的目的而具体选择、创建、实现、利用、编程和/或设计“被配置成”执行该指定功能的系统、设备、装置、结构、物品、要素、组件或硬件。如本文所使用的，“被配置成”表示系统、设备、结构、物品、要素、组件或硬件的现有特性，其使得系统、设备、结构、物品、要素、组件或硬件无需进一步修改就能够执行指定功能。出于本公开的目的，被描述为“被配置成”执行特定功能的系统、设备、装置、结构、物品、要素、组件或硬件可以另外或者另选地被描述为“适于”执行该功能和/或被描述为“可操作以”执行该功能。
除非另外加以表明，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中仅仅被用作标记，而并非旨在对这些术语所指的项目强加顺序的、位置的、或分层的要求。而且，例如对“第二”项目的应用不要求或排除例如“第一”或低编号项目和/或例如“第三”或高编号项目的存在。
如本文所使用的，短语“…中的至少一个”当与列表项目一起使用时，意指可以使用列出的项目中的一个或更多个的不同组合，并且可以需要列表中的每个项目中的仅一个。例如，“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可以包括但不限于，项目A，或者项目A和项目B。该示例还可以包括项目A、项目B以及项目C，或者项目B和项目C。在其它示例中，“…中的至少一个”例如可以是但不限于，项目A中的两个、项目B中的一个以及项目C中的十个；项目B中的四个和项目C中的七个；以及其它合适的组合。如本文所使用的，术语“和/或”以及“/”包括任何一个或更多个相关列举条目及其所有组合。
出于本公开的目的，术语“联接(coupled、coupling)”和类似术语指的是彼此接合、链接、紧固、附接、连接、置于通信中或者以其它方式相关联(例如，以机械方式、以电方式、以流体方式、以光学方式、以电磁方式)的两个或更多个要素。在各种示例中，要素可以直接或间接相关联。作为示例，要素A可以直接与要素B相关联。作为另一示例，要素A可以例如经由另一要素C间接地与要素B相关联。应理解，不必表示各种公开要素之间的所有关联。因此，也可以存在不同于图中所描绘的联接。
如本文所使用的，术语“近似(approximately)”指的是或者表示接近但非正好的仍执行希望功能或实现希望结果的所陈述条件的条件。作为示例，术语“近似”指的是处于可接受预定公差或准确度内的条件，诸如处于所陈述条件的10％内的条件。然而，术语“近似”不排除正好是所陈述条件的条件。如本文所使用的，术语“基本上(substantially)”指的是本质上执行希望功能或实现希望结果的所陈述条件的条件。
上面参照的图1、图4至图15以及图17可以表示功能要素、特征、或其组件，而不一定暗示任何特定结构。因此，可以对所例示结构进行修改、添加和/或省略。另外，本领域的技术人员应意识到，并非上面参照的图1、图4至图15以及图17所描述和例示的所有要素、特征、和/或组件均需要被包括在每一个示例中，以及并非本文所描述的所有要素、特征、和/或组件均必需在各个例示性示例中加以描绘。在图1、图4至图15以及图17中描述和例示的要素、特征、和/或组件中的一些可以以各种方式进行组合，而无需包括有在图1、图4至图15以及图17、其它附图、和/或附属公开中描述和例示的其它特征，即使这样的一个或多个组合在文本中并未进行明确例示。类似地，不限于所呈现示例的附加特征可以与本文中示出和描述的一些或所有特征进行组合。除非另外明确声明，否则上面参照的图1、图4至图15以及图17中所描绘的示例的示意性例示并不意味着暗示关于例示性示例的结构性限制。而相反，尽管指示了一个例示性结构，但应理解，在适当时可以修改该结构。因此，可以对所例示结构进行修改、添加和/或省略。在图1、图4至图15以及图17中的各个图中，利用相似的标号来标注用于类似的或者至少基本上类似的目的的要素、特征、和/或组件，并且在本文中可以不参照图1、图4至图15以及图17中的各个图来详细讨论这样的要素、特征、和/或组件。类似地，在图1、图4至图15以及图17中的各个图中可以不标注所有要素、特征、和/或组件，而是为了一致性可以利用与这些要素相关联的标号。
在上面参照的图2、图3以及图16中，框可以表示操作、步骤和/或其部分，并且连接各种框的线不暗示操作或其部分的任何特定次序或依赖性。应理解，不必表示各种所公开的操作之间的所有依赖性。图2、图3和图16以及描述本文所阐述的所公开的方法的操作的所附公开内容不应被解释为必需确定要执行操作的顺序。而相反，尽管指示了一种例示性次序，但是要理解，可以在适当时修改这些操作的顺序。因此，可对所例示的操作进行修改、添加和/或省略，并且某些操作可以不同次序或同时执行。另外，本领域的技术人员应意识到，并非所描述的全部操作均需要执行。
本公开的实施方式还涉及如下条款。
条款1.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的系统(100)，所述系统(100)包括：
辊(108)，所述辊(108)包括辊轴线(110)，以及围绕所述辊轴线(110)的辊表面(112)；
粘附特征(114)，所述粘附特征(114)被设置在所述辊表面(112)上；以及
辊驱动装置(116)，所述辊驱动装置(116)使所述辊(108)沿着垂直于所述辊轴线(110)的行进路径(118)移动，并且使所述辊(108)绕所述辊轴线(110)旋转。
条款2.根据条款1所述的系统(100)，其中：
所述辊表面(112)被配置成，接触所述背衬(102)的背衬表面(120)；
所述粘附特征(114)被配置成，促成所述辊表面(112)与所述背衬表面(120)的一部分之间的粘附；以及
在所述辊(108)沿着所述行进路径(118)移动期间所述辊(108)的旋转使所述背衬(102)从所述层片(104)剥离。
条款3.根据条款2所述的系统(100)，其中，所述辊驱动装置(116)被配置成，向所述辊(108)施加垂直于所述辊轴线(110)的第一力(F1)，并且向所述辊(108)施加第二力(F2)，所述第二力(F2)垂直于所述辊轴线(110)并且垂直于所述第一力(F1)。
条款4.根据条款1所述的系统(100)，所述系统(100)还包括冷却装置(122)，所述冷却装置(122)用于降低所述背衬(102)和所述层片(104)中的至少一者的温度(178)。
条款5.根据条款4所述的系统(100)，其中，所述冷却装置(122)包括与所述辊(108)相邻地定位的气体排放装置(124)，
其中，所述气体排放装置(124)在所述辊(108)的前方沿着所述行进路径(118)移动。
条款6.根据条款5所述的系统(100)，其中，所述气体排放装置(124)被配置成，沿着所述辊(108)的所述辊表面(112)与所述背衬(102)的背衬表面(120)之间的接触界面(128)分配冷冻气体(126)。
条款7.根据条款1所述的系统(100)，其中，所述粘附特征(114)包括贯穿所述辊(108)的所述辊表面(112)设置的至少一个真空口(138)。
条款8.根据条款1所述的系统(100)，其中，所述粘附特征(114)包括贯穿所述辊(108)的所述辊表面(112)设置的多个真空口(138)。
条款9.根据条款8所述的系统(100)，其中，所述真空口(138)沿着所述辊(108)的长度延伸。
条款10.根据条款8所述的系统(100)，其中，所述真空口(138)围绕所述辊(108)的周界延伸。
条款11.根据条款1所述的系统(100)，其中，所述粘附特征(114)包括至少一个吸盘(142)。
条款12.根据条款1所述的系统(100)，所述系统(100)还包括支承平台(130)，所述支承平台(130)包括支承表面(144)，其中：
所述支承表面(144)在所述辊(108)对面支承所述层片(104)；并且
所述支承平台(130)包括被设置在所述支承表面(144)上的第二粘附特征(146)。
条款13.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的方法(1000)，所述方法(1000)包括以下步骤：
将辊(108)定位成与所述背衬(102)相接触；
使所述辊(108)的辊表面(112)粘附至所述背衬(102)的一部分；
在使所述辊(108)绕辊轴线(110)旋转的同时，使所述辊(108)沿着行进路径(118)移动；以及
围绕所述辊表面(112)缠绕所述背衬(102)，以使所述背衬(102)从所述层片(104)剥离。
条款14.根据条款13所述的方法(1000)，所述方法还包括以下步骤：在围绕所述辊表面(112)缠绕所述背衬(102)的步骤之前，降低所述背衬(102)和所述层片(104)的温度(178)。
条款15.根据条款14所述的方法(1000)，其中，降低所述背衬(102)和所述层片(104)的温度(178)的步骤包括：
从气体排放装置(124)分配冷冻气体(126)；以及
使所述气体排放装置(124)在所述辊(108)的前方沿着所述行进路径(118)移动，使得沿着所述辊(108)的辊表面(112)与所述背衬(102)的背衬表面(120)之间的接触界面(128)分配所述冷冻气体(126)。
条款16.根据条款13所述的方法(1000)，其中，使所述辊(108)的辊表面(112)粘附至所述背衬(102)的一部分的步骤包括以下步骤：使用被设置在所述辊表面(112)上的粘附特征(114)，来促成所述辊表面(112)与所述背衬(102)的背衬表面(120)之间的粘附(180)。
条款17.根据条款13所述的方法(1000)，其中，定位所述辊(108)的步骤包括：
在所述背衬(102)的角部(152)处定位所述辊(108)；以及
相对于所述层片(104)定向所述辊(108)，使得所述行进路径(118)倾斜于所述背衬(102)的边缘(150)；并且
使所述辊(108)的辊表面(112)粘附至所述背衬(102)的一部分的步骤包括：使所述辊表面(112)的一部分粘附至所述背衬(102)的所述角部(152)。
条款18.根据条款13所述的方法(1000)，所述方法(1000)还包括以下步骤：
将所述层片(104)支承在所述辊(108)对面的支承平台(130)上；以及
在围绕所述辊表面(112)缠绕所述背衬(102)的步骤期间，将所述层片(104)粘附至所述支承平台(130)。
条款19.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的方法(2000)，所述方法(2000)包括以下步骤：
向所述背衬(102)的背衬表面(120)施加粘附力(FA)；
经由所述粘附力(FA)来生成向所述背衬表面(120)施加的静摩擦力(FSF)；
沿着摆线路径引导所述静摩擦力(FSF)；以及
经由所述粘附力(FA)和所述静摩擦力(FSF)来生成向所述背衬(102)施加的剥离力(FP)，其中，所述剥离力(FP)足以将所述背衬(102)从所述层片(104)移除。
条款20.根据条款19所述的方法(2000)，所述方法(2000)还包括以下步骤：降低所述背衬(102)和所述层片(104)中的至少一者的、施加了所述剥离力(FP)的区域处的温度(178)。
此外，贯穿本说明书对本文所使用的特征、优点或类似语言的引用并不暗示可以利用本文所公开的示例实现的所有特征和优点应当是或者处于任何单个示例中。而相反，提及特征和优点的语言应被理解为意指结合示例描述的特定特征、优点或特性被包括在至少一个示例中。因此，贯穿本公开所使用的特征、优点以及类似语言的讨论可以但不一定涉及同一示例。
一个示例的所述特征、优点以及特性可以以任何合适的方式组合在一个或更多个其它示例中。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定示例的特定特征或优点中的一个或更多个特定特征或优点的情况下来实践本文所描述的示例。在其它情况下，在某些示例中可以认识到可能不存在于所有示例中的额外特征和优点。而且，尽管已经示出和描述了系统100、方法1000以及方法2000的各种示例，但是本领域技术人员通过阅读本说明书可以想到修改。本公开包括这种修改，并且通过所附权利要求的范围来进行限制。

Claims (10)

1.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的系统(100)，所述系统(100)包括：
辊(108)，所述辊(108)包括辊轴线(110)，以及围绕所述辊轴线(110)的辊表面(112)；
粘附特征(114)，所述粘附特征(114)被设置在所述辊表面(112)上；以及
辊驱动装置(116)，所述辊驱动装置(116)使所述辊(108)沿着垂直于所述辊轴线(110)的行进路径(118)移动，并且使所述辊(108)绕所述辊轴线(110)旋转。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
所述辊表面(112)被配置成，接触所述背衬(102)的背衬表面(120)；
所述粘附特征(114)被配置成，促成所述辊表面(112)与所述背衬表面(120)的一部分之间的粘附；以及
在所述辊(108)沿着所述行进路径(118)移动期间所述辊(108)的旋转使所述背衬(102)从所述层片(104)剥离。
3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述辊驱动装置(116)被配置成，向所述辊(108)施加垂直于所述辊轴线(110)的第一力(F1)，并且向所述辊(108)施加第二力(F2)，所述第二力(F2)垂直于所述辊轴线(110)并且垂直于所述第一力(F1)。
4.根据权利要求1所述的系统(100)，所述系统(100)还包括冷却装置(122)，所述冷却装置(122)用于降低所述背衬(102)和所述层片(104)中的至少一者的温度(178)。
5.根据权利要求4所述的系统(100)，其中，所述冷却装置(122)包括与所述辊(108)相邻地定位的气体排放装置(124)，
其中，所述气体排放装置(124)在所述辊(108)的前方沿着所述行进路径(118)移动。
6.根据权利要求5所述的系统(100)，其中，所述气体排放装置(124)被配置成，沿着所述辊(108)的所述辊表面(112)与所述背衬(102)的背衬表面(120)之间的接触界面(128)分配冷冻气体(126)。
7.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述粘附特征(114)包括贯穿所述辊(108)的所述辊表面(112)设置的至少一个真空口(138)。
8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述粘附特征(114)包括贯穿所述辊(108)的所述辊表面(112)设置的多个真空口(138)。
9.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的方法(1000)，所述方法(1000)包括以下步骤：
将辊(108)定位成与所述背衬(102)相接触；
使所述辊(108)的辊表面(112)粘附至所述背衬(102)的一部分；
在使所述辊(108)绕辊轴线(110)旋转的同时，使所述辊(108)沿着行进路径(118)移动；以及
围绕所述辊表面(112)缠绕所述背衬(102)，以使所述背衬(102)从所述层片(104)剥离。
10.一种从复合材料(106)的层片(104)移除背衬(102)的方法(2000)，所述方法(2000)包括以下步骤：
向所述背衬(102)的背衬表面(120)施加粘附力(FA)；
经由所述粘附力(FA)来生成向所述背衬表面(120)施加的静摩擦力(FSF)；
沿着摆线路径引导所述静摩擦力(FSF)；以及
经由所述粘附力(FA)和所述静摩擦力(FSF)来生成向所述背衬(102)施加的剥离力(FP)，其中，所述剥离力(FP)足以将所述背衬(102)从所述层片(104)移除。
CN202311171670.5A 2022-10-14 2023-09-12 用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法 Pending CN117885432A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/046,552 US11964459B1 (en) 2022-10-14 2022-10-14 Systems and methods for removing a backing from a ply of composite material
US18/046,552 2022-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117885432A true CN117885432A (zh) 2024-04-16

Family

ID=87801020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311171670.5A Pending CN117885432A (zh) 2022-10-14 2023-09-12 用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11964459B1 (zh)
EP (1) EP4353456A3 (zh)
JP (1) JP2024058658A (zh)
CN (1) CN117885432A (zh)

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5891297A (en) * 1997-10-29 1999-04-06 Sharp Microelectronics Technology, Inc. System and method for peeling a polarized film
TWI335899B (en) * 2006-11-03 2011-01-11 Kodak Graphic Comm Canada Co Methods and apparatus for peeling a flexible sheet from a substrate
KR20080072183A (ko) * 2007-02-01 2008-08-06 삼성전자주식회사 필름 박리장치 및 그 방법
KR20080089730A (ko) * 2007-04-02 2008-10-08 삼성전자주식회사 편광판의 제거 장치 및 그 방법
US8029644B2 (en) 2007-11-15 2011-10-04 The Beoing Company Controlled temperature scrap removal for tape process
JP5956339B2 (ja) * 2009-09-15 2016-07-27 イーアールエス エレクトロニック ゲーエムベーハーＥＲＳ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ モールドウエハからフィルムを分離させるための装置及び方法
GB2490152A (en) 2011-04-20 2012-10-24 Umeco Structural Materials Derby Ltd Automated Prepreg Processing, removal of an external film
KR102130153B1 (ko) * 2013-10-15 2020-07-06 삼성디스플레이 주식회사 필름 박리 장치
CN103950269B (zh) * 2014-04-23 2016-03-30 京东方科技集团股份有限公司 偏光片剥离装置
US9358770B2 (en) 2014-04-30 2016-06-07 The Boeing Company System and method for automated initial separation of composite ply backing
CN104483767B (zh) * 2015-01-04 2018-02-13 京东方科技集团股份有限公司 一种剥边角装置、剥膜设备及剥膜方法
US9517615B2 (en) 2015-04-21 2016-12-13 The Boeing Company System and method for automated backing film removal
CN105655487B (zh) * 2016-01-05 2018-10-16 京东方科技集团股份有限公司 撕膜装置以及撕膜方法
US10207487B1 (en) 2018-01-03 2019-02-19 General Electric Company Systems and methods of forming a composite layup structure
US10926492B2 (en) 2018-11-01 2021-02-23 The Boeing Company Bi-directional lamination head and method
US10994502B2 (en) 2018-11-01 2021-05-04 The Boeing Company Lamination system and method using a plurality of static lamination heads
US11155070B2 (en) * 2019-03-20 2021-10-26 7260297 Manitoba Ltd. Prepreg debacker and method of layup

Also Published As

Publication number Publication date
US20240123723A1 (en) 2024-04-18
EP4353456A2 (en) 2024-04-17
EP4353456A3 (en) 2024-06-19
JP2024058658A (ja) 2024-04-25
US11964459B1 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11260606B2 (en) Automated resin and fiber deposition for resin infusion
JP5345621B2 (ja) 自動複合テープ貼付け装置に使用するテープ除去装置及びプロセス
EP3196006B1 (en) Apparatus and method of forming a composite structure
WO2008082450A1 (en) Heating apparatus for a composite laminator and method
EP3560689B1 (en) Methods of manufacturing a panel having a composite stringer for a vehicle
US9586344B2 (en) Method and system of forming a releasable support and method of pre-cure removal of a composite laminate
US10843449B2 (en) Method and apparatus for forming composite plies on contoured tool surfaces
EP3546200B1 (en) Methods for forming bonded structures
US11685128B2 (en) System and method for fabricating a composite structure
CN117885432A (zh) 用于从复合材料层片移除背衬的系统和方法
EP3597414B1 (en) Apparatuses and methods for fabricating a composite structure and reacting to a placement force
US10786955B2 (en) Apparatuses and methods for fabricating a composite structure and reacting to a placement force
JP2016182948A (ja) スティフナーを備える複合材翼外板を組み立てるための方法、システム及び装置
US8029644B2 (en) Controlled temperature scrap removal for tape process
CN110856986B (zh) 用于形成复合结构的柔性心轴
US20240139963A1 (en) Separation of Film Layer from Composite Prepreg
NL2021454B1 (en) Apparatuses and methods for fabricating a composite structure and reacting to a placement force
EP4201655A1 (en) Non-polyimid based thermoplastic film as vacuum bag material for consolidation of thermoplastic composite materials systems and methods
US11230072B2 (en) Apparatuses for fabricating a composite structure and reacting to a placement force

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication