ES2912024T3

ES2912024T3 - Subestructuras eficientes

Info

Publication number: ES2912024T3
Application number: ES19205838T
Authority: ES
Inventors: Doan Dinh Pham; William Brent Harlow
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2037-12-11
Also published as: EP3372395B1; US20180229443A1; JP2018131194A; EP3372395A3; EP3372395A2; CN108437507A; US10889363B2; US20190291845A1; JP7086574B2; US10392097B2; EP3623144B1; CN108437507B; EP3623144A1; ES2771103T3

Abstract

Un método para fabricar una pieza, comprendiendo el método: usar fabricación aditiva para formar sin costuras una primera estructura similar a un panal (102, 204) junto con una segunda estructura similar a un panal (104, 206), en donde la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal son diferentes; antes de formar la primera estructura similar a un panal (102, 204) y la segunda estructura similar a un panal (104, 206), formar un primer panel (302) usando fabricación aditiva y en donde formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal se realiza sobre el primer panel (302); y en donde tras formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, formar un segundo panel (304) usando fabricación aditiva sobre la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, y las primeras paredes de primeras celdas de la primera estructura similar a un panal (102, 204) tienen espesores variables y son más finas cerca de puntos centrales entre el primer panel (302) y el segundo panel (304).

Description

DESCRIPCIÓN

Subestructuras eficientes

Información de antecedentes

1. Campo:

La presente divulgación se refiere a subestructuras eficientes. De manera más particular, la presente divulgación se refiere a partes que tienen estructuras similares a un panal que incluyen diferentes tipos de aberturas conformadas dentro de la estructura. Aún más particularmente, la presente divulgación se refiere a subestructuras eficientes para estructuras de control de vuelo de aeronaves.

2. Antecedentes:

Las piezas de construcción con una estructura interna similar a un panal se conocen desde hace décadas tanto para edificios como para vehículos como aviones. Las estructuras similares a un panal hacen que los componentes sean más livianos y pueden transmitir una mayor resistencia, en algunos casos. Debido a limitaciones de fabricación, las estructuras similares a un panal para cualquier parte son de naturaleza uniforme. Por tanto, por ejemplo, todos los panales dentro de una parte dada tienen la misma forma y tamaño.

La única forma de variar las estructuras de panal era unir partes individuales, cada una hecha con una estructura de panal diferente.

El documento WO2015/130377 divulga un panel estructural para usar con un motor de turbina de gas que incluye una primera pared exterior, una segunda pared exterior y paredes interiores. Las paredes interiores están dispuestas para formar un patrón de celdas hexagonales.

El documento EP 0722825 divulga un proceso para realizar un producto en capas que tiene un núcleo de panal que tiene celdas vacías.

Sumario

Una invención se define por el método de la reivindicación 1. Una realización de la presente divulgación proporciona un componente que incluye una parte que comprende una estructura similar a un panal formada por al menos un material compuesto de fibra infundido con resina sin costuras. La estructura similar a un panal incluye una primera pluralidad de celdas similares a un panal, y una segunda pluralidad de celdas similares a un panal, diferente de la primera pluralidad de celdas similares a un panal.

Otra realización de la presente divulgación también proporciona un método para fabricar una pieza. El método incluye el uso de fabricación aditiva para formar sin problemas, una primera estructura similar a un panal junto con una segunda estructura similar a un panal. La primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal son diferentes.

Las características y funciones pueden lograrse independientemente en diversas realizaciones de la presente divulgación o pueden combinarse en otras realizaciones más en las que pueden verse detalles adicionales con referencia a la siguiente descripción y dibujos.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas que se creen características de las realizaciones ilustrativas se exponen en las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones ilustrativas, sin embargo, así como un modo de uso preferido, objetivos adicionales y características de los mismos, se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa de la presente divulgación cuando se lea junto con los dibujos adjuntos, en donde:

la Figura 1 es una ilustración de una estructura variable similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 2 es una ilustración de otra estructura similar a un panal variable representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 3 es una ilustración de otra estructura similar a un panal variable representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 4 es una ilustración de espesor de pared variable para paredes de una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 5 es una ilustración de diferentes espesores de pared y materiales de pared para paredes de una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 6 es una ilustración de agujeros de aligeramiento para una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 7 es una ilustración de un panel de ala de avión formado usando una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa;

la Figura 8 es un diagrama de bloques de un componente representado de acuerdo con una realización ilustrativa; y

la Figura 9 es un diagrama de flujo de un método de fabricación de un componente representado de acuerdo con una realización ilustrativa.

Descripción detallada

Las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que las nuevas subestructuras eficientes para la construcción y para vehículos, así como estructuras de control de vuelo, se pueden hacer mediante fabricación aditiva (AM). La fabricación aditiva puede crear eficientemente una estructura con diseños complejos que se adaptan a una aplicación de ingeniería específica. Por ejemplo, en el caso específico de partes de aeronaves, se pueden construir nervios y largueros para cumplir con condiciones específicas de carga y tensión para reemplazar nervios o largueros convencionales con un diseño de núcleo de panal de profundidad completa.

Como se usa en el presente documento, el término "estructura" se refiere a un objeto global que puede ser unitario o estar hecho de partes. El término "subestructura" se refiere a una parte que está incluida o destinada para su uso en una estructura más grande. A menos que se indique lo contrario, una subestructura está destinada a ser un componente unitario que no está, en sí mismo, hecho de más subpartes. El término "unitario" o "construcción unitaria" significa que el objeto se crea como una sola cosa contigua y no se ensambla a partir de partes o subpartes.

Las realizaciones ilustrativas se refieren, en algunos casos, a partes de aeronaves, subestructuras de aeronaves, una aeronave como estructura, o partes usadas como parte de la operación de una aeronave. Sin embargo, tales ejemplos son solo ilustrativos y no limitan necesariamente las invenciones reivindicadas. Las realizaciones ilustrativas contemplan específicamente estructuras y subestructuras utilizadas en otros tipos de vehículos, incluidos, entre otros, helicópteros, automóviles, botes, barcos, submarinos, tanques. Las realizaciones ilustrativas también contemplan específicamente otros tipos de estructuras y subestructuras, como las utilizadas en edificios u otros objetos. Por tanto, la referencia a una "aeronave" o parte de una aeronave solo pretende ser un ejemplo específico de las realizaciones ilustrativas sin limitar necesariamente las invenciones reivindicadas.

Las realizaciones ilustrativas también proporcionan un diseño mucho más eficiente que puede ahorrar peso, y se puede adaptar para cumplir requisitos de ingeniería específicos además de los requisitos de carga o tensión. Por ejemplo, las subestructuras se pueden hacer con epoxi de alta temperatura o con una aleación de aluminio, o una combinación de ambos materiales. Una banda de aluminio e interfaces de plástico de alta temperatura, como pies, permiten que la subestructura se una a un revestimiento de fibra de carbono sin problemas de corrosión galvánica.

Las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que los diseños actuales de subestructura, que en el ejemplo específico de partes de vehículos podrían incluir largueros, nervios, tirantes y otros refuerzos de revestimiento, tienen limitaciones de diseño y son indeseablemente pesados. Las técnicas de fabricación aditiva de las realizaciones ilustrativas permiten un diseño personalizado y una transferencia de carga más eficiente mientras está en uso. Las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que, utilizando las técnicas descritas en este documento, las subestructuras pueden diseñarse para distribuir la carga (como una hoja o banda) y las áreas altamente cargadas pueden reforzarse aumentando el espesor de la banda.

También se pueden proporcionar agujeros de aligeramiento en las subestructuras para ahorrar peso. Por ejemplo, cuando aumenta el espesor de la banda, el peso de la subestructura también se incrementa. Se pueden colocar agujeros de aligeramiento en las subestructuras sin comprometer la rigidez de la subestructura. Además, con agujeros de aligeramiento, cuando la subestructura está unida al revestimiento, generalmente en un autoclave u horno, el aire dentro de la subestructura no está atrapado dentro de una celda, pero puede moverse dentro de la subestructura. La capacidad de movimiento del aire ayuda a estabilizar toda la subestructura. Adicionalmente, este tipo de estructura permite la introducción de presión adicional en la subestructura para ayudar a evitar que se colapse durante el curado.

Por tanto, las realizaciones ilustrativas proporcionan una estructura similar a un panal que tiene celdas de diferentes tamaños, paredes de diferentes tamaños y celdas de diferentes formas. Las porciones de la pared de celda son más gruesas que otras, donde el espesor proporcionaría un aumento deseado de resistencia. El espesor aumentado puede corresponder a los diferentes tamaños de celda. Se puede usar también una combinación de materiales, por ejemplo, una combinación de epoxi y metal como el aluminio. Esta estructura se puede utilizar en estructuras no aeroespaciales, así como estructuras aeroespaciales.

En un ejemplo específico, se podría aplicar una estructura de celda ejemplar al ala de una aeronave. En este ejemplo, las paredes exteriores son la porción más gruesa, y las paredes exteriores se extienden longitudinalmente. Moviéndose hacia adentro desde ambas paredes, la estructura de celda más grande evoluciona hacia estructuras de celdas más pequeñas hacia el centro de la estructura de celda. Los espesores de pared también cambian de más grueso a más delgado moviéndose hacia adentro. La estructura de celda puede ser una imagen especular sobre una línea central que se extiende longitudinalmente.

Tener celdas personalizadas regionalmente permitirá una fuerza y peso personalizados. La estructura de celda variable también se puede aplicar a alerones, aletas y flaps.

El espesor de las paredes puede variar también de arriba a abajo, donde en un ejemplo, la parte superior e inferior del panal es más gruesa. Esta variación es particularmente útil cuando la parte superior e inferior están en contacto con una cubierta o superficie plana donde el espesor aumentado proporciona un área de contacto más grande para la fijación o unión.

Adicionalmente, el material de las paredes de celdas puede variar. En un ejemplo, la parte engrosada está hecha de epoxi a alta temperatura, mientras que la banda es metal. Para aligerar la estructura, unos agujeros de diferentes tamaños pueden estar ubicados dentro de la banda.

Por tanto, las realizaciones ilustrativas proporcionan una estructura similar a un panal que tiene diferentes tipos de celdas. El tipo de celda diferente puede incluir celdas de diferentes tamaños. Los diferentes tipos de celdas pueden incluir paredes de diferentes tamaños. Los diferentes tipos de celdas pueden incluir celdas con diferentes formas. Las paredes de diferentes tamaños pueden variar en espesor desde una pared lateral hacia una pared lateral opuesta. Una porción de pared de celda externa puede tener la misma altura que una porción de pared de celda interna, pero puede ser más gruesa en la porción de pared de celda externa. Las paredes de diferentes tamaños pueden variar, habiendo aumentado el espesor en una o ambas, de las porciones superior o inferior. La estructura puede incluir agujeros de aligeramiento. Las celdas y las paredes de celdas pueden estar formadas por diferentes materiales.

Las realizaciones ilustrativas también reconocen y tienen en cuenta que los objetos estructurados actuales similares a un panal no pueden variarse. Si bien se pueden unir entre sí diferentes partes con diferentes formas similares a un panal, no es posible crear un objeto monolítico que tenga una estructura similar a un panal con celdas variables. Las realizaciones ilustrativas también reconocen y tienen en cuenta que el uso de una construcción monolítica limita la absorción de humedad, lo cual es una seria preocupación para las estructuras de panal.

Las realizaciones ilustrativas también reconocen y tienen en cuenta que, cuando se usa impresión 3D o fabricación aditiva, el espesor de la pared se puede cambiar según se desee. El pie puede ser ligeramente más grueso o abocinado y las paredes pueden ser más gruesas para soportar más carga. Un pie más ancho proporciona más superficie de unión a la que se puede unir el panel de revestimiento. A medida que cambia el paso de la celda y/o la densidad, se puede cambiar el espesor de la pared de celda. En un ejemplo específico, la pared de celda puede tener un espesor de 0,508 - 1,27 mm (0,020 - 0,050 pulgadas), a medida que crece el paso, a 25,4 mm (1 pulgada) de distancia o más, y el pie se ensancha a 2,54 mm (0,100 pulgadas) de ancho. El patrón de celda puede cambiar de hexagonal a cualquier otra forma deseada.

La Figura 1 es una ilustración de una estructura similar a un panal variable representada de acuerdo con una realización ilustrativa. La estructura similar a un panal 100 es un ejemplo de una estructura similar a un panal que puede usarse al formar un componente o subestructura. La estructura similar a un panal 100 es una pluralidad de celdas que tienen una mezcla de tres pasos de celdas diferentes. El paso de una celda se define por el ancho (W), a través de una celda. La estructura similar a un panal 100 tiene tres grupos de celdas con tres pasos diferentes: primera pluralidad de celdas 102, segunda pluralidad de celdas 104, y tercera pluralidad de celdas 106. En esta realización ilustrativa particular, cada grupo de celdas es adyacente al otro a lo largo del eje longitudinal 114 de la estructura similar a un panal 100.

El primer paso de la primera pluralidad de celdas 102 es ancho W 108. El segundo paso de la segunda pluralidad de celdas 104 es ancho W2 110. El segundo paso es más pequeño que el primer paso. El tercer paso de la tercera pluralidad de celdas 106 es ancho W3112.

El tercer paso es más pequeño que el segundo paso. El espesor de las paredes de cada tipo de celda puede variar. Por ejemplo, las paredes de la primera pluralidad de celdas 102 pueden ser más gruesas que las paredes de la segunda pluralidad de celdas 104, que a su vez pueden ser más gruesas que las paredes de una tercera pluralidad de celdas 106. Sin embargo, este patrón puede ser variado. Por ejemplo, las celdas más pequeñas pueden tener las paredes más gruesas y son posibles muchas otras variaciones.

Debido a que los pasos varían entre los grupos de celdas, unos espacios intersticiales, como el espacio intersticial 116 y espacio intersticial 118, se forman entre diferentes grupos de tipo de celda. Los espacios intersticiales pueden llenarse con un material, si se desea.

La estructura similar a un panal 100 puede fabricarse utilizando técnicas de fabricación aditiva, tales como, pero sin limitación, impresión 3D. Las técnicas de fabricación aditiva permiten la creación de estructuras únicas sin un mecanizado extenso. Los materiales utilizados en la fabricación aditiva pueden proporcionar estructuras de alta temperatura, y alta resistencia. Los ejemplos de tales materiales incluyen epoxi, aluminio, y lo más importante, combinaciones de los mismos dentro de una sola estructura similar a un panal.

La Figura 2 es una ilustración de otra estructura similar a un panal variable representada de acuerdo con una realización ilustrativa. La estructura similar a un panal 200 puede ser una variación de la estructura similar a un panal 100 de la Figura 1. La estructura similar a un panal 200 puede ser un núcleo variable, que incluye múltiples conjuntos contiguos del mismo tipo de estructura similar a un panal. Por tanto, por ejemplo, la celda 202 puede ser de un primer tamaño; la celda 204, la celda 206 y la celda 208 pueden ser de un segundo tamaño; y la celda 210 puede ser de un tercer tamaño.

La estructura similar a un panal 200 puede ser adecuada para pequeñas superficies de control de vuelo, como alerones, aletas y flaps. La estructura similar a un panal 200 puede fabricarse utilizando técnicas de fabricación aditiva. La estructura similar a un panal 200 puede incluir un panel de revestimiento en una o ambas superficies dentro y fuera de la página de la Figura 2. El panel de revestimiento puede ser un laminado sólido y puede infundirse con resina y curarse en un horno. La estructura similar a un panal 200 puede ser una estructura monolítica creada usando técnicas de fabricación aditiva, o pueden ser partes unidas (como unir paneles de revestimiento a una estructura similar a un panal de construcción monolítica, como la estructura similar a un panal 200).

La Figura 3 es una ilustración de otra estructura variable similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa. La estructura similar a un panal 300 puede ser una vista lateral de una estructura similar a un panal 200 de la Figura 2, con paneles de revestimiento unidos. Por tanto, por ejemplo, la misma estructura de celda que se muestra en la Figura 2 está presente en la Figura 3, pero en la Figura 3 el panel de revestimiento 302 y el panel de revestimiento 304 son visibles.

La Figura 4 es una ilustración de espesores de pared variables para paredes de una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa. La pared 400 puede ser la pared de una celda de panal en una estructura similar a un panal, como la estructura similar a un panal 100 de la Figura 1, la estructura similar a un panal 200 de la Figura 2, o la estructura similar a un panal 300 de la Figura 3.

La pared 400 incluye tres secciones, incluyendo la primera sección 402, segunda sección 404 y tercera sección 406.

La primera sección 402 y la tercera sección 406 pueden ensancharse hacia afuera desde la segunda sección 404 con el fin de proporcionar resistencia de unión adicional con respecto a los paneles de revestimiento que pueden unirse a los extremos de la primera sección 402 y la tercera sección 406. La segunda sección 404 puede ser más delgada para reducir el peso de la estructura general, sin sacrificar la resistencia general de la estructura. En otras realizaciones ilustrativas, la segunda sección 404 puede tener diferentes formas, tales como, por ejemplo, una forma convexa o cóncava.

La Figura 5 es una ilustración de espesor de pared y material de pared variables para paredes de una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa. La pared 500 puede ser la pared de una celda de panal en una estructura similar a un panal, como la estructura similar a un panal 100 de la Figura 1, la estructura similar a un panal 200 de la Figura 2, o la estructura similar a un panal 300 de la Figura 3. La pared 500 puede ser una variación de la pared 400 de la Figura 4.

La pared 500 incluye tres secciones, incluyendo la primera sección 502, segunda sección 504 y tercera sección 506.

La primera sección 502 y la tercera sección 506 pueden ensancharse hacia afuera desde la segunda sección 504 para proporcionar fuerza de unión adicional, con respecto a los paneles de revestimiento que pueden estar unidos a los extremos de la primera sección 502 y la tercera sección 506. La segunda sección 504 puede ser más delgada para reducir el peso de la estructura general, sin sacrificar la resistencia general de la estructura. En otras realizaciones ilustrativas, la segunda sección 504 puede tener diferentes formas, tales como, por ejemplo, una forma convexa o cóncava.

Una diferencia entre la pared 400 y la pared 500 es que la segunda sección 504 de la pared 500 puede estar formada de un material diferente al de la primera sección 502 y la tercera sección 506. Por ejemplo, la primera sección 502 y la tercera sección 506 se pueden formar a partir de epoxi o plástico de alta temperatura para unir más fácilmente la pared 500 a un panel de revestimiento compuesto, como un panel reforzado con fibra de carbono. Sin embargo, la segunda sección 504 puede estar formada por un metal, como, pero no limitada al aluminio, para fortalecer y/o aligerar la estructura general similar a un panal. En un ejemplo particular, el aluminio puede aumentar la rigidez de la pared 500, aumentando así la resistencia general de un componente formado usando panales que tienen paredes, como la pared 500.

La Figura 6 es una ilustración de agujeros de iluminación para una estructura similar a un panal, de acuerdo con una realización ilustrativa. El panel 600 puede ser, por ejemplo, una vista superior de un componente, como la estructura similar a un panal 300 de la Figura 3. Los agujeros de aligeramiento, como el agujero 602, agujero 604, y agujero 606, pueden incluirse en el panel 600.

Cada uno de estos agujeros puede extenderse, total o parcialmente, a través del componente. Por ejemplo, cada uno de estos agujeros puede extenderse solo a través de un panel de revestimiento, exponiendo la estructura similar a un panal debajo. En otro ejemplo, los agujeros pueden corresponder a espacios dentro de la estructura similar a un panal. En otro ejemplo más, los agujeros pueden eliminar efectivamente las paredes dentro de la estructura similar a un panal, extendiéndose así a través del componente en cuestión. Muchas otras variaciones son posibles.

La densidad de los agujeros, el tamaño de los agujeros y el patrón de los agujeros puede variar sobre la superficie del panel 600. Por tanto, por ejemplo, primer grupo de agujeros 608 pueden ser tres agujeros de un primer tamaño dispuestos en una sola fila de tres agujeros. El segundo grupo de agujeros 610 puede ser de un segundo tamaño, más grande que el primer tamaño, y dispuestos en grupos de cuatro en dos filas de dos. El tercer grupo de agujeros 612 puede ser de un tercer tamaño, más grande que el segundo tamaño, y dispuestos en grupos de seis en dos filas de tres. Son posibles muchas otras variaciones del ejemplo que se muestra en la Figura 6.

La Figura 7 es una ilustración de un panel de ala de aeronave formado usando una estructura similar a un panal representada de acuerdo con una realización ilustrativa. El ala 700 es un ejemplo de un componente que se puede construir usando una estructura similar a un panal, como la estructura similar a un panal 100 de la Figura 1, la estructura similar a un panal 200 de la Figura 2, o la estructura similar a un panal 300 de la Figura 3. Las paredes de la estructura similar a un panal que forman el ala 700 pueden variar según lo descrito con respecto a la Figura 4 o la Figura 5. Los agujeros de aligeramiento, como los que se muestran en la Figura 6, opcionalmente se pueden proporcionar en el ala 700.

Algunas o todas las alas 700 puede incluir una estructura similar a un panal, como la estructura similar a un panal 702.

En esta realización ilustrativa particular, la estructura similar a un panal 702 es el mismo patrón que la estructura similar a un panal 300 de la Figura 3, pero otras estructuras similares a un panal son posibles. Las paredes de cada estructura pueden variar, como se muestra en la Figura 4 y la Figura 5.

La estructura de ala convencional o superficies de control (alerón, timón, elevador, flap, aleta, etc.) tienen largueros y nervios como subestructura. Los paneles de revestimiento se endurecen con tirantes o un núcleo de panal. Un núcleo de profundidad completa también se usa en algunas estructuras como el flap, aleta y alerón, si tiene ventaja de peso.

Por tanto, para grandes superficies de control de vuelo, como un timón, un elevador, o similar, o para un ala pequeña, las realizaciones ilustrativas contemplan reemplazar un panel de revestimiento rígido con núcleo de panal por un panel de revestimiento laminado. Igualmente, los nervios rígidos con núcleo de panal pueden reemplazarse por un nervio variable y una subestructura creada mediante la fabricación aditiva. El panel de revestimiento, en algunos casos, puede estar infundido con resina, unido a la estructura similar a un panal, y luego curado en un horno.

En superficies de control de vuelo más pequeñas, como aletas, flaps, alerones, y similares, se puede utilizar un núcleo de profundidad completa. Se pueden usar diferentes densidades de núcleo en la misma estructura monolítica, o tal vez diferentes estructuras empalmadas, como se desee para reforzar la pieza. Muchas otras variaciones son posibles.

La Figura 8 es un diagrama de bloques de un componente representado de acuerdo con una realización ilustrativa. El componente 800 puede ser una variación de un subcomponente con una estructura similar a un panal, tal como se ha descrito anteriormente. Por ejemplo, el ala 700 con estructura similar a un panal 702 puede ser un ejemplo específico del componente 800.

El componente 800 puede ser la parte 802. La parte 802 se distingue del componente 800, ya que la parte 802 puede ser una subparte del componente 800, pero en otras realizaciones ilustrativas puede ser la totalidad del componente 800.

En cualquier caso, el componente 800 puede ser la parte 802 incluyendo la estructura similar a un panal 804 formada por al menos un material compuesto de fibra infundida con resina sin costuras. La estructura similar a un panal 804 incluye la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806. La estructura similar a un panal 804 también incluye una segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808, diferente a la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806. Opcionalmente, la estructura similar a un panal 804 puede incluir una tercera pluralidad de celdas similares a un panal 810, diferente de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 y la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808.

La estructura similar a un panal 804 puede ser variada. Por ejemplo, en una realización ilustrativa, la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 puede estar entremezclada con una segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808 de modo que cualquier celda similar a un panal de la primera pluralidad sea adyacente a al menos una celda similar a un panal de la segunda pluralidad. En otro ejemplo, las primeras celdas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 puede ser más grande que las segundas celdas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808.

En otra realización ilustrativa más, las primeras celdas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 pueden tener diferentes espesores de pared en relación con las segundas celdas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808. En otra realización ilustrativa más, las primeras celdas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 pueden tener diferentes formas en relación con las segundas celdas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808.

En otra realización ilustrativa más, las primeras celdas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 pueden tener diferentes espesores de pared que las segundas celdas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808, y las paredes de diferentes tamaños pueden variar en espesor de una pared lateral a una pared lateral opuesta. En este caso, una porción de la pared de celda externa puede tener la misma altura que una porción de la pared de celda interna pero es más gruesa en la porción de la pared de celda externa.

En una realización ilustrativa diferente, las primeras celdas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 pueden tener paredes que tienen diferentes espesores variables en, una o ambas de, las partes superior o inferior de las paredes, en relación con las segundas celdas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808. En otra realización ilustrativa diferente más, el agujero 812 puede disponerse en una estructura similar a un panal 804 donde las estructuras similares a un panal están ausentes.

En otra realización ilustrativa más, la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 puede estar hecha de un primer material y la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808 puede estar hecha de un segundo material, diferente al primer material. En otra variación, ambas de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 y la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808 pueden estar hechas de un primer material a lo largo de una primera porción, y un segundo material a lo largo de una segunda porción. En este caso, el segundo material puede ser diferente al primer material. En otra variación más, las segundas de la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808 están dispuestas dentro de las primeras de la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806.

Aún otras variaciones son posibles. Por ejemplo, el componente 800 también puede incluir la primera superficie 814 y la segunda superficie 816, opuesta a la primera superficie 814. En este caso, la estructura similar a un panal 804 se intercala entre la primera superficie 814 y la segunda superficie 816.

En una variación adicional, la primera superficie 814 y la segunda superficie 816 pueden estar hechas de un primer material, en donde la estructura similar a un panal comprende al menos un segundo material diferente al primer material. En este caso, la primera superficie 814 y la segunda superficie 816 pueden formar una construcción unitaria con la estructura similar a un panal 804. Como una variación adicional, la primera pluralidad de celdas similares a un panal 806 puede estar hecha del segundo material y la segunda pluralidad de celdas similares a un panal 808 puede estar hecha de un tercer material diferente al primer material y al segundo material.

En otra variación más, la parte puede ser una parte de aeronave. Aún más particularmente, la parte de aeronave puede ser un ala hecha como una pieza unitaria. La parte de aeronave también podría ser un fuselaje unitario, o un panel de múltiples paneles y componentes que forman un fuselaje. La parte de aeronave también podría ser un larguero, un tirante, o cualquier otro componente utilizado en una aeronave.

Muchas otras variaciones son posibles, ya que la fabricación aditiva se puede utilizar para crear estructuras de celdas personalizadas o únicas similares a un panal de diferentes tipos de celdas, espesores de la pared de celda, diferentes materiales y otras variaciones. Por tanto, las realizaciones ilustrativas descritas anteriormente no limitan necesariamente las invenciones reivindicadas o los otros ejemplos descritos aquí.

La Figura 9 es un diagrama de flujo de un método de fabricación de un componente representado de acuerdo con una realización ilustrativa. Un método 900 puede usarse para crear las diversas estructuras descritas con respecto a la Figura 1 a la Figura 8. El método 900 puede caracterizarse como un método de fabricación de una pieza.

El método 900 puede caracterizarse en términos generales como usando fabricación aditiva para formar, sin problemas, una primera estructura similar a un panal junto con una segunda estructura similar a un panal, en donde la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal son diferentes (operación 904).

Opcionalmente, antes de formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, formar un primer panel usando fabricación aditiva, y en donde la formación de la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal se realiza sobre el primer panel (operación 902). Opcionalmente, después de formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, formar un segundo panel usando fabricación aditiva sobre la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal (operación 906).

El método 900 puede ser más variado. Por ejemplo, las primeras paredes de las primeras celdas de la primera estructura similar a un panal pueden tener espesores variables y pueden ser más delgadas cerca de los puntos centrales entre el primer panel y el segundo panel. En otro ejemplo, la primera estructura similar a un panal puede estar hecha de un primer material. La segunda estructura similar a un panal puede estar hecha de un segundo material. El primer material y el segundo material pueden ser diferentes. En otro ejemplo diferente, las primeras celdas de la primera estructura similar a un panal pueden tener una forma diferente, en relación con las segundas celdas de la segunda estructura similar a un panal. Las capas superior e inferior de la estructura de aeronave pueden colocarse por separado y luego unirse a la estructura similar a un panal en un autoclave u horno. Los revestimientos pueden estar previamente curados o no estar curados cuando se unen a la estructura similar a un panal.

Se pueden agregar más o menos operaciones. Por ejemplo, el método 900 puede ser parte de una operación de fabricación o mantenimiento de aeronaves donde se reemplazan o mantienen partes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar una pieza, comprendiendo el método:

usar fabricación aditiva para formar sin costuras una primera estructura similar a un panal (102, 204) junto con una segunda estructura similar a un panal (104, 206), en donde la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal son diferentes;

antes de formar la primera estructura similar a un panal (102, 204) y la segunda estructura similar a un panal (104, 206), formar un primer panel (302) usando fabricación aditiva y en donde formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal se realiza sobre el primer panel (302); y

en donde tras formar la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, formar un segundo panel (304) usando fabricación aditiva sobre la primera estructura similar a un panal y la segunda estructura similar a un panal, y las primeras paredes de primeras celdas de la primera estructura similar a un panal (102, 204) tienen espesores variables y son más finas cerca de puntos centrales entre el primer panel (302) y el segundo panel (304).

2. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera estructura similar a un panal comprende un primer material, en donde la segunda estructura similar a un panal (104, 206) comprende un segundo material, siendo diferentes el primer material y el segundo material.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde primeras celdas de la primera estructura similar a un panal son diferentes en forma en relación con segundas celdas de la segunda estructura similar a un panal (104, 206).

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un revestimiento superior e inferior de una estructura de aeronave puede colocarse por separado, y luego unirse a la estructura similar a un panal en un autoclave u horno.

5. El método de la reivindicación 4, en donde los revestimientos pueden precurarse o pueden no curarse al unirse a la estructura similar a un panal.