RU2390417C2 - Method and hardware for production of composite circular frames - Google Patents

Method and hardware for production of composite circular frames Download PDF

Info

Publication number
RU2390417C2
RU2390417C2 RU2008131068/12A RU2008131068A RU2390417C2 RU 2390417 C2 RU2390417 C2 RU 2390417C2 RU 2008131068/12 A RU2008131068/12 A RU 2008131068/12A RU 2008131068 A RU2008131068 A RU 2008131068A RU 2390417 C2 RU2390417 C2 RU 2390417C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaped
pieces
flange
stocks
rectangular
Prior art date
Application number
RU2008131068/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008131068A (en
Inventor
ВИНЬЕС Педро НОГЕРОЛЕС (ES)
ВИНЬЕС Педро НОГЕРОЛЕС
ГАРСИЯ Акилино ГАРСИЯ (ES)
ГАРСИЯ Акилино ГАРСИЯ
МАРТИН Хесус Мануэль МАРТИН (ES)
МАРТИН Хесус Мануэль МАРТИН
Original Assignee
Айрбус Эспанья, С.Л.
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 Айрбус Эспанья, С.Л. filed Critical Айрбус Эспанья, С.Л.
Priority to RU2008131068/12A priority Critical patent/RU2390417C2/en
Publication of RU2008131068A publication Critical patent/RU2008131068A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390417C2 publication Critical patent/RU2390417C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method is intended for manufacturing of composite circular frames for aviation hulls with the help of RTM technology application for moulding of two stocks with C-shaped and L-shaped profiles made with application of two devices. At first material is prepared for stocks in the form of pieces cut in compliance with specified template. Then hot moulding of rectangular flaky material is carried out by placement of material pieces layers onto the first device in specified position and amount, and their exposure to pressure and temperature, so that pieces of material stick to each other at local sections. Then hot moulding of rectangular profile flaky material is carried out from segments of flat flaky material produced by means of cutting on part of stock with rectangular profile on the first device with placement on upper side of part intended for flange of stocks with C-shaped and L-shaped section, holding one longitudinal edge on the first device and leaving the other one free. Then elastic membrane is placed on device, and heat and vacuum is cyclically applied. Hot moulding of stocks with giving them C-shaped and L-shaped form is carried out at the second curvilinear device by means of deformation of specified flaky material with rectangular profile on it. Besides specified deformation includes, in case of C-shaped stocks, bending of the second flange and cyclic application of heat and vacuum. Devices are also proposed, which are used in specified method.
EFFECT: inventions provide for the possibility to reduce duration of process of circular frames manufacturing with complex geometric structure and combined circular frames making with more accurate dimensions.
4 cl, 11 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу изготовления композитных кольцевых рам для авиационных фюзеляжей с помощью технологии RTM (трансферного формования пластмасс) и, в частности, к операциям этого процесса, при котором изготавливают заготовки, подвергаемые завершающей операции инжекции смоляной смеси.The present invention relates to a method for manufacturing composite annular frames for aircraft fuselages using RTM technology (transfer molding of plastics) and, in particular, to the operations of this process, in which workpieces are prepared that undergo a final injection of resin mixture.

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

В авиационной промышленности отношение прочности к весу имеет ключевое значение, и по этой причине наблюдается тенденция к отказу от металлических конструкций и переходу к использованию конструкций, изготовленных из композитов или оптимизированных по их применению.In the aviation industry, the ratio of strength to weight is of key importance, and for this reason there is a tendency to abandon metal structures and switch to the use of structures made of composites or optimized for their use.

В процессе оптимизации всех типов авиационных конструкций стремятся максимально снизить вес и интегрировать наибольшее количество деталей для того, чтобы сократить длительность процесса сборки и манипулирование с мелкими компонентами.In the process of optimizing all types of aircraft structures, they strive to minimize weight and integrate the largest number of parts in order to reduce the duration of the assembly process and the handling of small components.

Изготовление кольцевых рам известным образом осуществляется на основе металлических конструкций, подвергнутых механической обработке, или штампованных конструкций из листового металла с усилением несущей наибольшую нагрузку части деталями, подвергнутыми механической обработке. В случае штампованного листового металла нормально используемый профиль получают из двух частей: с одной стороны - изготавливают Z-образный профиль, и с другой стороны - изготавливают уголок или babbetes, которые привинчивают к предыдущему профилю (см. фиг.1а).The manufacture of annular frames in a known manner is carried out on the basis of machined metal structures or stamped sheet metal structures with reinforcement of the most load-bearing part by machined parts. In the case of stamped sheet metal, a normally used profile is obtained from two parts: on the one hand, a Z-shaped profile is made, and on the other hand, a corner or babbetes is made, which are screwed to the previous profile (see Fig. 1a).

Недостаток этого способа заключается в том, что он требует много времени на сборку и ведет к получению избыточного веса при изготовлении такого же профиля комплексным образом.The disadvantage of this method is that it requires a lot of time for assembly and leads to excess weight in the manufacture of the same profile in a complex way.

Целью настоящего изобретения является предложение способа, устраняющего недостатки, присущие существующим техническим решениям.The aim of the present invention is to propose a method that eliminates the disadvantages inherent in existing technical solutions.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение предлагает способ изготовления композитных кольцевых рам для авиационных фюзеляжей с помощью применения технологии RTM для формовки двух заготовок с С-образным и L-образным профилями, отличающийся тем, что указанные заготовки изготавливают, используя первое и второе устройства, в ходе следующих операций:The present invention provides a method for manufacturing composite annular frames for aircraft fuselages using RTM technology to form two blanks with C-shaped and L-shaped profiles, characterized in that the said blanks are made using the first and second devices during the following operations:

- подготовка материала для заготовок в форме кусков материала, вырезанных в соответствии с заданным шаблоном;- preparation of material for blanks in the form of pieces of material cut in accordance with a given pattern;

- горячая формовка прямоугольного слоистого материала путем помещения слоев кусков материала на первое устройство в заданном положении и количестве и воздействия на них давлением и температурой, так что куски материала слипаются между собой только локально, то есть не по всей их поверхности, а только вдоль продольной полосы, где размещаются однонаправленные ленточные армирующие элементы;- hot molding of a rectangular layered material by placing layers of pieces of material on the first device in a predetermined position and quantity and exposing them to pressure and temperature, so that pieces of material stick together only locally, that is, not over their entire surface, but only along the longitudinal strip where unidirectional tape reinforcing elements are placed;

- горячая формовка слоистого материала прямоугольного профиля из сегментов указанных плоских слоистых материалов установленных размеров, полученных путем резания, на детали после первого устройства с прямоугольным профилем, с размещением на ее верхней стороне части, предназначенной для фланца, заготовок с С-образным или L-образным сечением, удерживая один продольный край на устройстве и оставляя другой край свободным; помещение на устройстве упругой мембраны и циклическое применение тепла и вакуума;- hot molding of a layered material of a rectangular profile from segments of said flat layered materials of established dimensions obtained by cutting onto a part after the first device with a rectangular profile, with the part intended for the flange, the blanks with a C-shaped or L-shaped being placed on its upper side section, holding one longitudinal edge on the device and leaving the other edge free; placing an elastic membrane on the device and cyclic application of heat and vacuum;

- горячая формовка заготовок с приданием им С-образной и L-образной формы на втором криволинейном устройстве путем деформации на нем указанных слоистых материалов с прямоугольным профилем, причем указанная деформация включает в себя в случае С-образных заготовок изгибание второго фланца и циклическое применение тепла и вакуума.- hot forming of the workpieces with giving them a C-shaped and L-shaped on the second curvilinear device by deforming on it the specified layered materials with a rectangular profile, and this deformation includes, in the case of C-shaped workpieces, bending of the second flange and cyclical application of heat and vacuum.

Настоящее изобретение относится также к двум упомянутым устройствам.The present invention also relates to the two devices mentioned.

Первое устройство образовано центральным модулем и двумя боковыми модулями, которые соединяются вместе таким образом, чтобы приготовить слоистый материал для заготовок, так же как выполнить продольное соединение кусков материала путем взаимного перекрытия, и разделяются для выполнения операции горячей формовки слоистого материала с прямоугольным профилем и нагревательными головками, предназначенными для приложения давления и температуры в ходе горячей формовки плоских слоистых материалов.The first device is formed by a central module and two side modules, which are joined together so as to prepare laminated material for workpieces, as well as to perform longitudinal joining of pieces of material by mutual overlap, and separated to perform the operation of hot forming of a laminated material with a rectangular profile and heating heads designed to apply pressure and temperature during the hot forming of flat layered materials.

Центральный модуль содержит нагревательные элементы, всасывающие устройства и крепежную плиту с пневматическим исполнительным механизмом, размещенные на центральном модуле для горячей формовки слоистых материалов с прямоугольным профилем.The central module contains heating elements, suction devices and a mounting plate with a pneumatic actuator located on the central module for hot forming laminated materials with a rectangular profile.

Второе устройство содержит криволинейный охватываемый модуль с выемкой для размещения фланца и фланцев L-образных или C-образных слоистых материалов соответственно, и множество упругих полос для удерживания слоистых материалов в ходе процесса горячей формовки.The second device comprises a curved male module with a recess for accommodating flanges and flanges of L-shaped or C-shaped laminated materials, respectively, and a plurality of elastic strips for holding the laminated materials during the hot forming process.

Изготовление заготовок кольцевой рамы, которые далее будут использованы в процессе RТМ, облегчается за счет применения способа согласно настоящему изобретению, обладающего следующими преимуществами:The manufacture of blanks of the annular frame, which will be further used in the RTM process, is facilitated by the application of the method according to the present invention, which has the following advantages:

- возможно изготовление кольцевых рам сложной геометрической формы и объединенных кольцевых рам в соответствии с требованиями, предъявляемыми к любой конструкции;- it is possible to produce ring frames of complex geometric shapes and combined ring frames in accordance with the requirements for any design;

- проблема отделки только одной поверхности решается путем добавления высокой точности по размерам без уменьшения радиусов из-за отказа от применения автоклава;- the problem of finishing only one surface is solved by adding high accuracy in size without reducing the radius due to the refusal to use the autoclave;

- улучшается контроль толщины (достижение допусков ≤0,2 мм) вне зависимости от того, какой может быть толщина, за счет чего достигается хорошее сопряжение между фланцем кольцевых рам и перекрывающим слоем и стрингером;- the thickness control is improved (reaching tolerances ≤0.2 mm) regardless of what the thickness may be, due to which good mating between the flange of the annular frames and the overlapping layer and the stringer is achieved;

- процесс периодически повторяется с короткой длительностью циклов, что позволяет снизить длительность процесса изготовления.- the process is periodically repeated with a short duration of cycles, which reduces the duration of the manufacturing process.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из следующего подробного описания, приведенного в качестве иллюстрации варианта реализации его цели со ссылкой на прилагаемые чертежи.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, given by way of illustration of an embodiment of its object with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1а показан разрез кольцевой рамы, выполненной из металла, а на фиг.1b показан разрез кольцевой рамы, выполненной из композита, изготовленного способом, который является предметом настоящего изобретения;Fig. 1a shows a section through an annular frame made of metal, and Fig. 1b shows a section through an annular frame made from a composite made by the method that is the subject of the present invention;

на фиг.2а показан перспективный вид первого устройства, используемого при способе, который является предметом настоящего изобретения;on figa shows a perspective view of the first device used in the method, which is the subject of the present invention;

на фиг.2b схематически показаны компоненты первого устройства, используемого при способе, который является предметом настоящего изобретения;on fig.2b schematically shows the components of the first device used in the method, which is the subject of the present invention;

на фиг.3 схематически показаны различные фазы операции горячей формовки плоских слоистых материалов способом, который является предметом настоящего изобретения;figure 3 schematically shows the various phases of the operation of hot forming flat layered materials in a manner that is the subject of the present invention;

на фиг.4 схематически показаны вырезы, выполненные в плоском слоистом материале таким образом, чтобы получить слоистые материалы с размерами, требующимися для заготовок с С-образным и L-образным профилями;figure 4 schematically shows cutouts made in a flat layered material so as to obtain layered materials with the dimensions required for blanks with a C-shaped and L-shaped profiles;

на фиг.5 схематически показаны различные фазы операции формовки плоских слоистых материалов способом, который является предметом настоящего изобретения;figure 5 schematically shows the various phases of the operation of forming flat layered materials in a manner that is the subject of the present invention;

на фиг.6 схематически показаны различные фазы операции горячей формовки заготовок с С-образным и L-образным профилями способом, который является предметом настоящего изобретения;6 schematically shows the various phases of the operation of hot forming preforms with C-shaped and L-shaped profiles in a manner that is the subject of the present invention;

на фиг.7 схематически показан вид в разрезе второго устройства, применяемого при способе, который является предметом настоящего изобретения;7 schematically shows a sectional view of a second device used in the method that is the subject of the present invention;

на фиг.8 и 9 схематически показан в разрезе центральный модуль первого устройства.on Fig and 9 schematically shows in section a central module of the first device.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ниже описан вариант реализации способа согласно изобретению, предназначенного для изготовления заготовок кольцевой рамы авиационного фюзеляжа с использованием композитов.The following describes an embodiment of the method according to the invention, intended for the manufacture of blanks of the annular frame of the aircraft fuselage using composites.

Намеченный к изготовлению профиль образуется С-образным профилем 11 и L-образным уголком 13, выполненным из ткани и усиленным однонаправленной лентой на нижнем фланце 15 с целью увеличения момента инерции и, следовательно, жесткости. С помощью этого изобретения могут быть получены кольцевые рамы длиной до 8 м при радиусе кривизны до 250 мм.The profile intended for production is formed by a C-shaped profile 11 and an L-shaped corner 13 made of fabric and reinforced with a unidirectional tape on the lower flange 15 in order to increase the moment of inertia and, therefore, stiffness. With this invention ring frames up to 8 m long with a radius of curvature of up to 250 mm can be obtained.

Процесс начинается с подготовки материала, требующегося для изготовления слоистого материала: модели определенной формы, полученные в ходе операции резания, изготавливают группами с одинаковой геометрической формой, так что режущий станок действует только один раз, выдавая модель, требующуюся в каждом случае. Идентификации каждой из частей, согласно этому процессу, не требуется, а требуется только постепенно отбирать нужное количество кусков нужной геометрический формы для изготовления слоистого материала.The process begins with the preparation of the material required for the manufacture of the layered material: models of a certain shape obtained during the cutting operation are made in groups with the same geometric shape, so that the cutting machine operates only once, producing the model required in each case. Identification of each of the parts, according to this process, is not required, but it is only required to gradually select the required number of pieces of the desired geometric shape for the manufacture of the layered material.

Со своей стороны, предлагается устройство 21 для изготовления слоистого материала в виде С-образных и L-образных заготовок, соединяющее боковые модули 23 с центральным модулем 25. Продольные прижимные планки 27 помещены на боковых модулях 23 в области, где осуществляется ламинирование (для этого подходит любой из двух боковых модулей 23).For its part, a device 21 is proposed for the manufacture of layered material in the form of C-shaped and L-shaped blanks, connecting the side modules 23 with the central module 25. The longitudinal clamping strips 27 are placed on the side modules 23 in the area where the lamination is carried out (suitable for this either of the two side modules 23).

Для начала изготовления слоистого материала 41 с верхней части устройства 21 снимают крепежную плиту 29. Затем прямоугольные куски материала 30 размещают под углом +/- 45° между центральным модулем 25 и прижимными планками 27 бокового модуля 23, выбранного для изготовления, при кусках, перекрывающих друг друга в продольном направлении. Измерения размеров контура, также как маркировка смещения, резания и перекрытия, предусмотренные здесь, выполняются с помощью лазерного проектора. Для объединения в одно целое армирующих элементов и взаимно перекрывающих друг друга кусков материала 30 вплоть до получения полной длины профиля кольцевой рамы применяют температуру и давление, создающиеся посредством нагревательной головки 31, которая может перемещаться по направляющим, находящимся на боковых сторонах стола 33. Нагревательную головку 31 опускают над слоистым материалом 41 посредством управляемого вручную пневматического исполнительного механизма. Нагреватель может поворачиваться на +45°, +90°, -90°, -45° вокруг оси Z для того, чтобы иметь возможность скреплять армирующий элемент в виде однонаправленной ленты или места взаимного перекрытия, смотря по обстоятельствам. После завершения изготовления слоистого материала его режут на отмеченных участках, обозначая каждую из полученных частей и осей симметрии белым маркером так, что очевидно, что четыре кольцевые рамы 43, 45, 47, 49 изготавливаются одновременно и из одного и того же слоистого материала.To begin manufacturing the laminated material 41, the mounting plate 29 is removed from the upper part of the device 21. Then, rectangular pieces of material 30 are placed at an angle of +/- 45 ° between the central module 25 and the pressure bars 27 of the side module 23 selected for manufacture, with pieces overlapping each other friend in the longitudinal direction. Contour dimensions, as well as offset, cut, and overlap markings provided here, are carried out using a laser projector. To combine the reinforcing elements and mutually overlapping pieces of material 30, until the full profile of the annular frame is obtained, the temperature and pressure are applied by means of the heating head 31, which can be moved along the guides located on the sides of the table 33. The heating head 31 lowered over the laminate 41 by means of a manually controlled pneumatic actuator. The heater can rotate + 45 °, + 90 °, -90 °, -45 ° around the Z axis in order to be able to fasten the reinforcing element in the form of a unidirectional tape or a point of mutual overlap, depending on the circumstances. After the manufacture of the layered material is completed, it is cut in the marked areas, designating each of the parts and axes of symmetry with a white marker so that it is obvious that the four ring frames 43, 45, 47, 49 are made simultaneously from the same laminate.

Непосредственная горячая формовка С-образных и L-образных заготовок осуществляется на устройстве 21 для ламинирования после операций, показанных на фиг.5. Сначала помещают разделительную пленку 53, так что исходный слоистый материал 51 (с размерами, требующимися для горячей формовки предусмотренных С-образной или L-образной заготовки) не приставал к упругой мембране 55 и не загрязнял материал. Затем устанавливают крепежную плиту 29, которую быстро закрепляют с помощью пневматического исполнительного механизма на выступе центрального модуля 25, консоль которого перекрывает продольную полосу слоистого материала 41 только на 10 мм и прижимает ее в степени, достаточной для того, чтобы не допустить ее волочения упругой мембраной 55. Поскольку слоистый материал 51 имеет в области, предназначенной для нагрева, продольные армирующие элементы различной толщины, крепежная плита 29 должна быть несплошной, чтобы соединяться с участками различной высоты. После установки крепежной плиты 29 на место боковые модели 23 осторожно отводят так, чтобы не тянуть полученный перед этим слоистый материал 41, и на их место помещают кольцевую раму с упругой мембраной 55. Упругая силиконовая мембрана подвергается деформации в вакууме и может выдерживать температуру 120°С в качестве рабочей температуры при относительном удлинении порядка 400%. После сборки всех элементов выполняют операцию горячей формовки (температура + вакуум). Тепловое воздействие осуществляют с помощью устройства горячей формовки 21. Центральный модуль 25 содержит встроенные резисторы 61, предназначенные для нагрева слоистого материала 51. Во время горячей формовки эти резисторы нагревают горизонтальный участок, на который опираются слоистый материал 51 и 5 мм (самое большее) вертикальной зоны. Для предотвращения нагрева вертикальной зоны на устройство в этой зоне помещают материал FV 63, который служит теплоизолятором. Локальная температура доводится, как правило, до 100°С (с допуском ±5°С) на период 20 минут. Вакуум создают через стол 33 устройства 21, выполненный как алюминиевая панель сотовой формы, а всасывающие устройства располагаются под центральным модулем 25, который имеет продольную выемку с поперечными обходными каналами 67.Direct hot forming of C-shaped and L-shaped blanks is carried out on the device for lamination 21 after the operations shown in figure 5. First, a release film 53 is placed so that the starting laminate 51 (with the dimensions required for hot forming the provided C-shaped or L-shaped preform) does not adhere to the elastic membrane 55 and does not contaminate the material. Then, a mounting plate 29 is installed, which is fastened with a pneumatic actuator to the protrusion of the central module 25, the console of which overlaps the longitudinal strip of the laminate 41 by only 10 mm and presses it to a degree sufficient to prevent it from being drawn by the elastic membrane 55 Since the laminate 51 has in the region intended for heating longitudinal reinforcing elements of different thicknesses, the mounting plate 29 must be non-continuous in order to connect with different Noah’s height. After installing the mounting plate 29 in place, the side models 23 are carefully removed so as not to pull the laminate 41 obtained before, and an annular frame with an elastic membrane 55 is placed in their place. The elastic silicone membrane is deformed in a vacuum and can withstand temperatures of 120 ° C. as the operating temperature with a relative elongation of about 400%. After assembling all the elements, the operation of hot forming (temperature + vacuum) is performed. Thermal action is carried out using the hot forming device 21. The central module 25 contains built-in resistors 61 designed to heat the laminate 51. During hot forming, these resistors heat the horizontal section on which the laminate 51 and 5 mm (at most) of the vertical zone are supported . To prevent heating of the vertical zone on the device in this zone is placed the material FV 63, which serves as a heat insulator. The local temperature is usually brought up to 100 ° C (with a tolerance of ± 5 ° C) for a period of 20 minutes. A vacuum is created through the table 33 of the device 21, made as an aluminum panel of a honeycomb shape, and the suction devices are located under the central module 25, which has a longitudinal recess with transverse bypass channels 67.

Для выполнения второго цикла горячей формовки используют криволинейное устройство горячей формовки. Для получения С- и L-профилей слоистый материал 51 в виде прямоугольного профиля, полученный в ходе предыдущей операции, помещают на компонент горячей формовки, соответствующий С-образной и L-образной заготовкам, деформируя их вручную для их присоединения к охватываемой детали 57 без возникновения складок, помещая сначала фланцы, сформированные в ходе предыдущей операции, в выемки 59 с последующим приложением остального слоистого материала к устройству, что в случае С-образных заготовок означает, что в дополнение к криволинейной деформации должна осуществляться деформация, требующаяся для горячей формовки другого фланца с использованием для этой цели выемок 60.To perform a second hot forming cycle, a curved hot forming device is used. To obtain C- and L-profiles, the layered material 51 in the form of a rectangular profile obtained in the previous operation is placed on the hot forming component corresponding to the C-shaped and L-shaped workpieces, deforming them manually to attach to the covered part 57 without occurrence folds, first placing the flanges formed during the previous operation in the recesses 59 followed by the application of the rest of the laminate to the device, which in the case of C-shaped blanks means that in addition to curvilinear deformation ave to be carried deformation required for hot-forming the other flange, using for this purpose the recesses 60.

Затем на заготовки укладывают разделительную пленку, что делает необходимым выполнение вырезов с целью ее точного приложения, причем все удерживается упругими полосами 71 и крепежными зажимами 73, предотвращая появление складок по радиусу и полотну. На каждую из заготовок будут помещены контрольные термопары, вставленные на глубину около 5 мм в середину фланцев, полученных в ходе первого цикла непосредственной горячей формовки. В заключение устройство, образуемое листовым алюминием 75 на базовом листовом металле 77, также из алюминия, будет введено в установку горячей формовки (циклическое применение тепла и вакуума).Then, a separating film is laid on the blanks, which makes it necessary to make cuts for its precise application, and everything is held by elastic bands 71 and fastening clamps 73, preventing wrinkles in radius and web. On each of the blanks, control thermocouples will be placed, inserted to a depth of about 5 mm in the middle of the flanges obtained during the first cycle of direct hot molding. In conclusion, the device formed by the aluminum sheet 75 on the base metal sheet 77, also of aluminum, will be introduced into the hot forming apparatus (cyclic application of heat and vacuum).

После профилирования заготовок излишние части обрезают.After profiling blanks, excess parts are cut off.

В случае необходимости соединения наружного фланца кольцевой рамы с плоской опорой, такой как верхний слой, можно изготовить клиновидные приспособления, которые помещают на кольцевые рамы, соединяя их с фланцами путем нагрева контактным нагревателем.If it is necessary to connect the outer flange of the annular frame with a flat support, such as the top layer, it is possible to make wedge-shaped devices that are placed on the annular frames, connecting them to the flanges by heating with a contact heater.

Теперь заготовки готовы к использованию при изготовлении кольцевой рамы с полностью интегрированным профилем с помощью способа, известного как инжекция RTM.The workpieces are now ready for use in the manufacture of an annular frame with a fully integrated profile using a method known as RTM injection.

Любые модификации, которые соответствуют объему, определенному следующей далее формулой изобретения, могут быть добавлены к описанному выше предпочтительному варианту реализации.Any modifications that fall within the scope defined by the following claims may be added to the preferred embodiment described above.

Claims (4)

1. Способ изготовления композитных кольцевых рам для авиационных фюзеляжей посредством процесса RTM для формовки двух заготовок с С-образным и L-образным профилями, отличающийся тем, что указанные заготовки изготавливают, используя первое (21) и второе устройства в следующих операциях:
a) подготовка материала для заготовок в форме кусков материала (30), вырезанных в соответствии с заданным шаблоном;
b) горячая формовка прямоугольного слоистого материала (41) путем помещения слоев кусков материала (30) на первое устройство (21) в заданном положении и количестве и воздействия на них давлением и температурой, так что куски материала (30) слипаются между собой на локальных участках;
c) горячая формовка слоистого материала прямоугольного профиля (51) из сегментов плоского слоистого материала (41) установленных размеров, полученных путем резания, на детали полученной заготовки с прямоугольным профилем на первом устройстве (21) с размещением на верхней стороне части, предназначенной для фланца заготовок с С-образным или L-образным сечением, удерживая один продольный край на первом устройстве (21) и оставляя другой свободным; помещение на устройстве упругой мембраны (55) и циклическое применение тепла и вакуума;
d) горячая формовка заготовок с приданием им С-образной (11) и L-образной (13) формы на втором криволинейном устройстве путем деформации на нем указанного слоистого материала с прямоугольным профилем (51), причем указанная деформация включает в себя в случае С-образных заготовок изгибание второго фланца и циклическое применение тепла и вакуума.
1. A method of manufacturing a composite annular frame for the aircraft fuselage through the RTM process for forming two blanks with a C-shaped and L-shaped profiles, characterized in that these blanks are made using the first (21) and second device in the following operations:
a) preparation of material for blanks in the form of pieces of material (30), cut in accordance with a given pattern;
b) hot forming a rectangular layered material (41) by placing the layers of pieces of material (30) on the first device (21) in a predetermined position and quantity and exposing them to pressure and temperature, so that the pieces of material (30) stick together in local areas ;
c) hot molding of rectangular layered material (51) from segments of flat layered material (41) of established dimensions obtained by cutting onto a part of the obtained workpiece with a rectangular profile on the first device (21) with placement on the upper side of the part intended for the workpiece flange with a C-shaped or L-shaped section, holding one longitudinal edge on the first device (21) and leaving the other free; placing an elastic membrane on the device (55) and cyclic application of heat and vacuum;
d) hot forming of the workpieces with giving them a C-shaped (11) and L-shaped (13) shapes on a second curved device by deformation of said laminated material with a rectangular profile (51) on it, and this deformation includes in the case of C- shaped bending of the second flange and the cyclical application of heat and vacuum.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданная форма кусков материала (30) включает в себя прямоугольную форму при +/- 45° и однонаправленной армирующей ленте для фланца.2. The method according to claim 1, characterized in that the predetermined shape of the pieces of material (30) includes a rectangular shape at +/- 45 ° and a unidirectional reinforcing tape for the flange. 3. Устройство (21), предназначенное для выполнения операций b) и с) в способе по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит центральный модуль (25) и два боковых модуля (23), которые соединяются вместе для выполнения операции b) и разделяются для выполнения операции (с), и нагревательные головки (31), предназначенные для приложения давления и температуры в ходе операции b), причем центральный модуль (25) содержит внутри нагревательные элементы (61), всасывающие устройства для выполнения операции (с) и крепежную плиту (29) с пневматическим исполнительным механизмом, размещенную на центральном модуле (25) для удерживания слоистых материалов (51) в ходе операции с).3. A device (21) for performing operations b) and c) in the method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises a central module (25) and two side modules (23) that are connected together to step b) and are separated for step (c), and heating heads (31) for applying pressure and temperature during step b), wherein the central module (25) contains inside the heating elements (61), suction devices for performing operations (c) and a mounting plate (29) with pneumatic perform lnym mechanism disposed on the central module (25) for holding the laminates (51) during step c). 4. Устройство для осуществления операции d) способа по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит криволинейный охватываемый модуль (57) с выемками (59, 60) для размещения фланца и фланцев сегментов L-образного или С-образного слоистого материала (51) соответственно, и множество упругих полос (71) для удерживания сегментов слоистого материала в ходе процесса горячей формовки. 4. A device for performing step d) of the method according to claims 1 and 2, characterized in that it comprises a curved male module (57) with recesses (59, 60) for accommodating the flange and flanges of the segments of the L-shaped or C-shaped layered material (51) respectively, and a plurality of elastic strips (71) for holding the laminate segments during the hot forming process.
RU2008131068/12A 2005-12-29 2005-12-29 Method and hardware for production of composite circular frames RU2390417C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131068/12A RU2390417C2 (en) 2005-12-29 2005-12-29 Method and hardware for production of composite circular frames

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008131068/12A RU2390417C2 (en) 2005-12-29 2005-12-29 Method and hardware for production of composite circular frames

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008131068A RU2008131068A (en) 2010-02-10
RU2390417C2 true RU2390417C2 (en) 2010-05-27

Family

ID=42123264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008131068/12A RU2390417C2 (en) 2005-12-29 2005-12-29 Method and hardware for production of composite circular frames

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390417C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761851C2 (en) * 2018-09-11 2021-12-13 Эйрбас Оперейшнз С.Л. Methods for manufacturing curve omega-stringers and z-shape stringers of composite material and manufacturing reinforced panel of composite material with curvature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761851C2 (en) * 2018-09-11 2021-12-13 Эйрбас Оперейшнз С.Л. Methods for manufacturing curve omega-stringers and z-shape stringers of composite material and manufacturing reinforced panel of composite material with curvature

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008131068A (en) 2010-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2635365C (en) Process and tools for manufacturing composite ring frames
EP1231046B1 (en) Method for manufacturing elements of composite materials by the cobonding technique
US9096021B2 (en) Method and shaping device for producing a composite fiber component for air and space travel
JP5063707B2 (en) Thermoplastic composite part having integral metal fitting and method for producing the same
CA2315541C (en) Process for manufacturing pre-cured parts of composite material with green-applied stiffeners
US7993479B2 (en) Method for joining precured or cured stringers to at least one structural component of an aircraft or spacecraft
JP2011525865A (en) Apparatus and method for manufacturing composite elements
CN113681937B (en) Composite material cap-shaped stringer wallboard structure and preparation method
RU2390417C2 (en) Method and hardware for production of composite circular frames
RU2761851C2 (en) Methods for manufacturing curve omega-stringers and z-shape stringers of composite material and manufacturing reinforced panel of composite material with curvature
CN216636802U (en) Hat type stringer wallboard, preforming frock structure and co-curing packaging structure
CN209775592U (en) Overall forming tool for composite fuselage skin
EP3715081B1 (en) Method for producing composite material
US8985995B2 (en) Process for manufacturing a stiffener of composite material
RU2685218C1 (en) Method for producing curvilinear three-layer composite panels
RU2392121C2 (en) Procedure for fabricating composite panels with u-shaped stiffeners
JP2947879B2 (en) Manufacturing method of molding jig
JP7324344B2 (en) Method for manufacturing composite material structure
EP3789191B1 (en) Method for manufacturing a composite material structure using a cocuring process
EP3744511A1 (en) Composite forming station
JPH0459248A (en) Production of honeycomb panel
CN117549581A (en) Equalizing plate, manufacturing method of equalizing plate and forming method of cap-shaped stringer

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230