用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备

摘要

本发明涉及用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备。由顺应性成型器装置使用真空膜片施加的压实力使复合预浸料层成型以及压实在轮廓化工具上。所述成型器装置被构造成以期望的顺序在所述工具的特征件上方首先夹紧然后扫过所述层。

说明书

技术领域

本公开总体涉及复合层压件(compositelaminate)的制造，并且更具体地涉及一 种用于使复合层压件真空成型的方法、装置和设备。

背景技术

复合层压件加强筋有时需要具有适合特定应用的复杂轮廓。例如，在飞行器工业 中，用于加强飞行器蒙皮的复合层压件纵梁有时在一个或多个平面中轮廓化，以便匹 配经常在空气动力机身和机翼中发现的蒙皮几何形状的变化。

因为复合预浸料材料可能在轮廓的区域中桥接或起皱，所以具有复杂轮廓的复合 层压件加强筋的铺放以及成型可能是具有挑战性的。为了使这些状况最少化，诸如纵 梁的复合层压件结构加强筋通常用手铺放；然而，加强筋的手动铺放既是劳动密集又 是耗时的，并且因此是昂贵的。轮廓化复合加强筋的成型以及压实的自动化可能需要 复杂的、重的和/或昂贵的装备。

因此，需要有一种能够减少部分不合格和触摸劳动力的方法、装置和设备来使诸 如复合层压件预浸料纵梁的轮廓化复合加强筋成型以及压实。还需要有一种上文提到 的类型的方法、装置和设备，其不需要专业化的、重的成型装备，并且依靠常规的真 空膜片来制定必要的成型压力。

发明内容

所公开的实施方式提供了使用简单的顺应性成型器装置和由常规真空膜片施加 的压实压力对轮廓化复合层压件结构的自动化被动成型以及压实。触摸劳动力以及部 分不合格得以减少。各实施方式还减少了装备成本并且避免了对高度专业化的工具的 需要。所述顺应性成型器装置包括成型特征件，所述成型特征件以期望的顺序将压实 压力施加到预浸料层，以便减少或消除层起皱和/或屈曲。仅由施加到所述真空膜片 的真空压力来供给成型压力。所述顺应性成型器装置是分段的，允许它弯曲并符合整 个工具长度的局部轮廓。还可采用各实施方式使未轮廓化的复合层压件结构(诸如直 的纵梁)成型以及压实。

根据一个公开的实施方式，提供了用于使复合层压件结构成型的设备。预浸料层 被放置在具有轮廓化工具表面的工具上，所述预浸料层在所述轮廓化工具表面上成 型。成型器装置被构造成待被放置在所述预浸料层上并且使所述预浸料层成型到所述 轮廓化工具表面上。所述成型器装置包括多个成型段以及位于所述成型段之间的柔性 连接部。所述成型段均被构造成使所述预浸料层的一部分成型在所述轮廓化工具表面 上。柔性真空膜片覆盖所述预浸料层并且被构造成待被排空并将所述成型器装置向下 压实到所述工具上。所述柔性连接部可包括穿过所述成型段的柔性线和/或被构造成 允许一个或多个所述成型段被增添至所述成型器装置或从所述成型器装置被拆除的 卡扣接头。在一种形式中，所述柔性连接部中的每一个均包括锥体以及用于接收所述 锥体的杯形件。所述工具可包括帽段、一对凸缘段以及连接所述凸缘段的一对腹板段。 所述成型段中的每一个均包括：被构造成将所述预浸料层保持成抵靠所述帽段的主 体；以及被构造成在所述腹板段上方扫过(sweep)所述预浸料层并将所述预浸料层 扫到所述凸缘段上的成型指部。所述主体包括：被构造成将所述预浸料层夹紧成抵靠 所述帽段的夹紧构件；以及与所述夹紧构件联接并被构造成将所述夹紧构件朝向所述 帽段偏压的弹簧。所述成型段中的每一个均进一步包括位于所述成型指部和所述主体 之间的柔性连接部，其中所述柔性连接部被构造成允许所述成型指部相对于所述主体 弯曲。所述主体、所述柔性连接部和所述成型指部被一体地成型到一起，并且均是柔 性的。

根据另一公开的实施方式，提供了一种用于使预浸料层成型到轮廓化工具上的装 置，所述轮廓化工具具有帽段、一对凸缘段以及将所述凸缘段连接到所述帽段的一对 腹板段。所述装置包括主体、一对成型指部和一对柔性连接部。所述主体被构造成待 被放置于覆在所述帽段上面的所述预浸料层上。所述成型指部分别被构造成在所述腹 板段上方顺序地扫过所述预浸料层并将所述预浸料层向下扫到所述凸缘段上。所述柔 性连接部分别将所述成型指部与所述主体的相对两侧连接。所述主体是柔性的，并且 所述柔性连接部中的每一个均包括活铰链。所述成型指部中的每一个也均是柔性的， 并且包括被构造成在所述工具的所述腹板段上方扫过所述预浸料层的内末端。所述主 体、所述成型指部和所述柔性连接部具有整体的单件配置。所述装置还可包括：与所 述主体连接并被构造成将所述预浸料层夹紧到所述帽段上的夹紧构件；以及联接在所 述主体和所述夹紧构件之间以将所述夹紧构件朝向所述帽段偏压的弹簧。所述弹簧和 所述夹紧构件可被一体地成型到一起。

根据另一实施方式，提供了一种用于使预浸料层成型到工具上的装置。所述装置 包括：被构造成待被放置于覆在所述工具上面的所述预浸料层上的主体；以及分别被 构造成在所述工具上方顺序地扫过所述预浸料层的一对成型指部。所述装置还包括分 别将这一对成型指部与所述主体的相对两侧连接的一对柔性连接部。所述柔性连接部 包括由柔性弹簧状材料制成的折叠部。所述折叠部可与所述成型指部一体成型。所述 柔性连接部被附接在所述成型指部的相对末端之间的中间位置。所述主体可包括用于 将所述预浸料层夹紧到所述工具上的夹紧件。

根据又一实施方式，提供了一种使预浸料层成型在工具上的方法，所述工具具有 帽段、一对凸缘段以及将所述凸缘段与所述帽段连接的一对腹板段。将所述预浸料层 放置于覆在所述帽段上面的所述工具上，并且将成型器装置放置于所述预浸料层上。 将真空膜片装设在覆盖所述成型器装置的所述预浸料层上方，并且通过排空所述真空 膜片来产生压实力。使用由所述真空膜片施加的所述压实力将所述成型器装置压实成 抵靠所述工具，并且在所述帽段、所述腹板段和所述凸缘段上方顺序地扫过所述预浸 料层。所述方法还可包括将所述预浸料层夹紧成抵靠所述工具的所述帽段。

根据又一实施方式，提供了一种使预浸料层成型在具有纵向轮廓的细长工具上的 方法。通过以柔性的方式连接多个成型器段来组装成型器装置，将每个成型器段构造 成使一段所述预浸料层成型在所述细长工具上。将预浸料层放置于所述工具上，并且 将所述成型器装置构造成基本匹配所述工具的所述纵向轮廓。将所述成型器装置压实 成抵靠所述工具，以使所述预浸料层成型到所述工具上。所述方法还可包括：使真空 袋在所述预浸料层上方密封，并且通过排空所述真空袋来产生压实力。

此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：

条款1、用于使复合层压件结构成型的设备，该设备包括：

具有轮廓化工具表面的工具，所述轮廓化工具表面被构造成供预浸料层放置并成 型在其上；

成型器装置，所述成型器装置被构造成待被放置于所述预浸料层上并且使所述预 浸料层成型到所述轮廓化工具表面上，所述成型器装置包括多个成型段以及位于所述 成型段之间的柔性连接部，其中所述成型段中的每一个均被构造成使所述预浸料层的 一部分成型在所述轮廓化工具表面上；以及

覆盖所述预浸料层的柔性真空膜片，所述柔性真空膜片被构造成待被排空并且将 所述成型器装置向下压实到所述工具上。

条款2、根据条款1所述的设备，其中，所述柔性连接部包括穿过所述成型段的 柔性线。

条款3、根据条款1所述的设备，其中，所述柔性连接部中的每一个均是被构造 成允许一个或多个所述成型段被增添至所述成型器装置或从所述成型器装置被拆除 的卡扣接头。

条款4、根据条款3所述的设备，其中，所述柔性连接部中的每一个均包括锥体 以及用于接收所述锥体的杯形件。

条款5、根据条款1所述的设备，其中，所述成型器装置包括被构造成将所述预 浸料层夹紧在所述工具上的夹紧构件。

条款6、根据条款1所述的设备，其中：

所述工具包括帽段、一对凸缘段以及连接所述凸缘段的一对腹板段，并且

所述成型段中的每一个均包括：被构造成将所述预浸料层保持成抵靠所述帽段的 主体；以及被构造成在所述腹板段上方扫过所述预浸料层并将所述预浸料层扫到所述 凸缘段上的成型指部。

条款7、根据条款6所述的设备，其中，所述主体包括：

夹紧构件，所述夹紧构件被构造成将所述预浸料层夹紧成抵靠所述帽段；以及

弹簧，所述弹簧与所述夹紧构件联接并且被构造成将所述夹紧构件朝向所述帽段 偏压。

条款8、根据条款6所述的设备，其中，所述成型段中的每一个均进一步包括位 于所述成型指部和所述主体之间的柔性连接部，其中所述柔性连接部被构造成允许所 述成型指部相对于所述主体弯曲。

条款9、根据条款8所述的设备，其中：

所述主体、所述柔性连接部和所述成型指部被一体地成型到一起；并且

所述主体、所述柔性连接部和所述成型指部都是柔性的。

条款10、一种用于使预浸料层成型到轮廓化工具上的装置，所述轮廓化工具具 有帽段、一对凸缘段以及将所述凸缘段连接到所述帽的一对腹板段，该装置包括：

主体，所述主体被构造成待被放置于所述预浸料层上，覆在所述帽上面；

一对成型指部，这一对成型指部分别被构造成在所述腹板段上方顺序地扫过所述 预浸料层并将所述预浸料层向下扫到所述凸缘段上；以及

一对柔性连接部，这一对柔性连接部分别将这一对成型指部与所述主体的相对两 侧连接。

条款11、根据条款10所述的装置，其中，所述主体是柔性的。

条款12、根据条款10所述的装置，其中，所述柔性连接部中的每一个均包括活 铰链。

条款13、根据条款10所述的装置，其中，所述成型指部中的每一个均是柔性的 并且均包括内末端，所述内末端被构造成在所述工具的所述腹板段上方扫过所述预浸 料层。

条款14、根据条款10所述的装置，其中，所述主体、所述成型指部和所述柔性 连接部为整体的单件配置。

条款15、根据条款10所述的装置，所述装置进一步包括：

夹紧构件，所述夹紧构件与所述主体连接并且被构造成将所述预浸料层夹紧在所 述帽段上；以及

引导臂，所述引导臂位于所述夹紧构件上。

条款16、根据条款15所述的装置，所述装置进一步包括：

弹簧，所述弹簧联接于所述主体和所述夹紧构件之间，以将所述夹紧构件朝向所 述帽段偏压。

条款17、根据条款16所述的装置，其中，所述弹簧、所述夹紧构件和所述引导 臂被一体地成型到一起。

条款18、一种用于使预浸料层成型到工具上的装置，该装置包括：

主体，所述主体被构造成待被放置于所述预浸料层上，覆在所述工具上面；

一对成型指部，这一对成型指部分别被构造成在所述工具上方顺序地扫过所述预 浸料层；以及

一对柔性连接部，这一对柔性连接部分别将这一对成型指部与所述主体的相对两 侧连接。

条款19、根据条款18所述的装置，其中，这一对柔性连接部包括由柔性弹簧状 材料制成的折叠部。

条款20、根据条款19所述的装置，其中，由所述柔性弹簧状材料制成的所述折 叠部与所述成型指部一体成型。

条款21、根据条款18所述的装置，其中，所述柔性连接部被附接在所述成型指 部的相对末端之间的中间位置处。

条款22、根据条款18所述的装置，其中，所述主体包括夹紧件，用于将所述预 浸料层夹紧在所述工具上。

条款23、一种使预浸料层成型在工具上的方法，所述工具具有帽段、一对凸缘 段以及用所述帽段连接所述凸缘段的一对腹板段，该方法包括：

将所述预浸料层放置在所述工具上，覆在所述帽段上面；

将成型器装置放置在所述预浸料层上；

将真空膜片装设在所述预浸料层上方；

通过排空所述真空膜片来产生压实力；以及

使用通过排空所述真空膜片而产生的所述压实力将所述成型器装置压实成抵靠 所述工具，该压实的步骤包括：在所述帽段、所述腹板段和所述凸缘段上方顺序地扫 过所述预浸料层。

条款24、根据条款23所述的方法，所述方法进一步包括：

将所述预浸料层夹紧成抵靠所述工具的所述帽段。

条款25、一种使预浸料层成型在具有纵向轮廓的细长工具上的方法，该方法包 括：

组装成型器装置，该组装的步骤包括：以柔性的方式连接多个成型器段，每个成 型器段均被构造成使一段所述预浸料层成型在所述细长工具上；

将所述预浸料层放置在所述工具上；

将所述成型器装置构造成基本匹配所述工具的所述纵向轮廓；以及

将所述成型器装置压实成抵靠所述工具，以使所述预浸料层成型到所述工具上。

条款26、根据条款25所述的方法，所述方法进一步包括：

在所述预浸料层上方密封真空袋；以及

通过排空所述真空袋而产生压实力。

特征、功能和优点可以在本公开的各实施方式中独立地实现，或者可在另一些实 施方式中组合，其进一步细节可以参考以下说明书和附图。

附图说明

在所附权利要求书中阐述认为是例证性实施方式的特征的新颖特征。然而，当结 合附图阅读时，将参考本公开的例证性实施方式的以下详细描述来最佳地理解例证性 实施方式以及优选使用模式、进一步目标及其优点，其中：

图1是沿着其长度具有多个轮廓的复合层压件纵梁的立体图的图示。

图2是为准备成型操作而建立的用于使图1所示的纵梁成型以及压实的设备的横 截面图的图示。

图3是在图2所示的设备中采用的顺应性层成型器装置的一个实施方式的立体图 的图示。

图4是图3所示的层成型器装置的装置段成型部分的实施方式的一侧的立体图的 图示。

图5是类似于图4的图示，但示出了装置段的相反侧。

图6是装置段的组装组的侧视图的图示。

图7是图4和图5所示的装置段的一个变型的立体图的图示，一个成型指部的各 部分被截断以露出槽。

图8是类似于图2的图示，但示出了夹紧到工具上且使其腹板部分地成型的层。

图9是类似于图8的图示，但示出了腹板并且下内半径已经完全成型。

图10是类似于图9的图示，但示出了所述层的凸缘已经完全成型的成型工艺的 后期。

图11是顺应性层成型器装置的替代实施方式的立体图的图示。

图12是图11所示的成型器装置的端视图的图示。

图13是使复合预浸料层真空成型的方法的流程图的图示。

图14是飞行器生产和检修方法的流程图的图示。

图15是飞行器的框图的图示。

具体实施方式

首先参照图1，所公开的实施方式涉及一种用于使可沿着其长度具有一个或多个 轮廓的细长的复合层压件结构真空成型以及压实的方法、装置和设备。在图1所示的 示例中，复合层压件结构是纵梁20，然而应理解的是，可采用所公开的实施方式使 各种其它结构构件(包括沿着其长度可能未轮廓化的结构构件)成型和/或压实。纵 梁20包括由诸如但不限于CFRP(碳纤维增强塑料)的预浸料制成的层压层(在图1 中未单独示出)。

纵梁20具有由帽22成型的帽形横截面30，帽22由一对腹板26连接到一对横 向延伸的凸缘24。每个凸缘24沿着下内半径28过渡到相应腹板26中。纵梁20沿 着其长度在XY和XZ平面中的任一或两者中可包括一个或多个轮廓。虽然在图1中 未示出，但是纵梁20还可沿着X轴线扭曲。如前面提到的，可采用所公开的实施方 式使具有其它横截面几何形状的结构构件成型和/或压实。例如，但不限于，可采用 所公开的实施方式来成型和/或压实：具有封闭而非开放的横截面形状的复合纵梁， 以及其它大致凸的横截面形状，诸如半球形形状和可包括或可不包括半径的ω形状。

现在将注意力转向图2，图2图示了用于使一个或多个预浸料层44成型和/或压 实在芯棒状细长工具32上的装置46和设备45。设备45可仅依靠真空压力使层44 成型以及压实，并且由此采用使层44成型的“被动”方法。设备45广义地包括顺应 性层成型器装置46(下文中简单地被称为“成型器装置”46)，其使用由柔性膜片62 产生的压实力使一个或多个预浸料层44成型到工具32上。柔性膜片62可包括可复 用型膜片，或覆盖层44且围绕其周界被密封的常规可消耗式真空袋。工具32安装在 工具基座40上，在工具基座40上具有围绕工具32的支架42。在成型工艺期间，支 架42协助提升并保持柔性膜片62的周缘；然而，取决于应用，可能不必要使用支架 42。

工具32包括帽段34、一对凸缘段36和一对腹板段38，它们都基本匹配纵梁20 的几何形状。虽然在图2中未示出，但是工具32沿着其长度可具有匹配纵梁20的相 应轮廓的一个或多个轮廓化工具表面。例如，工具32可具有适于使以下复合纵梁成 型和/或压实的特征：具有任何各种大致凸的横截面形状，包括但不限于半球形形状 和可包括或可不包括半径的ω形状。

成型器装置46广义地包括柔性主体48以及分别从主体48的相对两侧横向延伸 的一对柔性成型指部50。成型指部50由一对柔性连接部52与主体48联接，这一对 柔性连接部52是弹簧状的，以在层成型操作期间允许成型指部50相对于主体48弯 曲，同时将成型压力传递到成型指部50。成型器装置46进一步包括居中定位的脚状 夹紧构件54，夹紧构件54借助于使该夹紧构件54偏压向工具32的帽段34的弹簧 56或类似装置与主体48联接。

夹紧构件54包括覆在腹板段38的顶部上面向下延伸的引导臂54a。当成型器装 置46最初放置并在后来下拉到工具32上时，引导臂54a协助将成型器装置46引导 并居中于帽段34的中心线上。在一些实施方式中，一个或两个引导臂54a可整合到 成型指部50中。如将在下面更详细讨论的，夹紧构件54连同引导臂54a还用以将层 44压实成抵靠帽段34并且使层44在位于帽区域34和腹板38的交叉处的上半径上 方滚压。

主体可由在使层44成型并且向下压实到工具32上时允许主体48轻微变形的任 何合适的柔性材料形成。类似地，成型指部50和柔性连接部52可由柔性可变形材料 形成。例如，但不限于，主体48、柔性连接部52和成型指部50以及夹紧构件54和 弹簧56可由常用于添加制造工艺中的任何各种塑性材料形成，诸如但不限于热塑性 塑料。然而，可使用包括金属和复合材料的其它材料，只要它们能为成型器装置46 提供必要的顺应性和灵活性即可。

柔性连接部52可包括由将压实力传递到成型指部50同时允许成型指部相对于主 体48弯曲的柔性弹簧状材料制成的折叠部。在成型指部50的相对末端之间的中间位 置处将柔性连接部52附接至成型指部50。成型指部50还被构造成在成型/压实工艺 期间弯曲和/或变形。由此，主体48以及成型指部50是顺应性的，并且可在成型工 艺期间变形到一定程度，以便将由真空膜片62产生的压实力传递到层44，这将在下 面更详细描述。主体48的顶部49包括外末端49a，外末端49a悬垂于柔性连接部52 之上，并且用以在真空膜片62下拉到成型器装置46上时防止真空膜片62向内挤压 柔性连接部52。

在一个实施方式中，主体48、柔性连接部52和成型指部50由相同的材料一体 地成型到一起。如将在下面变得明显的，夹紧构件54和弹簧56两者也可与主体48 一体成型。可选地，主体48可填充有弹性泡沫(未示出)，这增强了由弹簧56施加 到夹紧构件54的弹簧力。替代地，在一些实施方式中，弹性泡沫可向夹紧构件54 施加足够的力，使得可能不需要单独的弹簧56。应该注意的是，可采用所公开的成 型器装置46使复合层压件结构成型以及压实，复合层压件结构诸如是沿着其长度未 轮廓化的纵梁20，即，直的纵梁20。然而，在纵梁20沿着其长度具有一个或多个轮 廓的应用中，成型器装置46可被构造成通过使成型器装置46分段而匹配纵梁轮廓， 这将在下面更详细地描述。

现在将注意力转向图3，图3图示了适于使轮廓化纵梁20和类似的复合层压件 结构成型以及压实的成型器装置46的一个实施方式的额外细节。在该示例中，成型 器装置46包括多个成型器段64，成型器段64由柔性段连接部68联接到一起，柔性 段连接部68允许成型器段64在XY和XZ平面中的任一或两者中弯曲，以及围绕X 轴线(即，成型器装置46的纵向轴线)扭曲。由此，例如，成型器装置46可被构造 成匹配工具32在XY平面中的蛇纹状轮廓以及在XZ平面中的曲线或轮廓。成型器 段64均被构造成使层44的一部分成型在工具32上。在该样本中，柔性段连接部68 包括与成型指部50一体成型的卡扣柔性接头，然而其它类型的柔性段连接部68是可 行的，这将在下面变得明显。图3所示的柔性段连接部68的卡扣形式允许快速地增 添或拆除成型器段64，以便调整成型器装置46的总长度。

为了便于使段64相对于彼此弯曲，柔性段连接部68被构造成在成型器段64之 间形成相对狭小的空间66。在图3所示的实施方式中，每个成型器段64均为整体的 单件配置，并且弹簧56包括与夹紧构件54和主体48一体成型的弹簧元件的纵横交 错的腹板。成型器段64的宽度可取决于应用。一般情况下，更薄(宽度更窄)的成 型器段64可容纳更剧烈的工具轮廓，而更厚(更宽)的成型器段64可适合具有不那 么剧烈的轮廓的工具32。在一些实施方式中，取决于工具32的轮廓化，成型器装置 46可具有接合到一起的厚与薄成型器段64的组合。每个成型器段64的主体48的顶 部70是基本平坦的，这既增大了成型器装置46和真空膜片62之间的表面接触，又 增大了由真空膜片62施加的压实力的方向性。应该注意的是，为了适应工具32的纵 向轮廓，如上文描述的成型器装置46的分段可能是必要的；然而，在工具32不具有 这样的轮廓的情况下，可能不需要成型器装置46的分段。换句话说，所公开的实施 方式的变型可用于使直的纵梁成型以及压实。

图4和图5图示了成型器段64的替代实施方式，其中柔性段连接部68与夹紧构 件54一体成型。在该示例中，柔性段连接部68包括：位于成型器段64一侧的凹杯 形件76(图4)；以及位于成型器段64的相反侧的锥体78(图5)，锥体78被相邻成 型器段64上的杯形件76接收并且与杯形件76配合。杯形件76及配合的锥体78在 成型段64之间有效地形成球接头的类型，这允许它们相对于彼此弯曲和/或旋转。在 其它实施方式中，杯形件76和锥体78可被构造为还用以将成型器段64保持到一起 的卡扣连接。杯形件76和锥体78被构造成维持成型器段64之间的小幅空间66(见 图2和图3)，这允许成型器段64在建立和成型操作期间相对于彼此自由移动。

可以采用以柔性的方式使成型器段64互连的其它机构。例如，参照图4、图5 和图6，每个成型器段64均可设有与主体48和/或成型指部50一体成型的一个或多 个通孔环74。弦或类似的柔性线75可被拖拉穿过所有成型器段64的环74，以便以 允许成型段64相对于彼此弯曲的方式将它们柔性地联接到一起。在一些实施方式中， 成型器段64可包括由杯形件76和锥体78形成的球接头以及具有拖拉穿过其中的线 75的环74这两者。在该后面提到的实施方式中，杯形件76和锥体78在成型器段64 之间形成柔性连接部，这轻微地将成型器段64彼此间隔开，而线75用以将成型器段 64保持到一起作为组件。

图7图示了成型器段64的另一实施方式，其总配置类似于图4和图5所示的实 施方式。然而，在图7的该实施方式中，与夹紧构件54一体成型的叶片状引导臂54b 被布置成穿过成型指部50的内末端50a中的槽55。在压实期间，在内末端50a下移 时引导臂54b穿过槽55并且开始使层44成型成抵靠腹板段38的最上区域。在图7 所示的实施方式中，内末端50a比图4和图5所示的实施方式中更早地开始将成型力 传递到腹板段38上。

在上述实施方式中，每个成型器段64均为单件整体式配置，其中主体48、成型 指部50和柔性连接部52由相同的材料一体成型。成型器段64的单件实施方式可由 诸如3-D打印的添加制造技术制造，然而其它制造技术是可行的。例如，但不限于， 可通过首先挤压材料穿过挤压模具、然后将成型器装置46切割为多个单独的成型器 段64来制造成型器装置46。还可以由多个单独部分制造每个成型器段64，诸如与离 散的铰链和活塞等(所有都未示出)联接的线性或扭转滑动件，然后将其组装到一起。

现在将注意力转向图2和图8至图10，其顺序地图示了使用顺应性真空成型器 装置46使一个或多个层44成型以及压实在工具32上。如图2所示，最初通过将一 个或多个层44放置于工具32上而建立设备45，其基本在工具32的帽段34上居中。 FEP(氟化乙烯丙烯)层60或类似的离型膜被搭在层44上方，以将层44与诸如 的涂覆的玻璃纤维的覆层58隔离。层58保护层44的 纤维防止扭曲，在成型以及辅助分配施加的压实压力期间减少摩擦。虽然可采用上述 的FEP和但是单一层或多个层任一者中的各种其它薄膜和套袋材料可用 于在便于操作成型器装置46的同时保护预浸料层44。

接下来，成型器装置46被放置在由层44、FEP60和层58组成的铺放 件上方，夹紧构件54在工具32的帽段34上方基本居中。可包括真空袋的柔性真空 膜片62然后搭在铺放件上方并且围绕其周界密封到支架42。真空膜片62覆在成型 器装置46的主体48的顶部49上面并与之接触。在顶部49处悬垂于柔性连接部52 之上的部分49a防止真空膜片62向内挤压，从而防止妨碍柔性连接部52的操作。

参照图8，在上述的建立过程之后，由密封的真空膜片62形成的真空腔室以受 控的速率被排空，导致真空膜片62下拉到铺放件上，并且将压实压力施加到成型装 置46。真空膜片62最初接触成型器主体48的顶部49，然后迫使主体48向下朝向工 具32的帽段34。成型器主体48的向下移动会加载弹簧56，导致夹紧构件54将层 44夹紧成抵靠工具32的帽段34。在整个下述成型工艺的剩余部分，层44保持被夹 紧成抵靠帽段34。

在成型器主体48继续向下移动而与由真空膜片62施加的压实压力反作用时，施 加的压实力经过柔性连接部52被传递到成型指部50，导致成型指部50的内末端50a 向下移动成与层44接触。成型工艺开始于帽区域34的交叉处的帽/腹板半径。所施 加的压实力使主体(见图8)变形，迫使成型指部50向外横向移动，以及导致内末 端50a扫过，从而使层44成型到腹板段38上。内末端50a继续扫过层44，直到内 末端50a已被扫进工具32的内半径37(见图8)中。

在内末端50a于内半径37处“回升”之后(图9)，由柔性膜片62施加的延续 压实压力导致成型指部50弯曲并变形，直到抵靠工具32的凸缘段36使内末端50a 变平(见图10)。抵靠凸缘段36使内末端50a变平导致层44向下抵靠凸缘段36而 完全成型。

图11和图12图示了顺应性层成型器装置46的替代实施方式，在先前描述的工 艺和设备中可采用该替代实施方式。成型器装置46包括多个成型器段64，成型器段 64可在多个平面中弯曲而符合沿着其长度具有一个或多个轮廓的工具。每个成型器 段64均包括主体48，主体48由活铰链52以柔性的方式与横向延伸的成型指部50 联接。“活铰链”指的是主体48和成型指部50之间的柔性连接部，其中形成柔性连 接部的材料本身是柔性的，并且与主体48和成型指部50一体成型。

成型器段64由成型指部50上的一系列柔性段连接部68以柔性的方式互连。在 该示例中，主体48的顶部49是圆整的；然而取决于应用，顶部49可以是平坦的或 者可具有其它形状。成型器装置46可由任何合适的材料形成，诸如先前提到类型的 各种塑料；但是可以由其它材料制造成型器装置46，包括但不限于复合材料和金属。 在成型器装置46的该示例中，层44最初被成型指部50的内末端50a夹紧到工具32 的帽段34，由此消除了对诸如图2至图10所示的夹紧构件54的单独夹紧构件的需 要。

现在将注意力转向图13，图13大致图示了使用先前描述的设备45和装置46使 复合层压件成型的被动方法的整体步骤。开始于步骤84，通过使多个单独的成型器 段64互连来组装柔性顺应性成型器装置46。可使用卡扣连接、柔性线或允许成型器 段64符合沿着其长度轮廓化的成型工具32的轮廓、起伏或其它特征的其它技术使成 型器段64互连。在成型的复合结构沿着其长度未轮廓化的应用中，例如，具有期望 的横截面几何形状的直的纵梁，可能不必使单独的成型器段64互连；反而可采用单 一或整体的成型器装置46，通过将一致的受控的压实力施加到层44使预浸料层44 被动成型在工具32上。

在步骤86，将一个或多个预浸料层44放置在工具32上，覆在工具32的帽段34 上面。在步骤88，将成型器装置46放置在层44上并且布置成匹配工具32的纵向轮 廓。如先前提到的，任何各种薄膜和/或套袋材料可放置在层44上方，以保护层44 和/或减少摩擦，从而便于成型操作。接下来，将成型器装置46放置在层44上，将 保护性薄膜/套袋材料插入成型器装置46和层44之间。一般情况下，取决于应用， 使成型器装置46沿着工具32的帽段34居中。接下来，在步骤90示出，将柔性真空 膜片62装设在层44上方，覆盖成型器装置46，并且密封而形成容纳层44和成型器 装置46两者的真空腔室。例如，可通过在成型器装置46上方密封真空袋来执行步骤 90。

在步骤92，排空真空膜片62，导致产生压实力。在步骤94，将由真空膜片62 产生的压实力传递到成型器装置46，导致成型器装置46被压实成抵靠工具32。在步 骤96，经成型装置46传递的施加的压实力导致层44夹紧到工具32的帽段34，从而 在随后的成型步骤期间保持层44并且维持层44居中。继续施加压实力，将成型器装 置46下拉到工具32上。

在将成型器装置46下拉到工具32上时，成型器装置46上的柔性指部50在腹板 段38上方然后下至工具32的凸缘段36上顺序地扫过层44。另外，在下拉成型器装 置46时，夹紧构件54连同引导臂54a将层44压实成抵靠工具32，并且使层44在 位于区域34和腹板38的交叉处的上半径上方滚压。成型器装置46在步骤98的扫过 工艺期间根据需要而变形，以符合工具32的横截面轮廓。柔性指部50的扫过动作以 及成型器装置46的量和变形将取决于成型的特定结构的横截面几何形状；然而应理 解的是，扫过和变形以预定的顺序发生，这导致预浸料层44成型到工具32的轮廓。 在步骤100，由成型器装置46将层44完全成型为层压件结构的形状，在这一点上， 释放真空，拆除成型装置46，并且层压件结构准备做进一步处理。成型的层压件结 构可从工具拆除，或以其它方式准备进行固化。最终，在步骤101，可根据需要使用 常规的压热器或非压热器工艺来固化复合层压件结构。

本公开的实施方式可在各种潜在应用中发现用途，特别是运输工业，包括例如航 空航天、船舶、汽车应用以及可使用诸如纵梁、梁及其它加强筋的轮廓化细长复合构 件的其它应用。由此，现在参照图14和图15，本公开的实施方式可用在图14所示 的飞行器制造及检修方法102以及图15所示的飞行器104的背景中。所公开的实施 方式的飞行器应用可包括例如但不限于纵梁、梁及其它加强筋，尤其是沿着其长度具 有一个或多个轮廓的构件。在预生产期间，示例性方法102可包括飞行器104的规范 和设计106以及材料采购108。在生产期间，发生飞行器104的部件和子组件制造110 以及系统集成112。此后，飞行器104可经历认证和交付114，以便置于服役116。 在为客户服役的同时，飞行器104定期做日常维护及检修118(其还可包括改造、重 构、翻新等等)。

方法102的每种工艺均可由系统整合商、第三方和/或运营商(例如，客户)执 行或进行。出于对此描述的目的，系统整合商可包括但不限于任何数量的飞行器制造 商和主系统分包商；第三方可包括但不限于任何数量的供货商、分包商和供应商；并 且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事单位、服务组织等等。

如图15示出的，由示例性方法102生产的飞行器104可包括具有多个系统122 和内饰124的机体120。高级系统122的示例包括推进系统126、电气系统128、液 压系统130和环境系统132中的一种或多种。可包括任何数量的其它系统。虽然示出 了航空航天示例，本公开的原理可应用到其它工业，诸如船舶和汽车工业。

在生产及检修方法102的任何一个或多个阶段期间可采用本文中体现的系统和 方法。例如，以与在飞行器104服役的同时生产的部件或子组件类似的方式可制造出 对应于生产工艺110的部件或子组件。另外，例如，通过基本加速组装或减少飞行器 104的成本，在生产阶段110和112期间可利用一个或多个设备实施方式、方法实施 方式或其组合。类似地，在飞行器104服役的同时可利用设备实施方式、方法实施方 式或其组合中的一个或多个，例如但不限于，维护及检修118。

如本文所使用的，短语“(中的)至少一个/至少一者”当与一列条目使用时，意 指可使用所列条目中的一个或多个的不同组合并且可能仅需要列中的一个条目。例 如，“条目A、条目B和条目C中的至少一个”可包括但不限于：条目A；条目A和 条目B；或条目B。该示例还可包括：条目A、条目B和条目C；或条目B和条目C。 所述条目可以是特定的对象、事物或类别。换句话说，“(中的)至少一个/至少一者” 意指可使用列中的条目或条目数量的任何组合，但并不需要列中的所有条目。

出于图示和描述的目的，已经呈现了对不同例证性实施方式的描述，并非旨在穷 举或限于所公开形式的实施方式。许多修改和变型对本领域普通技术人员将是显而易 见的。此外，与其它例证性实施方式相比，不同的例证性实施方式可提供不同的优点。 所选择的一个或多个实施方式被选中并加以描述，以便最好地解释实施方式、实际应 用的原理，并且针对适合所设想的特定用途的具有各种修改的各种实施方式使其他的 本领域普通技术人员能够理解本公开。