制造具有雙曲率的面板的方法技術

本發明專利技術的目的是提供一種使用合成材料制造具有雙曲率的飛機面板的方法，所述面板由三維初模型形成，其包括根據預定設置分布的纖維，其特征在于其包括制造纖維的平面初模型(22)、使得所述平面初模型(22)變形以獲得三維初模型，纖維沿著預定的軌跡，以在變形之后獲得纖維的確定設置。

【技術實現步驟摘要】
制造具有雙曲率的面板的方法
本專利技術涉及一種制造具有雙曲率的面板的方法。
技術介紹
在圖1A和1B中，示出了飛機10的前部，并且尤其示出了稱為艙體的面板12，其形成機身的一部分并且包括雙曲率。對于某些特定機型，該面板12的三維形狀可以延伸具有180°的扇形，并且長度可以達到9米，這相當于數量級為60m2的面積。為了減少艙體質量，該面板12由合成材料制成，例如根據不同方向定向且浸入樹脂基質中的纖維。下文中，縱向指的是從飛機頭部延伸至尾部的方向。縱平面指的是包含縱向的平面。橫平面指的是與縱向垂直的平面。為了實現最優的機械強度，纖維設置成沿著四個方向的四組，第一方向為0°，第二方向90°，第三方向+45°，而第四方向-45°。正如圖2A和2B中所示，定向為0°的第一組纖維14應當設置使得，在與纖維14的交叉點上，纖維14與垂直曲率的交叉點(也稱為節點)彼此具有相等的距離。定向為90°的第二組纖維16應當設置使得在所有節點處，纖維16垂直于纖維14。定向為+45°的第三組纖維18應當設置使得在所有節點處，纖維18與纖維14呈45°。定向為-45°的第四組纖維20應當設置使得在所有節點處，纖維20與纖維14呈-45°。因此，為了獲得最優的機械強度，纖維14、16、18和20未按基準軌跡設置。為了制造具有雙曲率的面板，應當制造表面三維形狀對應于將制造的部件的模具，并且設置預浸漬的纖維，其中至少一端沿著纖維的軌跡沉積，以便于獲得如前所述的纖維設置，從而獲得最優機械強度。隨著纖維的引入，整體聚合成面板12。這種制造方法需要復雜且昂貴的類型的AFP(用于自動纖維布置)的自動裝置，這影響了所述面板的成本。同樣地，本專利技術旨在通過提供一種制造雙曲率面板的方法，而克服現有技術的不足。
技術實現思路
為此目的，本專利技術旨在提供一種具有雙曲率的合成材料的飛機面板的方法，所述面板由三維初模型制成，具有根據已確定設置分布的纖維，其特征在于制造纖維板的初模型，使得所述板的初模型變形以獲得三維初模型，纖維軌跡與板的初模型相適應，以在變形之后獲得纖維的確定設置。附圖說明參考隨附附圖，根據僅作為實例提供的本專利技術的說明書，其他特征和優點將是顯然的，在附圖中：-圖1A是飛機前部的側視圖；-圖1B是飛機前部的主視圖；-圖2A是根據示出纖維位置的視圖的第一角度的雙曲率面板的透視圖；-圖2B是根據視圖另一角度的圖2A的面板的透視圖；-圖3是能夠獲得圖2A所示的面板的平面面板的頂視圖；-圖4是變形之前的圖3的平面面板以及用于使其變形而獲得如圖2A中所示的雙曲率面板的工具的實例的透視圖，-圖5A是示出根據縱向設置的第一組纖維的平面面板的頂視圖；-圖5B是示出圖5A的面板在變形之后的透視圖；-圖6A是示出設置為90°的第二組纖維的平面面板的頂視圖；-圖6B是示出圖6A的面板在變形之后的透視圖；-圖7A是示出設置為45°的第二組纖維的平面面板的頂視圖；-圖7B是示出圖7A的面板在變形之后的透視圖；-圖8是示出由一條縫線維持的纖維的不同方向的示意圖；-圖9是示出三維初模型的示意圖，其上示出有參考纖維；-圖10是示出平面初模型的一部分的示意圖，其上設置有參考纖維；-圖11和12是示出了兩組纖維在平面初模型上從對應于三維初模型的點起的纖維交叉點的設置的示意圖，以及-圖13和14是示出了第三組的一條纖維與第一組纖維在平面初模型上從對應于三維初模型的點起的交叉點的設置的示意圖。具體實施例在這些不同的附圖中，以附圖標記12表示提供在飛機前部的機身上的雙曲率面板，也稱為艙體。作為指示，該面板的面積的數量級可以是60m2。然而，本專利技術也可以應用于具有雙曲率和特定纖維設置的其他飛機面板。該面板包括至少兩組纖維，第一組纖維根據第一方向定向，而第二組纖維根據不同于第一方向的第二方向設置，纖維均根據非基準的軌跡設置。根據一個實施例，面板包括根據四個方向設置的四組纖維，第一方向為0°，第二方向90°，第三方向+45°，而第四方向-45°，以實現機械性能最佳。定向為0°的第一組纖維14應當設置使得，在與纖維14的交叉點上，纖維14與垂直曲率的交叉點(也稱為節點)彼此具有相等的距離。定向為90°的第二組纖維16應當設置使得在所有節點處，纖維16垂直于纖維14。定向為+45°的第三組纖維18應當設置使得在所有節點處，纖維18與纖維14呈45°。定向為-45°的第四組纖維20應當設置使得在所有節點處，纖維20與纖維14呈-45°。根據本專利技術，該制造方法包括制造干纖維的平面初模型22，使得所述平面初模型22變形以獲得三維初模型24，其幾何形狀與將制造的面板12相同，隨后將三維初模型24的干纖維浸入樹脂基質中。不再對纖維和樹脂詳細描述，因為本領域技術人員可以根據所尋求的面板12的機械特征而選擇。該方法的最后一步可以通過使用公知技術而實現，例如將干初模型置于剛性模具中，并且將液體樹脂注入模具中，以便于RTM(樹脂傳遞模塑)或LRI(液體樹脂灌注)，或者在RFI(樹脂膜灌注)方法的情況下注入具有樹脂膜的真空腔中，或者借助于任意其他技術。三維初模型24和樹脂經受用于纖維和樹脂的材料以及最終所需面板12的特性的聚合作用循環。可以采用各種方法實現平面初模型22的形狀。根據一個實施例，平面初模型22壓靠其表面對應于最終面板12的一個表面的幾何形狀的模具。在圖4所示的實例中，平面初模型22壓靠幾何形狀對應于面板凸面的模具26。作為選擇地，平面初模型22可以設置在模具和反模具之間，模具或反模具的表面的幾何形狀對應于面板的凸面。纖維是干(未浸漬樹脂)的，在將平面初模型22變形成三維初模型24期間，它們可以相對于彼此而滑動。如圖3、5A、6A、7A中所示，通過根據特定設置(根據與它們在三維初模型中具有的方向不同的方向)而定位纖維14、16、18、20，可以獲得平坦初模型22，從而在變形之后所述纖維14、16、18、20根據三維初模型所需的方向而設置。將纖維設置成平面允許使用更簡單和更便宜的設置機器，并且限制了安裝的時間。所有這些元素有助于減少面板的成本。根據所示的實施例，纖維14、16、18、20設置成平面，以獲得平面初模型22。纖維14、16、18、20分別根據第一、第二、第三和第四軌跡而設置，以便于根據如上所限定的四個方向而定向，即0°、90°、+45°和-45°，并且在變形和形成三維初模型24之后獲得最佳機械性能。平面初模型22的表面積與三維初模型24相同。根據一個實施例，對應于三維初模型的長度L(平行于縱向)的平面初模型22的長度L’，大于長度L，其延長的百分比(L’-L)/L等于2.5％。對應于三維初模型24的曲線11(面板下邊緣)的平面初模型22的曲線11’，大于11，其延長百分比(11’-11)/11等于1.1％。對應于三維初模型24的曲線12(面板上邊緣)的平面初模型22的曲線12’，大于12，其延長百分比(12’-12)/12等于1.1％。纖維14、16、18、20的軌跡由計算機確定，以在變形之后獲得方向0°、90°、+45°和-45°。如圖5A中所示，纖維14根據計算機計算得的軌跡而設置在平面初模型22上，使得如圖5B中所示，在三維初模型24中，所述纖維14沿著方向0°而設置。如圖6A中所示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用合成材料制造具有雙曲率的飛機面板的方法，所述面板由三維初模型(24)形成，其包括根據預定設置分布的纖維(14、16、18、20)，其特征在于，所述方法包括制造纖維的平面初模型(22)，使所述平面初模型(22)變形以獲得所述三維初模型(24)，所述平面初模型(22)中的纖維(14、16、18、20)沿著預定的軌跡，以在變形之后獲得纖維的所需確定設置。

【技術特征摘要】
2011.07.11 FR 11562761.一種使用合成材料制造具有雙曲率的飛機面板的方法，所述面板由三維初模型(24)形成，其包括根據預定設置分布的纖維(14、16、18、20)，其特征在于，所述方法包括制造纖維的平面初模型(22)，使所述平面初模型(22)變形以獲得所述三維初模型(24)，所述平面初模型(22)中的纖維(14、16、18、20)沿著預定的軌跡，以在變形之后獲得纖維的所需確定設置，其中，所述平面初模型(22)的纖維是干的，以在變形期間允許纖維相對于彼此滑動，并且所述平面初模型的干纖維浸入樹脂基質中，其中所述平面初模型(22)包括彎曲纖維，所述彎曲纖維具有與它們在所述三維初模型中具有的方向不同的方向。2.根據權利要求1所述的使用合成材料制造具有雙曲率的飛機面板的方法，其特征在于，所述平面初模型(22)壓靠模具(26)的表面，所述表面的幾何形狀對應于面板的凸面。3.根據前述任一項權利要求所述的使用合成材料制造具有雙曲率的飛機面板的方法，其特征在于，所述平面初模型(22)插入在模具和反模具之間，用于使其形變。4.根據前述任一項權利要求所述的使用合成材料制造具有雙曲率半徑的飛機面板的方法，其特征在于，所述方法包括對于具有至少兩組纖維的三維初模型，確定對應于第一組的一條纖維(Fi)與第二組的一條纖維(Fj)的交叉點的點Pi，j，對于每個點Pi，j，一方面測量第一組的纖維(Fi)從點Pi，j至點Pi-1，j的部分的長度，另一方面測量第二組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：菲利普·貝爾納黛德，洛朗·朱塞平，
申請(專利權)人：空中客車運營簡化股份公司，
類型：發明
國別省市：