BR102017001094A2

BR102017001094A2 - Apparatus and method of conformation of a composite structure

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Publication number: BR102017001094A2
Application number: BR102017001094-5A
Authority: BR
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2017-08-01
Also published as: JP2017140827A; GB2546592A; US10239251B2; GB2567951A; GB2567951B; CA2946417C; GB2546592B; US20170210054A1; CA2946417A1; JP6959739B2; GB201619825D0; GB201814460D0; BR102017001094B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO E MÉTODO DE CONFORMAÇÃO DE UMA ESTRUTURA COMPOSTA".

Antecedentes [001] O campo da presente descrição diz respeito, de uma maneira geral, a estruturas compostas e, mais especificamente, a sistemas e métodos de conformação por recobrimento a quente de estruturas compostas.

[002] Pelo menos algumas estruturas compostas conhecidas são conformadas usando-se um processo conhecido como conformação por recobrimento a quente. Conformação por recobrimento a quente tipicamente inclui aquecer uma ou mais camadas de material composto plano pré-impregnado (isto é, prepreg), e forçar o material composto em volta de um mandril com um saco de vácuo ou um dispositivo de balão pressurizado. Estruturas compostas, tais como cargas compostas, são conformadas a partir de uma ou mais camadas de material composto. Forçar o material composto em volta do mandril facilita conformar partes compostas para uso na indústria aeroespacial, por exemplo. Mais especificamente, pelo menos algumas partes compostas conhecidas incluem uma parte de corpo e uma parte de flange que é conformada quando forçada em volta do mandril. Entretanto, compressão não controlada do material composto quando forçado em volta do mandril pode resultar em encurvamento ou enrugamento das camadas dentro de uma parte composta.

Breve Descrição [003] Em um aspecto, um aparelho de conformação por recobrimento para uso na conformação de uma estrutura composta é fornecido. O aparelho inclui uma ferramenta de conformação incluindo uma superfície de conformação superior e pelo menos uma superfície de conformação lateral que se estende da superfície de conformação su- perior. A ferramenta de conformação é configurada para receber pelo menos uma camada de material composto se estendendo sobre a superfície de conformação superior. O aparelho inclui ainda um dispositivo de conformação de flange incluindo uma placa superior, uma placa inferior e uma abertura de recebimento definida entre a placa superior e a placa inferior. A abertura de recebimento é para receber uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto, e em que o dispositivo de conformação de flange é transladável em relação à ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da abertura de recebimento e conformada sobre a pelo menos uma superfície de conformação lateral. O aparelho inclui ainda um balão pressurizado configurado para se estender sobre a ferramenta de conformação e a placa superior do dispositivo de conformação de flange. O balão pressurizado é configurado para forçar a parte de flange contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação.

[004] Em um outro aspecto, um dispositivo de conformação de flange para uso na conformação de uma estrutura composta de pelo menos uma camada de material composto é fornecido. O dispositivo inclui uma placa superior, e uma placa inferior acoplada de modo arti-culável à placa superior. Uma abertura de recebimento é definida entre a placa superior e a placa inferior para receber uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto. O dispositivo inclui ainda um dispositivo de predisposição se estendendo da placa superior. O dispositivo de predisposição é configurado para predispor na direção da placa inferior e contra a parte de flange com uma força de retenção predeterminada.

[005] Também em um outro aspecto, um método de formar uma estrutura composta é fornecido. O método inclui estender pelo menos uma camada de material composto sobre uma superfície de conformação superior de uma ferramenta de conformação, posicionar uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto dentro de uma abertura de recebimento definida entre uma placa superior e uma placa inferior de um dispositivo de conformação de flange, estender um balão pressurizado sobre a ferramenta de conformação e a placa superior do dispositivo de conformação de flange, e transladar o dispositivo de conformação de flange em relação à ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da abertura de recebimento e conformada sobre pelo menos uma superfície de conformação lateral da ferramenta de conformação. O balão pressurizado é configurado para forçar a parte de flange contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação. Breve Descrição dos Desenhos [006] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um aparelho de conformação por recobrimento exemplar.

[007] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de conformação de flange exemplar em uma posição aberta que pode ser usado com o aparelho de conformação por recobrimento mostrado na figura 1.

[008] A figura 3 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de conformação de flange exemplar em uma posição fechada que pode ser usado com o aparelho de conformação por recobrimento mostrado na figura 1.

[009] A figura 4 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento mostrado na figura 1 em uma primeira posição de conformação de flange.

[010] A figura 5 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento mostrado na figura 1 em uma segunda posição de conformação de flange.

[011] A figura 6 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento mostrado na figura 1 em uma terceira posição de conformação de flange.

[012] A figura 7 é um fluxograma de um método de produção e de serviços de aeronave exemplar.

[013] A figura 8 é um diagrama de blocos de uma aeronave exemplar.

Descrição Detalhada [014] As implementações descritas neste documento dizem respeito a sistemas e métodos de conformação de uma estrutura composta tendo um flange. Mais especificamente, os sistemas e métodos descritos neste documento incluem um dispositivo de conformação de flange que, quando usado em combinação com um balão pressurizado, facilita o controle da pressão induzida para pelo menos uma camada de material composto usado para conformar a estrutura composta. Por exemplo, a taxa de translação do dispositivo de conformação em relação a uma ferramenta de conformação que é selecionada para assegurar uma pressão mais uniforme e controlada é induzida para uma parte de flange de pelo menos uma camada de material composto quando conformada em volta da ferramenta de conformação. Como tal, os sistemas e métodos descritos neste documento facilitam conformar estruturas compostas em um modo mais confiável, mais fácil e de reduzir defeito.

[015] A figura 1 é uma vista em perspectiva de um aparelho de conformação por recobrimento exemplar 200. Na implementação exemplar, o aparelho de conformação por recobrimento 200 inclui uma base 202, uma ferramenta de conformação 204 e um dispositivo de conformação de flange 206. A ferramenta de conformação 204 e o dispositivo de conformação de flange 206 são acoplados à base 202. A ferramenta de conformação 204 inclui uma superfície de conformação superior 208 e pelo menos uma superfície de conformação lateral 210 que se estende substancialmente de forma perpendicular da superfície de conformação superior 208. Tal como será descrito com mais detalhes a seguir, a ferramenta de conformação 204 recebe pelo menos uma camada (não mostrada na figura 1) de material composto para conformar uma estrutura composta, tendo um flange, sobre a ferramenta de conformação 204 no local. Em uma implementação alternativa, a superfície de conformação lateral 210 tem algum contorno e se estende da superfície de conformação superior 208 em qualquer orientação que capacite o aparelho de conformação por recobrimento 200 para funcionar tal como descrito neste documento.

[016] Pelo menos uma camada de material composto também é recebida dentro do o dispositivo de conformação de flange 206, e o dispositivo de conformação de flange 206 é transladável em relação à ferramenta de conformação 204 de tal maneira que uma parte de flange de pelo menos uma camada de material composto é retraída do dispositivo de conformação de flange 206 e conformada sobre pelo menos uma superfície de conformação lateral 210. Mais especificamente, o aparelho de conformação por recobrimento 200 inclui ainda um primeiro acionador 212 acoplado entre a base 202 e o dispositivo de conformação de flange 206, e um segundo acionador 214 acoplado entre a base 202 e o dispositivo de conformação de flange 206. O primeiro acionador 212 está incorporado como um dispositivo acionador vertical 216 para transladar seletivamente o dispositivo de conformação de flange 206 ao longo de um primeiro eixo geométrico 218. Além disso, o segundo acionador 214 está incorporado como um dispositivo de pista de deslizamento 220 para transladar seletivamente o disposi- tivo de conformação de flange 206 ao longo de um segundo eixo geométrico 222 orientado obliquamente em relação ao primeiro eixo geométrico 218. Assim, tal como será descrito com mais detalhes a seguir, o primeiro acionador 212 seletivamente translada o dispositivo de conformação de flange 206 em relação à ferramenta de conformação 204 ao longo da pelo menos uma superfície de conformação lateral 210, e o segundo acionador 214 seletivamente translada o dispositivo de conformação de flange 206 em uma direção para longe ou para perto da pelo menos uma superfície de conformação lateral 210 para facilitar conformação da parte de flange da estrutura composta em um modo controlado. Em uma implementação alternativa, a ferramenta de conformação 204 é transladável em relação ao dispositivo de conformação de flange 206.

[017] A figura 2 é uma vista em perspectiva do dispositivo de conformação de flange 206 em uma posição aberta, e a figura 3 é uma vista em perspectiva do dispositivo de conformação de flange 206 em uma posição fechada. Na implementação exemplar, o dispositivo de conformação de flange 206 inclui uma placa superior 224 e uma placa inferior 226 acoplada de modo articulável à placa superior 224. Como tal, a placa superior 224 e a placa inferior 226 são móveis uma em relação à outra de tal maneira que o dispositivo de conformação de flange 206 é posicionado seletivamente entre a posição aberta e a posição fechada.

[018] Referindo-se à figura 2, o dispositivo de conformação de flange 206 está na posição aberta, e a ferramenta de conformação 204 recebe pelo menos uma camada 228 de material composto se estendendo sobre a superfície de conformação superior 208. A pelo menos uma camada 228 de material composto também é carregada para dentro do dispositivo de conformação de flange 206. Mais especificamente, uma parte de flange 230 da pelo menos uma camada 228 se estende além da superfície de conformação superior 208 e sobre uma superfície superior 232 da placa inferior 226. Como tal, a placa inferior 226 suporta a parte de flange 230 à medida que a parte de flange 230 é forçada em volta da ferramenta de conformação 204 durante o processo de conformação de flange, o que facilita reduzir a formação de encurvamento ou rugas pela conformação dentro da estrutura composta.

[019] Referindo-se à figura 3, a placa superior 224 está deslocada em relação à placa inferior 226 de tal maneira que o dispositivo de conformação de flange 206 está na posição fechada. Quando na posição fechada, uma abertura de recebimento 234 é definida entre a placa superior 224 e a placa inferior 226 para receber a parte de flange 230 (mostrada na figura 2) da pelo menos uma camada 228 (mostrada na figura 2) de material composto. Mais especificamente, o dispositivo de conformação de flange 206 inclui um dispositivo de predisposição 236 se estendendo da placa superior 224, e uma placa de compressão 238 acoplada em uma extremidade livre 240 do dispositivo de predisposição 236 de tal maneira que a abertura de recebimento 234 é definida entre a placa de compressão 238 e a placa inferior 226.

[020] Em operação, o dispositivo de predisposição 236 se predispõe na direção da placa inferior 226 e se predispõe contra a parte de flange 230 com uma força de retenção predeterminada. Além disso, tal como descrito anteriormente, o dispositivo de conformação de flange 206 é transladado seletivamente em relação à ferramenta de conformação 204 (mostrada na figura 2) durante o processo de conformação de flange. A força de retenção predeterminada é menor que uma quantidade de força capaz de reter a parte de flange 230 dentro da abertura de recebimento 234 à medida que a altura do dispositivo de conformação de flange 206 é reduzida em relação a um piso (não mostrado) quando transladado ao longo do primeiro eixo geométrico 218. Entretanto, a força de retenção predeterminada é selecionada para facilitar tensionamento da parte de flange 230 à medida que o dispositivo de conformação de flange 206 translada em relação à ferramenta de conformação 204 e à medida que a parte de flange 230 é retraída da abertura de recebimento 234. Como tal, a formação de rugas dentro da parte de flange 230 é reduzida.

[021] Além disso, na implementação exemplar, a placa de compressão 238 tem uma borda lateral curvada 242 posicionada próxima à ferramenta de conformação 204. A borda lateral curvada 242 é orientada em uma direção para cima a partir da placa superior 224. Como tal, a borda lateral curvada 242 facilita redução de concentrações de tensão na parte de flange 230 à medida que a parte de flange 230 é retraída para além da borda lateral curvada 242.

[022] Em algumas implementações, o dispositivo de conformação de flange 206 inclui ainda pelo menos um batente de deslizamento 244 que se estende de uma borda lateral 246 da placa inferior 226, e um membro alongado 248 que se estende da placa superior 224. O batente de deslizamento 244 guia o dispositivo de conformação de flange 206 ao longo da pelo menos uma superfície de conformação lateral 210 (mostrada na figura 1) à medida que o dispositivo de conformação de flange 206 translada em relação a ela. Como tal, o pelo menos um batente de deslizamento 244 guia o dispositivo de conformação de flange 206 em relação à ferramenta de conformação 204 à medida que o contorno da superfície de conformação lateral 210 muda. Além disso, tal como será descrito com mais detalhes a seguir, o membro alongado 248 é orientado para pré-esticar uma parte de um balão pressurizado 250 (mostrado nas figuras 4-6) se estendendo sobre a placa superior 224.

[023] A figura 4 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento 200 em uma primeira posição de conformação de flange, a figura 5 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento 200 em uma segunda posição de conformação de flange, e a figura 6 é uma vista lateral do aparelho de conformação por recobrimento 200 em uma terceira posição de conformação de flange. Referindo-se à figura 4, a primeira posição de conformação de flange está mostrada como uma posição de início para o dispositivo de conformação de flange 206 em relação à ferramenta de conformação 204 no processo de conformação de flange. Mais especificamente, quando na posição de início, a superfície de conformação superior 208 e a superfície superior 232 da placa inferior 226 substancial mente alinhadas, e pelo menos uma camada 228 de material composto é recebida sobre a ferramenta de conformação 204 e carregada dentro do dispositivo de conformação de flange 206, tal como descrito anteriormente. Pelo menos uma camada 228 é então aquecida, quando incorporada como pré-impregnada, para facilitar amolecimento do material de matriz incorporado na mesma. Em uma implementação, uma manta de aquecimento (não mostrada) cobrindo pelo menos uma camada 228 é usada para amolecer o material de matriz. Alternativamente, lâmpadas de aquecimento (não mostradas) podem ser usadas para aquecer a pelo menos uma camada 228.

[024] Um balão pressurizado 250 é, então, estendido sobre a ferramenta de conformação 204 e a placa superior 224 do dispositivo de conformação de flange 206. Na implementação exemplar, o balão pressurizado 250 é fabricado de um material deformável elasticamen-te, e é pressurizado para predispor pelo menos uma camada 228 contra a superfície de conformação superior 208 e a superfície de conformação lateral 210. Mais especificamente, o balão pressurizado 250 força a parte de flange 230 contra a superfície de conformação lateral 210 à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação 204.

[025] Referindo-se à figura 5, a altura do dispositivo de conformação de flange 206 é reduzida à medida que o dispositivo de conformação de flange 206 translada em relação à ferramenta de conformação 204. Reduzir a altura do dispositivo de conformação de flange 206 facilita retração da parte de flange 230 de dentro da abertura de recebimento 234. Além disso, a taxa de translação do dispositivo de conformação de flange 206 em relação à ferramenta de conformação 204 é controlada para assegurar que a parte de flange 230 fica substancialmente livre de rugas antes de ser coberta pelo balão pressurizado 250. Mais especificamente, o balão pressurizado 250 cobre progressivamente a parte de flange 230 à medida que a parte de flange 230 é retraída de dentro da abertura de recebimento 234. Como tal, pressão é aplicada gradualmente à parte de flange 230 para facilitar redução de formação de rugas na mesma. Ainda, o membro alongado 248 pré-estica o balão pressurizado 250 para assegurar que o balão pressurizado 250 não força prematuramente a parte de flange 230 contra a superfície de conformação lateral 210.

[026] Referindo-se à figura 6, a parte de flange 230 está completamente retraída de dentro da abertura de recebimento 234 e o balão pressurizado 250 está cobrindo completamente a parte de flange 230 sobre a ferramenta de conformação 204. Como tal, o balão pressurizado 250 aplica uma pressão substancialmente uniforme através da pelo menos uma camada 228 e retém camada 228 no lugar sobre a ferramenta de conformação 204 à medida que a temperatura da pelo menos uma camada 228 é diminuída, formando desse modo a estrutura composta.

[027] Implementações da descrição podem ser descritas no contexto de um método de fabricação e de serviços de aeronave 100 (mostrado na figura 7) e por meio de uma aeronave 102 (mostrada na figura 8). Durante pré-produção, incluindo a especificação e projeto em 104, dados da aeronave 102 podem ser usados durante o processo de fabricação e outros materiais associados com a estrutura de aeronave podem ser procurados em 106. Durante produção, fabricação de componentes e de submontagens em 108 e integração de sistemas em 110 da aeronave 102 ocorrem, antes de a aeronave 102 ter o seu processo de certificação e entrega em 112. Mediante satisfação e conclusão bem sucedidas da certificação de estrutura de aeronave, a aeronave 102 pode ser colocada em serviço em 114. Enquanto em serviço por um cliente, a aeronave 102 é programada para manutenção e serviços periódicos, de rotina e planejados em 116, incluindo qualquer modificação, reconfiguração e/ou restauração, por exemplo. Em implementações alternativas, o método de fabricação e de serviços 100 pode ser implementado em plataformas a não ser uma aeronave.

[028] Cada parte e processo associado com a fabricação e/ou serviços de aeronave 100 podem ser executados ou completados por um integrador de sistema, uma entidade externa e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para os propósitos desta descrição, um integrador de sistema pode incluir sem limitação qualquer número de fabricantes de aeronave e subcontratantes de sistema principal; uma entidade externa pode incluir sem limitação qualquer número de vendedores, subcontratantes e fornecedores; e um operador pode ser uma companhia de aviação, empresa de leasing, entidade militar, organização de serviços e assim por diante.

[029] Tal como mostrado na figura 8, a aeronave 102 produzida via método 100 pode incluir uma estrutura de aeronave 118 tendo uma pluralidade dos sistemas 120 e um interior 122. Exemplos dos sistemas de alto nível 120 incluem um ou mais de um sistema de propulsão 124, um sistema elétrico 126, um sistema hidráulico 128, um sistema ambiental 130 e/ou um sistema de detecção/evitação de ameaça 132. O sistema de detecção/evitação de ameaça 132 pode ser incorporado como um ou mais sensores para detectar uma ameaça recebida pela aeronave 102, e como um dispositivo de computação para analisar a ameaça e determinar técnicas de evitação para a aeronave 102, tal como será descrito com mais detalhes a seguir. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído.

[030] Aparelho e métodos incorporados a este documento podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método 100. Por exemplo, componentes ou submontagens correspondendo ao processo de produção de componentes e de submontagens em 108 podem ser fabricados ou construídos em um modo similar ao de componentes ou submontagens produzidos enquanto a aeronave 102 está em serviço em 114. Também, uma ou mais implementações de aparelhos, implementações de métodos ou uma combinação das mesmas podem ser utilizadas durante os estágios de produção em 108 e 110, por exemplo, ao substancialmente acelerar montagem e/ou reduzir o custo de montagem da aeronave 102. De forma similar, uma ou mais de implementações de aparelhos, implementações de métodos ou uma combinação das mesmas podem ser utilizadas enquanto a aeronave 102 está sendo reparada ou mantida, por exemplo, durante manutenção e serviços programados 116.

[031] Tal como usado neste documento, o termo "aeronave" pode incluir, mas não está limitado a incluir somente isto, aviões, veículos aéreos não tripulados (UAVs), planadores, helicópteros e/ou qualquer outro objeto que se desloque através do espaço aéreo. Além disso, deve ser entendido que, embora um exemplo aeroespacial esteja mostrado, os princípios da descrição podem ser aplicados para outras estruturas, tais como uma estrutura marítima ou uma estrutura automotiva.

[032] Um método de conformar uma estrutura composta também é descrito neste documento. O método inclui estender pelo menos uma camada 228 de material composto sobre a superfície de conformação superior 208 da ferramenta de conformação 204, posicionar a parte de flange 230 da pelo menos uma camada 228 de material composto dentro da abertura de recebimento 234 definida entre a placa superior 224 e a placa inferior 226 do dispositivo de conformação de flange 206, e estender o balão pressurizado 250 sobre a ferramenta de conformação 204 e a placa superior 224 do dispositivo de conformação de flange 206. O dispositivo de conformação de flange 206 é transladado em relação à ferramenta de conformação 204 de tal maneira que a parte de flange 230 da pelo menos uma camada 228 de material composto é retraída de dentro da abertura de recebimento 234 e conformada sobre pelo menos uma superfície de conformação lateral 210 da ferramenta de conformação 204. O balão pressurizado 250 é configurado para forçar a parte de flange 230 contra pelo menos uma superfície de conformação lateral 210 à medida que o dispositivo de conformação de flange 206 translada em relação à ferramenta de conformação 204.

[033] Em uma implementação, transladar o dispositivo de conformação de flange 206 inclui controlar a taxa de translação do dispositivo de conformação de flange 206 em relação à ferramenta de conformação 204. O método também inclui cobrir progressivamente a parte de flange 230 da pelo menos uma camada 228 de material composto com o balão pressurizado 250 à medida que a parte de flange 230 é retraída de dentro da abertura de recebimento 234. O método inclui ainda posicionar o dispositivo de conformação de flange 206 em uma posição de início em relação à ferramenta de conformação 204 de tal maneira que a superfície de conformação superior 208 e a superfície superior 232 da placa inferior 226 ficam substancialmente alinhadas.

[034] Em algumas implementações, o método inclui reter a parte de flange 230 entre a placa superior 224 e a placa inferior 226 com uma força de retenção predeterminada, e tensionar a parte de flange 230 à medida que o dispositivo de conformação de flange 206 translada em relação à ferramenta de conformação 204. O tensionamento é baseado pelo menos parcialmente na força de retenção predeterminada. O método ainda inclui pré-esticar uma parte do balão pressurizado 250 antes de a parte forçar a parte de flange 230 contra pelo menos uma superfície de conformação lateral 210. O método ainda inclui aquecer pelo menos uma camada 228 de material composto à medida que a pelo menos uma camada 228 é forçada contra a ferramenta de conformação 204.

[035] A descrição ainda compreende modalidades de acordo com as seguintes cláusulas: [036] Cláusula 1. Um aparelho de conformação por recobrimento para uso na conformação de uma estrutura composta, o dito aparelho compreendendo: uma ferramenta de conformação compreendendo uma superfície de conformação superior e pelo menos uma superfície de conformação lateral que se estende da dita superfície de conformação superior, a dita ferramenta de conformação configurada para receber pelo menos uma camada de material composto se estendendo sobre a dita superfície de conformação superior; um dispositivo de conformação de flange compreendendo uma placa superior, uma placa inferior, e uma abertura de recebimento definida entre a dita placa superior e a dita placa inferior, a dita abertura de recebimento para receber uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto, em que o dito dispositivo de conformação de flange é trans-ladável em relação à dita ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da dita abertura de recebimento e conformada sobre a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral; e um balão pressurizado configurado para se estender sobre a dita ferramenta de conformação e a dita placa superior do dito dispositivo de conformação de flange, o dito balão pressurizado configurado para forçar a parte de flange contra a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dito dispositivo de conformação de flange translada em relação à dita ferramenta de conformação.

[037] Cláusula 2. O aparelho de acordo com a Cláusula 1, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende um dispositivo de predisposição se estendendo da dita placa superior, o dito dispositivo de predisposição configurado para predispor na direção da dita placa inferior e predispor contra a parte de flange com uma força de retenção predeterminada.

[038] Cláusula 3. O aparelho de acordo com a Cláusula 2, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende uma placa de compressão acoplada a uma extremidade livre do dito dispositivo de predisposição de tal maneira que a dita abertura de recebimento é definida entre a dita placa de compressão e a dita placa inferior.

[039] Cláusula 4. O aparelho de acordo com qualquer uma das Cláusulas 1 a 3, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende um batente de deslizamento que se estende de uma borda lateral da dita placa inferior, o batente de deslizamento configurado para guiar o dito dispositivo de conformação de flange ao longo da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dito dispositivo de conformação de flange translada em relação a pelo menos uma superfície de conformação lateral.

[040] Cláusula 5. O aparelho de acordo com qualquer uma das Cláusulas 1 a 4, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende um membro alongado se estendendo da dita placa superior, o dito membro alongado orientado para pré-esticar uma parte do dito balão pressurizado antes de a dita parte forçar a parte de flan- ge contra a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral.

[041] Cláusula 6. O aparelho de acordo com qualquer uma das Cláusulas 1 a 5, em que a dita placa superior e a dita placa inferior são móveis uma em relação à outra de tal maneira que o dito dispositivo de conformação de flange é posicionado seletivamente entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[042] Cláusula 7. O aparelho de acordo com qualquer uma das Cláusulas 1 a 6 ainda compreendendo: uma base; um primeiro acio-nador acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange, o dito primeiro acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange em relação à dita ferramenta de conformação ao longo da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral; e um segundo acionador acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange, o dito segundo acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange em uma direção para perto ou para longe da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral.

[043] Cláusula 8. Um dispositivo de conformação de flange para uso na conformação de uma estrutura composta de pelo menos uma camada de material composto, o dito dispositivo compreendendo: uma placa superior; uma placa inferior acoplada de modo articulável à dita placa superior, em que uma abertura de recebimento é definida entre a dita placa superior e a dita placa inferior para receber uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto; e um dispositivo de predisposição se estendendo da dita placa superior, o dito dispositivo de predisposição configurado para predispor na direção da dita placa inferior e contra a parte de flange com uma força de retenção predeterminada.

[044] Cláusula 9. O dispositivo de acordo com a Cláusula 8, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende uma placa de compressão acoplada a uma extremidade livre do dito dispositivo de predisposição de tal maneira que a dita abertura de recebimento é definida entre a dita placa de compressão e a dita placa inferior.

[045] Cláusula 10. O dispositivo de acordo com a Cláusula 8 ou 9, em que o dito dispositivo de conformação de flange ainda compreende um batente de deslizamento que se estende de uma borda lateral da dita placa inferior.

[046] Cláusula 11. O dispositivo de acordo com qualquer uma das Cláusulas 8 a 10, em que o dito dispositivo de conformação de flange compreende ainda um membro alongado se estendendo da dita placa superior, o dito membro alongado orientado substancialmente de forma vertical em relação à dita placa superior.

[047] Cláusula 12. O dispositivo de acordo com qualquer uma das Cláusulas 8 a 11, em que a dita placa superior e a dita placa inferior são móveis uma em relação à outra de tal maneira que o dito dispositivo de conformação de flange é posicionado seletivamente entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[048] Cláusula 13. O dispositivo de acordo com qualquer uma das Cláusulas 8 a 12 ainda compreendendo: uma base; um primeiro acionador acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange, o dito primeiro acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange ao longo de um primeiro eixo geométrico; e um segundo acionador acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange, o dito segundo acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange ao longo de um segundo eixo geométrico orientado obliquamente em relação ao primeiro eixo geométrico.

[049] Cláusula 14. Um método de conformar uma estrutura com- posta, o dito método compreendendo: estender pelo menos uma camada de material composto sobre uma superfície de conformação superior de uma ferramenta de conformação; posicionar uma parte de flange da pelo menos uma camada de material composto dentro de uma abertura de recebimento definida entre uma placa superior e uma placa inferior de um dispositivo de conformação de flange; estender um balão pressurizado sobre a ferramenta de conformação e a placa superior do dispositivo de conformação de flange; e transladar o dispositivo de conformação de flange em relação à ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da abertura de recebimento e conformada sobre pelo menos uma superfície de conformação lateral da ferramenta de conformação, em que o balão pressurizado é configurado para forçar a parte de flange contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação.

[050] Cláusula 15. O método de acordo com a Cláusula 14, em que transladar o dispositivo de conformação de flange compreende controlar a taxa de translação do dispositivo de conformação de flange em relação à ferramenta de conformação.

[051] Cláusula 16. O método de acordo com a Cláusula 14 ou 15 ainda compreendendo cobrir progressivamente a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto com o balão pressurizado à medida que a parte de flange é retraída de dentro da abertura de recebimento.

[052] Cláusula 17. O método de acordo com qualquer uma das Cláusulas 14 a 16 ainda compreendendo posicionar o dispositivo de conformação de flange em uma posição de início em relação à ferramenta de conformação de tal maneira que a superfície de conforma- ção superior e uma superfície superior da placa inferior ficam substancialmente alinhadas.

[053] Cláusula 18. O método de acordo com qualquer uma das Cláusulas 14 a 17 ainda compreendendo: reter a parte de flange entre a placa superior e a placa inferior com uma força de retenção predeterminada; e tensionar a parte de flange à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação, o tensionamento baseado pelo menos parcialmente na força de retenção predeterminada.

[054] Cláusula 19. O método de acordo com qualquer uma das Cláusulas 14 a 18 ainda compreendendo pré-esticar uma parte do balão pressurizado antes de a parte forçar a parte de flange contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral.

[055] Cláusula 20. O método de acordo com qualquer uma das Cláusulas 14 a 19 ainda compreendendo aquecer a pelo menos uma camada de material composto à medida que a pelo menos uma camada é forçada contra a ferramenta de conformação.

[056] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar várias implementações, incluindo o melhor modo, e também para capacitar qualquer pessoa versada na técnica para praticar as várias implementações, incluindo construir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da descrição é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram para os versados na técnica. Tais outros exemplos são pretendidos para estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de conformação de flange (206) para uso na conformação de uma estrutura composta de pelo menos uma camada (228) de material composto, o dito dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: uma placa superior (224); uma placa inferior (226) acoplada de modo articulável com a dita placa superior, em que uma abertura de recebimento (234) é definida entre a dita placa superior e a dita placa inferior para receber uma parte de flange (230) da pelo menos uma camada de material composto; e um dispositivo de predisposição (236) se estendendo da dita placa superior, o dito dispositivo de predisposição configurado para predispor na direção da dita placa inferior e contra a parte de flange com uma força de retenção predeterminada.

2. Dispositivo (206) de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma placa de compressão (238) acoplada em uma extremidade livre (240) do dito dispositivo de predisposição (236) de tal maneira que a dita abertura de recebimento (234) é definida entre a dita placa de compressão e a dita placa inferior (226).

3. Dispositivo (206) de acordo com a reivindicação 1 ou 2 caracterizado pelo fato de que a dita placa superior (224) e a dita placa inferior (226) são móveis uma em relação à outra de tal maneira que o dito dispositivo de conformação de flange é posicionado seletivamente entre uma posição aberta e uma posição fechada.

4. Aparelho de conformação por recobrimento (200) para uso na conformação de uma estrutura composta, o dito aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: uma ferramenta de conformação (204) compreendendo uma superfície de conformação superior (208) e pelo menos uma superfície de conformação lateral (210) que se estende da dita superfície de conformação superior, a dita ferramenta de conformação configurada para receber a pelo menos uma camada (228) de material composto, se estendendo sobre a dita superfície de conformação superior; o dispositivo de conformação de flange (206) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o dito dispositivo de conformação de flange é transladável em relação à dita ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange (230) da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da dita abertura de recebimento (234) e conformada sobre a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral; e um balão pressurizado (250) configurado para se estender sobre a dita ferramenta de conformação e a dita placa superior do dito dispositivo de conformação de flange, o dito balão pressurizado configurado para forçar a parte de flange contra a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dito dispositivo de conformação de flange translada em relação à dita ferramenta de conformação.

5. Aparelho (200) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de conformação de flange (206) compreende um batente de deslizamento (244) que se estende de uma borda lateral (246) da dita placa inferior (226), o batente de deslizamento configurado para guiar o dito dispositivo de conformação de flange ao longo da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral (210) à medida que o dito dispositivo de conformação de flange translada em relação a pelo menos uma superfície de conformação lateral.

6. Aparelho (200) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de conformação de flange (206) ainda compreende um membro alongado (248) se estendendo da dita placa superior (224), o dito membro alongado orientado para pré-esticar uma parte do dito balão pressurizado (250) antes de a dita parte forçar a parte de flange (230) contra a dita pelo menos uma superfície de conformação lateral (210).

7. Aparelho (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende : uma base (202); um primeiro acionador (212) acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange (206), o dito primeiro acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange em relação à dita ferramenta de conformação (204) ao longo da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral (210); e um segundo acionador (214) acoplado entre a dita base e o dito dispositivo de conformação de flange, o dito segundo acionador configurado para transladar seletivamente o dito dispositivo de conformação de flange em uma direção para perto ou para longe da dita pelo menos uma superfície de conformação lateral.

8. Método de conformar uma estrutura composta, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: estender pelo menos uma camada (228) de material composto sobre uma superfície de conformação superior (208) de uma ferramenta de conformação (204); posicionar uma parte de flange (230) da pelo menos uma camada de material composto dentro de uma abertura de recebimento (234) definida entre uma placa superior (224) e uma placa inferior (226) de um dispositivo de conformação de flange (206); estender um balão pressurizado (250) sobre a ferramenta de conformação e a placa superior do dispositivo de conformação de flange; e transladar o dispositivo de conformação de flange em relação à ferramenta de conformação de tal maneira que a parte de flange da pelo menos uma camada de material composto é retraída de dentro da abertura de recebimento e conformada sobre pelo menos uma superfície de conformação lateral (210) da ferramenta de conformação, em que o balão pressurizado é configurado para forçar a parte de flange contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral à medida que o dispositivo de conformação de flange translada em relação à ferramenta de conformação.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que transladar o dispositivo de conformação de flange (206) compreende controlar a taxa de translação do dispositivo de conformação de flange em relação à ferramenta de conformação (204).

10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende cobrir progressivamente a parte de flange (230) da pelo menos uma camada (228) de material composto com o balão pressurizado (250) à medida que a parte de flange é retraída de dentro da abertura de recebimento (234).

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende : reter a parte de flange (230) entre a placa superior (224) e a placa inferior (226) com uma força de retenção predeterminada; e tensionar a parte de flange à medida que o dispositivo de conformação de flange (206) translada em relação à ferramenta de conformação (204), o tensionamento baseado pelo menos parcialmente na força de retenção predeterminada.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pré-esticar uma parte do balão pressurizado (250) antes da parte forçar a parte de flange (230) contra a pelo menos uma superfície de conformação lateral (210).

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende aquecer a pelo menos uma camada (228) de material composto à medida que a pelo menos uma camada é forçada contra a ferramenta de conformação (204).