Сэндвичевые конструкции на основе термопластов

Сэндвичевые конструкции на основе термопластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к формированию композитных конструкций. В частности, настоящее изобретение относится к композитным сэндвичевым конструкциям. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для формирования сэндвичевой конструкции, содержащей термопластичный материал.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Композиционные материалы могут представлять собой прочные легкие материалы, созданные путем объединения двух или более функциональных компонентов. Например, композиционный материал может включать в себя усиливающие волокна, связанные в матрице на основе полимерной смолы. Смолы, используемые в композиционных материалах, могут включать в себя термопластичные или термореактивные смолы. Термопластичный материал может размягчаться при нагреве, и может становиться твердым при охлаждении. Термопластичный материал можно неоднократно подвергать нагреву и охлаждению. Термореактивный материал способен к отверждению при нагревании. Волокна могут быть однонаправленными или могут иметь форму тканого полотна или ткани.

[0003] Композитные конструкции, которые включают в себя сердцевину, размещенную между лицевыми листами с образованием сэндвичевой конструкции, используются для многих целей. Такое расположение образует сэндвичевую конструкцию. Часто сердцевина включает в себя ячейки или полости. Эти ячейки или полости служат для уменьшения веса композитной конструкции по сравнению с аналогичной конструкцией, выполненной из цельных материалов. Цельные материалы представляют собой материалы без ячеек. Меньший вес этих композитных конструкций обусловил их использование в авиационной промышленности с целью уменьшения веса компонентов воздушного летательного аппарата.

[0004] Длительность создания сэндвичевой конструкции из термореактивных материалов может оказаться неприемлемой. Например, возможно, для формирования сэндвичевой конструкции термореактивные материалы нужно наносить вручную или механическим способом. Скорость выкладки композиционного материала может быть ограничена. Кроме того, отверждение термореактивного материала может потребовать нескольких часов. В дополнение к выдерживанию термореактивного материала при температуре отверждения в течение нескольких часов, применение обычных автоклавов с использованием резистивного нагрева для отверждения термореактивных материалов может дополнительно требовать нескольких часов для нагрева до требуемой температуры и последующего охлаждения.

[0005] Консолидация термопластичного материала может потребовать меньше времени, чем отверждение термореактивного материала. Однако длительность резистивного нагрева при консолидации (consolidation) термопластичного материала может оставаться неприемлемой.

[0006] В настоящее время термопластичные сэндвичевые конструкции могут быть получены с использованием крепежных элементов. Использование крепежных элементов приводит к утяжелению термопластичных сэндвичевых конструкций. Использование крепежных элементов может также приводить к увеличению длительности создания термопластичных сэндвичевых конструкций.

[0007] Соответственно существует необходимость в способе и установке для производства термопластичной сэндвичевой конструкции без использования крепежных элементов. Также существует необходимость в способе консолидации термопластичных сэндвичевых конструкций. Кроме того, существует необходимость в проведении консолидации термопластичных сэндвичевых конструкций за меньшее время, чем при использовании резистивного нагрева, чтобы уменьшить по меньшей мере один параметр из затрат на производство термопластичных сэндвичевых конструкций и длительности их получения

[0008] Вследствие этого, желательно разработать способ и устройство, в которых учитывались бы по меньшей мере некоторые из проблем, описанных выше, а также другие возможные проблемы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Представлено устройство. Устройство содержит композитную конструкцию, множество полостей, проходящих в композитную конструкцию, и множество оправок, расположенных внутри указанного множества полостей. Композитная конструкция содержит термопластичный материал, полученный консолидацией. Указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля.

[00010] Представлено устройство. Устройство содержит композитную конструкцию и множество оправок. Композитная конструкция содержит консолидированный термопластичный материал. Термопластичный материал содержит термопластичный сердцевинный слой, первый слой термопласта и второй слой термопласта. Сердцевинный слой термопласта содержит множество полостей, проходящих в композитную конструкцию. Первый слой термопласта выполнен на первой стороне сердцевинного слоя термопласта. Первая сторона сердцевинного слоя термопласта содержит внешнюю поверхность сердцевинного слоя термопласта. Второй слой термопласта выполнен на второй стороне сердцевинного слоя термопласта. Вторая сторона сердцевинного слоя термопласта содержит внутреннюю поверхность сердцевинного слоя термопласта. Указанное множество оправок расположено внутри указанного множества полостей. Указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля, и второй материал, являющийся растворимым. Первый материал сформирован в виде множества металлических трубок внутри первого материала.

[00011] Представлен способ формирования консолидированной конструкции. Термопластичный материал выкладывают для формирования преформы, имеющей множество полостей, проходящих в преформе. Внутри множества полостей выполнено множество оправок. Преформу размещают внутри рабочего приспособления. Рабочее приспособление имеет ряд обкладок формы, выполненных с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля.

[00012] Представлен способ формирования консолидированной конструкции. Плетеный термопластичный материал выкладывают на металлический баллон для формирования первого слоя термопласта. Плетеный термопластичный материал выкладывают поверх множества оправок для формирования множества сердцевинных частей. Указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля, и второй материал, являющийся растворимым. Указанное множество сердцевинных частей помещают поверх первого слоя термопласта. Плетеный термопластичный материал выкладывают поверх указанного множества сердцевинных частей для формирования преформы. Преформу размещают внутри рабочего приспособления. Рабочее приспособление имеет ряд обкладок формы, выполненных с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля. Указанную конструкцию подвергают консолидации для формирования консолидированной конструкции. Консолидация включает подачу магнитного поля к указанному ряду обкладок формы для нагрева указанной конструкции до температуры консолидации, создание в металлическом баллоне повышенного давления таким образом, что металлический баллон сообщает сжимающее усилие, и охлаждение указанной конструкции в рабочем приспособлении. Консолидированную конструкцию удаляют из рабочего приспособления. Второй материал растворяют внутри консолидированной конструкции.

[00013] Таким образом, согласно одному аспекту изобретения раскрыто устройство, включающее в себя композитную конструкцию, содержащую термопластичный материал, полученный консолидацией; множество полостей, проходящих в композитную конструкцию; и множество оправок, расположенных внутри указанного множества полостей, причем указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля.

[00014] В предпочтительном варианте реализации устройства указанное множество полостей, проходящих в композитную конструкцию, сообщается с множеством отверстий в поверхности композитной конструкции.

[00015] В предпочтительном варианте реализации устройства оправки дополнительно содержат второй материал, являющийся растворимым.

[00016] В предпочтительном варианте реализации устройства первый материал включает в себя множество трубок внутри второго материала.

[00017] В предпочтительном варианте реализации устройства трубки являются металлическими.

[00018] В предпочтительном варианте реализации устройства композитная конструкция является сэндвичевой конструкцией, а указанное множество оправок является внутренним по отношению к сэндвичевой конструкции.

[00019] В предпочтительном варианте реализации устройства композитная конструкция включает в себя сердцевинный слой термопласта и слой термопласта на первой стороне сердцевинного слоя термопласта, причем указанный слой термопласта получен консолидацией с контактом в первую сторону сердцевинного слоя термопласта.

[00020] В предпочтительном варианте реализации устройства указанный слой термопласта является первым слоем термопласта, и устройство дополнительно включает в себя второй слой термопласта на второй стороне сердцевинного слоя термопласта, причем второй слой термопласта получен консолидацией с контактом во вторую сторону сердцевинного слоя термопласта.

[00021] В предпочтительном варианте реализации устройства указанное множество оправок выполнено внутри сердцевинного слоя термопласта.

[00022] В предпочтительном варианте реализации устройства первый материал содержит множество металлических трубок внутри второго материала, являющегося растворимым.

[00023] В предпочтительном варианте реализации устройства указанное множество металлических трубок выполнено из инвара.

[00024] Согласно еще одному аспекту изобретения раскрыто устройство, включающее в себя композитную конструкцию, содержащую термопластичный материал, полученный консолидацией, при этом термопластичный материал включает в себя сердцевинный слой термопласта, содержащий множество полостей, проходящих в композитную конструкцию; первый слой термопласта на первой стороне сердцевинного слоя термопласта, при этом первая сторона сердцевинного слоя термопласта содержит внешнюю поверхность сердцевинного слоя термопласта; второй слой термопласта на второй стороне сердцевинного слоя термопласта, причем вторая сторона сердцевинного слоя термопласта содержит внутреннюю поверхность сердцевинного слоя термопласта; и множество оправок, расположенных внутри указанного множества полостей, причем указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля, и второй материал, являющийся растворимым, причем первый материал сформирован в виде множества металлических трубок внутри второго материала.

[00025] В предпочтительном варианте реализации устройства указанное множество металлических трубок выполнено из инвара.

[00026] Согласно еще одному аспекту изобретения раскрыт способ формирования консолидированной конструкции, согласно которому осуществляют выкладку термопластичного материала с формированием преформы, имеющей множество полостей, проходящих в преформу, множество оправок внутри указанного множества полостей; и размещают преформу внутри рабочего приспособления, имеющего ряд обкладок форм, выполненных с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля.

[00027] В предпочтительном варианте реализации способа выкладка термопластичного материала для формирования преформы, имеющей указанное множество полостей, проходящих в преформу, включает осуществление выкладки плетеного термопластичного материала поверх указанного множества оправок для формирования множества сердцевинных частей, причем указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля, и второй материал, являющийся растворимым.

[00028] В предпочтительном варианте реализации способа выполняют операции, во время которых осуществляют консолидацию указанной конструкции с формированием консолидированной конструкции, при этом консолидация включает подачу магнитного поля к указанному ряду обкладок форм для нагрева указанной конструкции до температуры консолидации

[00029] В предпочтительном варианте реализации способа выполняют операции, во время которых осуществляют консолидацию преформы с формированием консолидированной конструкции, при этом консолидация включает подачу магнитного поля к указанному ряду обкладок форм для нагрева преформы до температуры консолидации, и консолидация преформы с формированием консолидированной конструкции дополнительно включает подачу магнитного поля к указанному множеству оправок, причем второй материал представляет собой инвар.

[00030] В предпочтительном варианте реализации способа выполняют операции, во время которых осуществляют консолидацию преформы с формированием консолидированной конструкции, при этом консолидация включает подачу магнитного поля к указанному ряду обкладок форм для нагрева преформы до температуры консолидации, причем осуществление выкладки термопластичного материала для формирования преформы, имеющей указанное множество полостей, дополнительно включает выкладку плетеного термопластичного материала на металлический баллон с формированием первого слоя термопласта и размещение указанного множества сердцевинных частей поверх первого слоя термопласта, при этом консолидация преформы с формированием консолидированной конструкции дополнительно включает создание в металлическом баллоне повышенного давления таким образом, что металлический баллон расширяется и сообщает сжимающее усилие с прижатием преформы к указанному ряду обкладок форм.

[00031] В предпочтительном варианте реализации способа осуществление выкладки термопластичного материала для формирования преформы, имеющей указанное множество полостей, дополнительно включает выкладку плетеного термопластичного материала поверх указанного множества сердцевинных частей.

[00032] В предпочтительном варианте реализации способа выполняют операции, во время которых растворяют материал с его выпуском изнутри консолидированной конструкции.

[00033] В предпочтительном варианте реализации способа указанный ряд обкладок форм содержит ряд "интеллектуальных" токоприемников (smart susceptor).

[00034] Согласно еще одному аспекту изобретения раскрыт способ формирования консолидированной конструкции, согласно которому осуществляют выкладку плетеного термопластичного материала на металлический баллон для формирования первого слоя термопласта; осуществляют выкладку плетеного термопластичного материала поверх множества оправок для формирования множества сердцевинных частей, причем указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля, и второй материал, являющийся растворимым; размещают указанное множество сердцевинных частей поверх первого слоя термопласта; осуществляют выкладку плетеного термопластичного материала поверх указанного множества сердцевинных частей для формирования преформы; размещают преформу внутри рабочего приспособления, имеющего ряд обкладок форм, выполненных с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля; осуществляют консолидацию преформы с формированием консолидированной конструкции, при этом консолидация включает в себя подачу магнитного поля к указанному ряду обкладок форм для нагрева преформы до температуры консолидации; создают в металлическом баллоне повышенное давление таким образом, что металлический баллон расширяется и сообщает сжимающее усилие с прижатием преформы к указанному ряду обкладок форм, и охлаждают преформу в рабочем приспособлении; удаляют консолидированную конструкцию из рабочего приспособления и растворяют второй материал внутри консолидированной конструкции.

[00035] В предпочтительном варианте реализации способа выполняют операции, во время которых

[00036] осуществляют подачу магнитного поля к указанному множеству оправок, причем первый материал представляет собой инвар.

[00037] В предпочтительном варианте реализации способа указанный ряд обкладок форм содержит ряд "интеллектуальных" токоприемников.

[00038] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения раскрыто устройство, включающее в себя преформу на основе композиционных материалов, содержащую термопластичный материал; множество полостей, проходящих в преформу на основе композиционных материалов; множество оправок, расположенных внутри указанного множества полостей, причем указанное множество оправок содержит первый материал, который выполнен с возможностью выработки тепла под действием магнитного поля; и рабочее приспособление, включающее в себя множество форм, создающих полость формы; ряд обкладок форм внутри полости формы; и множество индукционных катушек, при этом секции указанного множества индукционных катушек заделаны в указанное множество форм.

[00039] Указанные признаки и функции могут быть реализованы независимо в различных вариантах осуществления настоящего изобретения или могут быть скомбинированы с получением других вариантов осуществления изобретения, дополнительные подробности которых могут быть очевидными при обращении к последующему описанию и чертежам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00040] Признаки иллюстративных вариантов реализации изобретения, обеспечивающие новизну по сравнению с уровнем техники, изложены в прилагаемой формуле изобретения. При этом иллюстративные варианты реализации изобретения, а также предпочтительный режим их применения, дополнительные цели и преимущества будут лучше поняты из следующего подробного описания иллюстративного варианта реализации изобретения при рассмотрении вместе с сопровождающими чертежами, на которых:

[00041] на ФИГ. 1 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения, который может быть осуществлен;

[00042] на ФИГ. 2 показана иллюстрация блок-схемы производственной среды в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00043] на ФИГ. 3 показана иллюстрация перспективного вида рабочего приспособления в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00044] на ФИГ. 4 показана иллюстрация сечения рассматриваемой конструкции внутри рабочего приспособления в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00045] на ФИГ. 5 показана иллюстрация сечения рассматриваемой конструкции внутри рабочего приспособления в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00046] на ФИГ. 6 показана иллюстрация конструкции, полученной в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00047] на ФИГ. 7 показана иллюстрация перспективного вида рабочего приспособления в соответствии еще с одним иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00048] на ФИГ. 8 показана иллюстрация сечения конструкции внутри рабочего приспособления в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00049] на ФИГ. 9 показана иллюстрация сечения рассматриваемой конструкции внутри рабочего приспособления в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00050] на ФИГ. 10 показана иллюстрация перспективного вида оправки в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00051] на ФИГ. 11 показана иллюстрация температурного цикла в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00052] на ФИГ. 12 показана иллюстрация структурной схемы процесса формирования сэндвичевой конструкции в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00053] на ФИГ. 13 показана иллюстрация структурной схемы процесса формирования сэндвичевой конструкции в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[00054] на ФИГ. 14 показана иллюстрация способа производства и обслуживания воздушного летательного аппарата, представленного в виде блок-схемы, в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения; и

[00055] на ФИГ. 15 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата в виде блок-схемы, в котором может быть реализован иллюстративный вариант реализации изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[00056] Воздушные летательные аппараты проектируются и изготавливаются с все возрастающим относительным содержанием композиционных материалов. Композиционные материалы используют в воздушных летательных аппаратах для уменьшения веса воздушного летательного аппарата. Этот уменьшенный вес улучшает такие рабочие характеристики, как грузоподъемность и топливная эффективность. Кроме того, композиционные материалы обеспечивают более длительный срок службы различных компонентов в воздушном летательном аппарате.

[00057] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается ряд различных соображений. Например, в иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что использование сэндвичевых панелей может обеспечить возможность устранения стрингеров, лонжеронов, рам или других опорных структур в конструкции воздушного летательного аппарата.

[00058] В иллюстративных примерах также рассматривается и учитывается, что применяемые в настоящее время композитные сэндвичевые конструкции могут быть созданы с использованием термореактивных материалов. Композитная сэндвичевая конструкция содержит конструкцию, имеющую множество слоев материала. В композитной сэндвичевой конструкции один или более из указанного множества слоев материала могут быть выполнены или частично выполнены из композиционных материалов. Композитная сэндвичевая конструкция может иметь множество полостей, проходящих в указанную конструкцию. В иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что время, необходимое для создания сэндвичевой конструкции из термореактивных материалов, может быть неприемлемым.

[00059] Например, термореактивные материалы могут быть выложены вручную или с использованием машин для формирования формы сэндвичевой конструкции. В иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что скорость выкладки композиционного материала может быть ограничена.

[00060] Кроме того, в иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что отверждение термореактивного материала может требовать нескольких часов. В дополнение к удержанию термореактивного материала при температуре отверждения в течение нескольких часов, использование обычных автоклавов для резистивного нагрева для отверждения термореактивных материалов может дополнительно требовать нескольких часов для нагрева и охлаждения.

[00061] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что консолидация термопластичного материала может занимать значительно меньше времени, чем отверждение термореактивного материала. Кроме того, в различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что использование индуктивного нагрева может уменьшать время, необходимое для консолидации термопластичного материала или отверждения термореактивного материала. Кроме того, в различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что использование индуктивного нагрева может уменьшать потребление энергии для консолидации термопластичного материала или отверждения термореактивного материала.

[00062] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что уменьшение времени для формирования части может увеличивать количество частей, получаемых на рабочем приспособлении. Кроме того, в различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что уменьшение потребления энергии для формирования части может уменьшать стоимость этой части.

[00063] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что в настоящее время термопластичные сэндвичевые конструкции могут быть получены с использованием крепежных элементов. В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что производство термопластичной сэндвичевой конструкции без крепежных элементов может уменьшать время, необходимое для получения термопластичной сэндвичевой конструкции. В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что производство термопластичной сэндвичевой конструкции без крепежных элементов может приводить к уменьшению веса получаемой термопластичной сэндвичевой конструкции.

[00064] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения также рассматривается и учитывается, что плетеные композиты могут обеспечивать улучшенные свойства уложенных друг на друга слоев лент на основе композиционных материалов или жгутов. Например, в иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что плетеные композиты могут обеспечивать улучшенное внеплоскостное нагружение. Плетеные композиты могут содержать волокна, которые пересекают друг друга, улучшая внеплоскостное нагружение уложенных друг на друга композитных слоев. При использовании в настоящем документе термин "внеплоскостные нагрузки" относится к нагрузкам, которые не находятся в плоскости объекта. Например, нагрузки, перпендикулярные поверхности плетеного композита, являются внеплоскостными нагрузками. Улучшенное внеплоскостное нагружение может приводить к лучшей устойчивости к повреждениям. При использовании в настоящем документе термин "лучшая устойчивость к повреждениям" означает улучшенную устойчивость к повреждениям, возникающим в результате динамического воздействия или из других источников.

[00065] В различных иллюстративных вариантах реализации изобретения также рассматривается и учитывается, что использование плетеных композитов может уменьшать время на изготовление композитных конструкций. Например, в различных иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что в машинном оборудовании для переплетения может за один раз использоваться больше катушек композиционного материала, чем в обычных машинах для размещения композиционных материалов. Соответственно, в указанных различных вариантах реализации изобретения учитывается, что использование машинного оборудования для переплетения может уменьшать время на изготовление.

[00066] Далее со ссылкой на фигуры чертежей и, в частности, со ссылкой на ФИГ. 1 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере воздушный летательный аппарат 100 имеет крыло 102 и крыло 104, прикрепленные к корпусу 106. Воздушный летательный аппарат 100 включает в себя двигатель 108, прикрепленный к крылу 102, и двигатель 110, прикрепленный к крылу 104.

[00067] Корпус 106 имеет хвостовую часть 112. Горизонтальный стабилизатор 114, горизонтальный стабилизатор 116 и вертикальный стабилизатор 118 прикреплены к хвостовой части 112 корпуса 106.

[00068] Воздушный летательный аппарат 100 является примером воздушного летательного аппарата, в котором могут быть реализованы термопластичные сэндвичевые конструкции в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В одном иллюстративном варианте реализации изобретения панель обшивки крыла 104 может содержать термопластичную сэндвичевую конструкцию. Еще в одном иллюстративном варианте реализации изобретения участки корпуса 106 могут содержать термопластичную сэндвичевую конструкцию.

[00069] Иллюстрация воздушного летательного аппарата 100 по ФИГ. 1 не подразумевает наложения физических или архитектурных ограничений на способ, которым может быть осуществлен иллюстративный вариант реализации. Например, хотя воздушный летательный аппарат 100 является коммерческим воздушным летательным аппаратом, воздушный летательный аппарат 100 может быть военным воздушным летательным аппаратом, летательным аппаратом с несущим винтом, вертолетом, беспилотным летательным аппаратом или любым другим подходящим воздушным летательным аппаратом.

[00070] Хотя иллюстративные примеры описаны в отношении воздушного летательного аппарата, иллюстративный вариант реализации может быть применен к платформам иного типа. Платформа может представлять собой, например, подвижную платформу, неподвижную платформу, конструкцию наземного базирования, конструкцию водного базирования и конструкцию космического базирования. В частности, платформа может представлять собой надводный корабль, танк, автомобиль для перевозки личного состава, поезд, космический летательный аппарат, космическую станцию, спутник, подводную лодку, автомобиль, электростанцию, мост, дамбу, дом, ветряную мельницу, производственные сооружения, здание и иные подходящие платформы.

[00071] Со ссылкой на ФИГ. 2 показана иллюстрация блок-схемы производственной среды в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере показана производственная среда 200 по ФИГ. 2 в блочной форме для иллюстрации различных компонентов для одного или более иллюстративных вариантов реализации. В этом показанном примере производственная среда 200 включает в себя рабочее приспособление 202, конструкцию 206, металлический баллон 208, контроллер 210, источник 212 питания, источник 214 охлаждающего вещества и датчик 216.

[00072] Рабочее приспособление 202 выполнено с возможностью консолидации конструкции 206. При использовании в настоящем документе консолидация включает подачу повышенной температуры, повышенного давления или повышенных температуры и давления к термопластичному материалу таким образом, что смола в термопластичном материале претерпевает пластическую деформацию. По мере того как смола в термопластичном материале претерпевает пластическую деформацию, усиливающие волокна могут сохранять по существу одну и ту же ориентацию. По мере того как смола претерпевает пластическую деформацию, она может смешиваться со смолой соседних термопластичных материалов на границах с соседними термопластичными материалами. Смола отверждается при охлаждении. Консолидация может приводить к получению композиционных материалов более высокого качества. В композиционных материалах более высокое качество может заключаться в большем объеме волокон по отношению ко всему объему композиционного материала. Консолидация может приводить к получению композиционных материалов с меньшей пористостью. Рабочее приспособление 202 содержит множество ограничителей 217 нагрузки, поддерживаемых множеством опор 251. Рабочее приспособление также содержит множество форм 218, расположенных внутри множества ограничителей 217 нагрузки. Полость 220 формы может быть пространством, созданным множеством форм 218. Полость 220 формы может быть выполнена с возможностью содержания в себе конструкции 206 во время процесса консолидации.

[00073] Множество форм 218 может быть выполнено из материала, который не восприимчив к индуктивному нагреву. В некоторых иллюстративных примерах множество форм 218 может быть выполнено из керамики, композита, фенола или какого-либо другого необходимого материала. В одном иллюстративном примере материал для множества форм 218 может быть выбран на основании коэффициента теплового расширения, термостойкости и прочности на сжатие. В этом иллюстративном примере может быть выбран материал, имеющий низкий коэффициент теплового расширения, необходимую термостойкость и относительно высокую прочность на сжатие. В одном иллюстративном примере множество форм 218 могут представлять собой литую плавленую керамику на основе кремнезема.

[00074] Как показано на чертежах, множество форм 218 содержит множество индукционных катушек 222 и множество стержней 224. Множество индукционных катушек 222 имеют секции 223 и гибкие секции 225. Секции 223 множества индукционных катушек 222 могут быть заделаны в множество форм 218. В некоторых иллюстративных примерах секции 223 могут проходить вдоль длины каждой формы из множества форм 218. Гибкие секции 225 множества индукционных катушек 222 могут соединять секции 223 различных форм в множестве форм 218. В одном иллюстративном примере гибкие секции 225 могут иметь достаточную гибкость для перемещения по мере перемещения множества форм 218. В одном иллюстративном примере гибкие секции 225 могут иметь достаточную гибкость для перемещения для соединения секций 223. Множество индукционных катушек 222 может быть соединено с контроллером 210, источником 212 питания, источником 214 охлаждающего вещества и датчиком 216 через соединители 253, прикрепленные к гибким секциям 225.

[00075] Контроллер 210 может быть выполнен с возможностью управления входным питанием, подаваемым к множеству индукционных катушек 222 источником 212 питания. Посредством управления контроллер 210 может управлять магнитным полем, полученным индукционными катушками 222. Посредством управления магнитным полем, полученным индукционными катушками 222, контроллер 210 может управлять рабочей температурой рабочего приспособления 202.

[00076] Контроллер 210 может быть реализован в программном обеспечении, аппаратных средствах, программно-аппаратных средствах или их комбинации. Когда используется программное обеспечение, операции, выполняемые контроллером 210, могут быть реализованы в программном коде, выполненном с возможностью запуска в процессорном блоке. Когда используются программно-аппаратные средства, операции, выполняемые контроллером 210, могут быть реализованы в программном коде и данных и сохранены в постоянной памяти для запуска в процессорном блоке. Когда применяются аппаратные средства, аппаратные средства могут включать в себя схемы, которые работают для выполнения указанных операций в контроллере 210.

[00077] Источник 214 охлаждающего вещества может быть выполнен с возможностью подачи охлаждающего вещества к множеству индукционных катушек 222. Охлаждающее вещество, протекающее через множество индукционных катушек 222, может функционировать в качестве теплообменника для переноса тепла из рабочего приспособления 202. Датчик 216 может быть выполнен с возможностью измерения температуры участка рабочего приспособления 202 во время работы.

[00078] Множество стержней 224 может быть заделано в множество форм 218. Множество стержней 224 может обеспечивать усиление для множества форм 218. В одном иллюстративном примере множество стержней 224 выполнено из стекловолокна. Множество стержней 224 может удерживаться на месте множеством винтов 227. В некоторых иллюстративных примерах множество стержней 224 может проходить продольно через форму в множестве форм 218. В некоторых иллюстративных примерах множество стержней 224 может проходить поперечно через форму в множестве форм 218. В некоторых иллюстративных примерах множество стержней 224 может проходить как продольно, так и поперечно посредством формы в множестве форм 218.

[00079] Полость 220 формы связана с источником 215 инертного газа. Во время консолидации конструкции 206 инертный газ 221 может присутствовать в полости 220 формы с подачей из источника 215 инертного газа. В некоторых иллюстративных примерах источник 215 инертного газа может подавать инертный газ для создания в металлическом баллоне 208 повышенного давления.

[00080] Ряд обкладок 226 форм размещено внутри полости 220 формы. Как показано на чертежах, ряд обкладок 226 форм содержит материал 229. Материал 229 может быть материалом, выполненным с возможностью выработки тепла, когда на него воздействует магнитное поле. Материал 229 может быть выбран из металла, металлического сплава, керамики, металлизированной пленки или любого другого подходящего материала. В некоторых иллюст