CN106738806A - 模块化热成形*** - Google Patents

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CN106738806A CN201611002242.XA CN201611002242A CN106738806A CN 106738806 A CN106738806 A CN 106738806A CN 201611002242 A CN201611002242 A CN 201611002242A CN 106738806 A CN106738806 A CN 106738806A
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Abstract

本发明涉及模块化热成形***。一种用于制造热塑性零件——比如用于飞行器的内部面板——的热成形***和相关方法，其可包括辊对辊操作和具有至少一个选择性地可旋转的工具的成形压力机。该可旋转的工具——其可包括模具和/或冲模——可以是多面的，使得工具的不同面具有用于不同成形特征的不同模具布置。

Description

模块化热成形***
技术领域
本公开内容涉及用于制造热塑性物体的***和方法。更具体而言，公开的实例涉及用于使用具有多面铸模工装的成形压力机制造热塑性零件的***和方法。
背景技术
由热固性复合材料制造模制的内部飞行器部件在本领域是熟知的。但是，用于制造飞行器的侧壁和舱顶面板的当前的材料和制造方法受到非常长的制造周期时间、材料浪费和处置成本的困扰。已知的热固性方法涉及许多加工周期，单独制造的部件被转化为子组件。子组件以重大的成本和重量被手动装配，并且保留产品缺陷和废料。已知的过程还需要多个复杂的工具和装置，其需要长的生产周期、储存设备和基础设施。还需要复合材料面板的定制处理以解决隔热和由气流、装置和其他***产生的噪音。已知的过程不允许复杂的设计配置需要的新的装饰纹理均匀性的集成。当前的过程也不是工具侧控制的，其给予零件至零件可变性并且需要维修。
现有的复合材料构造通常包含仅展现细微差别的热特性的多种材料。但是，使用均匀温度场制造这些现有的复合材料配置的加工方法对于展示高度可变的热特性的许多新材料或材料配置不是最理想的。虽然使用多阶段加工方法用这些新材料生产复合材料结构仍是可行的，但是其在时间和能量二者上也均是效率低的。单阶段加工对于其效率是优选的。
常规的工装和制造方法还缺少制造净尺寸零件的能力。这导致过多的材料从零件***修剪和内部切除。热固性材料不是可重复使用的，并且因此修整导致增加的材料浪费，同时还诱导可改变部件的使用寿命的残余应力和脆化。
另外，常规的工装和制造方法涉及冗长的转换时间以及冲模和其他部件的大量的、耗时的预加热。
存在对避免以上陈述的弊端并且赋予另外的改善的面板制造过程的需要。
发明内容
本公开内容提供涉及形成热塑性零件的***、装置和方法。在一些方面，形成热塑性零件的方法可包括进给热塑性材料至预热烘箱内以形成预热的热塑性材料；进给预热的热塑性材料至成形压力机内以形成压制的热塑性零件，其中成形压力机包括第一工具和第二工具，其中至少第一工具包括具有多个面的旋转工具；和精加工压制的热塑性零件。
在一些方面，成形压力机可包括铸模工具和冲压工具，其中铸模工具和冲压工具的至少一个包括具有多个面的旋转工具，每个面具有配置用于形成热塑性材料中的不同零件的不同的模具。
在一些方面，用于形成热塑性零件的***可包括热塑性来源台、冲压台和精加工台，连续的加工路径被限定为从在热塑性来源台的热塑性幅材材料的辊通过冲压台和精加工台。
特征、功能和优势可以在本公开内容的各个方面独立地实现，或可以在又其他实施例中结合，参考下述描述和附图可见其进一步细节。
附图说明
图1是根据本公开内容的方面显示用于使用具有多面铸模工装的压力机形成热塑性零件的示意性方法的步骤的流程图。
图2是根据本公开内容的方面用于形成热塑性零件的说明性制造***的示意图。
图3是具有有纹理的铸模工装的说明性成形压力机的示意图。
图4A和4B描绘了显示并入另外的材料的说明性成形压力机，和产生于该方法的说明性零件的示意图。
具体实施方式
概述
以下描述并且在相关附图中图解了具有旋转的、多面的铸模工装的热成形***的各种实例，以及相关方法。除非另有说明，热成形***和/或其各种部件可以，但不需要，包含本文描述、图解和/或并入的结构、部件、功能和/或变型的至少一种。此外，结合本教导本文描述、图解和/或并入的方法步骤、结构、部件、功能和/或变型可以，但不需要，包括在其他相似的热成形***中。各种实例的以下描述本质上仅仅是示例性的并且决不旨在限制本公开内容、其应用或用途。另外，如下描述的实例提供的优势本质上是示意性的并且不是所有的实例提供相同的优势或相同程度的优势。
热固性方法和材料通常被用于各种工业中的常规的应用。例如，热固性方法和材料已经被用于航空工业中以制造非结构，非金属的飞行器复合材料零件，比如舱顶面板、侧壁、储物舱(stowbin)和等级分隔物(class divider)。热固性塑料最初是软的，并且通过固化(例如，使用热)不可逆地变化至硬化的最终状态。热固性操作通常涉及易腐烂的原材料、大量的半成品(WIP)、长的预热(warm up)周期、大量的二次精加工操作和冗长的转换程序。相反，热塑性塑料和制造相同零件和部件的热成形操作使用可包括大大减少的WIP、可以在室温下无限期地储存的原材料、和基本上消除浪费，以及其他益处。
一般而言，根据本公开内容的方面的模块化热成形***可包括热塑性材料的连续的幅材或薄片，其通过一个或多个预热烘箱(例如，从材料的缠绕的辊)被进给。预热烘箱加热幅材以软化热塑性材料。然后以连续的方式将幅材进给至成形压力机内，其中配合模具在幅材上闭合。压力容器(也称为压力盒)也可以围绕模制区域闭合。包括阳模和阴模(在一些情况下也分别被称为凸模和凹模，或被称为两个成形冲模，或被称为冲压工具和铸模工具)的配合的铸模工装可包括多面的部件(即，具有多个面)。例如，冲模可具有多个面，其每个包括不同的成形模具或冲模。例如，立方体形冲模或模具可包括四个这样的面。虽然本文讨论了四个面，但是多面冲模可包括任何适合的多边形横截面和相应数目的面。每个面可配置为接收和保留可替代的工装。在一些实例中，可替代的工装采用可拆卸地附接至冲模的面的***物的形式。
通过使冲模围绕平行于面运动的轴旋转，冲模面中的任何一个可投入使用。因此，多面工装可以被称为旋转的、可旋转的和/或旋转架(rotisserie)。在一些实例中，多面工具可以围绕水平轴旋转。在一些实例中，多面工具可以围绕垂直轴旋转。在一些实例中，多个面可以形成阵列，使得通过水平平移可以将面移动至或移动出适当的位置。这些实例中的每个假定基本上水平的加工路径。其他取向可以是适合的。
通过压力和/或真空可以帮助成形，其可以通过压力容器被促进。另外的部件，比如加强构件，可以在成形过程期间被并入成形的零件，如下进一步描述。这些另外的部件可以提供各种特征，比如硬度、刚性、声学特性，等等。
在冲模成形过程之后，幅材可以从压力机出料并且进入精加工区域。使用一个或多个机器人或其他操纵***，开口或孔可以在零件中形成。相同或不同的机器人***可以从幅材切割零件，并且可以修整零件和放置零件至用于运输至另一过程或至存储区的接收推车或传送机。幅材的剩余部分可以缠绕在接收线轴上，用于再使用或再循环。
定义
“热塑性塑料(thermoplastic or thermoplastics)”指一种类型的塑料材料(或聚合物)，当加热至高于其玻璃化转变温度时其软化并且可成形为新形状，并且在冷却后其随后固化，基本上保留新形状。该过程通常是可逆的并且可重复的，使得热塑性塑料可以被再循环(例如，再成型)。通过任何适合的方法一一比如压缩模制、真空模制、挤出、注射模制，等等，或这些的任何组合一一可以完成成形。热塑性塑料的实例包括丙烯酸类塑料、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、尼龙、聚乙烯、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯(PVC)，等等。其他实例可包括适于高温***的材料，比如PEI、PPS、PPSU、PEKK，和适于较低温度***的材料，比如聚碳酸酯和聚氨基甲酸酯。
实施例、部件和可选方案
以下部分描述了示例性热成形***以及相关***和/或方法的选择的方面。这些部分中的实施例旨在用于图解并且不应被解释为限制本公开内容的整个范围。每个部分可包括一个或多个不同的发明，和/或上下文的或相关的信息、功能和/或结构。
说明性热成形过程：
如图1所显示，该部分描述了热成形方法10的选择的操作。图1是图解由一个实施例执行的操作的流程图，并且可以不叙述该方法的完整过程或所有步骤。图1描绘了方法的多个步骤，通常在10指示，其可以根据本公开内容的方面结合热成形***被执行。虽然以下描述了并且在图1中描绘了方法10的各个步骤，这些步骤不需要全部被执行，并且在一些情况下可以以与显示的顺序不同的顺序被执行。
在操作12中，热塑性材料可以被进给至***10内。热塑性材料可以比如从材料的辊或线轴被连续地进给。材料可以包括热塑性塑料的挤出的薄片或幅材。在一些实施例中，热塑性幅材可以被层压或以其他方式与其他材料——比如装饰膜、泡沫面板、热塑性蜂窝结构、单向带材、和/或增强的热塑性带材——搭配。材料的进给可以通过任何适合的方法或设备实现。例如，可以利用驱动辊、链式传送机、销式传送机，等等，或这些的任何组合。
在操作14中，热塑性材料可以比如在烘箱中被加热(例如，预热)。例如，一个或多个对流和/或传导加热器元件可以邻近热塑性塑料的薄片布置。例如，薄片可被传送通过烘箱。在一些实施例中，可以采用局部加热，比如使用红外(IR)加热元件。局部加热可以适合于各种应用，包括使部件热粘合至核心或衬底。此外，加热可以在一个或多个台执行。例如，加热可以在成形压力机上游、成形压力机下游、或二者执行。
在操作16中，通过具有可旋转的、多面的工装的成形压力机可以形成预热的热塑性材料。例如，成形压力机可包括配合模具，使得薄片被传送至邻近具有第一模具形状的第一模具的位置。具有配置为与第一模具配合的第二模具形状的第二模具可以强制地与薄片接触，冲压薄片至第一模具上和/或至第一模具内。换句话说，成形压力机可以在热塑性薄片上闭合。可以通过比如内部加热机构加热第一和/或第二模具。在预定的时间之后，成形压力机可以被打开，并且成形的薄片可以被冷却(主动地和/或被动地)，使得薄片保留符合压力机模具的形状。一个或两个压力机模具可以是多面的。换句话说，不同的模具面可以出现在单个模具工具上，使得选择的模具面可以被旋转进入操作位置。在一些实施例中，第一和第二模具工具都是可旋转的，使得相应的阳模面和阴模面可以通过旋转至位置内匹配。在一些实施例中，每个模具工具是可旋转的，使得旋转轴横向于冲压运动。例如，一个或两个成形模具在其中垂直移动的压力机可包括在水平轴上选择性旋转的工装。
在操作18中，成形的热塑性材料可以从材料的连续薄片完成和/或去除。例如，成形的热塑性材料可包括将要在更大的组件、制造过程中的进一步步骤、和/或单独的物体中被利用的零件。因此，通过操作——比如划线、切割、修整、冲压、印刷、涂抹等等，或这些的任何组合——成形的材料可以转化为成品零件。注意上下文中的“精加工”是关于本操作，并且不需要关于整个制造过程。在一些实施例中，成形的材料可具有切割或冲压的一个或多个孔或开口，接着从材料的较大幅材切割，和修整至选定的公差。通过任何适合的装置或设备——比如具有适合的末端执行器的一个或多个机器人、一个或多个冲压机、一个或多个印刷机等——可以执行诸如这些的精加工操作。在一些实施例中，工业机器人可以用于多于一种此类操作。例如，机器人可具有多功能末端执行器和/或按需要替换末端执行器的能力。
在操作20中，热塑性材料的剩余部分可以被收集作为可再循环的碎片。部分热塑性材料可以在沿着加工路径的任何适合的位置被回收和再循环。例如，在从热塑性材料的薄片去除零件之后，剩余的碎片可以缠绕至收集辊上，并且被加工用于再循环。该能力增加了零件设计的显著灵活性，因为碎片减少比其中碎片无法使用的过程较不优先。例如，在该热塑性过程中，对于相邻零件和/或连续零件的密铺或拼贴具有大大减少的需要，如果需要其可以彼此间隔开。
在操作22中，在操作18中完成的零件可以被运输，比如至随后的制造过程、存储区、集货区，等等。例如，取放型机器人或其他机器可用于从精加工区域移出成品零件并且将成品零件放置在运输推车上、传送机上或容器内。多个成品零件可以被堆叠或以其他方式布置，用于储存或运输。
说明性热成形***：
如图2-4所显示，该部分描述了热成形***100，其可适合用于实施方法10等等。
图2是并入辊对辊过程、具有多面工装的成形压力机和模块化设计的热成形***100的示意图。图3是说明性成形压力机的示意性局部视图，显示了有纹理的模具和三层幅材材料。虽然描绘了三层，但是可以利用任何适合数目的层。图4A和4B描绘了说明性成形压力机的示意性局部侧视图，同时显示了热塑性材料的热成形和另外的部件与成形的零件的集成。
参考图2，热成形***100包括热塑性塑料102的薄片或幅材，其通过从第一辊104至第二辊106的过程连续地进给。热塑性塑料102可包括任何适合的热塑性塑料，并且可进一步包括层压或以其他方式贴附至热塑性衬底的一个或多个另外的材料层。例如，装饰膜可以被层压在热塑性塑料层的任一面上，比如在图3中所描绘，其中热塑性塑料102被夹在顶部装饰膜层108和底部装饰膜层110之间。
更多或更少的部件层、面和配置可以与***100一起使用。在一些实施例中，部件层可以通过***单独地被进给，在热成形过程中被粘合或层压在一起。已知层状面板制造的各个方面。
在一些实施例中，由***100形成的内部飞行器面板可具有由增强核心分开的一对热塑性薄片(也称为面)以增强特性，比如噪音衰减、隔热、或结构刚性。增强核心可包括布置在两个面之间的任何适合的材料，以改善某些面板特性——比如声衰减、隔热和/或强度，以支持压缩紧固负载和提供增加的硬度。核心可以由辊提供，或可以作为单个面板提供。核心可以是蜂窝核心(用于强度)、用于隔音和/或隔热的开孔或闭孔泡沫、或用于隔音和/或隔热的纤维垫、或其组合(例如，泡沫核心和蜂窝核心的组合)。可选地或另外地，具有隔热和/或隔音特性的闭孔或开孔(或其组合)泡沫核心或纤维垫可以被附连至一个面的外部表面。
核心可包括一个或多个棒以改善噪音衰减。棒的横截面可以是实心的或中空的，并且由聚合物、金属、非金属或其各种组合组成，比如用塑料覆盖的金属丝。在优选的实施例中，聚合物棒可以由热塑性材料制造，比如聚醚酰亚胺、聚苯砜(polyphenysulfone)或聚芳砜。
装饰膜或观赏膜(一种或多种)可以是不透明的或透明的，有图案的或可印刷的(例如，聚氟乙烯和聚二氟乙烯(polyvinyldinefluoride))。可以使用紫外辐射从背面印刷透明膜以保护膜不被溶剂磨损和褪色。与塑料衬底相容的装饰膜材料可以通过融合在成型周期期间被自动地集成至基底面(热和压力)。另一选择是设置热活化的粘合剂膜。
通过预热烘箱112进给热塑性薄片102。预热烘箱112可包括配置为在下游热成形操作之前使热塑性薄片102的温度升高的任何适合的加热部件。预热烘箱112可包括上加热元件114和下加热元件116，使得薄片102的两个主面例如被均匀地加热。可以存在一个或多个预热烘箱112。烘箱可以是模块化和便携的，使得可以根据需要在线放置不同数量和/或类型的烘箱。
在预热烘箱之后，热塑性薄片102被进给至热成形压力机118内，也称为冲压台。热成形压力机118，其在图2中示意性地显示，包括外壳120和模具工装122。外壳120可包括配置为将成形装置与外部环境分离的任何适合的结构，比如为了人员安全原因和/或污染预防。也可以存在压力盒或压力容器(没有画出)以选择性地控制形成区域的加压/减压。
模具工装122可包括一对配合工具。在图2中描绘的实施例中，模具工装包括模具工具124和相应的冲压工具126。模具工具124可具有包括阳部分、***分或其组合的第一拓扑结构，其对应于正在制造的面板或其他零件的期望的形状。模具工具124是两个工具中下面的，并且配置为在成形压力机118操作期间保持固定。
冲压工具126是两个工具中上面的，并且配置为在操作期间相对于模具工具124向上和向下平移。冲压工具126具有配置为与模具工具124的第一拓扑结构配合的第二拓扑结构。一般而言，成形压力机118以与标准成形压力机相似的方式操作，使得配合的工具结合在一起，薄片102在其之间，以使热塑性薄片成形为期望的构造。例如，压力机可产生飞行器内部面板。
但是，与已知的热成形压力机相反，冲压工具126可包括具有多个面128的选择性可旋转的工具或旋转工具，其中每个面具有功能冲压工具拓扑结构。例如，如图2中所显示，冲压工具126可包括立方形工具上的四个面。如描述的，冲压工具126可以是例如在具有基本上水平取向的轴130上选择性可旋转的。冲压工具126在正常操作期间将关于轴保持固定。当期望不同拓扑结构时进行冲压工具126的旋转，使得对相对的模具工具应呈现不同的面。例如，当从一个生产线变化至另一生产线时，或当改变期望的压制特征时，这可以进行。
可以基于若干因素选择工具面128的数目，包括待制造用于给定项目或指定交通工具(例如，飞行器模型)的不同面板的数目。可以存在任何适合数目的面128。可以在冲压操作中使用任何或全部的面。在一些实施例中，一个或多个面可用于其他目的，比如在加热的环境中储存备用工装附件。
可以通过比如内部加热机构加热冲压工具126和/或模具工具124。例如，加热机构可包括布置在冲压工具126和/或模具工具124中的感应加热元件132。在一些实施例中，冲压工具126可以被加热至比模具工具124更高的温度。
冲压工具126的每个面128可包括可拆卸的***物134，使得冲压工具配置为牢固地接收***物。***物134各自包括待用于冲压热塑性薄片的特定拓扑结构。例如，一个***物134可包括两个突出部分和一个凹进部分，而另一***物134包括单个弯曲的表面。这种***物的使用促进当期望的拓扑结构改变时，比如当冲压用于不同项目或飞行器模型的零件时不需要替换标准冲压工具。通常用于加热冲压工具的时间也减少，因为在转换期间工具本身保留在适当的位置。仅需要替换工装***物。
该组***物可包括包含任何适合的材料的***物134，其配置为经受成形压力和温度，并且传导热至热塑性薄片。在一些实施例中，***物134是金属的。在一些实施例中，一个或多个***物134由3-D可打印材料制造。可打印的***物允许快速制作原型(prototyping)、维修和响应式设计变化，以及其他益处。
在一些实施例中，如果冲压工具和模具工具二者均变化至相应的拓扑结构，仅可实现冲压工具和模具工具的配合。在那些实施例中，冲压工具126和模具工具124二者可以是可旋转的并且包括多个面。在其他实施例中，通过完全替换——比如通过去除第一模具工具和安装第二模具工具——模具工具124可以转换。在其他实施例中，模具工具124可以与多个不同的冲压工具面***物一起使用。在仍其他实施例中，仅单个工具可用于比如真空成形操作中。
转至图3，显示了模具工具124’和冲压工具126’的示意性实施例，其中模具工具124’包括有纹理的表面。任何适合的有纹理的表面可以被利用并且在冲压操作期间被传送至热塑性零件。有纹理的表面是任选的，和可以基于模制的零件的期望的特征选择。类似地，冲压工具126’可以包括或可以不包括有纹理的表面。
图4A和4B显示了模具工具124”和冲压工具126”的另一说明性实施例，其中模具工具124配置为接收待集成为压制的零件136的部件135。当热塑性薄片102’在模具工具124”和冲压工具126”之间被压制以形成压制的零件136时，通过热、压力、和/或粘合剂的组合将部件135融合至零件。
返回至图2，冲压台可包括取放型工业机器人138等等。机器人138可包括任何适合的工业装置，其配置为放置物品比如部件135至模具工具124和/或冲压工具126上，和/或帮助转换冲压工装。例如，机器人138可帮助为特定的工具配置交换模具零件。
在冲压操作之后，成形的零件140——其可以是预先切割或仍与薄片102一致——将离开压力机并且继续进行至精加工台142。精加工机器人144可以布置为与精加工台142中的薄片102相邻，使得精加工机器人能够在成形的零件140上进行精加工操作。例如，精加工机器人144可包括具有工具的末端执行器146，该工具用于切割、冲压、研磨、磨光、蚀刻、加热、粘合、紧固、旋转、钻孔等等，或这些的任何组合。因此，精加工机器人144可以在零件140上执行操作，比如形成窗、孔、表面特征等等。在一些实施例中，精加工机器人144可以从薄片102切割零件140和/或执行零件的修整。在其他实施例中，可以建立单独的修整台。
第二机器人148可以被安置在精加工台或修整台。机器人148可以是具有末端执行器150的取放型机器人，其配置用于从薄片102去除零件140，可能修整零件，并且将零件放置在附近的推车152或其他运输工具或容器上。推车152可包括任何适合的推车，比如具有接收表面的轮式推车，其用于从机器人148安全地接收一个或多个零件140。在一些实施例中，推车152可包括一个或多个夹紧机构154，其可拆卸地固定至地板或其他支撑表面的相应部件。这种夹紧确保推车被绝对地定位。
第二推车156，其可能与推车152相似，可以布置在机器人144和148之间或与机器人144和148相邻。推车156可包括机器人可使用的可选的和/或替换工具或末端执行器零件，在158处指示。机器人144和/或机器人148可配置为以指定的间隔自动替换某些工具，例如，基于进行的操作的时间或数目。在一些实施例中，操作者可启动这种工具改变，例如，通过机器人的远程、程序控制。
在精加工台和/或修整台之后，碎片回收台160可包括卷取辊106以在去除压制的和成品零件之后收集薄片102的剩余物。
选择的另外的实例：
该部分描述了热成形***和方法的另外的方面和特征，呈现但不限于一系列段，为了清楚和效率，其一些或全部可以字母数字命名。这些段中的每个可结合一个或多个其他段，和/或本申请中其他地方的公开内容，包括通过参考以任何适合的方式以交叉引用并入的材料。以下的一些段清楚地引用并且进一步限制其他段，提供但不限于一些适合的组合的实例。
A.形成热塑性零件的方法，所述方法包括以下步骤：进给热塑性材料至预热烘箱内以形成预热的热塑性材料；进给预热的热塑性材料至成形压力机内以形成压制的热塑性零件，其中成形压力机包括第一工具和第二工具，其中至少第一工具包括具有多个面的旋转工具；和精加工压制的热塑性零件。
A1.根据段A所述的方法，其中旋转工具的每个面具有不同的模具配置，该方法进一步包括步骤：使旋转工具旋转以改变指向第二工具的面。
A2.根据段A至A1任一项所述的方法，其中第一工具是冲压工具，并且第二工具是模具工具。
A3.根据段A2所述的方法，其中冲压工具和模具工具配置为彼此配合。
A4.根据段A至A3任一项所述的方法，其中旋转工具具有四个面。
A5.根据段A至A4任一项所述的方法，其中旋转工具的每个面具有用于固定可互换的***物的接收结构，每个***物具有不同的模具配置，该方法进一步包括步骤：从旋转工具上的接收结构去除第一***物，和用第二***物将其替换。
A6.根据段A至A5任一项所述的方法，进一步包括步骤：使热塑性材料的幅材从预热烘箱上游的辊平移通过连续的加工路径。
A7.根据段A至A6任一项所述的方法，进一步包括：修整成形压力机下游的热塑性材料。
A8.根据段A至A7任一项所述的方法，进一步包括步骤：从旋转工具内侧加热一个或多个面。
A9.根据段A至A8任一项所述的方法，进一步包括步骤：使用成形压力机将附属部件嵌入热塑性材料中。
A10.根据段A至A9任一项所述的方法，其中成形压力机中第一工具和第二工具的每个包括具有多个面的旋转工具。
A11.根据段A至A10任一项所述的方法，进一步包括步骤：将模具零件机械性地放置在模具工具上，该模具零件对应于冲压工具的面上的具体***物面板。
A12.根据段A至A11任一项所述的方法，进一步包括步骤：将有纹理的工具表面冲压至成形压力机中的热塑性材料上。
A13.根据段A至A12任一项所述的方法，其中旋转工具围绕基本上水平的轴旋转以改变旋转工具的不同面的应用。
A14.根据段A至A13任一项所述的方法，其中连续的加工路径被限定为从预热烘箱上游的热塑性材料的辊通过成形压力机至精加工台。
A15.根据段A14所述的方法，其中旋转工具围绕横向于加工路径的方向的轴旋转以改变旋转工具的不同面的应用。
A16.根据段A至A15任一项所述的方法，进一步包括步骤：将一组***物装载至旋转工具内，该一组***物对应于配置用于具体飞行器设计中的组件的一组内部面板。
A17.根据段A至A16任一项所述的方法，进一步包括步骤：在冲压步骤期间停止进给幅材，并且同时从成形压力机下游的加工路径切割和去除成品零件。
A18.根据段A至A17任一项所述的方法，进一步包括步骤：供应具有预成型的装饰性设计的热塑性材料。
B.成形压力机，其包括：模具工具和冲压工具，其中模具工具和冲压工具的至少一个包括具有多个面的旋转工具，每个面具有配置用于形成热塑性材料中的不同零件的不同的模具。
B1.根据段B所述的成形压力机，该旋转工具的每个面具有用于固定可互换的***物的接收结构，每个***物具有不同的模具配置。
B2.根据段B至B1任一项所述的成形压力机，其中模具工具和冲压工具中的每个包括具有多个面的旋转工具。
B3.根据段B至B2任一项所述的成形压力机，其中旋转工具具有四个面。
B4.根据段B至B3任一项所述的成形压力机，其中旋转工具具有关联的(例如，内部)加热机构。
B5.根据段B至B4任一项所述的成形压力机，其中旋转工具带有一组***物，该组***物对应于配置用于具体飞行器设计中的组件的一组热塑性内部面板。
C.一种用于形成热塑性零件的***，其包括：热塑性来源台、冲压台和精加工台，连续的加工路径被限定为从在热塑性来源台的热塑性幅材材料的辊通过冲压台和精加工台。
C1.根据段C所述的***，其进一步包括：在冲压台上游的预加热台。
C2.根据段C至C1任一项所述的***，其中冲压台包括用于形成不同零件的具有多个面的旋转工具。
C3.根据段C至C2任一项所述的***，其中冲压台包括模具工具和冲压工具，每个工具包括用于形成不同零件的具有多个面的旋转工具。
C4.根据段C至C3任一项所述的***，其中冲压台包括具有内部加热机构的工具。
C5.根据段C至C4任一项所述的***，进一步包括：在冲压台的机器人，其配置为针对具体的工具配置交换模具零件。
C6.根据段C至C5任一项所述的***，进一步包括：在冲压台下游的修整台。
C7.根据段C至C6任一项所述的***，进一步包括：处理器，其编程为控制热塑性幅材材料通过加工路径的平移，和装置在台处的操作。
D.一种扩大制造能力的方法，其通过一个或多个加热单元、冲压台、次级操作组件单元的模块性和灵活性，和/或利用材料的辊，利用旋转工装加固一个流程操作中的所有材料部件。
E.根据任何其他编号的段所述的***或方法，其中旋转工具替代可被平移进或平移出压力机的工装表面的阵列。
E1.根据段E所述的***或方法，其中该阵列是圆柱形的。
E2.根据段E所述的***或方法，其中该阵列是水平可平移的。
E3.根据段E所述的***或方法，其中第一工具是水平可平移的并且第二工具是可旋转的。
F.一种模块化运输和加热***，其允许各种材料形式，使得如果具体零件需要非轧制原料，那么生产***是灵活的以允许进给薄片材料。
F1.根据段F所述的***，包括轧制材料和薄片材料的组合以结合成可固化的复合材料。
G.根据任何其他编号的段所述的***或方法，其中热塑性幅材材料包括热塑性复合材料，该热塑性复合材料包括热塑性幅材和至少一种另外的热塑性部件。
G1.根据段G所述的***或方法，其中至少一种另外的部件包括实心薄片。
G2.根据段G所述的***或方法，其中至少一种另外的部件包括选自下述组的至少一种材料：编织物材料、非织造材料、开孔泡沫、闭孔泡沫、热塑性蜂窝、增强层压板和喷射的纤维材料。
优势、特征和益处
本文所述的热成形***的不同实施例提供了相对于已知的用于制造零件——比如用于飞行器的内部面板——的方案的若干优势。例如，本文所述的说明性实例允许通过***从辊至辊连续地进给材料薄片，而没有任何配套组件(kit)或空闲时间(blank)。
另外地，并且在其他益处中，本文所述的说明性实施例允许热塑性材料中或热塑性材料上的色彩、纹理和/或装饰性设计的集成。
另外地，并且在其他益处中，本文所述的说明性实施例允许单个可旋转的核心上的多个模具工装面，促进过程的快速转换。另外地，可替代的工装***物允许另外的灵活性和可变性。
另外地，并且在其他益处中，本文所述的说明性实施例允许***部件的模块性，使得可以容易的包括不同类型或数目的每个部件。
另外地，并且在其他益处中，本文所述的说明性实施例允许碎片材料的再循环和再使用。
没有已知的***或设备可执行这些功能，尤其关于飞行器内部面板的制造。但是，不是本文所述的所有实例都提供相同优势或相同程度的优势。
结论
以上阐释的公开内容可包括具有独立实用性的多个不同的实例。虽然这些中的每个已经以其优选的形式(一种或多种)被公开，如本文公开和图解的其具体实例不认为是限制意义，因为许多变型是可能的。就本公开内容内使用的段落标题来说，这种标题仅用于组织目的。本发明的主题(一个或多个)包括本文公开的各种元件、特征、功能、和/或特性的所有新的和非显而易见的组合和子组合。权利要求具体地指出了被认为新的和非显而易见的某些组合和子组合。特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以在要求来自此处或相关申请的优先权的申请中被要求保护。这种权利要求，与原始权利要求相比在范围上不论是否更宽、更窄、相等或不同，也被认为包括在本公开内容的主题内。

Claims (17)

1.一种形成热塑性零件的方法，所述方法包括步骤：
进给热塑性材料至预热烘箱内以形成预热的热塑性材料(12)；
进给所述预热的热塑性材料至成形压力机内以形成压制的热塑性零件，其中所述成形压力机包括第一工具和第二工具，其中至少所述第一工具包括具有多个面的旋转工具(16)；和
精加工所述压制的热塑性零件(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转工具的每个面具有不同的模具配置，所述方法进一步包括步骤：
使所述旋转工具旋转以改变指向所述第二工具的面。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一工具是冲压工具，并且所述第二工具是模具工具，优选地，其中所述冲压工具和所述模具工具配置为彼此配合，优选地，所述成形压力机中所述第一工具和所述第二工具的每个包括具有多个面的旋转工具。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转工具的每个面具有用于固定可互换***物的接收结构，每个***物具有不同的模具配置，所述方法进一步包括步骤：
从所述旋转工具上的接收结构去除第一***物，和用第二***物将其替换。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：
使热塑性材料的幅材从预热烘箱上游的辊平移通过连续的加工路径。
6.根据权利要求1-5所述的方法，进一步包括步骤：
从所述旋转工具内侧加热一个或多个面。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：使用成形压力机将附属部件嵌入所述热塑性材料中和/或将有纹理的工具表面冲压至所述成形压力机中的所述热塑性材料上。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：将所述模具零件机械性地放置在所述模具工具上，所述模具零件对应于所述冲压工具的面上的具体***物面板。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转工具围绕基本上水平的轴旋转以改变所述旋转工具的不同面的应用，优选地，其中所述旋转工具围绕横向于加工路径的方向的轴旋转以改变所述旋转工具的不同面的应用。
10.根据权利要求1所述的方法，其中连续的加工路径被限定为从所述预热烘箱上游的热塑性材料的辊通过所述成形压力机至精加工台。
11.权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：将一组***物装载至所述旋转工具内，所述一组***物对应于配置用于具体飞行器设计中的组件的一组内部面板，优选地，所述方法进一步包括步骤：供应具有预成型的装饰性设计的所述热塑性材料。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：在冲压步骤期间停止进给所述幅材，并且同时从所述成形压力机下游的所述加工路径切割和去除成品零件。
13.一种成形压力机，其包括：
模具工具(124)和冲压工具(126)，
其中所述模具工具和所述冲压工具的至少一个包括具有多个面(128)的旋转工具，每个面具有配置用于形成热塑性材料中的不同零件的不同的模具，优选地，其中所述旋转工具具有加热机构(132)。
14.根据权利要求13所述的成形压力机，所述旋转工具的每个面(128)具有用于固定可互换的***物(134)的接收结构，每个***物具有不同的模具配置，优选地，所述旋转工具带有一组***物，所述一组***物对应于配置用于具体飞行器设计中的组件的一组热塑性内部面板。
15.一种用于形成热塑性零件的***，其包括：
热塑性来源台(104)、冲压台(118)和精加工台(142)，连续的加工路径被限定为从在热塑性来源台的热塑性幅材材料的辊，通过所述冲压台和所述精加工台，优选地，其中所述冲压台包括具有内部加热机构的工具。
16.根据权利要求15所述的***，其中所述冲压台(118)包括用于形成不同零件的具有多个面(128)的旋转工具，优选地，
所述冲压台(118)包括模具工具(124)和冲压工具(126)，每个工具包括用于形成不同零件的具有多个面(128)的旋转工具。
17.根据权利要求15或16所述的***，进一步包括：在所述冲压台(112)上游的预加热台。
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