УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО КОМПОНЕНТА, ИМЕЮЩЕГО БОЛЬШУЮ ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ, ИЗ АРМИРОВАННОГО ВОЛОКНА КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

1. Устройство для изготовления конструктивного компонента, имеющего большую площадь поверхности, из армированного волокнами композиционного материала, предназначенного для использования, в частности, в авиационной промышленности, которое включает в себя предопределенный формообразующий элемент (1); управляемый укладочный механизм (4, 5, 6) для укладки определенным образом по меньшей мере одного волокнистого листа (15) поверх формообразующего элемента (1) или внутри него, причем укладочный механизм (4, 5, 6) снабжен четырьмя синхронно управляемыми подъемными колоннами (4), которые сгруппированы попарно с расположением вокруг формообразующего элемента (1), при этом каждая пара подъемных колонн (4) снабжена регулируемым по высоте поперечным элементом (5), а в каждом поперечном элементе (5) предусмотрены две встроенные приемные каретки (6) для установки предварительно подготовленных рулонов (2, 3) волокнистого материала, которые могут синхронно перемещаться вдоль соответствующего поперечного элемента (5); управляемое поворотное устройство (10) для поворота формообразующего элемента (1) и укладочного механизма (4, 5, 6) на заданный угол относительно друг друга; и центральное управляющее устройство, подключенное к укладочному механизму (4, 5, 6) и поворотному устройству (10) для управления ими.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формообразующий элемент (1) имеет форму, приблизительно соответствующую форме перевернутой неглубокой тарелки.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что формообразующий элемент (1) имеет овальное или круглое поперечное сечение.
4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что формообразующему элементу (1) придана соответствующая форма для формирования гермоднища воздушного судна.
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что все приемные каретки (6) снабжены приводами с электронным управлением, причем управление этими приводами осуществляется при помощи центрального управляющего устройства, синхронно с другими приемными каретками (6).
6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что центральное управляющее устройство подключено к подъемным колоннам (4) для синхронной регулировки вертикального положения поперечных элементов (5) вдоль продольной оси подъемных колонн (4), а также к приемным кареткам (6) для синхронного перемещения приемных кареток (6) вдоль поперечных элементов (5).
7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что укладочный механизм (4, 5, 6) снабжен передаточным устройством для приема волокнистого листа (15), свернутого в два рулона (2, 3) волокнистого материала, из транспортировочной тележки (8) в определенном транспортировочном положении.
8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поворотное устройство снабжено управляемым поворотным столом (10) для приема и позиционирования формообразующего элемента (1) относительно укладочного механизма (4, 5, 6).
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что поворотный стол (10) снабжен приводом (11) с электронным управлением, причем управление этим приводом осуществляется при помощи центрального управляющего устройства.
10. Устройств по п.1 или 2, отличающееся тем, что содержит регулируемый подиум (13), обеспечивающий техническому персоналу доступ к любому месту формообразующего элемента (1).
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что положение подиума (13) регулируется на системе рельсовых направляющих, причем указанный подиум снабжен по меньшей мере одной поворотной платформой (14).
12. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что содержит устройство позиционирования, например, разметочное устройство, линейный лазерный проектор или аналогичное устройство, которое обеспечивает позиционирование укладываемого волокнистого листа (15), и/или любого дополнительного усилительного средства, согласованно с определенным положением поворотного устройства (10).
13. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что снабжено устройством аварийного управления, которое позволяет в ручном аварийном режиме произвести укладку волокнистого листа (15) в случае нарушения функции автоматического управления центрального управляющего устройства.
14. Способ изготовления конструктивного компонента, имеющего большую площадь поверхности, из армированного волокнами композиционного материала, предназначенного для использования, в частности, в авиационной промышленности, включающий в себя следующие этапы:
обеспечение предопределенного формообразующего элемента (1);
предварительное свертывание подлежащего укладке волокнистого листа (15) в два рулона (2, 3) волокнистого материала, которые принимают с помощью управляемого укладочного механизма (4, 5, 6);
укладывание определенным образом волокнистого листа (15) поверх формообразующего элемента (1) или внутри него путем регулирования положения двух рулонов (2, 3) волокнистого материала в вертикальном и поперечном направлениях, а также путем равномерного и синхронного направления двух рулонов (2, 3) волокнистого материала от центра формообразующего элемента (1) к его краю при помощи управляемого укладочного механизма (4, 5, 6);
поворот формообразующего элемента (1) и управляемого укладочного механизма (4, 5, 6) на заданный угол по отношению друг к другу при помощи управляемого поворотного устройства (10); и
укладывание определенным образом дальнейшего волокнистого листа поверх уложенного волокнистого листа (15) при помощи управляемого укладочного механизма (4, 5, 6).
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что работой укладочного механизма (4, 5, 6) и поворотного устройства (10) управляют посредством центрального управляющего устройства.
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что определенное число волокнистых листов (15), например, шесть, укладывают друг на друга поверх формообразующего элемента (1) или внутри него, причем после укладки каждого волокнистого листа (15) формообразующий элемент (1) при помощи поворотного устройства (10) поворачивают на заданный угол, например, на 30°, относительно укладочного механизма (4, 5, 6) и затем фиксируют в этом положении.
17. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что обеспечивают перемещение, самонесущим образом, двух рулонов (2, 3) волокнистого материала на высоте примерно 50 мм над формообразующим элементом (1).
18. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что управление заданной скоростью разматывания, заданной скоростью продвижения и/или заданной величиной продвижения волокнистого листа (15), при укладывании последнего поверх формообразующего элемента (1) или внутри него, осуществляют с помощью центрального управляющего устройства.
19. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что, в случае нарушения функции автоматического управления центрального управляющего устройства, обеспечивают работу укладочного механизма (4, 5, 6) в аварийном режиме, позволяющем вручную произвести укладку волокнистого листа (15).