[go: up one dir, main page]

NL2036860B1 - Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites - Google Patents

Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites

Info

Publication number
NL2036860B1
NL2036860B1 NL2036860A NL2036860A NL2036860B1 NL 2036860 B1 NL2036860 B1 NL 2036860B1 NL 2036860 A NL2036860 A NL 2036860A NL 2036860 A NL2036860 A NL 2036860A NL 2036860 B1 NL2036860 B1 NL 2036860B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
ply
forming surface
compaction
examples
Prior art date
Application number
NL2036860A
Other languages
English (en)
Inventor
Heng Sangvavann
A Fritzke Ricardo
C Zgherea Lisa
A Johnson Brice
R Brown Christopher
N Wienhold Erik
j smith Brian
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Priority to NL2036860A priority Critical patent/NL2036860B1/en
Priority to EP24202438.8A priority patent/EP4563549A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2036860B1 publication Critical patent/NL2036860B1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/38—Fiber or whisker reinforced

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)

Claims (19)

CONCLUSIES
1. Werkwijze (1000) voor het vervaardigen van een keramische matrixcomposietstructuur (260), waarbij de werkwijze (1000) omvat: het oppakken (1010) van een laag (210) van een keramisch matrixcomposietmateriaal (250) op een verzamellocatie (310); het verwijderen (1020) van een onderste steunlaag (230) van de laag (210) op een steunverwijderingslocatie (312); het plaatsen (1030) van de laag (210) op een vormend oppervlak (160) op een vormlocatie (314) na het verwijderen van de onderste steunlaag (230); het verdichten (1040) van de laag (210) op het vormend oppervlak (160); het verwijderen (1050) van een bovenste steunlaag (232) van de laag (210) na het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160); en het inspecteren (1060) van de laag (210) na het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160).
2. Werkwijze (1000) volgens conclusie 1, waarbij het oppakken (1010) van de laag (210) omvat: het brengen (1011) van de laag (210) op de verzamellocatie (310); het verplaatsen (1012) van een eindeffector (130) naar de verzamellocatie (310); het identificeren (1013) van een geometrie (240) van de laag (210); het positioneren (1014) van grijpers (140) van de eindeffector (130) op basis van de geometrie (240) van de laag (210); het verplaatsen (1015) van de eindeffector (130) om de grijpers (140) in contact te brengen met de laag (210); het, wanneer de grijpers (140) in contact zijn met de laag (210), grijpen (1016) van de laag (210) met de grijpers (140); en het detecteren (1017) of de laag (210) is gekoppeld aan de grijpers (140).
3. Werkwijze (1000) volgens conclusie | of 2, waarbij het verwijderen (1020) van de onderste steunlaag (230) van de laag (210) omvat:
het positioneren (1021) van de laag (210) op de steunverwijderingslocatie (312) voor het verwijderen van de onderste steunlaag (230); het uitoefenen (1022) van zuiging op de onderste steunlaag (230); het detecteren (1023) van de zuiging; en het afpellen (1024) van de onderste steunlaag (230) van een onderoppervlak (214) van de laag (210).
4. Werkwijze (1000) volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het plaatsen (1030) van de laag (210) op het vormend oppervlak (160) omvat: het ophalen (1031) van positiegegevens (410) en oriëntatiegegevens (420) gebaseerd op een geometrie (240) van de laag (210) en een laagvolgnummer (242) van de laag (210); het positioneren (1032) van de laag (210) op de vormlocatie (314) ten opzichte van het vormend oppervlak (160) op basis van de positiegegevens (410) en de oriëntatiegegevens (420); en het aanpassen (1033) van de laag (210) aan een vorm (162) van het vormend oppervlak (160).
5. Werkwijze (1000) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het verdichten (1040) van de laag (210) op het vormend oppervlak (160) omvat: het ophalen (1041) van een verdichtingspadplan (430) gebaseerd op een geometrie (240) van de laag (210) en een laagvolgnummer (242) van de laag (210); het positioneren (1042) van een verdichtingsrol (150) in contact met de laag (210); en het verplaatsen (1043) van de verdichtingsrol (150) over de laag (210) langs een verdichtingspad (432) volgens het verdichtingspadplan (430).
6. Werkwijze (1000) volgens conclusie 5, verder omvattende het reinigen (1070) van de verdichtingsrol (150) gebruikt voor het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160).
7. Werkwijze (1000) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het verwijderen (1050) van de bovenste steunlaag (232) van de laag (210) omvat:
het ophalen (1051) van positiegegevens (410) en oriëntatiegegevens (420) gebaseerd op een geometrie (240) van de laag (210) en een laagvolgnummer (242) van de laag (210); het uitoefenen (1052) van zuiging op een hoek van de bovenste steunlaag (232); het detecteren (1053) van de zuiging; en het afpellen (1054) van de bovenste steunlaag (232) van een bovenoppervlak (212) van de laag (210).
8. Werkwijze (1000) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het inspecteren (1060) van de laag (210) na het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160) omvat: het visueel inspecteren (1061) van de laag (210); het bepalen (1062) of opnieuw verdichten noodzakelijk is op basis van de resultaten (440) van visuele inspectie; en het opnieuw verdichten (1066) van de laag (210) op het vormend oppervlak (160) wanneer opnieuw verdichten noodzakelijk is.
9. Werkwijze (1000) volgens conclusie 8, waarbij het inspecteren (1060) van de laag (210) na het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160) verder omvat: het ophalen (1063) van een herverdichtingspadplan (450); het positioneren (1064) van een verdichtingsrol (150) in contact met de laag (210); en het verplaatsen (1065) van de verdichtingsrol (150) over de laag (210) langs een herverdichtingspad (452) volgens het herverdichtingspadplan (450).
10. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de keramische matrixcomposietstructuur (260) een deel van een vliegtuig (1200) omvat.
11. Systeem (100) voor het vervaardigen van een keramische matrixcomposietstractuur (260), waarbij het systeem (100) omvat: een pick-and-place-inrichting (110) geconfigureerd voor: het oppakken van een laag (210) van een keramisch matrixcomposietmateriaal (250) op een verzamelplaats (310);
het plaatsen van de laag (210) op een vormend oppervlak (160) op een vormlocatie (314); en het verdichten van de laag (210) op het vormend oppervlak (160); een afpelinrichting (180) geconfigureerd voor: het verwijderen van een onderste steunlaag (230) van de laag (210) op een steunverwijderingslocatie (312) voordat de laag (210) op het vormend oppervlak (160) wordt geplaatst; en het verwijderen van een bovenste steunlaag (232) van de laag (210) nadat de laag (210) is verdicht op het vormend oppervlak (160); en een inspectieinrichting (170) ingericht voor het inspecteren van de laag (210) nadat de laag (210) is verdicht op het vormend oppervlak (160).
12. Systeem (100) volgens conclusie 11, waarbij de pick-and-place-inrichting (110) omvat: een robot (120); en een aan de robot (120) gekoppelde eindeffector (130) ingericht om samen te werken met de laag (210).
13. Systeem (100) volgens conclusie 12, waarbij de pick-and-place-inrichting (110) verder omvat: een aantal grijpers (140) gekoppeld aan de eindeffector (130); ten minste één laagsensor (144) ingericht om een geometrie (240) van de laag (210) te identificeren; en ten minste één grijpsensor (142) ingericht om te detecteren of de grijpers (140) zijn gekoppeld aan de laag (210).
14. Systeem (100) volgens conclusie 12 of 13, waarbij de pick-and-place-inrichting (110) verder een verdichtingsrol (150) omvat die is gekoppeld aan de eindeffector (130).
15. Systeem (100) volgens conclusie 14, verder omvattende een computer (500) aangepast om een verdichtingspadplan (430) op te halen op basis van een geometrie (240) van de laag (210) en een laagvolgnummer (242) van de laag (210),
waarbij de robot (120) is ingericht om de verdichtingsrol (150) over de laag (210) te bewegen langs een verdichtingspad (432) volgens het verdichtingspadplan (430).
16. Systeem (100) volgens conclusie 14 of 15, verder omvattende een reinigingsinrichting (190) ingericht om een keramische matrix (254) van de verdichtingsrol (150) te reinigen.
17. Systeem (100) volgens één van de voorgaande conclusies 11-16, verder omvattende een computer (500) aangepast om positiegegevens (410) en oriëntatiegegevens (420) op te halen op basis van een geometrie (240) van de laag (210) en een laagvolgnummer (242) van de laag (210), waarbij de pick-and-place-inrichting (110) is ingericht om de laag (210) op de vormlocatie (314) te plaatsen ten opzichte van het vormend oppervlak (160) op basis van de positiegegevens (410) en oriëntatiegegevens (420).
18. Systeem (100) volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het inspectieapparaat (170) ten minste één beeldsensor (172) omvat die is ingericht om vervormingen in de laag (210) te detecteren nadat de laag (210) op de ondergrond (160) is verdicht.
19. Systeem (100) volgens conclusie 18, verder omvattende een computer (500) aangepast voor: het bepalen of opnieuw verdichten noodzakelijk is op basis van de resultaten (440) gegenereerd door de beeldsensor (172); en het opvragen van een herverdichtingstrajectplan (450), waarbij de robot (120) is ingericht om de verdichtingsrol (150) over de laag (210) te bewegen langs een herverdichtingspad (452) volgens het herverdichtingspadplan (450).
NL2036860A 2023-11-29 2024-01-22 Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites NL2036860B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2036860A NL2036860B1 (en) 2024-01-22 2024-01-22 Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites
EP24202438.8A EP4563549A1 (en) 2023-11-29 2024-09-25 Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2036860A NL2036860B1 (en) 2024-01-22 2024-01-22 Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2036860B1 true NL2036860B1 (en) 2025-08-01

Family

ID=90458654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2036860A NL2036860B1 (en) 2023-11-29 2024-01-22 Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2036860B1 (nl)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170320785A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 General Electric Company Automated Ceramic Matrix Composite Ply Layup
WO2020081348A1 (en) * 2018-10-15 2020-04-23 General Electric Company Systems and methods of automated film removal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170320785A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 General Electric Company Automated Ceramic Matrix Composite Ply Layup
WO2020081348A1 (en) * 2018-10-15 2020-04-23 General Electric Company Systems and methods of automated film removal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10369706B2 (en) End effectors carrying plies of limp material for shaping by a mandrel
US10052827B2 (en) Method for forming and applying composite layups having complex geometries
EP3498461B1 (en) Method and apparatus for forming composite plies on contoured tool surfaces
US10099385B2 (en) End effectors carrying plies of material for shaping by a mandrel
Buckingham et al. Automating the manufacture of composite broadgoods
NL2036860B1 (en) Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites
JP2020114665A (ja) 複合材プライのレイアップを製作するためのシステム及び方法
EP4563549A1 (en) Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites
EP3670159B1 (en) Ply transporting and compacting apparatus and method therefor
US20250170754A1 (en) Automated systems and methods for manufacturing ceramic matrix composites
EP4563331A1 (en) Ceramic composite manufacturing systems and methods
US20250170786A1 (en) Ceramic composite manufacturing systems and methods
NL2036855B1 (en) Ceramic Composite Manufacturing Systems and Methods
EP4563311A1 (en) Systems and methods for compacting ceramic composite materials
JP2023070091A (ja) ワークにおける機械励起振動を減衰させるためのシステム及び方法
US20250170752A1 (en) Systems and methods for compacting ceramic composite materials
NL2036864B1 (en) Methods for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
NL2036862B1 (en) Methods for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
NL2036863B1 (en) Methods for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
US12330288B2 (en) Separation of film layer from composite prepreg
EP4563298A1 (en) Methods for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
EP4563300A1 (en) Methods for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
NL2036861B1 (en) Methods and environments for developing path plans for rollout compaction of composite plies during composite manufacturing
US20250170751A1 (en) Ceramic matrix composite structures and methods for manufacture thereof
EP4563330A1 (en) Ceramic matrix composite structures and methods for manufacture thereof