METHODS AND APPARATUS FOR MANUFACTURING OPTIMIZED PANELS AND OTHER COMPOSITE STRUCTURES

• Main Authors: BOWDEN, Thomas Samuel, GUNNER, Jon Paul, TENHOUTEN, Broc William
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 23.04.2020
• Subjects: CASTING; LAYERED PRODUCTS; LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT ORNON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM; MAKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; PERFORMING OPERATIONS; POWDER METALLURGY; TRANSPORTING; WORKING METALLIC POWDER

The disclosure relates to additively manufactured (AM) composite structures such as panels for use in transport structures or other mechanized assemblies. An AM core may be optimized for an intended application of a panel. In various embodiments, one or more values such as strength, stiffness, density, energy absorption, ductility, etc. may be optimized in a single AM core to vary across the AM core in one or more directions for supporting expected load conditions. In an embodiment, the expected load conditions may include forces applied to the AM core or corresponding panel from different directions in up to three dimensions. Where the structure is a panel, face sheets may be affixed to respective sides of the core. The AM core may be a custom honeycomb structure. In other embodiments, the face sheets may have custom 3-D profiles formed traditionally or through additive manufacturing to enable structural panels with complex profiles. The AM core may include a protrusion to provide fixturing features to enable external connections. In other embodiments, inserts, fasteners, or internal channels may be co-printed with the core. In still other embodiments, the AM core may be used in a composite structure such as, for example a rotor blade or a vehicle component. L'invention concerne des structures composites à fabrication additive (AM), telles que des panneaux destinés à être utilisés dans des structures de transport ou d'autres ensembles mécanisés. Un cœur AM peut être optimisé pour une application prévue d'un panneau. Dans divers modes de réalisation, une ou plusieurs valeurs telles que la résistance, la rigidité, la densité, l'absorption d'énergie, la ductilité, etc. peuvent être optimisées dans un cœur AM unique pour varier à travers le noyau AM dans une ou plusieurs directions pour supporter des conditions de charge attendues. Dans un mode de réalisation, les conditions de charge attendues peuvent comprendre des forces appliquées au cœur AM ou au panneau correspondant à partir de directions différentes jusqu'à trois dimensions. Lorsque la structure est un panneau, des feuilles de face peuvent être fixées à des côtés respectifs du cœur. Le cœur AM peut être une structure en nid d'abeilles personnalisée. Dans d'autres modes de réalisation, les feuilles de face peuvent comporter des profils 3D personnalisés formés de manière classique ou par fabrication additive pour permettre des panneaux structuraux de profils complexes. Le cœur AM peut comprendre une saillie pour fournir des caractéristiques de fixation afin de permettre des liaisons externes. Dans d'autres modes de réalisation, des inserts, des éléments de fixation ou des canaux internes peuvent être co-imprimés avec le cœur. Dans d'autres modes de réalisation, le cœur AM peut être utilisé dans une structure composite telle qu'une pale de rotor ou un composant de véhicule.