阅读说明：本技术 用于制造复合翼型件的设备 (Apparatus for manufacturing composite airfoils ) 是由 J.R.托宾 S.B.约翰逊 于 2018-11-06 设计创作，主要内容包括：本公开内容涉及一种用于制造复合构件的设备。该设备包括模具,复合构件形成到该模具上。模具设置在由第一轴线和第二轴线限定的网内。该设备还包括：第一框架组件,其设置在模具上方；以及多个机器头,其沿第一轴线以相邻布置在网内联接到第一框架组件。模具或多个机器头中的至少一个可沿第一轴线、第二轴线或两者移动。多个机器头中的至少一个机器头可沿第三轴线彼此独立地移动。(The present disclosure relates to an apparatus for manufacturing a composite component. The apparatus includes a mold to which the composite member is formed. The mold is disposed within a web defined by a first axis and a second axis. The apparatus further comprises: a first frame assembly disposed above the mold; and a plurality of machine heads coupled to the first frame assembly in a net-adjacent arrangement along the first axis. At least one of the die or the plurality of machine heads is movable along a first axis, a second axis, or both. At least one of the plurality of machine heads is movable independently of one another along a third axis.)

用于制造复合翼型件的设备

技术领域

本公开内容大体上涉及制造复合结构的方法和设备。本公开内容更特别地涉及用于制造复合翼型件的方法和设备。

背景技术

风力被认为是目前可获得的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风力涡轮在该方面获得了增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱，以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型(foil)原理来获取风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果不使用齿轮箱，直接联接到发电机)。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可部署至公用网。

转子叶片大体上包括吸力侧壳和压力侧壳，该壳典型地使用模制过程来形成，该壳沿叶片前缘和后缘在结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳相对轻量，且具有不构造成承受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构性质(例如，刚度、抗屈曲性和强度)。因此，为增加转子叶片的刚度、抗屈曲性和强度，主体壳典型地使用一个或多个结构构件(例如，在它们之间构造有抗剪腹板的相反翼梁帽)来增强，该结构构件接合壳半部的内部压力侧表面和吸力侧表面。

翼梁帽典型地由各种材料(包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物)构成。转子叶片的壳大体上通过在壳模具中堆叠纤维织物层来围绕叶片的翼梁帽构建。层然后典型地灌注(infuse)在一起，例如用热固性树脂。因此，常规的转子叶片大体上具有夹层板构造。如此，大的转子叶片的常规叶片制造涉及高人工成本、缓慢的通过速度以及昂贵模具工装的低使用率。此外，叶片模具定制可为昂贵的。

因此，用于制造转子叶片的方法可包括分段地形成叶片。然后可组装叶片节段来形成转子叶片。例如，一些现代的转子叶片，诸如在2015年6月29日提交的且题为“ModularWind Turbine Rotor Blades and Methods of Assembling Same(模块化风力涡轮转子叶片和组装其的方法)”的编号为14/753,137的美国专利申请中描述的那些叶片，具有模块化板构造，该申请通过引用以其整体结合于本文中。因此，模块化叶片的各个叶片构件可基于叶片构件的作用和/或位置由不同的材料构成。

鉴于前述内容，本领域不断寻求用于制造具有打印网结构的风力涡轮转子叶片板的改进方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来获悉。

本公开内容涉及一种用于制造复合构件的设备。该设备包括在其上形成复合构件的模具。模具设置在由第一轴线和第二轴线限定的网内。该设备还包括：设置在模具上方的第一框架组件；以及多个机器头，其沿第一轴线以相邻布置在网内联接到第一框架组件。模具或多个机器头中的至少一个可沿第一轴线、第二轴线或两者移动。多个机器头中的至少一个机器头可沿第三轴线彼此独立地移动。

在一个实施例中，每个机器头限定至少部分地沿第三轴线的中心线轴线。机器头的每对相邻的中心线轴线之间的距离对应于待形成的复合构件的结构的期望间隔。

在各个实施例中，第一轴线基本平行于复合构件的长度。第二轴线基本平行于复合构件的宽度。宽度大体上垂直于复合构件的长度。在其它各个实施例中，多个机器头沿第一轴线限定前头部和后头部。模具或多个机器头中的至少一个是可移动的，以沿第一轴线将至少前头部设置在沿第一方向形成的复合构件的长度处或超出其长度。在一个实施例中，模具或多个机器头中的至少一个是可移动的，以沿第一轴线将至少后头部设置在沿与第一方向相反的第二方向形成的复合构件的长度处或超出其长度。在又一实施例中，多个机器头沿第一轴线布置为待形成的复合构件的长度的至少约50%或更大。

在各个实施例中，第一轴线基本平行于复合构件的宽度。第二轴线基本平行于复合构件的长度。宽度大体上垂直于复合构件的长度。在其它各个实施例中，多个机器头沿第一轴线限定前头部和后头部。模具或多个机器头中的至少一个是可移动的，以沿第一轴线将至少前头部设置在沿第一方向形成的复合构件的宽度处或超出其宽度。在一个实施例中，模具或多个机器头中的至少一个是可移动的，以沿第一轴线将至少后头部设置在沿与第一方向相反的第二方向形成的复合构件的宽度处或超出其宽度。在另一实施例中，多个机器头沿第一轴线布置为待形成的复合构件的宽度的至少约50%或更大。

在一个实施例中，多个机器头沿第一轴线延伸等于或大于待形成在模具上的复合构件的长度或宽度。

在各个实施例中，多个机器头中的一个或多个可彼此独立地绕第四轴线旋转。在一个实施例中，一个或多个机器头的工作端相对于网成一定角度设置，其中该角度在从约0度至约175度的范围内。在另一实施例中，多个机器头中的一个或多个可绕第五轴线旋转。第五轴线大体上垂直于第四轴线和第二轴线。

在各个实施例中，第一框架组件包括可沿第一轴线移动的第一框架和可移动地联接到第一框架的第二框架。多个机器头可移动地联接到第二框架，以便沿第一轴线、第二轴线或第三轴线中的至少一个移动。在一个实施例中，第二框架限定第二多个机器头，其可移动地联接到第二框架上，邻近第二框架的相反面上的多个机器头。第二多个机器头中的一个或多个可沿第三轴线彼此独立地移动。在另一实施例中，该设备以相邻布置限定多个第一框架。每个第一框架可在基部框架上沿第一轴线独立地移动。

在一个实施例中，多个机器头中的每个限定材料沉积工具中的至少一个，该材料沉积工具限定挤出机、丝分配头、带沉积头、膏分配头、液体分配头，或固化工具、材料调节工具、材料切割工具、材料移除工具或真空工具中的一个或多个或它们的组合。

在另一实施例中，多个机器头中的至少一个或多个构造成独立于一个或多个其它机器头以一种或多种流率、温度和/或压力从其工作端分配材料。

在又一实施例中，多个机器头中的一个或多个将不同材料、不同厚度或不同截面形状中的至少一种沉积到转子叶片板的外蒙皮上。

参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合于该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且连同描述一起用来解释本发明的原理。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：

图1示出根据本公开内容的方面的风力涡轮的一个实施例的透视图；

图2示出根据本公开内容的方面的复合构件的一个实施例的透视图；

图3示出图2的复合构件的分解视图；

图4示出根据本公开内容的方面的复合构件的前缘节段的一个实施例的截面视图；

图5示出根据本公开内容的方面的复合构件的后缘节段的一个实施例的截面视图；

图6示出根据本公开内容的方面的图2的复合构件沿线6-6的截面视图；

图7示出根据本公开内容的方面的图2的复合构件沿线7-7的截面视图；

图8A示出用于制造复合构件(诸如图2-7中大体上示出的复合构件)的设备的一个实施例的透视图；

图8B示出用于制造复合构件(诸如图2-7中大体上示出的复合构件)的设备的一个实施例的透视图；

图8C示出用于制造复合构件(诸如图2-7中大体上示出的复合构件)的设备的一个实施例的透视图；

图8D示出在用于制造复合构件的设备的打开位置中大体上在图8C中提供的实施例的透视图；

图8E示出大体上关于图8A-8F提供的设备的实施例的一部分的侧视图；

图8F示出大体上在图8C和图8D中提供的设备的实施例的透视图，还描绘设备的其它实施例；

图9A示出用于制造复合构件(诸如图2-7中大体上示出的复合构件)的设备的另一实施例的透视图；

图9B示出用于制造复合构件(诸如图2-7中大体上示出的复合构件)的设备的另一实施例的透视图；

图10示出复合构件的模具的一个实施例的截面视图，特别地示出放置在模具中的外蒙皮，其上打印有多个网结构；

图11示出根据本公开内容的方面的网结构的一个实施例的透视图；

图12示出根据本公开内容的方面的复合构件的模具的一个实施例的透视图，该模具具有用于制造复合构件的设备，该设备位于模具上方以在其上打印网结构；

图13示出根据本公开内容的方面的复合构件的模具的一个实施例的透视图，该模具具有用于制造复合构件的设备，该设备位于模具上方并在其上打印网结构的轮廓；

图14示出根据本公开内容的方面的复合构件的模具的一个实施例的透视图，该模具具有用于制造复合构件的设备，该设备位于模具上方并在其上打印网结构的轮廓；

图15示出根据本公开内容的方面的网结构的第一肋部件的一个实施例的截面视图；

图16示出根据本公开内容的方面的网结构的第一肋部件的另一实施例的截面视图；

图17示出根据本公开内容的方面的网结构的一个实施例的顶视图；

图18示出根据本公开内容的方面的网结构的第一肋部件和相交的第二肋部件的一个实施例的截面视图；

图19示出根据本公开内容的方面的网结构的第二肋部件的一个实施例的截面视图；

图20示出根据本公开内容的方面的网结构的一个实施例的顶视图，特别地示出以随机图案布置的网结构的肋部件；

图21示出根据本公开内容的方面的网结构的另一实施例的透视图，特别地示出以随机图案布置的网结构的肋部件；

图22示出根据本公开内容的方面的网结构的屈曲负载因子(y轴)对重量比(x轴)的一个实施例的示图；

图23示出根据本公开内容的方面的打印网结构的一个实施例的局部顶视图，特别地示出网结构的节点；

图24示出根据本公开内容的方面的打印网结构的一个实施例的局部顶视图，特别地示出网结构的起始打印位置和终止打印位置；

图25示出根据本公开内容的方面的网结构的打印肋部件的一个实施例的正视图，特别地示出与肋部件的其余部分相比具有更宽且更薄的截面以便改进网结构与复合构件外蒙皮的结合的网结构的肋部件中的一个的基部区段；

图26示出根据本公开内容的方面的网结构的另一实施例的顶视图，特别地示出打印到网结构的额外特征；

图27示出根据本公开内容的方面的复合构件的一个实施例的截面视图，该复合构件具有布置在其中的打印网结构，特别地示出打印到网结构上的用于接收翼梁帽和抗剪腹板的对准特征；

图28示出图25的复合构件的局部截面视图，特别地示出打印在网结构上以控制粘合剂挤出的额外特征；

图29示出根据本公开内容的方面的复合构件的一个实施例的截面视图，该复合构件具有布置在其中的打印网结构，特别地示出打印到该网结构上的公板和母板对准特征；

图30示出根据本公开内容的方面的网结构的又一实施例的顶视图，特别地示出打印到网结构的辅助特征；

图31示出根据本公开内容的方面的复合构件的一个实施例的截面视图，特别地示出打印到转子叶片板的内表面的多个网结构；以及

图32示出图29的复合构件的前缘的局部截面视图，特别地示出多个粘合剂间隙。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的实施例，其一个或多个示例在图中示出。每个示例提供作为本发明的解释，不是本发明的限制。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出各种修改和变型。例如，示出或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例使用，以产生更进一步的实施例。因此，意图的是，本发明覆盖如落入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类修改和变型。

大体上，本公开内容涉及一种用于经由诸如3D打印、增材制造、自动纤维沉积或带沉积以及使用CNC控制和多个自由度来沉积材料的其它技术之类的技术以使用材料的自动沉积来制造复合构件(包括其结构)的设备和方法。该设备大体上包括在其上形成复合构件的模具。模具设置在由第一轴线和大体上垂直于第一轴线的第二轴线限定的网内。多个机器头沿第一轴线以相邻布置设置在网内。多个机器头联接到第一框架组件。模具、多个机器头或这两者可沿第一轴线和第二轴线移动。多个机器头中的每个机器头可沿第三轴线彼此独立地移动。

本文中示出和描述的设备和方法的实施例可提高制造周期时间效率，诸如通过使相对简单的之字形、正弦或正交运动能够沉积复合构件结构，诸如沉积至形成到模具上的转子叶片板上。因此，本文中描述的方法提供现有技术中不存在的许多优点。例如，本公开内容的方法可提供容易地定制具有各种曲率、空气动力学特性、强度、刚度等的复合构件结构的能力。例如，本公开内容的打印或形成的结构可设计成匹配现有的复合材料夹层板的刚度和/或抗屈曲性。更特别地，基于所需要的局部抗屈曲性，可更容易地定制在本公开内容中大体上提供的限定示例性转子叶片的复合构件和其构件。更进一步的优点包括局部地和临时地屈曲以减小负载和/或调节转子叶片的共振频率以避免问题频率的能力。而且，本文中描述的结构允许复合构件的弯曲-扭转联接，诸如限定转子叶片。此外，用于改进的定制复合构件结构的改进的制造方法和与其相关联的改进的制造周期时间可从而实现复合构件(包括但不限于本文中描述的转子叶片)的具有成本效益的生产和可用性，诸如通过更高的自动化水平、更快的生产率以及更低的工装成本和/或更高的工装使用率。此外，本公开内容的复合构件可不需要粘合剂，尤其是不需要用热塑性材料生产的粘合剂，从而消除成本、质量问题和与结合膏相关联的额外重量。

现在参照图，图1示出根据本公开内容的风力涡轮10的一个实施例。如示出的，风力涡轮10包括塔架12，其上安装有机舱14。多个转子叶片16安装到转子毂18，转子毂18继而连接到主凸缘，该主凸缘转动主转子轴。风力涡轮功率生成和控制构件容纳在机舱14内。图1的视图仅提供用于说明性目的来使本发明置于示例性的使用领域中。应了解的是，本发明不限于风力涡轮或任何特定类型的风力涡轮构造。另外，本发明不限于供风力涡轮使用，而是可用于生产任何复合构件(诸如具有转子叶片的任何应用)。此外，本文中描述的方法还可应用于制造受益于将结构打印或铺设到模具上的任何复合构件。更进一步，本文中描述的方法还可应用于制造受益于将结构打印或铺设到放置在模具上的蒙皮上的任何复合构件，这可包括但不限于在蒙皮冷却之前，使用来自蒙皮的热量在打印结构和蒙皮之间提供足够的结合。如此，消除对额外粘合剂或额外固化的需要。

现在参照图2和图3，示出示例性复合构件的各种视图，该示例性复合构件可由根据本公开内容的本文中大体上提供的结构、设备和方法生产。更特别地，大体上提供限定转子叶片16的复合构件的示例性实施例。如示出的，所示出的转子叶片16具有分段或模块化构造。还应理解的是，转子叶片16可包括本领域中现在已知或以后开发的任何其它合适的构造。如示出的，模块化转子叶片16包括至少部分地由热固性和/或热塑性材料构成的主叶片结构15以及与主叶片结构15构造的至少一个叶片节段21。更特别地，如示出的，转子叶片16包括多个叶片节段21。叶片节段21也可至少部分地由热固性和/或热塑性材料构成。

如本文中描述的热塑性转子叶片构件和/或材料大体上包含性质上可逆的塑料材料或聚合物。例如，热塑性材料典型地在加热到某个温度时变得易曲折或可模制且在冷却时回复到较刚性的状态。此外，热塑性材料可包括非晶态热塑性材料和/或半晶态热塑性材料。例如，一些非晶态热塑性材料大体上可包括但不限于苯乙烯、乙烯基、纤维素、聚酯、丙烯酸、聚砜和/或酰亚胺。更特别地，示例性非晶态热塑性材料可包括聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、糖化(glycolised)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、非晶态聚酰胺、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚氨酯，或任何其它合适的非晶态热塑性材料。另外，示例性半晶态热塑性材料大体上可包括但不限于聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物、丙烯酸乙酯、聚酯、聚碳酸酯和/或缩醛。更特别地，示例性半晶态热塑性材料可包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚苯硫醚、聚乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚醚酮，或任何其它合适的半晶态热塑性材料。

此外，如本文中描述的热固性构件和/或材料大体上包含性质上不可逆的塑料材料或聚合物。例如，热固性材料一旦固化，不能容易地改造或回复到液态。如此，在初始形成之后，热固性材料大体上耐热、腐蚀和/或蠕变。示例热固性材料大体上可包括但不限于一些聚酯、一些聚氨酯、酯类、环氧树脂，或任何其它合适的热固性材料。

另外，如提到的，如本文中描述的热塑性和/或热固性材料可选地可用纤维材料来增强，该纤维材料包括但不限于玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维、金属纤维或类似物或其组合。另外，纤维的方向可包括多轴、单向、双轴、三轴或任何其它另一合适的方向和/或其组合。此外，取决于对应叶片构件中所需要的刚度、叶片构件在转子叶片16中的区域或位置和/或构件的期望可焊接性，纤维含量可不同。

更特别地，如示出的，主叶片结构15可包括以下的任何一个或其组合：预成型的叶片根部区段20，预成型的叶片末端区段22，一个或多个连续翼梁帽48、50、51、53，一个或多个抗剪腹板35(图6-7)，固定到叶片根部区段20的额外结构构件52，和/或转子叶片16的任何其它合适的结构构件。此外，叶片根部区段20构造成安装或以其它方式固定到转子18(图1)。另外，如图2中示出的，转子叶片16限定长度或翼展23，长度或翼展23等于叶片根部区段20与叶片末端区段22之间的总长度。如图2和图6中示出的，转子叶片16还限定宽度或翼弦25，宽度或翼弦25等于转子叶片16的前缘24与转子叶片16的后缘26之间的总长度。如大体上理解的，随着转子叶片16从叶片根部区段20延伸到叶片末端区段22，宽度或翼弦25相对于长度或翼展23大体上可在长度上不同。

特别地参照图2-4，具有任何合适大小和/或形状的任何数量的叶片节段21或板大体上可沿纵向轴线27在大体上沿翼展的方向上布置在叶片根部区段20与叶片末端区段22之间。因此，叶片节段21大体上用作转子叶片16的外壳/覆盖物，且可限定基本空气动力学的轮廓，诸如通过限定对称的或弧形的翼型件形截面。在额外的实施例中，应理解的是，叶片16的叶片节段部分可包括本文中描述的节段的任何组合，且不限于如所描绘的实施例。另外，叶片节段21可由任何合适的材料构成，包括但不限于热固性材料或可选地用一种或多种纤维材料增强的热塑性材料。更特别地，在某些实施例中，叶片板21可包括以下的任何一个或其组合：压力侧节段44和/或吸力侧节段46(图2和图3)、前缘节段40和/或后缘节段42(图2-6)、无接头节段、单接头节段、多接头叶片节段、J形叶片节段或类似物。

更特别地，如图4中示出的，前缘节段40可具有前压力侧表面28和前吸力侧表面30。类似地，如图5中示出的，后缘节段42中的每个可具有后压力侧表面32和后吸力侧表面34。因此，前缘节段40的前压力侧表面28和后缘节段42的后压力侧表面32大体上限定转子叶片16的压力侧表面。类似地，前缘节段40的前吸力侧表面30和后缘节段42的后吸力侧表面34大体上限定转子叶片16的吸力侧表面。另外，如图6中特别示出的，前缘节段40和后缘节段42可在压力侧接缝36和吸力侧接缝38处连结。例如，叶片节段40、42可构造成在压力侧接缝36和/或吸力侧接缝38处重叠。此外，如图2中示出的，相邻叶片节段21可构造成在接缝54处重叠。因此，在叶片节段21至少部分地由热塑性材料构成的情况下，相邻叶片节段21可沿接缝36、38、54焊接在一起，这将在本文中更详细地论述。备选地，在某些实施例中，转子叶片16的各个节段可经由构造在重叠的前缘节段40和后缘节段42和/或重叠的相邻前缘节段40或后缘节段42之间的粘合剂(或机械紧固件)来固定在一起。

在特定的实施例中，如图2-3和图6-7中示出的，叶片根部区段20可包括与其一起灌注的一个或多个纵向延伸的翼梁帽48、50。例如，叶片根部区段20可根据2015年6月29日提交的题为“Blade Root Section for a Modular Rotor Blade and Method ofManufacturing Same(用于模块化转子叶片的叶片根部区段和制造其的方法)”的编号为14/753,155的美国申请来构造，该申请通过引用以其整体结合于本文中。

类似地，叶片末端区段22可包括与其一起灌注的一个或多个纵向延伸的翼梁帽51、53。更特别地，如示出的，翼梁帽48、50、51、53可构造成抵靠转子叶片16的叶片节段21的相反内表面来接合。此外，叶片根部翼梁帽48、50可构造成与叶片末端翼梁帽51、53对准。因此，翼梁帽48、50、51、53大体上可设计成在风力涡轮10的操作期间控制在大体上沿翼展的方向(平行于转子叶片16的长度或翼展23的方向)上作用在转子叶片16上的弯曲应力和/或其它负载。另外，翼梁帽48、50、51、53可设计成承受在风力涡轮10的操作期间出现的沿翼展的压缩。此外，翼梁帽48、50、51、53可构造成从叶片根部区段20延伸到叶片末端区段22或其一部分。因此，在某些实施例中，叶片根部区段20和叶片末端区段22可经由它们相应的翼梁帽48、50、51、53来连结在一起。

另外，翼梁帽48、50、51、53可由任何合适的材料(例如热塑性或热固性材料或其组合)构成。此外，翼梁帽48、50、51、53可由热塑性或热固性树脂拉挤成。如本文中使用的，用语“拉挤”、“拉挤物”或类似物大体上包含增强材料(例如纤维或者织造或编织股线)，其用树脂浸渍且被拉动穿过固定模，使得树脂固化，凝固或经历聚合。如此，制造拉挤部件的过程典型地以产生具有恒定截面的复合零件的复合材料的连续过程为特征。因此，预固化复合材料可包括由增强热固性或热塑性材料构成的拉挤物。此外，翼梁帽48、50、51、53可由相同的预固化复合物或不同的预固化复合物来形成。另外，拉挤构件可由粗纱产生，该粗纱大体上包含长且窄束的纤维，该纤维不组合，直到由固化树脂所连结。

参照图6-7，一个或多个抗剪腹板35可构造在一个或多个翼梁帽48、50、51、53之间。更特别地，抗剪腹板35可构造成增加叶片根部区段20和/或叶片末端区段22中的刚性。此外，抗剪腹板35可构造成封闭(close out)叶片根部区段20。

另外，如图2和图3中示出的，额外结构构件52可固定到叶片根部区段20，且在大体上沿翼展的方向上延伸，以便向转子叶片16提供另外的支承。例如，结构构件52可根据2015年6月29日提交的题为“Structural Component for a Modular Rotor Blade(用于模块化转子叶片的结构构件)”的编号为14/753,150的美国申请来构造，该申请通过引用以其整体结合于本文中。更特别地，结构构件52可在叶片根部区段20与叶片末端区段22之间延伸任何合适的距离。因此，结构构件52构造成为转子叶片16提供额外的结构支承以及为如本文中描述的各个叶片节段21提供可选的安装结构。例如，在某些实施例中，结构构件52可固定到叶片根部区段20，且可延伸预定的沿翼展的距离，使得前缘节段40和/或后缘节段42可安装到其。

现在参照图8A-8F和图9A-9B，本公开内容涉及制造复合构件210(诸如具有经由3D打印形成的至少一个打印的增强网结构62的转子叶片板21(例如，关于图2-7所示出的叶片节段))的设备200和方法的实施例。如此，在某些实施例中，复合构件210可包括转子叶片板21，其还包括压力侧表面、吸入侧表面、后缘节段、前缘节段或其组合。如本文中使用的，3D打印大体上理解成包含用来合成三维物体的过程，其中连续的材料层在计算机控制下形成以产生物体。如此，可从数字模型数据产生几乎任何尺寸和/或形状的复合构件210。还应理解的是，本公开内容的方法不限于3D打印，而是还可包含多于三个自由度，使得打印技术不限于打印堆叠的二维层，而是也可打印弯曲的形状。

现在参照图8A-8F，大体上提供用于制造复合构件205的设备200。诸如关于图2-7所描述的，复合构件210大体上可限定转子叶片16或转子叶片板21的全部或一部分。设备200包括在其上形成有复合构件210的模具58。模具58设置在由第一轴线201和大体上垂直于第一轴线201的第二轴线202限定的网205内。多个机器头220沿第一轴线201或第二轴线202以相邻布置设置在网205内。多个机器头220在模具58上方联接到第一框架组件230。模具58、多个机器头220或这两者可沿第一轴线201和第二轴线202移动。多个机器头220中的每个机器头225可沿第三轴线203彼此独立地移动。

在图8A和图8B中大体上提供的实施例中，多个机器头220中的每个机器头225沿第一轴线201以相邻布置设置。第一轴线201大体上可至少对应于复合构件210的长度或翼展23(图2)，诸如关于图2-7描述的转子叶片16或转子叶片板21的实施例。例如，第一轴线201可基本平行于转子叶片板21的翼展23(图2)。在一个实施例中，第一轴线201约平行于(正负10%)第一轴线201。

第二轴线202大体上可对应于复合构件210的至少宽度或翼弦25(图2)，诸如关于图2-7描述的转子叶片16或转子叶片板21的实施例。例如，第二轴线202可基本平行于转子叶片板21的宽度或翼弦25(图2)。复合构件210的宽度或翼弦25大体上垂直于复合构件210的长度或翼展23。在一个实施例中，第二轴线202约平行于(正负10%)第二轴线202。

在各个实施例中，第一框架组件230大体上可限定门架系统，以便沿第一轴线201和第二轴线202铰接多个机器头220。在各个实施例中，多个机器头220沿第一轴线201限定前头部221和后头部222。在一个实施例中，多个机器头220沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的长度23的至少约50%或更大。在其它实施例中，多个机器头220沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的长度23的至少约70%或更大。在又一些实施例中，多个机器头220沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的长度23的至少约100%或更大。在各个实施例中(例如，图8A)，多个机器头220可至少延伸模具58或待形成的复合构件210的整个长度或翼展23或更大。

在图8A至图8D中大体上提供的实施例中，至少模具58或多个机器头220可移动以沿第一轴线201设置(例如，定位、放置或布置)至少前头部221沿第一方向211超出复合构件210的长度或翼展23。此外，模具58、多个机器头220或两者可移动以沿第一轴线201设置至少后头部222沿与第一方向211相反的第二方向212超出复合构件210的长度或翼展23(图2)(例如，限定转子叶片板21)。

现在参照大体上在图8B中提供的实施例，第一框架组件230的至少一部分可沿第二轴线202移动大于复合构件210(诸如限定转子叶片板21)的宽度或翼弦25。例如，多个机器头220可移动大于第一复合构件213的宽度或翼弦25。多个机器头220可设置在第二复合构件214上方，第二复合构件沿第二轴线202邻近于第一复合构件213设置。如此，设备200可使多个机器头220能够继续打印和沉积第二复合构件214的一个或多个肋结构64(图10-32)，同时第一复合构件213处的肋结构64凝固或固化在外蒙皮56上。在各个实施例中，第一框架组件230的第二框架232可移动以放置、定位或以其它方式布置多个机器头220至少等于或大于复合构件210的宽度或翼弦25。

现在参照大体上在图8B中提供的实施例，第一框架组件230还可限定沿第二轴线202延伸的支承部件236。支承部件236大体上可限定第一框架组件230的一部分，以便为多个机器头220提供结构支承。例如，支承部件236可减轻横跨翼展方向的相邻布置的多个机器头220的弯曲或下垂。诸如下文还描述的，支承部件236大体上可将多个机器头236划分成多个多个机器头236，诸如各自支承到单独的或可独立移动的第二框架232。

现在参照图8A-8E，第一框架组件230可包括可沿第一轴线201移动的第一框架231和联接到第一框架231的第二框架232。第一框架231大体上可联接到允许沿第一轴线201铰接或移动的基部框架235。基部框架235大体上可限定轨道组件、轨道结构、滑动件、自动导引车(AGV)或其它构造，以使第一框架231能够沿第一轴线201移动。在图8A中大体上提供的实施例中，多个机器头220可移动地联接到第二框架232，使得多个机器头220大体上可一致地沿第一轴线201、第二轴线202或这两者移动。如关于图8B所描述的，第二框架232可沿第二轴线202移动，以便至少沿复合构件210的整个宽度或翼弦25放置、定位、布置或以其它方式设置多个机器头220。更进一步，第二框架232可沿第二轴线202可移动，以便将多个机器头220设置成靠近第二复合构件214(例如，沿第三轴线203竖直地在第二复合构件214上方)。

第二框架231还使得至少一个机器头225能够独立于另一机器头225沿第三轴线203移动。第三轴线203大体上对应于网205上的竖直距离。更特别地，第三轴线203对应于在转子叶片板21上的竖直距离。如此，多个机器头220中的每个机器头225可沿第三轴线203彼此独立地移动，以独立地限定在网205或更特别地在转子叶片板21上的竖直距离。

现在参照大体上在图8C和图8D中提供的实施例，多个第一框架231可设置在基部框架235上。每个第一框架231可在基部框架235上独立地移动。例如，每个第一框架231可沿第一轴线201独立地移动。在各个实施例中，每个第一框架231可沿第一轴线201在相反的方向上独立移动(例如，一个或多个第一框架231朝第一方向211，且另一或多个第一框架231朝第二方向212)。

作为另一示例，参照图8C和图8D中大体上提供的实施例，第一框架231还可沿第一轴线201移位，以便相对于一个或多个复合构件210沿第三轴线203提供竖直空隙。在各个实施例中，第一框架组件230限定多个第一框架231，一个或多个第二框架232附接到第一框架231中的每个。例如，参照图8C，第一框架231a中的一个可沿基部框架235上的第一轴线201平移或移动以将多个机器头220和第一框架231a定位成远离一个或多个复合构件210，诸如图8D中的第一框架231b处大体上描绘的。

例如，第一框架组件230可移位、平移或以其它方式移动以将外蒙皮56施加到模具58上，且用于至少部分地沿第三轴线203从模具58移除复合构件210，诸如转子叶片板21。作为另一示例，第一框架组件230的第一框架231中的一个或多个，诸如图8C中描绘的第一框架231a，可平移，诸如在图8D中的第一框架231b处描绘的，以使另一第一框架231(诸如图8D中的231c处描绘的)能够沿第一轴201平移。在各个实施例中，在第一框架231(例如，231a、231b、231c)中的一个或多个的多个机器头220可限定机器头225的变化组合，使得一个第一框架231(例如，231c)可在一个或多个模具58执行与另一第一框架231(例如，231a、231b)相反的特定于一个第一框架231的功能。现在参照图9A和图9B，大体上提供设备200的其它示例性实施例。大体上在图9A和图9B中提供的实施例可基本类似于关于图8A、图8B、图8C和图8D所示出和描述的构造。在图9A和图9B中大体上提供的实施例中，第一轴线201大体上可对应于复合构件210的宽度或翼弦25(图2)，且第二轴线202大体上可对应于复合构件210的长度或翼展23(图2)。例如，在各个实施例中，第一轴线201基本平行于转子叶片板21的至少宽度或翼弦25(图2)。第二轴线202基本平行于转子叶片板21的至少长度或翼展23(图2)。在一个实施例中，模具58、多个机器头220或两者可移动，以沿第一轴线201设置至少前头部221大于沿第一方向211的转子叶片板21的宽度或翼弦25。

在图9A和图9B中大体上提供的实施例中，模具58、多个机器头220或两者可移动，以沿第一轴线201设置至少后头部222沿第二方向212超出转子叶片板21的宽度或翼弦25(图2)。如此，诸如关于图2-7所描述的，多个机器头220至少占据转子叶片板21的整个长度或翼展23，以沉积用于转子叶片板21的一个或多个结构的材料。更进一步，多个机器头220可移动，以在模具58、转子叶片板21或两者上提供竖直空隙，以允许至少部分地沿第三轴线203接近模具58和/或转子叶片板21。

仍参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图9A和图9B中大体上提供的示例性实施例，设备200还可限定第四轴线204。第四轴线204大体上限定在多个机器头220处。例如，更特别地参照大体上在图8E中提供的实施例，第四轴线204大体上由多个机器头220布置在其上的轴线(例如，图8A-8D中示出的第一轴线201)和沿第三轴线203的竖直距离所限定。第四轴线204大体上限定轴线，一个或多个机器头225可围绕该轴线彼此独立地旋转或枢转。例如，每个机器头225大体上在复合构件210(例如，转子叶片板21的网结构62)附近限定工作端227。多个机器头220构造成相对于网205、模具58或两者以一定角度228设置一个或多个机器头225的工作端227。

在各个实施例中，设备200(诸如在第二框架232处、在多个机器头220处或两者)构造为沿第四轴线204移动或枢转，以设置一个或多个机器头225的工作端227相对于网205的角度在约0度和约175度之间。

仍参照图8E，在另一实施例中，设备200还可限定第五轴线206，一个或多个机器头225可围绕该第五轴线旋转。第五轴线206大体上限定为垂直于第四轴线204和第二轴线202。诸如图8A中大体上描绘的，第五轴线206大体上还限定为穿过每个机器头225，以便限定机器头中心线轴线。在一个实施例中，机器头225可绕第五轴线206旋转约360度。更特别地，每个机器头225的工作端227可围绕第五轴线206旋转约360度。

往回参照图8A，每个机器头225可至少部分地沿第三轴线203限定机器头中心线轴线226。每对相邻的中心线轴线226、226a可限定距离224，该距离对应于要形成在模具58上的复合构件210的结构的期望间隔。在各个实施例中，诸如本文中还描述的，每个机器头225的中心到中心距离224大体上可对应于将由设备200形成的期望肋部件64(图17)的期望间隔或期望间隔的倍数。更特别地，在各个实施例中，每对机器头225的中心到中心的距离224大体上可对应于网结构62(图17)的间隔或距离97。

例如，网结构62的间隔或距离97可对应于沿第一方向76或第二方向78的每对肋部件64之间的间隔或距离。更进一步，肋部件64的间隔或距离97可指每对第一肋部件66或第二肋部件68之间的间隔或距离。作为另一示例，待形成的复合构件210的每个结构可限定长度或宽度的尺寸X(例如，图17中示出的间隔或距离97)。每对相邻的机器头225的期望的中心到中心的间隔(即，距离224)可至少近似等于该结构的尺寸X。作为另一示例，每对相邻的机器头225的期望的中心到中心的间隔(即，距离224)可至少近似为结构的尺寸X的倍数。例如，中心到中心的间隔可为结构尺寸的两倍(即2X)或三倍(即3X)或四倍(即4X)等。作为又一示例，多个机器头225大体上可沿第一方向(例如，图8A-8F或图9A-9B中描绘的第一方向211)移动以形成结构，并然后沿与第一方向相反的第二方向(例如，图8A-8F或图9A-9B中描绘的第二方向212)，以进一步形成该结构。

作为又一示例，当多个机器头220大体上与复合构件210的长度23平行时，诸如图8A-8F中大体上描绘的，沿第一轴线201的中心到中心的间隔或距离224沿对应于第一轴线201的方向大体上可对应于或至少约等于图17中大体上描绘的网结构62的期望间隔或距离97。作为又一示例，当多个机器头220大体上与复合构件210的宽度25平行时，诸如图9A-9B中大体上描绘的，沿第一轴线201的中心到中心的间隔或距离224沿对应于第一轴线201的另一方向大体上可对应于或至少约等于图17中大体上描绘的网结构62的期望间隔或距离97。更进一步，如先前描述的，中心到中心的间隔或距离224可为网结构62的间隔或距离97的倍数。在一个实施例中，中心到中心的间隔或距离224可更特别为网结构62的间隔或距离97的整数倍。

此外，可经由设备200的控制器处的指令来修改沿第二方向(例如，沿与多个机器头220对准的第一轴线201的第二方向212)的网结构62的间隔97，因为在沿多个机器头220对准的相同方向移动多个机器头220时，沿相反方向(例如，第一方向211)的网结构62的中心到中心的间隔97大体上独立于机器头225的中心到中心间隔或距离224。

还应注意的是，网结构62沿与第一方向相反的第二方向的间隔或距离97可经由设备200的控制器(例如，计算机数字控制)处的指令来修改，因为沿第二方向的形成的结构(例如，第二部件68，图17)大体上可相对于每对部件之间的间隔97沿第一方向独立于另一结构(例如，第一部件66，图17)。

参照图8E，在另一实施例中，设备200还限定第二多个机器头220a，其与联接到第二框架232的多个机器头220相邻。例如，第二多个机器头220a可设置在第二框架232的相反侧或另一侧或另一面上，使得第二多个机器头220a沿第二轴线202与多个机器头220相邻地设置。如先前描述的，第二多个机器头220a可相对于多个机器头220沿第三轴线203独立地移动。更进一步，每个机器头225可相对于另一机器头225沿第三轴线203独立地移动。

在各个实施例中，诸如图8E中大体上提供的，两个或更多个机器头225可一起操作以将材料、流体或两者打印或沉积到模具58上。例如，多个机器头220中的机器头225可沉积或挤出第一树脂材料以形成复合构件210的网结构62。第二多个机器头220A的机器头225可沉积或挤出与第一树脂材料相同或不同的第二树脂材料。作为另一示例，第二多个机器头220A的机器头225可提供流体流，诸如空气、惰性气体或液体流体，以清除或清洁形成有网结构62的表面。在另一实施例中，第二多个机器头220A的机器头225可提供热源，以便帮助沉积在表面上的树脂材料的固化。在又一实施例中，机器头225可限定表面准备工具，诸如研磨工具、去毛刺工具或清洁工具。

现在参照图9A和图9B，大体上提供设备200的其它实施例。关于图9A和图9B大体上提供的实施例构造为与关于图8A-8F所示出和描述的实施例中的一个或多个基本类似。然而，在图9A和图9B中，第一轴线201基本平行于复合构件210(例如，转子叶片板21)的宽度或翼弦25。第二轴线202还限定为基本平行于复合构件210的长度或翼展23。多个机器头220沿第一轴线201处于相邻布置中，以便大体上沿复合构件210的宽度或翼弦25延伸。

仍参照图9A和图9B，第一框架组件230大体上可包括多个第二框架232，多个机器头220分别附接到第二框架232。例如，诸如图9B中大体上描绘的，多个第二框架232每个可沿第二轴线202(例如，沿转子叶片板21的长度或翼展23)独立地移动。此外，联接到每个第二框架232的多个机器头220每个可沿第一轴线201(例如，沿转子叶片板21的宽度或翼弦25)独立地移动。现在参照图9B，联接到每个第二框架232的多个机器头220中的一个或多个可从模具58或复合构件210移开，以便沿第三轴线203提供开口或竖直空隙。诸如关于图8A-8F所描述的，空隙或开口可允许放置和移除模具58、外蒙皮56或两者。

在各个实施例中，多个机器头220可沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的宽度25的至少约50%或更大。在其它实施例中，多个机器头220沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的宽度25的至少约70%或更大。在又一些实施例中，多个机器头220沿第一轴线201布置为将由设备200形成的复合构件210的宽度25的至少约100%或更大。在其它实施例中(例如，图9A)，多个机器头220可至少延伸待形成的模具58或复合构件210的整个宽度或翼弦25或更大。

在一个实施例中，多个机器头220、模具58或两者可移动以沿第一轴线201至少将前头221设置为超过沿第一方向211形成的复合构件210的宽度或翼弦25。在另一实施例中，模具58、多个机器头220或两者可移动以沿第一轴线201设置至少后头部222超出沿与第一方向211相反的第二方向212的复合构件210的宽度或翼弦25。例如，多个机器头220可沿第一轴线201移动，诸如沿第一轴线201设置一个或多个机器头225靠近(例如，邻近或竖直上方)模具58、复合构件210或两者。第二框架232可沿第二轴线202移动，以沿复合构件210的长度或翼展23设置多个机器头220。第二框架232中的一个或多个可使用为可移动的，以包围复合构件210的至少整个长度或翼展23。

仍参照大体上在图8A-8F和图9A-9B中提供的实施例，设备200还可包括配置为控制设备200的操作的控制器。控制器、多个机器头220和第一框架组件230可一起限定计算机数字控制(CNC)装置。在另一实施例中，控制器、多个机器头220、第一框架组件230和第二框架组件240一起限定CNC装置。在各个实施例中，每多个机器头220中的一个或多个机器头225可限定材料沉积工具，该材料沉积工具限定挤出机、丝分配头、带沉积头、膏分配头、液体分配头中的一个或多个，或固化工具、材料调节工具或真空工具中的一个或多个。多个机器头220中的至少一个或多个构造为独立于一个或多个其它机器头225以一种或多种流率、温度和/或压力从至少一个机器头225分配材料。更进一步，材料调节工具可包括表面准备工具，诸如清洁或抛光装置、去毛刺工具或其它研磨工具，诸如研磨机器头。真空工具可包括真空以大体上移除碎屑、流体、碎屑、灰尘、刨花、通常多余的材料或异物。

还应认识到，装置200的实施例可包括控制器，该控制器还包括用于执行本文中描述的方法的实施例的至少一个步骤的一个或多个处理器以及一个或多个存储装置。一个或多个存储器装置可存储指令，指令在由一个或多个处理器执行时引起一个或多个处理器执行操作。指令或操作大体上包括本文中描述的方法的实施例的一个或多个步骤。指令可在处理器上的逻辑和/或虚拟分离线程中执行。存储器装置还可存储可由处理器存取的数据。装置200还可包括网络接口，该网络接口用于往返于控制器以及往返于第一框架组件230、第二框架组件240、模具58或多个机器头220中的至少一个的一个或多个信号的通信、发送、发射、接收或处理。

本公开内容还涉及用于制造复合构件210的方法，该复合构件具有经由3D打印形成的至少一个打印的增强网结构62，或复合带沉积的增强网结构62或它们的组合。如此，在某些实施例中，复合结构210可限定诸如关于图2-7所描述的转子叶片板21。转子叶片板21可包括压力侧表面、吸入侧表面、后缘节段、前缘节段或其组合。如本文中使用的3D打印大体上理解为包含用于合成三维物体的过程，其中在计算机的控制下形成连续的材料层以产生物体。如此，几乎任何大小和/或形状的物体可由数字模型数据产生。还应理解的是，本公开内容的方法不限于3D打印，而是还可包含多于三个自由度，使得打印技术不限于打印堆叠的二维层，而是还能够打印弯曲的形状。

现在参照图8F，大体上提供的设备200的实施例构造为基本类似于关于图8A-8E所示出或描述的实施例中的一个或多个。然而，在图8F中，设备200还包括至少部分地围绕第一框架组件230的第二框架组件240。第二框架组件240包括至少部分地沿第一轴线201延伸的第一轴线框架241和至少部分地沿第二轴线202延伸的第二轴线框架232。可延伸的第三轴线部件243联接到第二轴线框架242。保持装置245联接到第三轴部件243。保持装置245构造成联接到外蒙皮56、模具58或两者，以沿第一轴线201、第二轴线202或第三轴线203中的一个或多个在多个机器头220下方竖直地移动或平移至网205。

在各个实施例中，保持装置245构造为固定到外蒙皮56上或从外蒙皮上释放，以将模具58放置在网205上或从模具58上移除。在一个实施例中，保持装置245限定真空/压力工具。例如，保持装置245可将真空施加到外蒙皮56上，以便生成将外蒙皮56固定到保持装置245上的吸力。第二框架组件240沿第一轴线201和第二轴线202中的至少一个平移保持装置245，且沿第三轴线203延伸，以将外蒙皮56放置到模具58上。保持装置245还可中断真空以将外蒙皮56释放到模具58上。在各个实施例中，保持装置245还可通过外蒙皮56施加真空，诸如通过一个或多个开口，以生成将外蒙皮56拉至模具58的吸力。保持装置245还可施加压力，诸如空气或惰性气体的力，或诸如通过使第三轴线部件243沿第三轴线203朝模具58延伸而压在外蒙皮56上。例如，在外蒙皮56和模具58上施加压力将外蒙皮56的至少周边密封到模具58上。在其它实施例中，模具58可包括真空工具或真空管线以产生将外蒙皮56拉到模具58上的吸力。

在一个实施例中，保持装置245还可将热能(例如，热)施加到外蒙皮56的至少一部分，使得外蒙皮56至少基本符合模具的轮廓58。例如，加热纤维增强的外蒙皮56的至少一部分大体上可包括将外蒙皮56的至少一部分加热到至少第一温度阈值。在各个实施例中，第一温度阈值限定至少约在树脂材料的玻璃化转变温度与纤维增强的外蒙皮56的树脂材料的熔融温度之间的温度。

在各个实施例中，可在将压力或真空施加到外蒙皮56以固定到模具58上之前，经由保持装置245将热能施加到外蒙皮56。在其它实施例中，向外蒙皮56施加热能可与向外蒙皮56施加压力或真空以固定在模具58上至少约同时发生。在其它实施例中，可在将压力或真空施加到外蒙皮56上以将外蒙皮56固定到模具58上之后，发生将热能施加到外蒙皮56上。

制造复合构件210的方法的另一实施例包括制造多个复合构件210。该方法包括上文关于图8A-8F和图9A-9B大体上描述的步骤。该方法还可包括经由保持装置245将第二纤维增强的外蒙皮56a放置在第二模具58a上。第二模具58a大体上邻近于第一模具58设置，诸如沿第一轴线201或第二轴线202邻近，诸如关于图8C、8D和8F大体上示出和描述。

该方法大体上包括将第二纤维增强的外蒙皮56a的至少一部分加热到至少第一温度阈值，将压力施加到第二外蒙皮56a和第二模具58a上以将第二外蒙皮56a的至少周边密封到第二模具58a上，且在第二外蒙皮56a上形成多个肋部件62，诸如关于第一外蒙皮56所描述的。

应认识到，该方法大体上包括经由第一框架组件230沿第一轴线201、第二轴线202或第三轴线203中的一个或多个将多个机器头220平移到靠近第一外蒙皮56，以便打印、施加或沉积树脂材料以形成网结构56或准备外蒙皮56的表面(例如，清洁、机械加工、移除材料、施加热量、施加冷却流体等)。约同时或顺序地，当多个机器头220靠近第一模具58处的第一外蒙皮56时，第二框架组件240可沿第一轴线201、第二轴线202或第三轴线203平移保持装置245，以将第二外蒙皮56a设置成靠近模具58a。如此，第二框架组件240和保持装置245可在第一外蒙皮56的另一复合构件210形成的同时在第二外蒙皮56a和第二模具58a上操作。

该方法还可包括经由第一框架组件230沿第一轴线201、第二轴线202或第三轴线203中的一个或多个将多个机器头220平移到靠近第二模具58a处的第二外蒙皮56a，且当多个机器头220靠近第二模具58a处的第二外蒙皮56a时，经由第二框架组件240将保持装置245平移到第一模具58。如此，保持装置245可继续经由保持装置245从第一模具58移除第一外蒙皮56或以其它方式在第一外蒙皮上操作。在第二模具58a处完成复合构件210之后，保持装置245还可平移至第二模具58a以移除复合构件210。大体上在经由多个机器头220形成复合构件210之前或之后，保持装置245大体上沿第一轴线201、第二轴线或第三轴线203中的一个或多个平移，远离模具58以允许多个机器头220接近以形成复合构件210。

特别地参照图8F和12，该方法的一个实施例包括相对于设备200放置模具58。更特别地，如示出的实施例中示出的，该方法可包括将模具58放置到网205中。此外，如图8F、图10和图12中示出的，本公开内容的方法还包括在复合构件210(例如，转子叶片板21)的模具58中形成一个或多个纤维增强的外蒙皮56。在某些实施例中，该方法包括将外蒙皮56放置在模具58上，该外蒙皮可包括一个或多个连续的，多轴的(例如双轴的)纤维增强的热塑性或热固性外蒙皮。此外，在特定的实施例中，形成纤维增强的外蒙皮56的方法可包括注射成型、3D打印、2-D拉挤成型、3D拉挤成型、热成型、真空成型、压力成型、气囊成型、自动纤维沉积、自动纤维带沉积或真空灌注中的至少一种。

复合材料(诸如可用于复合构件210中的复合材料)大体上可包括嵌入在基质材料中的纤维增强材料，诸如聚合物材料(例如，聚合物基质复合物或PMC)。增强材料用作复合材料的承载组分，而复合材料的基质用于将纤维粘合在一起并用作介质，外部施加的应力通过该介质传递并分配到纤维。

该方法还可包括经由设备200的多个机器头220中的一个或多个将网结构62直接形成到纤维增强的外蒙皮56上。形成网结构62可包括将复合带施加或沉积在外蒙皮56上。PMC材料可通过用树脂(预浸料物)浸渍织物或连续单向带，然后进行固化来制造。例如，多层预浸料物可堆叠或层叠在一起，以达到对该零件(诸如网结构62)的适当厚度和定向，且然后可经由一个或多个机器头225固化或凝固树脂，以制成纤维增强复合构件210。在形成预成型件之前或在形成预成型件之后，纤维束可用浆料组合物浸渍。然后可经由多个机器头220或保持装置245中的一个或多个对预成型件进行热处理，以便凝固或固化复合构件210或其一部分，诸如网结构62。

另外，如示出的，转子叶片板21的外蒙皮56可为弯曲的。在此类实施例中，该方法可包括形成纤维增强的外蒙皮56的曲率。此类成型可包括提供一个或多个大体上平的纤维增强的外蒙皮，经由保持装置245迫使外蒙皮56成与期望的轮廓对应的期望的形状，以及在打印和沉积期间将蒙皮56保持为期望的形状。该方法还可包括将纤维增强的外蒙皮56的至少一部分加热到至少第一温度阈值，该第一温度阈值限定至少约在树脂材料的玻璃化转变温度和树脂材料的熔融温度之间的温度。如此，当释放外蒙皮56和打印在其上的网结构62时，外蒙皮56大体上保持其期望的形状。另外，设备200可适于包括沿转子叶片板21的轮廓的工装路径。

该方法还可包括经由设备200将网结构62直接打印并沉积到纤维增强的外蒙皮56上。更特别地，如图11、图12、图14和图17中示出的，设备200构造成打印和沉积在多个节点74处相交的多个肋部件64，以将网结构62形成在一个或多个纤维增强的外蒙皮56的内表面上。如此，在沉积结构62时，网结构62结合至纤维增强的外蒙皮56，这消除对额外粘合剂和/或固化时间的需要。例如，在一个实施例中，设备200配置成在形成的蒙皮56达到期望的状态后，将肋部件64打印并沉积到一个或多个纤维增强的蒙皮56的内表面上，该期望状态允许将打印的肋部件64结合到其上，即基于温度、时间和/或硬度的一个或多个参数。因此，在蒙皮56由热塑性基质形成的某些实施例中，设备200可立即在其上打印肋部件64，因为蒙皮56的成型温度和能够进行热塑性焊接/结合的期望打印温度可相同。更特别地，在特定的实施例中，在蒙皮56已从成型中冷却之前(即，当蒙皮仍是热的或温暖的时)，设备200配置为将肋部件64打印并沉积在一个或多个纤维增强的外蒙皮56的内表面上。例如，在一个实施例中，设备200配置为在蒙皮56已完全冷却之前将肋部件64打印且沉积在外蒙皮56的内表面上。另外，在另一实施例中，设备200配置成当蒙皮56已部分冷却时将肋部件64打印且沉积在外蒙皮56的内表面上。因此，可选择用于网结构62和外蒙皮56的合适材料，使得网结构62在沉积期间结合到外蒙皮56。因此，本文中描述的网结构62可使用相同的材料或不同的材料打印。

例如，在一个实施例中，可使用真空灌注将热固性材料灌注到模具58上的纤维材料中以形成外蒙皮56。如此，在固化之后将真空袋移除，并然后可将一个或多个热固性网结构62打印到外蒙皮56的内表面上。备选地，可在固化后将真空袋留在原处。在此类实施例中，可选择真空袋材料，使得该材料将不容易从固化的热固性纤维材料中释放。此类材料例如可包括热塑性材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯膜。因此，留在适当位置的热塑性膜允许热塑性网结构62通过其间的膜结合至热固性蒙皮。

另外，本公开内容的方法可包括处理外蒙皮56以促进外蒙皮56和网结构62之间的结合。更特别地，在某些实施例中，可使用火焰处理、等离子体处理、化学处理、化学蚀刻、机械研磨、压花、升高至少要打印在外蒙皮56上的区域的温度，和/或经由一个或多个机器头225的任何其它合适的处理方法来处理外蒙皮56以促进所述结合，诸如关于图8A-8F和图9A-9B所示出和描述的。在额外的实施例中，该方法可包括例如在内表面上用更多(或更少)的基质树脂材料形成外蒙皮56，以促进所述结合，诸如经由多个机器头220，或与第二多个机器头220a结合，诸如关于图8E所示出和描述的。在额外的实施例中，该方法可包括改变外蒙皮厚度和/或纤维含量以及纤维定向。

此外，本公开内容的方法包括改变网结构62的设计(例如，材料、宽度、高度、厚度、形状等，或其组合)。如此，网结构62可限定任何合适的形状，以便形成任何合适的结构构件，诸如翼梁帽48、50、抗剪腹板35或转子叶片16的额外结构构件52。例如，如图13中示出的，设备200可通过首先打印结构62的轮廓并以多次通过肋部件64来构建网结构62来开始打印网结构62。如此，设备200的机器头225可设计成具有任何合适的厚度或宽度，以便分散、沉积(例如，沉积复合纤维带)或挤出期望量的树脂材料以产生具有变化的高度和/或厚度的肋部件64。此外，网的尺寸可设计成允许板在肋部件64之间的局部屈曲，这可影响作为极端(阵风)负载减轻装置的空气动力学形状。

更特别地，如图11-17中示出的，肋部件64可至少包括沿第一方向76延伸的第一肋部件66和沿不同的第二方向78延伸的第二肋部件68。在若干实施例中，如图17中示出的，第一组70肋部件64的第一方向76大体上可垂直于第二方向78。更特别地，在某些实施例中，第一方向76大体上可平行于转子叶片16的翼弦方向(即，平行于宽度或翼弦25的方向(图2))，而第二组72肋部件64的第二方向78大体上可平行于转子叶片16的翼展方向(即，平行于长度或翼展23的方向(图2))。在其它各个实施例中，第一方向76可对应于沿大体上关于图8A-8F和图9A-9B所示出和描述的第一轴线201的方向。备选地，第二方向78大体上可对应于沿大体上关于图8A-8F和图9A-9B所示出和描述的第二轴线202的方向。备选地，在一个实施例中，可在网结构62中提供离轴定向(例如，相对于第一轴线201或第二轴线202从约20°至约70°)，以将弯曲扭转联接引入转子叶片16，这可有利于被动负载减轻装置。备选地，网结构62可平行于翼梁帽48、50。

而且，如图15和图16中示出的，第一肋部件66和第二肋部件68中的一个或多个可打印为沿其长度84、85具有变化的高度。在备选实施例中，如图18和图19中示出的，第一肋部件66和第二肋部件68中的一个或多个可打印为沿其长度84、85具有均匀的高度90。另外，如图11、图14和图17中示出的，肋部件64可包括第一组70肋部件64(其包含第一肋部件66)和第二组72肋部件64(其包含第二肋部件68)。

在此类实施例中，如图15和图16中示出的，该方法可包括基本在转子叶片板21中最大弯曲力矩(即+/-10%)出现的位置处形成(例如，经由带沉积)或打印(例如，经由挤制)第一组70肋部件64或第二组72肋部件64中的一个或两个的最大高度80。例如，在一个实施例中，最大弯曲力矩可发生在网结构62的中心位置82处，但不总是这样。如本文中使用的，用语“中心位置”大体上是指肋部件64的位置，其包含中心加上或减去肋部件64的总长度84的预定百分比。例如，如图15中示出的，中心位置82包括肋部件64的中心正或负约10%。备选地，如图16中示出的，中心位置82包括中心正或负约80%。在其它实施例中，中心位置82可包括小于距中心正或负10%或大于中心的正或负80%。

另外，如示出的，肋部件64的第一组70和第二组72也可包括从最大高度80渐缩的至少一个锥形端86、88。更特别地，如示出的，锥形端86、88可朝纤维增强的外蒙皮56的内表面渐缩。此类渐缩可对应于需要更多或更少结构支承的某些叶片位置。例如，在一个实施例中，肋部件64可在叶片末端处或附近更短，且可随着网结构62接近叶片根部来增加。在某些实施例中，如图16中特别示出的，锥形端86、88的斜率可为线性的。在备选实施例中，如图15中示出的，锥形端86、88的斜率可为非线性的。在此类实施例中，锥形端86、88提供板21的改进的刚度对重量比。

在额外的实施例中，在节点74处的相交肋部件64的一个或多个高度可为不同的。例如，如图18中示出的，第二组72肋部件64的高度不同于相交的第一肋部件66的高度。换句话说，肋部件64在它们的交叉点处对于不同的方向可具有不同的高度。例如，在一个实施例中，翼展方向肋部件64的高度可为弦向方向肋部件64的高度的两倍。另外，如图18中示出的，第二组72肋部件64可各自具有与第二组72肋部件64中的相邻肋部件64不同的高度。在此类实施例中，如示出的，该方法可包括打印第二组70肋部件64的每个，使得具有更大高度的结构64朝网结构62的中心位置82定位。另外，第二组70肋部件64可沿其长度85渐缩，使得随着肋部件接近叶片末端，肋部件64渐缩。

在其它实施例中，如提到的，肋部件64可以不同的厚度打印。例如，如图17中示出的，第一组70肋部件64限定第一厚度94，而第二组72肋部件64限定第二厚度96。更特别地，如示出的，第一厚度94和第二厚度96是不同的。另外，如图20和图21中示出的，单个肋部件64的厚度可沿其长度变化。

特别地参照图17，第一组70肋部件64和/或第二组72肋部件64可均匀地间隔开。在备选实施例中，如图20和图21中示出的，第一组70肋部件64和/或第二组72肋部件64可不均匀地间隔开。例如，如示出的，本文中描述的额外方法允许对转子叶片板21的整体形状的负载和/或几何约束而优化的复杂内部结构。如此，本公开内容的网结构62可具有与自然界中出现的形状类似的形状，诸如有机结构(例如，鸟骨、树叶、树干或类似物)。因此，可将网结构62打印为具有内部叶片结构，该内部叶片结构在最大限度地减小重量的同时优化刚度和强度。

在若干实施例中，还可通过使用使方向改变量最小的肋图案来减小打印肋部件64的周期时间。例如，相对于所提出的打印机的翼弦方向，45度角网的打印速度可能可比90度角网的打印速度快。如此，本公开内容在可能的情况下最大限度地减小打印机的加速度和减速度，同时仍打印高质量的肋部件64。

在另一实施例中，如图10和图14中示出的，该方法可包括将多个网结构62打印到纤维增强的外蒙皮56的内表面上。更特别地，如示出的，可将多个网结构62打印在外蒙皮56的内表面上的单独且不同的位置。

参照图22可更好地理解与本公开内容的网结构62相关联的某些优点。如示出的，图100示出在y轴上的转子叶片16的稳定性(表示为屈曲负载系数“BLF”)与在x轴上的重量比。曲线102表示常规夹层板转子叶片的稳定性与重量比。曲线104表示具有由短纤维构成的非锥形网结构的转子叶片的稳定性对重量比。曲线106表示具有不带纤维的非锥形网结构的转子叶片的稳定性对重量比。曲线108表示对于具有由锥形肋部件64构成的网结构62的转子叶片的稳定性与重量比，该锥形肋部件具有1:3的斜率且没有纤维。曲线110表示对于具有由锥形肋部件64构成的网结构62的转子叶片的稳定性与重量比，该锥形肋部件具有1:2的斜率且没有纤维。曲线112表示具有叶片结构62的转子叶片16的稳定性与重量比，该叶片结构包含具有第一厚度的短纤维且由具有1:3斜率的锥形肋部件64构成。曲线114表示具有叶片结构62的转子叶片16的稳定性与重量比，该叶片结构包含具有小于第一厚度的第二厚度的短纤维且由具有1:3斜率的锥形肋部件64构成。因此，如示出的，包含纤维的肋部件64使其模量最大化，而较薄的肋部件最大限度地减小添加到转子叶片16的重量。另外，如示出的，较高的锥度比增加屈曲负载系数。

现在参照图23-25，示出本公开内容的网结构62的各种额外特征。更特别地，图23示出打印网结构62的一个实施例的局部顶视图，特别地示出其节点74中的一个。如示出的，设备200可在多个节点74中的一个或多个节点处形成短距离的至少一个基本45度角95。如此，45度角95构造成增加拐角处的邻接或结合的量。在此类实施例中，如示出的，在该拐角节点中可存在轻微的重叠。

特别地参照图24，示出打印网结构62的一个实施例的局部顶视图，特别地示出网结构62的起始打印位置和终止打印位置。这有助于启动和停止打印肋。当设备200开始打印肋部件64且过程加速时，挤出机可不完全挤出树脂材料。因此，如示出的，设备200可通过弯曲或涡流来开始打印过程，以为肋结构64提供导入。通过在起始位置挤出该涡流，使机器头225有时间更缓慢地升高/降低其压力，而不是需要立即在狭窄的独立起始点的顶部开始。如此，涡流允许以更高的速度打印本公开内容的网结构65。

然而，在某些情况下，该起始曲线可在起始区域中产生小的空隙99(即涡旋内的面积)，当空隙99向上传播通过进行中的层时，这可产生问题。因此，设备200还构造成在开始区域的涡流内终止肋部件64中的一个，以便防止空隙99发展。更特别地，如示出的，设备200基本用另一肋部件64的终止位置填充一个肋部件64的起始曲线。

特别地参照图25，示出打印网结构62的肋部件64中一个的一个实施例的正视图，特别地示出肋部件64的基部区段55，其具有较宽的W和较薄的T的第一层，以便改进网结构62与转子叶片板21的外蒙皮56的结合。为了形成该基部区段55，设备200打印网结构62的第一层，使得各个基部区段55限定比肋部件64的截面其余部分更宽且更薄的截面。换句话说，肋部件64的更宽且更薄的基部区段55提供较大的表面积以结合到外蒙皮56，与外蒙皮56的最大热传递，并允许设备200以更快的速度在第一层上操作。另外，基部区段55可最大限度地减小在结构62和外蒙皮56之间的结合接头处的应力集中。

现在参照图26-31，本文中描述的设备200还配置为将至少一个额外特征63直接打印到网结构62上，其中来自打印的热量将额外特征63结合到结构62。如此，额外特征63可直接3D打印到网结构62中。此类打印允许根据需要使用底切和/或负拔模角度将额外特征63打印到网结构62中。另外，在某些情况下，用于各种叶片系统的硬件可组装在网结构62内，并然后打印以封装/保护此类构件。

例如，如图26-29中示出的，额外特征63可包括辅助特征81和/或组装特征69。更特别地，如图26和图27中示出的，组装特征69可包括一个或多个对准结构73、至少一个装卸或提升特征71、一个或多个粘合剂间隙或间隔95，或者一个或多个粘合剂容纳区域83。例如，在一个实施例中，设备200构造为将多个装卸特征71打印到网结构62上，以提供多个抓握位置，以用于从模具58移除转子叶片板21。此外，如图24中示出的，一个或多个粘合剂容纳区域83可形成在网结构62中，例如，使得可将另一叶片构件固定到其上或由其固定。

在特定的实施例中，如图27和图28中示出的，对准或引入结构73可包括任何翼梁帽和/或抗剪腹板对准特征。在此类实施例中，如示出的，可打印网结构62，使得多个肋部件64的角度从翼梁帽位置偏移，以便形成粘合剂容纳区域83。更特别地，如示出的，粘合剂容纳区域83构造为防止从粘合剂101中挤出。还应理解的是，此类粘合剂容纳区域83不限于翼梁帽位置，而是可设在网结构62上的任何合适的位置，包括但不限于邻近前缘24、后缘26，或其它任何结合位置的位置。

在其它实施例中，对准结构73可对应于支承对准特征(例如，用于支承结构52)/叶片接头对准特征/板对准特征75或任何其它合适的对准特征。更特别地，如图27中示出的，板对准特征75可包括公对准特征77或母对准特征79，其与相邻的转子叶片板21的公对准特征77或母对准特征79配合。

此外，如图30中示出的，额外特征63可包括转子叶片板21的至少一个辅助特征81。例如，在一个实施例中，辅助特征81可包括转子叶片16的平衡箱67。在此类实施例中，将额外特征63打印到网结构62中的步骤可包括包围网结构62的至少一部分以在其中形成平衡箱63。在额外的实施例中，辅助特征81可包括例如用于主动空气动力学装置、摩擦阻尼系统或负载控制系统的壳体87、凹穴、支承件或封壳；例如用于除冰系统的管道89、通道或通路；一个或多个阀；围绕纤维增强的外蒙皮的孔位置的支承件91、管道或通道；具有一个或多个传感器103的传感器系统；一个或多个加热元件105或线105；杆；导体或任何其它打印特征。在一个实施例中，例如，用于摩擦阻尼系统的支承件可包括滑动接口元件和/或自由互锁结构。例如，在一个实施例中，3D打印的网结构62提供容易地在其中打印通道的机会，以从叶片根部或毂中的热源提供温暖的空气以具有除冰效果或防止冰形成。此类通道允许空气直接与外蒙皮56接触以改进热传递性能。

在特定的实施例中，传感器系统可在制造过程期间结合到网结构62和/或外蒙皮56中。例如，在一个实施例中，传感器系统可为与网结构62布置和/或直接结合到蒙皮56中的表面压力测量系统。如此，打印结构和/或蒙皮56制造成包括容易安装传感器系统所需要的一系列的管道/通道。此外，打印结构和/或蒙皮56也可在其中提供一系列的孔来用于接收系统的连接部。因此，通过将各个结构打印到网结构62和/或蒙皮56中以容纳传感器、用作静压端口和/或用作直接延伸到外叶片蒙皮的管道来简化制造过程。此类系统还可允许使用测压孔(pressure tap)来用于风力涡轮10的闭环控制。

在更进一步的实施例中，模具58可包括某些标记(诸如凸(positive)标记)，该标记构造成在制造期间在蒙皮中产生小的凹坑。此类标记允许容易地在相关联的传感器所需要的精确位置中机加工孔。另外，额外的传感器系统可结合到网结构和/或外或内蒙皮层56中，以提供空气动力学或声学测量，以便允许闭环控制或原型测量。

另外，本文中描述的加热元件105可为围绕叶片前缘分布的齐平表面安装的加热元件。此类加热元件105允许通过将温度/对流热传递与流速和驻点相关来确定叶片上的攻角。此类信息对于涡轮控制是有用的，且可简化测量过程。应理解的是，此类加热元件105也可以以额外的方式结合到外或内蒙皮层56中，且不需要齐平地安装在其中。

往回参照图26，根据本公开内容的方法可包括将填充材料98放置在一个或多个肋部件64之间。例如，在某些实施例中，本文中描述的填充材料98可由任何合适的材料构成，包括但不限于低密度泡沫、软木、复合材料、轻木、复合物或类似物。合适的低密度泡沫材料可包括但不限于聚苯乙烯泡沫(例如，膨胀聚苯乙烯泡沫)、聚氨酯泡沫(例如，聚氨酯闭孔泡沫)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫、其它泡沫橡胶/树脂基泡沫和各种其它开孔和闭孔泡沫。

往回参照图29，该方法还可包括将一个或多个特征93打印在外蒙皮56上，例如在转子叶片板21的后缘和/或前缘处。例如，如图29中示出的，该方法可包括将至少一个雷电防护特征96打印到一个或多个纤维增强的外蒙皮56中的至少一个上。在此类实施例中，雷电防护特征93可包括冷却翅片或后缘特征，其具有比纤维增强的外蒙皮56少的纤维含量。更特别地，冷却翅片可直接打印到外蒙皮56的内表面上且可选地载有填充物以改进导热率，但低于特定阈值以解决与雷电相关的问题。如此，冷却翅片构造为改进从加热的气流到外蒙皮56的热传递。在额外的实施例中，此类特征93可构造为重叠的，例如，诸如互锁边缘或搭扣配合。

现在参照图31和图32，额外特征63可包括粘合剂间隙95或间隔，其可结合到网结构62中。当结合在一起时，此类间隔95在两个构件之间提供特定的间隙，以便最大限度地减小粘合剂的挤出。如此，间隔95基于所使用的粘合剂为优化的结合强度提供所需要的结合间隙。

该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言非实质性差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。