本公開內(nèi)容一般地涉及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，并且具體地涉及用于填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的孔隙的填料。仍更具體地，本公開涉及由隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲構(gòu)成的填料和用于制造這些類型的填料的方法和裝置。

背景技術(shù)：

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)越來(lái)越多地被用于各種平臺(tái)，比如但不限于航空器、無(wú)人飛行器和其他類型的航天飛行器。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以由至少一個(gè)復(fù)合材料零件構(gòu)成，該復(fù)合材料零件由復(fù)合材料制造。在一些情況下，當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)復(fù)合材料零件被連接在一起時(shí)，沿著這些復(fù)合材料零件之間的粘合層可形成通道或孔隙?？赡苄枰畛溥@些孔隙以便增加粘結(jié)強(qiáng)度。填料可用于填充該類型的孔隙。

作為一個(gè)實(shí)例，在航空器工業(yè)中，當(dāng)復(fù)合材料加強(qiáng)桿與復(fù)合材料蒙皮板嚙合時(shí)，填料可用于填充在復(fù)合材料加強(qiáng)桿和復(fù)合材料蒙皮板之間的半徑粘合層處形成的孔隙。該類型的填料可有時(shí)稱為“復(fù)合材料填料”、“條狀物(noodle)”或“復(fù)合材料條狀物”。

當(dāng)前使用的填料通常由比如粘合劑、預(yù)浸帶、織物或其他類型的復(fù)合材料的材料制造。此外，填料被制造為具有期望水平的硬度。例如，在復(fù)合材料加強(qiáng)桿和復(fù)合材料蒙皮板之間使用的填料可能需要具有一定水平的厚度以將負(fù)載從復(fù)合材料加強(qiáng)桿傳遞至復(fù)合材料蒙皮板。

在航空器制造和操作期間，航空器中的復(fù)合材料填料可遭受各種力。這些力可能引起在這些復(fù)合材料填料內(nèi)形成非期望的不一致。例如，裂紋、分層和其他非期望的不一致可能在復(fù)合材料內(nèi)顯現(xiàn)。這些類型的非期望的不一致可阻止復(fù)合材料填料以期望的方式傳遞負(fù)載。所以，具有考慮以上討論的至少一些問(wèn)題比如但不限于預(yù)防復(fù)合材料填料中的裂紋以及其他可能的問(wèn)題的方法和裝置將是期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示意性實(shí)施方式中，裝置可包括填料。填料可包括在各個(gè)方向上均勻的纖維基質(zhì)。纖維基質(zhì)可包括第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由硬化材料組成。第二多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由粘結(jié)材料組成。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲二者的不連續(xù)纖絲均可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)。

在另一示意性實(shí)施方式中，可以提供一種制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的填料的方法。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲可以與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲混合以形成混合物?？梢允褂没旌衔镄纬稍喜牧??？梢詨嚎s原料材料以形成原料。原料內(nèi)第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲的不連續(xù)纖絲可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)以形成在各個(gè)方向上均勻的纖維基質(zhì)?？梢允乖铣尚我孕纬捎糜谛纬商盍系奶盍辖Y(jié)構(gòu)。

在又另一示意性實(shí)例中，纖維基質(zhì)可包括第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由硬化材料組成。第二多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由粘結(jié)材料組成。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲二者的不連續(xù)纖絲均可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)，使得纖維基質(zhì)在各個(gè)方向是均勻的。

所述特征和功能可以在本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或可在又其他實(shí)施方式中結(jié)合，其中參考以下描述和附圖可理解進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

附圖說(shuō)明

在所附權(quán)利要求中闡釋了被認(rèn)為是示意性實(shí)施方式中特性的新特征。但是，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過(guò)參考本公開內(nèi)容的示意性實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，將最佳地理解示意性實(shí)施方式、以及優(yōu)選的使用方式、進(jìn)一步目標(biāo)和其特征，其中：

圖1是根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式的制造環(huán)境圖解；

圖2是根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式的復(fù)合材料制造系統(tǒng)的更詳細(xì)圖解；

圖3是根據(jù)示意性實(shí)施方式的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的等軸視圖圖解；

圖4是根據(jù)示意性實(shí)施方式的一部分纖維基質(zhì)的放大視圖圖解；

圖5是根據(jù)示意性實(shí)施方式的原料和可由原料制造的不同類型的填料的圖解；

圖6是根據(jù)示意性實(shí)施方式的可以形成填料的一種方式的圖解；

圖7是根據(jù)示意性實(shí)施方式的可以形成原料的選定部分的一種方式的圖解；

圖8是根據(jù)示意性實(shí)施方式的用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解；

圖9是根據(jù)示意性實(shí)施方式的用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解；

圖10是根據(jù)示意性實(shí)施方式的用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解；

圖11是根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式的形成用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中孔隙的填料的方法的圖解；

圖12是根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式的形成原料的方法的圖解；

圖13是根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式的形成用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中孔隙的填料的更詳細(xì)方法的圖解；

圖14是根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式的航空器制造和檢修方法的圖解；和

圖15是以方框圖形式的可實(shí)施示意性實(shí)施方式的航空器的圖解。

具體實(shí)施方式

示意性實(shí)施方式認(rèn)識(shí)并且進(jìn)行不同的考慮。例如，示意性實(shí)施方式認(rèn)識(shí)和考慮，擁有制造復(fù)合材料填料的方法和裝置可以是期望的，該方法和裝置產(chǎn)生對(duì)非期望的不一致比如裂化具有期望的抗性的復(fù)合材料填料。示意性實(shí)施方式認(rèn)識(shí)和考慮，由隨機(jī)定向的由硬化材料組成的不連續(xù)纖絲和由粘結(jié)材料組成的不連續(xù)纖絲構(gòu)成的復(fù)合材料填料可幫助改善復(fù)合材料填料的硬度、韌性和穩(wěn)定性。

因此，示意性實(shí)施方式提供用于制造復(fù)合材料填料的方法和裝置，該復(fù)合材料填料包括在三維的各個(gè)方向上均勻的纖維基質(zhì)。在一個(gè)示意性實(shí)例中，纖維基質(zhì)可包括第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由硬化材料組成并且第二多個(gè)不連續(xù)纖絲的每個(gè)纖絲可以由粘結(jié)材料組成。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲二者的纖絲均可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)。

現(xiàn)在參考附圖和具體地參考圖1，根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式描述了制造環(huán)境的圖解。制造環(huán)境100可以是在其中可制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的一種環(huán)境的實(shí)例。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102可用于各種不同類型的平臺(tái)。在一個(gè)示意性實(shí)例中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102可用于航天飛行器104。航天飛行器104可采取航空器、直升飛機(jī)、無(wú)人飛行器、航天飛機(jī)、航空飛行器或一些其他類型航天飛行器的形式。在其他示意性實(shí)例中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102可用于地面交通工具、水中交通工具、建筑或一些其他類型的平臺(tái)。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102可以由至少兩個(gè)復(fù)合材料零件組成。例如，但不限于，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102可包括第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106。復(fù)合材料零件可以由板層、樹脂浸漬的板層、干燥預(yù)成形件、樹脂浸漬的預(yù)成形件或一些其他類型或預(yù)加工的物品的至少一種組成。

如本文所使用，當(dāng)用于一系列項(xiàng)目時(shí)，短語(yǔ)“至少一個(gè)”意思是可以使用一個(gè)或多個(gè)所列項(xiàng)目的不同組合并且可能僅需要列表中的一個(gè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目可以是具體的物體、東西、步驟、操作、方法或類別。換句話說(shuō)，“至少一種”意思是可以使用來(lái)自列表的項(xiàng)目或項(xiàng)目數(shù)目的任何組合，但是可能不需要列表中的所有項(xiàng)目。

例如，但不限于，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B或項(xiàng)目C的至少一個(gè)”或“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C的至少一個(gè)”意思可以是項(xiàng)目A；項(xiàng)目A和項(xiàng)目B；項(xiàng)目B；項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C；或項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。在一些情況下，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B或項(xiàng)目C的至少一個(gè)”或“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B和項(xiàng)目C的至少一個(gè)”意思可以是，但不限于兩個(gè)項(xiàng)目A，一個(gè)項(xiàng)目B和十個(gè)項(xiàng)目C；四個(gè)項(xiàng)目B和七個(gè)項(xiàng)目C；或一些其他適當(dāng)?shù)慕M合。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106可以由預(yù)浸漬的纖維預(yù)成形件制造。在另一個(gè)示意性實(shí)例中，第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106可以由干燥纖維預(yù)成形件或粘合在一起的干燥預(yù)成形件制造，其稍后可注入樹脂并且固化以形成完全固化的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

當(dāng)?shù)谝粡?fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106嚙合在一起時(shí)，孔隙107可以在這兩個(gè)復(fù)合材料零件之間形成。填料108可用于基本上填充孔隙107。在一些情況下，填料108也可以被稱為復(fù)合材料填料、條狀物或復(fù)合材料條狀物。

在這些示意性實(shí)例中，可以形成填料108，使得填料108具有填料特性組109，其基本上匹配復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的特性組110。例如但不限于，特性組110可包括熱膨脹系數(shù)111和硬度112?？梢孕纬商盍?08，使得填料特性組109包括填料的熱膨脹系數(shù)111和填料硬度114，其基本上分別匹配復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的熱膨脹系數(shù)111和硬度112。在這些示意性實(shí)例中，可以形成填料108，使得填料108還具有匹配復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的特性組110的特性。例如但不限于，特性組110可包括韌性、密度或一些其他材料特性的至少一種。

如所描繪，填料108可以由纖維基質(zhì)115組成。在一些情況下，在填料108與第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106搭配之前或之后可以將樹脂116注入填料108中。樹脂116可有助于使填料108韌化和強(qiáng)化。纖維基質(zhì)115可采用三維纖維基質(zhì)117的形式。纖維基質(zhì)115可以由纖絲118組成。在該示意性實(shí)例中，纖絲118是不連續(xù)纖絲120。在一些情況下，不連續(xù)纖絲120也可以被稱為短纖維。

不連續(xù)纖絲120可以是不延伸填料108的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾鹊睦w維。不連續(xù)纖絲120可包括不同尺寸、不同直徑、不同橫截面形狀、不同類型或其一些組合的纖絲。在一個(gè)示意性實(shí)例中，不連續(xù)纖絲120中的每個(gè)可具有至少約1毫米的長(zhǎng)度。

此外，不連續(xù)纖絲120可以相對(duì)于彼此被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)使得纖維基質(zhì)115是基本上各向同性121?；旧细飨蛲?21意思是纖維基質(zhì)115在選定的容差內(nèi)在各個(gè)方向是均勻的。換句話說(shuō)，纖維基質(zhì)115關(guān)于方向可以是基本上不變的。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，不連續(xù)纖絲120可包括第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122的每個(gè)纖絲可以由硬化材料126組成。因此，在一些情況下，第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122也可以被稱為多個(gè)不連續(xù)的硬化纖絲。第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124的每個(gè)纖絲可以由粘結(jié)材料128組成。因此，在一些情況下，第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124也可以被稱為多個(gè)不連續(xù)的粘結(jié)纖絲。

第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124的纖絲可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)，使得纖維基質(zhì)115基本上各向同性121。換句話說(shuō)，第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124的纖絲可以被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)，使得纖維基質(zhì)115在選定的容差內(nèi)在各個(gè)方向是均勻的。

硬化材料126可以由有助于填料硬度114的一種或多種材料組成。例如，硬化材料126可包括但不限于以下至少一種：碳、二氧化硅、玻璃、硼、對(duì)芳族聚酰胺合成纖維、聚酰亞胺、陶瓷材料、金屬材料或一些其他類型的硬化材料。

粘結(jié)材料128可以由幫助將填料108的不連續(xù)纖絲120粘合在一起的一種或多種材料組成。例如，粘結(jié)材料128可響應(yīng)于施加至粘結(jié)材料128的熱、壓力或化學(xué)反應(yīng)的至少一種將不連續(xù)纖絲120束縛在一起。粘結(jié)材料128也可在操作期間將不連續(xù)纖絲120束縛在一起。另外地，粘結(jié)材料128可用于粘合填料108至復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102。此外，粘結(jié)材料128可幫助韌化、硬化和穩(wěn)定化填料108。

例如，粘結(jié)材料128可包括但不限于熱塑性材料、熱固性材料或一些其他類型的粘結(jié)材料的至少一種。例如，熱塑性材料可包括但不限于丙烯酸材料、碳氟化合物、聚酰胺、聚烯烴比如聚乙烯或聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚芳基醚酮或一些其他類型的熱塑性材料。例如，熱固性材料可包括但不限于聚氨酯、酚醛材料、聚酰胺、磺化聚合物、導(dǎo)電聚合物、苯并嗪、雙馬來(lái)酰亞胺、氰酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂、倍半硅氧烷或一些其他類型的熱固性材料。

在這些示意性實(shí)例中，在將樹脂116注入纖維基質(zhì)115內(nèi)之前纖維基質(zhì)115可用作填料108。在這些實(shí)例中，填料108可以被稱為干燥填料125。干燥填料108可以被插入孔隙107內(nèi)。

在一些情況下，第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106可以是干燥預(yù)成形件。在干燥填料125插入孔隙107之前，可以將樹脂116注入第一復(fù)合材料零件105、第二復(fù)合材料零件106和干燥填料125中以形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102，該復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102然后可以被固化。在一些示意性實(shí)例中，可以將相同或不同類型的樹脂注入第一復(fù)合材料零件105、第二復(fù)合材料零件106和干燥填料125的每一個(gè)中。

在其他情況下，第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106可以用樹脂116預(yù)浸漬但是未固化。在將干燥填料125插入孔隙107內(nèi)之后，可以將樹脂116注入位于孔隙107內(nèi)的干燥填料125以形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102然后可以被固化。樹脂116可以與浸漬在第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106內(nèi)的樹脂相同或不同。

在其他示意性實(shí)例中，在將填料108插入孔隙107內(nèi)之前可以將樹脂116注入纖維基質(zhì)115中以形成填料108。在這些實(shí)例中，填料108可以被稱為濕填料127。作為一個(gè)示意性實(shí)例，樹脂116可以浸漬在纖維基質(zhì)115內(nèi)。樹脂116可幫助進(jìn)一步韌化和強(qiáng)化填料108。一旦樹脂116被注入纖維基質(zhì)115中形成濕填料127，濕填料127可以相對(duì)于第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106放置以填充孔隙107。取決于實(shí)施，第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106可以是干燥預(yù)成形件或注入樹脂的零件。

以此方式，在制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102期間，可以在填料108與第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106搭配之前將樹脂116注入填料108中。可選地，在制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102期間，也可以在填料108與第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106搭配之后將樹脂116注入填料108中。通過(guò)施加熱、壓力或化學(xué)反應(yīng)的至少一種可進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的固化。

樹脂116可包括熱塑性材料、熱固性材料或一些其他類型的材料的至少一種。取決于實(shí)施，樹脂116可以由多種組分組成，比如例如但不限于以下至少一種：稀釋劑、催化劑、單體、低聚物、固化劑、顆粒、磨碎纖維、一些其他類型的可溶解或不溶解的添加劑、或一些其他類型的組分。

由硬化材料126和粘結(jié)材料128二者組成的不連續(xù)纖絲120的組合，以及基本上各向同性121的纖維基質(zhì)115，可幫助強(qiáng)化填料108和使填料108抵抗非期望的不一致，比如裂化。例如但不限于，填料108可以在固化、熱循環(huán)或機(jī)械循環(huán)期間抵抗樹脂116的裂化。

在一些示意性實(shí)例中，另外的粘合劑130可以先于樹脂116被添加至纖維基質(zhì)115。例如但不限于，在形成三維纖維基質(zhì)117之前可以將另外的粘合劑130注射至纖維基質(zhì)115內(nèi)或直接施加至不連續(xù)纖絲120。例如但不限于，另外的粘合劑130可包括以下至少一種：粘合劑材料、膠水、熱塑性材料、聚醚酰亞胺、熱固性材料、或一些其他類型的粘合劑。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，復(fù)合材料制造系統(tǒng)132可用于制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102。填料制造系統(tǒng)134可以是復(fù)合材料制造系統(tǒng)132的一部分。具體而言，填料制造系統(tǒng)134可以是用于制造填料108的復(fù)合材料制造系統(tǒng)132的一部分。可以使用填料制造系統(tǒng)134以不同的方式制造填料108。在以下圖2中更詳細(xì)描述了復(fù)合材料制造系統(tǒng)132。

現(xiàn)在參考圖2，根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式更詳細(xì)描述了圖2的復(fù)合材料制造系統(tǒng)132的圖解。使用第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124，復(fù)合材料制造系統(tǒng)132可用于制造填料108。在一個(gè)示意性實(shí)例中，復(fù)合材料制造系統(tǒng)132可包括混合系統(tǒng)200、原料形成系統(tǒng)202和成形系統(tǒng)204。

混合系統(tǒng)200可用于使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124混合在一起以形成混合物206?；旌舷到y(tǒng)200可以使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124混合，使得混合物206是由隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲210組成的基本上均一的混合物208。

原料形成系統(tǒng)202可使用混合物206形成原料212。原料形成系統(tǒng)202可以以不同的方式實(shí)施。在一個(gè)示意性實(shí)例中，原料形成系統(tǒng)202可包括壓緊裝置214、切割機(jī)216、攪拌器218和壓縮裝置220。

壓緊裝置214可使用混合物206形成薄片222。例如但不限于，壓緊裝置214可施加壓力至混合物206以使混合物206拉平形成薄片222。薄片222可以是隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲210的薄紗。

切割機(jī)216可用于將薄片222切割成多個(gè)長(zhǎng)條224。在一個(gè)示意性實(shí)例中，多個(gè)長(zhǎng)條224中的長(zhǎng)條可具有基本上均勻的形狀和尺寸。但是，在其他示意性實(shí)例中，多個(gè)長(zhǎng)條224可以是不同的形狀、不同的尺寸或二者。

攪拌器218可用于使多個(gè)長(zhǎng)條224混合在一起以形成原料材料226。作為一個(gè)示意性實(shí)例，攪拌器218可以以高速混合多個(gè)長(zhǎng)條224，使得形成一塊原料材料226。原料材料226可以是基本上各向同性的。

壓縮裝置220然后可用于壓縮原料材料226以形成最終原料212。例如但不限于，壓縮裝置220可關(guān)于三維228以基本上恒定的速率230壓縮原料材料226以形成原料212。具體而言，可以關(guān)于三維228以基本上恒定的速率230壓縮原料材料226以形成具有選定的纖維體積分?jǐn)?shù)232的原料212。在一個(gè)示意性實(shí)例中，原料材料226的壓縮可以各向同性(isotatically)地進(jìn)行，其意思可以是將相等的壓力施加至原料材料226的各個(gè)面。

例如但不限于，選定的纖維體積分?jǐn)?shù)232可以在約5％和80％之間。在一些情況下，選定的纖維體積分?jǐn)?shù)232可以優(yōu)選地在約20％和約60％之間。

一旦原料212完全形成，成形系統(tǒng)204可用于使用原料212形成填料結(jié)構(gòu)233。在一個(gè)示意性實(shí)例中，成形系統(tǒng)204包括切割裝置234。切割裝置234可用于切去原料212的選定部分236。

例如但不限于，切割裝置234可用于切掉一部分原料212，使得僅保留具有選定形狀238的選定部分236。選定形狀238可以是三維形狀，比如例如，但不限于三角形棱柱、六邊形棱柱、圓柱形形狀、一些其他類型的多面形狀或一些其他類型的三維形狀。

在一些示意性實(shí)例中，具有選定形狀238的原料212的選定部分236形成填料結(jié)構(gòu)233。但是，在其他示意性實(shí)例中，原料212的選定部分236的許多邊緣240可能需要被進(jìn)一步成形以便形成填料結(jié)構(gòu)233。例如，使用邊緣成形系統(tǒng)242可以使許多邊緣240成形。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，邊緣成形系統(tǒng)242可包括許多輥244。許多輥244可以沿著許多邊緣240滾動(dòng)以使許多邊緣240成形。許多輥244可包括球形輥246、圓柱形輥248或一些其他類型的輥的至少一種。作為一個(gè)示意性實(shí)例，許多輥244可以沿著許多邊緣240滾動(dòng)，同時(shí)通過(guò)加熱裝置252將熱250施加至許多邊緣240以使許多邊緣240成形。

在另一示意性實(shí)例中，邊緣成形系統(tǒng)242可包括模具254。模具254可以由一個(gè)或多個(gè)模塊組成。可以將原料212的選定部分236放置在模具254內(nèi)，該模具254可以使許多邊緣240成形。例如，可以使模具254成形為迫使原料212的選定部分236進(jìn)入模具254使許多邊緣240成形。當(dāng)選定部分236在模具254中時(shí)，施加熱250至原料212的選定部分236可固定許多邊緣240的每一個(gè)的形狀。

以此方式，可以以許多不同的方式形成填料結(jié)構(gòu)233。在一些示意性實(shí)例中，一旦形成填料結(jié)構(gòu)233，可以將另外的粘合劑130注射至填料結(jié)構(gòu)233內(nèi)。在其他示意性實(shí)例中，在混合多個(gè)長(zhǎng)條224之前可以將另外的粘合劑130添加至攪拌器218以形成原料材料226。

樹脂116然后可以被浸漬在填料結(jié)構(gòu)233內(nèi)以形成填料108。如圖1所描述，可以形成填料108，使得填料108具有基本上匹配復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的特性組110的填料特性組109。此外，形成填料108以降低或防止填料108內(nèi)非期望的不一致的形成。

在其他示意性實(shí)例中，在使許多邊緣240成形之前，可以將樹脂116浸漬在原料212的選定部分236內(nèi)。以此方式，填料結(jié)構(gòu)233可以或可以不包括樹脂116。

以此方式，復(fù)合材料制造系統(tǒng)132可用于制造具有填充孔隙107的填料108的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102。不連續(xù)纖絲120可用于形成具有關(guān)于三維在各個(gè)方向上發(fā)散的連通性的填料108。由不連續(xù)纖絲120組成的三維纖維基質(zhì)117可以是纖絲的三維網(wǎng)絡(luò)，其可減少支撐填料108需要的纖維總量。纖維的該減少量可以反過(guò)來(lái)降低微裂化的出現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)更快的制造過(guò)程。例如，可以更加容易用具有較低纖維密度的填料108填充第一復(fù)合材料零件105和第二復(fù)合材料零件106——其可以是干燥預(yù)成形件——之間的孔隙107。

另外地，三維纖維基質(zhì)117可增加填料108的強(qiáng)度和降低填料108的重量。此外，可以降低填料的熱膨脹系數(shù)113，并且填料的熱膨脹系數(shù)113可以關(guān)于三維在各個(gè)方向同樣地出現(xiàn)。

填料108在各個(gè)方向可以是均勻的。因此，填料108能夠按需要在各個(gè)方向運(yùn)送負(fù)載。

圖1中的制造環(huán)境100和圖1-2中的填料108和復(fù)合材料制造系統(tǒng)132的圖解并不意指暗示對(duì)可實(shí)施示意性實(shí)施方式的物理或結(jié)構(gòu)限制?？梢允褂贸龍D解的那些以外的或替代圖解的那些的其他組件。一些組件可以是任選的。此外，提供方框以圖解一些功能組件。當(dāng)在示意性實(shí)施方式中實(shí)施時(shí)，這些方框中的一個(gè)或多個(gè)可以被結(jié)合、分開或結(jié)合并分開為不同的方框。

現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的等軸視圖的圖解。在該示意性實(shí)例中，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)300可以是圖1中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)102的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

如所描繪，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)300可包括底座302、零件304和零件306。孔隙308在底座302、零件304和零件306之間產(chǎn)生?？紫?08可以是圖1中孔隙107的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。在該示意性實(shí)例中，填料310被用于基本上填充孔隙308。填料310可以是圖1-2中填料108的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。填料108可以由纖維基質(zhì)312組成。纖維基質(zhì)312可以由不連續(xù)纖絲314組成，該不連續(xù)纖絲314被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)，使得纖維基質(zhì)312是基本上各向同性的，并且因而填料310是基本上各向同性的。纖維基質(zhì)312和不連續(xù)纖絲314可以分別是圖1中纖維基質(zhì)115和不連續(xù)纖絲120的實(shí)施的實(shí)例。

現(xiàn)在參考圖4，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了一部分纖維基質(zhì)的放大視圖的圖解。纖維基質(zhì)400可以是圖1中纖維基質(zhì)115的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。如所描繪，纖維基質(zhì)400可包括不連續(xù)纖絲402，其可以是圖1中不連續(xù)纖絲120的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

不連續(xù)纖絲402可包括第一多個(gè)不連續(xù)纖絲404和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲406。第一多個(gè)不連續(xù)纖絲404和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲406可以分別是圖1-2中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲122和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲124的實(shí)施的實(shí)例。

現(xiàn)在參考圖5，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了原料和可由原料制造的不同類型的填料的圖解。在該示意性實(shí)例中，原料500可以是圖2中原料212的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。原料500可以是基本上各向同性的并且由隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲502組成。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，通過(guò)從原料500切去選定部分并且用樹脂浸漬該選定部分可以形成具有選定形狀505的填料504。如所描繪，填料504可用于填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)506內(nèi)的孔隙。

作為另一示意性實(shí)例，可以由原料500形成具有選定形狀509的填料508，該填料508用于填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)510內(nèi)的孔隙。在又另一示意性實(shí)例中，可以由原料500形成具有選定形狀513的填料512，該填料512用于填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)514內(nèi)的孔隙。此外，可以由原料500形成具有選定形狀517的填料516，該填料516用于填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)518內(nèi)的孔隙。填料504、填料508、填料512和填料516的每個(gè)可以是圖1-2中填料108的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了可以形成填料的一種方式的圖解。在該示意性實(shí)例中，原料600可以是圖2中原料212的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

使用切割裝置，比如例如，但不限于圖2中的切割裝置234，可以從原料600切去選定部分602。選定部分602可以是圖2中選定部分236的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

如所描繪，選定部分602可包括邊緣603、邊緣605和邊緣607。樹脂(未顯示)然后可以被浸漬在選定部分602內(nèi)。

通過(guò)施加力608至選定部分602的邊緣607可以將選定部分602壓入模具604的腔606?？梢允骨?06成形為迫使選定部分602進(jìn)入腔606使邊緣603和邊緣605成形。施加至邊緣607的力608也可使邊緣607成形。

模具604可包括放置在邊緣607上以維持邊緣607的期望的形狀的板610。熱612然后可被施加至模具604內(nèi)的選定部分602。隨著樹脂(未顯示)注入選定部分602內(nèi)，熱612可固化選定部分602以形成填料614。填料614可具有最終形狀616。

現(xiàn)在參考圖7，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了可以形成原料的選定部分的一種方式的圖解。在該示意性實(shí)例中，原料700可以是圖2中原料212的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。電動(dòng)刀702可用于由原料700切去具有選定形狀706的選定部分704。電動(dòng)刀702可以是圖2中切割裝置234的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

現(xiàn)在參考圖8，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解。在該示意性實(shí)例中，選定部分800可以是圖2中原料212的選定部分236的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

輥802可以是圖2中許多輥244的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。輥802包括球形輥804、球形輥806和球形輥808。在一個(gè)示意性實(shí)例中，輥802可以是軋輥壓縮系統(tǒng)的零件。球形輥804可以按照箭頭812的方向圍繞軸810旋轉(zhuǎn)以使選定部分800的邊緣814成形，使得邊緣814基本上符合球形輥804的曲率半徑。

類似地，球形輥806可以按照箭頭818的方向圍繞軸816旋轉(zhuǎn)以使選定部分800的邊緣820成形，使得邊緣820基本上符合球形輥806的曲率半徑。此外，球形輥808可以按照箭頭824的方向圍繞軸822旋轉(zhuǎn)以使選定部分800的邊緣826成形，使得邊緣826基本上符合球形輥808的曲率半徑。

現(xiàn)在參考圖9，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解。在該示意性實(shí)例中，選定部分900可以是圖2中原料212的選定部分236的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

輥902可以是圖2中許多輥244的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。在一個(gè)示意性實(shí)例中，輥902可以是軋輥壓縮系統(tǒng)的零件。輥902包括圓柱形輥904、球形輥906和球形輥908。圓柱形輥904可以按照箭頭912的方向圍繞軸910旋轉(zhuǎn)以使選定部分900的邊緣914成形，使得邊緣914基本上符合圓柱形輥904的曲率半徑。

此外，球形輥906可以按照箭頭916的方向圍繞軸915旋轉(zhuǎn)以使選定部分900的邊緣918成形，使得邊緣918基本上符合球形輥906的曲率半徑。球形輥908可以按照箭頭924的方向圍繞軸922旋轉(zhuǎn)以使選定部分900的邊緣926成形，使得邊緣926基本上符合球形輥908的曲率半徑。

現(xiàn)在參考圖10，根據(jù)示意性實(shí)施方式描述了用于使原料的選定部分的邊緣成形的輥的圖解。在該示意性實(shí)例中，選定部分1000可以是圖2中原料212的選定部分236的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。

輥1002可以是圖2中許多輥244的一個(gè)實(shí)施的實(shí)例。在一個(gè)示意性實(shí)例中，輥1002可以是軋輥壓縮系統(tǒng)的零件。輥1002包括球形輥1004、球形輥1006、球形輥1008和球形輥1010。球形輥1004、球形輥1006、球形輥1008和球形輥1010可分別用于使選定部分1000的邊緣1012、邊緣1014、邊緣1016和邊緣1018成形。

圖3-10中的圖解不意指暗示對(duì)可實(shí)施示意性實(shí)施方式的物理或結(jié)構(gòu)限制?？梢允褂贸龍D解的那些以外的或替代圖解的那些的其他組件。一些組件可以是任選的。

圖3-10中顯示的不同組件可以是圖1-2中以方框形式顯示的組件如何作為物理結(jié)構(gòu)被實(shí)施的示意性實(shí)例。另外地，圖3-10中的一些組件可以與圖1-2中的組件結(jié)合，與圖1-2中的組件一起使用，或二者的組合。

現(xiàn)在參考圖11，根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式描述了一種形成用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的孔隙的填料的方法的圖解。圖11中圖解的方法可用于形成圖1-2中的填料108。在一個(gè)示意性實(shí)例中，可以使用圖1-2中的復(fù)合材料制造系統(tǒng)132實(shí)施圖11中圖解的方法。

該方法可開始于使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲混合以形成混合物(操作1100)。在一個(gè)示意性實(shí)例中，在操作1100中形成的混合物可以是均一的混合物。均一的混合物可具有均勻的組成和均勻的特性。具體而言，第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲可以遍及該混合物基本上均勻地分布。

接下來(lái)，可以使用該混合物形成原料材料(操作1102)。在此之后，關(guān)于三維壓縮原料材料以形成原料，其中原料內(nèi)的第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)以形成基本上各向同性的纖維基質(zhì)(操作1104)。

原料可以被成形以形成填料結(jié)構(gòu)(操作1106)。然后可以將樹脂注入填料結(jié)構(gòu)的纖維基質(zhì)內(nèi)以形成基本上填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的孔隙的填料(操作1108)，在此之后該方法終止。

在一些示意性實(shí)例中，不進(jìn)行操作1108。在這些實(shí)例中，在操作1106中形成的填料結(jié)構(gòu)可以形成最終填料。該填料可以被稱為干燥填料。該干燥填料可以與第一干燥預(yù)成形件和第二干燥預(yù)成形件搭配以形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。該干燥填料可以填充第一干燥預(yù)成形件和第二干燥預(yù)成形件之間的孔隙。樹脂然后可以被注入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中以形成注入樹脂的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，其然后可以被固化以形成完全固化的和最終的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在參考圖12，根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式描述了用于形成原料的方法的圖解。圖12中圖解的方法可以是可執(zhí)行圖11中的操作1102和操作1104的一種方式的實(shí)例。此外，可以使用例如但不限于圖2中的原料形成系統(tǒng)202實(shí)施該方法。

該方法可開始于施加力或壓力的至少一個(gè)至不連續(xù)纖絲的混合物以形成隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲的薄片(操作1200)。在操作1200中，混合物可以是在圖11的操作1100中形成的混合物。該混合物可以是基本上均一的混合物。

然后可以將薄片切成多個(gè)長(zhǎng)條(操作1202)。可以重組多個(gè)長(zhǎng)條以形成原料材料(操作1204)。在一個(gè)示意性實(shí)例中，可使用攪拌器使多個(gè)長(zhǎng)條摻混在一起以形成原料材料，執(zhí)行操作1204。

可以關(guān)于三維以基本上恒定的速率壓縮原料材料以形成具有選定的纖維體積分?jǐn)?shù)的原料(操作1206)，在此之后該方法終止。在操作1206中，例如但不限于，選定的纖維體積分?jǐn)?shù)可以在約5％和約60％之間。在一些情況下，在操作1206中，可以在對(duì)應(yīng)于三維的方向上以基本上恒定的速率壓縮原料材料。

現(xiàn)在參考圖13，根據(jù)示意性實(shí)施方式以流程圖形式描述了形成用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的孔隙的填料的更詳細(xì)方法的圖解。圖13中圖解的方法可用于形成圖1-2中的填料108。在一個(gè)示意性實(shí)例中，使用圖1-2中的復(fù)合材料制造系統(tǒng)132可以實(shí)施圖11中圖解的方法。

該方法可開始于使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲混合以形成基本上均一的混合物，其中纖絲被隨機(jī)定向(操作1300)。接下來(lái)，該混合物可用于形成原料材料(操作1302)。

可以關(guān)于三維壓縮原料材料以形成包括纖維基質(zhì)的原料，其中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)，使得纖維基質(zhì)是基本上各向同性的(操作1304)。纖維基質(zhì)可以是三維纖維基質(zhì)。

然后可以由原料切去具有選定形狀的選定部分(操作1306)。使用切割裝置、許多球形輥、許多圓柱形輥、模具、加熱裝置或一些其他類型的裝置的至少一種可以使原料的選定部分的許多邊緣成形以形成填料結(jié)構(gòu)(操作1308)。可以將樹脂注入填料結(jié)構(gòu)中以形成基本上填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的孔隙的填料(操作1310)，在此之后該方法終止。

在不同的所描述實(shí)施方式中的流程圖和方框圖圖解了示意性實(shí)施方式中的裝置和方法的一些可能實(shí)施的結(jié)構(gòu)、功能性和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或方框圖中的每個(gè)方框可以表示模塊、段、功能、和/或操作或步驟的一部分。

在示意性實(shí)施方式的一些可選實(shí)施中，方框中注釋的一種功能或多種功能可以不以圖中注釋的順序發(fā)生。例如，在一些情況下，取決于涉及的功能性，連續(xù)顯示的兩個(gè)方框可以基本上同時(shí)執(zhí)行，或方框有時(shí)可以以相反的順序執(zhí)行。此外，還可以添加除流程圖或方框圖中圖解的方框以外的其他方框。

在如圖14所顯示的航空器制造和檢修方法1400和如圖15所顯示的航空器1500的背景下描述了本公開內(nèi)容的示意性實(shí)施方式。首先轉(zhuǎn)至圖14，根據(jù)示意性實(shí)施方式以方框圖形式描述了航空器制造和檢修方法的圖解。在生產(chǎn)前期間，航空器制造和檢修方法1400可包括圖15中的航空器1500的規(guī)格和設(shè)計(jì)1402和材料采購(gòu)1404。

在生產(chǎn)期間，進(jìn)行圖15中的航空器1500的組件和子部件制造1406和系統(tǒng)集成1408。在此之后，圖15中的航空器1500可以通過(guò)認(rèn)證和交付1410以便投入運(yùn)行1412。當(dāng)由消費(fèi)者投入運(yùn)行1412時(shí)，圖15中的航空器1500被安排日常維護(hù)和檢修1414，其可包括改進(jìn)、重新配置、整修和其他維護(hù)或檢修。

航空器制造和檢修方法1400的每個(gè)過(guò)程可以由系統(tǒng)集成者、第三方和/或操作者執(zhí)行或進(jìn)行。在這些實(shí)例中，操作者可以是消費(fèi)者。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成者可包括但不限于任何數(shù)目的航空器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括但不限于任何數(shù)目的廠商、分包商和供應(yīng)商；和操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等等。

現(xiàn)在參考圖15，以方框圖形式描述了其中可實(shí)施示意性實(shí)施方式的航空器的圖解。在該實(shí)例中，通過(guò)圖14中的航空器制造和檢修方法1400生產(chǎn)航空器1500，并且可包括具有多個(gè)系統(tǒng)1504的機(jī)身1502和內(nèi)部1506。系統(tǒng)1504的實(shí)例包括一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)1508、電氣系統(tǒng)1510、液壓系統(tǒng)1512和環(huán)境系統(tǒng)1514。可以包括任何數(shù)目的其他系統(tǒng)。盡管顯示了航空實(shí)例，但是不同的示意性實(shí)施方式可以被應(yīng)用至其他工業(yè)比如汽車工業(yè)中。

在圖14中的航空器制造和檢修方法1400的至少一個(gè)階段期間可使用本文具體體現(xiàn)的裝置和方法。具體而言，在航空器制造和檢修方法1400的任何一個(gè)階段期間可以制造和使用圖1中的填料108。例如但不限于，在材料采購(gòu)1404、組件和子部件制造1406、系統(tǒng)集成1408、日常維護(hù)和檢修1414或航空器制造和檢修方法1400的一些其他階段中的至少一個(gè)期間可以制造、使用或制造并使用圖1中的填料108。仍進(jìn)一步，填料，比如圖1中的填料108，可用于填充形成航空器1500的機(jī)身1502或內(nèi)部1506的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的孔隙。

在一個(gè)示意性實(shí)例中，以與當(dāng)航空器1500在圖14中運(yùn)行1412時(shí)產(chǎn)生組件和子部件相似的方式，可以裝配或制造圖14中的組件和子部件制造1406生產(chǎn)的組件或子部件。作為又另一實(shí)例，在生產(chǎn)階段，比如圖14中的組件和子部件制造1406和系統(tǒng)集成1408期間，可以使用一個(gè)或多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或其組合。當(dāng)航空器1500投入使用1412時(shí)和/或在圖14中的日常維護(hù)和檢修1414期間可以使用一個(gè)或多個(gè)裝置實(shí)施方式、方法實(shí)施方式或其組合。許多不同的示意性實(shí)施方式的使用可基本上加快航空器1500的裝配和/或降低航空器1500的成本。

因此，總之，根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了：

A1.一種裝置，其包括：

填料(108)，其包括在各個(gè)方向均勻的纖維基質(zhì)(115)，其中該纖維基質(zhì)(115)包括：

第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)，其中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)的每個(gè)纖絲由硬化材料(126)組成；和

第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)，其中第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)的每個(gè)纖絲由粘結(jié)材料(128)組成，

其中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)二者的不連續(xù)纖絲(120)被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)。

A2.還提供了A1段所述的裝置，其中所述硬化材料(126)包括碳、二氧化硅、玻璃、硼、對(duì)芳族聚酰胺合成纖維、聚酰亞胺、陶瓷材料或金屬材料的至少一種。

A3.還提供了A1段所述的裝置，其中粘結(jié)材料(128)包括熱塑性材料或熱固性材料的至少一種。

A4.還提供了A1段所述的裝置，其中填料(108)用于基本上填充復(fù)合材料結(jié)構(gòu)(102)的孔隙(107)，并且其中填料(108)具有基本上匹配復(fù)合材料結(jié)構(gòu)(102)的特性組(110)的填料特性組(109)。

A5.還提供了A1段所述的裝置，其中填料(108)進(jìn)一步包括：

注入纖維基質(zhì)(115)內(nèi)的樹脂(116)。

A6.還提供了A1段所述的裝置，其中填料(108)進(jìn)一步包括：

纖維基質(zhì)(115)內(nèi)使填料(108)韌化的另外的粘合劑(130)。

A7.還提供了A1段所述的裝置，其中每個(gè)不連續(xù)纖絲(120)具有至少約1毫米的長(zhǎng)度。

B1.一種制造復(fù)合材料結(jié)構(gòu)(102)的填料(108)的方法，方法包括：

使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)混合(1100)以形成混合物(206)；

使用混合物(206)形成(1102)原料材料(226)；

壓縮(1104)原料材料(226)以形成原料(212)，其中原料(212)內(nèi)第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)的不連續(xù)纖絲(120)被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)以形成在各個(gè)方向上均勻的纖維基質(zhì)(115)；和

使原料(212)成形(1106)以形成用于形成填料(108)的填料結(jié)構(gòu)(233)。

B2.還提供了段B1所述的方法，其中使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)混合(1100)包括：

使由硬化材料(126)組成的第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)與由粘結(jié)材料(128)組成的第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)混合。

B3.還提供了段B2所述的方法，其中使由硬化材料(126)組成的第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)與由粘結(jié)材料(128)組成的第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)混合包括：

使第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)與第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)混合以形成基本上均一的混合物(208)。

B4.還提供了B3段所述的方法，其中形成(1102)原料(212)包括：

施加力或壓力的至少一個(gè)至混合物(206)以形成隨機(jī)定向的不連續(xù)纖絲(120)的薄片(222)。

B5.還提供了B4段所述的方法，其中形成(1102)原料材料(226)進(jìn)一步包括：

將薄片(222)切割(1202)成多個(gè)長(zhǎng)條(224)；和

重組(1204)多個(gè)長(zhǎng)條(224)以形成原料材料(226)。

B6.還提供了B1段所述的方法，其中壓縮(1104)原料材料(226)包括：

關(guān)于三維以基本上恒定的速率壓縮(1206)原料材料(226)以形成原料(212)。

B7.還提供了B1段所述的方法，其中壓縮(1104)原料材料(226)包括：

關(guān)于三維壓縮原料材料(226)以形成具有選定的約5％和約80％之間的纖維體積分?jǐn)?shù)(232)的原料(212)，其中原料(212)在各個(gè)方向是均勻的。

B8.還提供了B1段所述的方法，其中使原料(212)成形(1106)包括：

切去(1306)具有選定形狀(238)的原料(212)的選定部分(236)。

B9.還提供了B8段所述的方法，其中使原料(212)成形進(jìn)一步包括：

使原料(212)的選定部分(236)的許多邊緣(240)成形以形成填料結(jié)構(gòu)(223)。

B10.還提供了B9段所述的方法，其中使原料(212)的選定部分(236)的許多邊緣成形包括：

使用許多輥(244)、模具(254)或加熱裝置(252)的至少一種使許多邊緣(240)成形。

B11.還提供了B9段所述的方法，其中使原料(212)的選定部分(236)的許多邊緣(240)成形包括：

將原料(212)的選定部分(236)放置在模具(254)內(nèi)以使原料(212)的選定部分(236)的許多邊緣(240)成形；和

施加熱(250)以固定原料(212)的選定部分(236)。

B12.還提供了B1段所述的方法，進(jìn)一步包括：

將另外的粘合劑(130)添加至填料結(jié)構(gòu)(223)內(nèi)以形成填料(108)。

B13.還提供了B12段所述的方法，進(jìn)一步包括：

用樹脂(116)浸漬填料結(jié)構(gòu)(223)以形成填料(108)。

C1.一種纖維基質(zhì)(115)，其包括：

第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)，其中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)的每個(gè)纖絲由硬化材料(126)組成；和

第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)，其中第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)的每個(gè)纖絲由粘結(jié)材料(128)組成，其中第一多個(gè)不連續(xù)纖絲(122)和第二多個(gè)不連續(xù)纖絲(124)二者的不連續(xù)纖絲(120)被隨機(jī)定向和彼此纏結(jié)使得纖維基質(zhì)(115)在各個(gè)方向是均勻的。

為了圖解和描述的目的呈現(xiàn)了不同示意性實(shí)施方式的描述，并且不旨在窮盡或限于公開形式的實(shí)施方式。許多改進(jìn)和變化將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。此外，不同示意性實(shí)施方式可提供與其他期望的實(shí)施方式相比不同的特征。為了最佳的解釋實(shí)施方式的原理、實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解各種實(shí)施方式的公開內(nèi)容，選擇和描述了選定的一個(gè)實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式，其中考慮適合于具體用途的各種改進(jìn)。