用于在熱壓罐中共同固化復(fù)合蒙皮和加強(qiáng)筋的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及制造復(fù)合零件，并且尤其涉及用于在熱壓罐中共同固化復(fù)合蒙皮和加強(qiáng)筋的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有時(shí)需要在熱壓罐中固化多個(gè)復(fù)合零件，這些復(fù)合零件需要內(nèi)部擠壓囊(bladder)來防止它們?cè)跓釅汗迚毫ο滤?。例如，在飛機(jī)工業(yè)中，可以使用真空袋和熱壓罐壓力將復(fù)合蒙皮抵靠具有帽形截面的多個(gè)加強(qiáng)筋壓緊，并且與這些加強(qiáng)筋共同固化。為了避免在熱壓罐壓力下塌陷，可以使擠壓囊通氣到熱壓罐環(huán)境，使得擠壓囊中的內(nèi)部壓力大致為熱壓罐施加的壓力。一種使擠壓囊通氣的技術(shù)是，在擠壓囊中放置孔，這些孔穿過真空袋被通氣。使擠壓囊穿過真空袋通氣增加了泄漏到真空袋中的可能性，并且也會(huì)導(dǎo)致通氣管的不期望的預(yù)加載、在固化期間纖維加強(qiáng)筋的潛在變形、以及可能的樹脂缺膠問題。
[0003]期望提供一種用于共同固化復(fù)合蒙皮和加強(qiáng)筋的方法和裝置，其不需要通過真空袋使擠壓囊通氣，同時(shí)有助于將熱壓罐壓力基本均勻地分配到擠壓囊。還需要如上所述的裝置可以容易地重新配置，以便用于不同類型的零件裝配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]所公開的實(shí)施例提供了用于在熱壓罐固化循環(huán)期間，將熱壓罐壓力分配到擠壓囊陣列以便壓實(shí)纖維增強(qiáng)樹脂加強(qiáng)筋的方法和裝置。歧管系統(tǒng)通過通氣管將熱壓罐壓力分配到擠壓囊，通氣管穿過可重復(fù)使用的真空袋，在覆蓋待固化的零件的真空袋的區(qū)域外的位置。通過使多于一個(gè)擠壓囊通過每個(gè)通氣管通氣，減少了出于通氣目的的真空袋的穿透的數(shù)量。歧管系統(tǒng)可以包括多個(gè)可移除的端對(duì)端布置的歧管盒，歧管盒可以被重新配置以適應(yīng)需要通氣的擠壓囊的數(shù)量。通氣管的預(yù)加載被避免，并且潛在的纖維變形和/或樹脂缺膠被顯著降低或消除。
[0005]根據(jù)一個(gè)公開的實(shí)施例，提供了一種用于抵靠復(fù)合蒙皮熱壓罐固化復(fù)合加強(qiáng)筋的裝置。該裝置包括:工具，其具有工具表面和至少一個(gè)通道，在工具表面上可以放置復(fù)合蒙皮，通道適于使復(fù)合加強(qiáng)筋放置在其中，并在蒙皮下面；至少一個(gè)可加壓的擠壓囊，其適于被放置在通道內(nèi)，用于抵抗被施加到加強(qiáng)筋的熱壓罐壓力；真空袋，其適于被密封在工具上方，用于抵靠加強(qiáng)筋壓實(shí)蒙皮；以及歧管系統(tǒng)，其與擠壓囊耦接，用于使用熱壓罐壓力對(duì)擠壓囊加壓，該歧管系統(tǒng)包括穿過真空袋并且暴露于熱壓罐壓力的通氣管。真空袋可以是可重復(fù)使用的袋并且被附連到框架。擠壓囊在其一端包括通氣接頭，并且歧管系統(tǒng)與通氣接頭耦接。歧管系統(tǒng)包括歧管盒，并且通氣管被安裝在歧管盒上且與通氣接頭耦接。歧管盒包括頂壁，當(dāng)真空袋被密封在工具上方時(shí)，頂壁位于真空袋下面并且與真空袋接觸，并且通氣管穿過頂壁。該裝置進(jìn)一步包括在真空袋與通氣管之間的密封件。歧管系統(tǒng)和通氣管沿工具的一側(cè)被定位，并且真空袋適于被密封到通氣管。
[0006]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于熱壓罐固化多個(gè)復(fù)合加強(qiáng)筋和復(fù)合蒙皮的裝置。該裝置包括工具，該工具適于使復(fù)合蒙皮放置在其上，該工具包括在其中的多個(gè)通道，每個(gè)通道適于使復(fù)合加強(qiáng)筋放置在其中并且與蒙皮接觸。該裝置進(jìn)一步包括袋和多個(gè)擠壓囊，該袋適于被放置在蒙皮上方并且暴露于熱壓罐壓力，用于抵靠加強(qiáng)筋壓實(shí)蒙皮，多個(gè)擠壓囊分別適于被放置在加強(qiáng)筋內(nèi)，用于抵抗通過真空袋被施加到加強(qiáng)筋的熱壓罐壓力。該裝置還包括歧管系統(tǒng)，歧管系統(tǒng)沿工具通道的一端被定位并且被設(shè)置在袋下面，用于將擠壓囊與熱壓罐壓力耦接。該歧管系統(tǒng)包括具有適于與袋接合的頂壁的歧管盒、穿過歧管盒的頂壁和真空袋的通氣管、以及將通氣管與擠壓囊的末端耦接的管路。該裝置可以進(jìn)一步包括在通氣管和袋之間的密封件，用于將袋密封到通氣管，并且該裝置還包括框架和夾具，夾具用于夾住在工具和框架之間的真空袋的外圍。歧管系統(tǒng)位于袋的密封的外圍內(nèi)。每個(gè)擠壓囊是細(xì)長(zhǎng)的并且在其一端包括通氣接頭，并且歧管系統(tǒng)可釋放地與每個(gè)通氣接頭耦接。該歧管系統(tǒng)包括多個(gè)歧管盒，多個(gè)歧管盒端對(duì)端布置并且具有頂部，多個(gè)通氣管分別穿過歧管盒的頂部和真空袋。排氣管與擠壓囊的末端耦接并且被密封到真空袋。
[0007]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，提供了一種在熱壓罐內(nèi)共同固化復(fù)合加強(qiáng)筋和蒙皮的方法。該方法包括，在工具上放置未固化的加強(qiáng)筋，分別在未固化的加強(qiáng)筋中放置擠壓囊，在工具上方放置未固化的蒙皮并且使蒙皮與加強(qiáng)筋接觸，將擠壓囊與歧管耦接，在工具和歧管上方密封真空袋，使歧管穿過真空袋通氣到熱壓罐壓力，以及通過歧管使用熱壓罐壓力對(duì)擠壓囊加壓。將擠壓囊與歧管耦接包括，將擠壓囊的端部與暴露于熱壓罐壓力的通氣管耦接。密封袋包括，圍繞通氣管密封袋。將擠壓囊與歧管耦接包括，將擠壓囊中的多個(gè)的端部與通氣管耦接。密封袋包括，在袋和工具上方放置框架，并且夾住框架和工具之間的袋。該歧管可以包括多個(gè)歧管盒，并且該方法可以進(jìn)一步包括在工具上并且沿?cái)D壓囊的一端，端對(duì)端地放置歧管盒，并且將每個(gè)歧管盒與多個(gè)擠壓囊耦接。
[0008]根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，提供了在熱壓罐固化復(fù)合零件期間，分配被施加到所述零件的壓力的方法。該方法包括，在工具上放置復(fù)合零件，將擠壓囊放置到零件內(nèi)以抵抗熱壓罐壓力，沿工具的一側(cè)布置多個(gè)歧管盒，將每個(gè)歧管盒耦接到至少一個(gè)擠壓囊，在工具和歧管盒上方密封真空袋，以及使每個(gè)歧管盒穿過真空袋通氣。使每個(gè)歧管盒穿過真空袋通氣包括，使通氣管穿過真空袋并且將每個(gè)通氣管密封到真空袋。將每個(gè)歧管盒耦接到至少一個(gè)擠壓囊包括，使用快速斷開件來將歧管管路連接到擠壓囊上的通氣入口接頭。
【附圖說明】
[0009]在隨附的權(quán)利要求中闡述了被認(rèn)為是說明性實(shí)施例的特點(diǎn)的新穎特征。然而，通過結(jié)合附圖參閱本發(fā)明的說明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將最好地理解說明性實(shí)施例及其優(yōu)選的使用方式、進(jìn)一步的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0010]圖1是加強(qiáng)的復(fù)合蒙皮的俯視透視圖的圖示。
[0011]圖2是圖1所示的加強(qiáng)的蒙皮的底部透視圖的圖示，其展現(xiàn)了在熱壓罐中與蒙皮共同固化的加強(qiáng)筋。
[0012]圖3是帽型加強(qiáng)筋的透視圖的圖示，該加強(qiáng)筋可以用于增強(qiáng)圖1和2所示的蒙皮。
[0013]圖4是刀片型加強(qiáng)筋的一部分的圖示。
[0014]圖5是用于在熱壓罐中共同固化蒙皮和加強(qiáng)筋的裝置的功能方框圖的圖示。
[0015]圖6是圖5中所示的裝置的一個(gè)實(shí)施例的俯視透視圖的圖示。
[0016]圖7是圖6中所示的裝置的底部透視圖的圖示，其中為了清晰，沒有示出工具和工具底座。
[0017]圖8是圖6中沿線8-8的截面圖的圖示。
[0018]圖9是形成圖5-8中所示的裝置的一部分的工具的俯視透視圖的圖示。
[0019]圖10是圖5-8中所示的裝置的底部透視圖的圖示，也示出了工具。
[0020]圖11是圖10中所示的底部工具的分解透視圖的圖示。
[0021]圖12是用于加強(qiáng)圖1和2中所示的蒙皮的加強(qiáng)筋的陣列的透視圖的圖示。
[0022]圖13是在熱壓罐固化期間，分別放置到圖12所示的加強(qiáng)筋中的擠壓囊的陣列的透視圖的圖示。
[0023]圖14是圖13中所示的擠壓囊中的一個(gè)的透視端面視圖的圖示，其中示出了擠壓囊通氣接頭。
[0024]圖15是裝置的透視圖的圖示，為了清楚，移除了框架和真空袋，以揭示加強(qiáng)筋和擠壓囊的位置。
[0025]圖16是形成歧管系統(tǒng)的一部分的歧管盒中的一個(gè)的透視圖的圖示。
[0026]圖17是圖16中沿線17-17的截面圖的圖示。
[0027]圖18是類似于圖16的圖示，但是示出了已經(jīng)移除了歧管盒的蓋子，為了清楚，用于接頭的連接軟管未示出。
[0028]圖19是圖6中沿線19-19的截面圖的圖示，為了清楚，用于接頭的連接軟管未示出。
[0029]圖20是歧管盒中的一個(gè)的一部分的立體圖的圖示，其中蓋子被移除以解釋通氣管和兩個(gè)相鄰的歧管接頭。
[0030]圖21是在熱壓罐中共同固化復(fù)合蒙皮和加強(qiáng)筋的方法的流程圖的圖示。
[0031]圖22是飛機(jī)生產(chǎn)和維修方法學(xué)的流程圖的圖示。
[0032]圖23是飛機(jī)的方框圖的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0033]首先參考圖1和2，所公開的實(shí)施例涉及用于制造利用復(fù)合層壓板加強(qiáng)筋32加強(qiáng)的纖維增強(qiáng)復(fù)合層壓板蒙皮30的方法和裝置，其中復(fù)合層壓板加強(qiáng)筋32與蒙皮30的底部34共同固化。如下面將更詳細(xì)討論的，蒙皮30和加強(qiáng)筋32被鋪設(shè)并且形成所需的形狀，然后在熱壓罐(在圖1和2中未示出)中共同固化。加強(qiáng)筋32 (有時(shí)稱為加強(qiáng)肋)可以是若干眾所周知類型中的任一種。例如，如圖3所示，加強(qiáng)筋32可以是帽形加強(qiáng)筋32，其具有帽形部分36和法蘭部分38，該法蘭部分在共同固化期間被附連到蒙皮30的底側(cè)34。圖4示出了另一種類型的加強(qiáng)筋32a，其被稱為刀片型加強(qiáng)筋32a，具有刀片形或腹板部分40和法蘭部分38。
[0034]現(xiàn)在參考圖5，可以使用總體由42指