用于形成復(fù)合部件的系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)的名稱是用于形成復(fù)合部件的系統(tǒng)和方法。形成復(fù)合部件的方法可以包括將復(fù)合層放置在支撐工具的部件支撐表面上。復(fù)合層結(jié)合以形成復(fù)合部件。方法還可以包括使用真空袋覆蓋在支撐工具上的復(fù)合部件，并且在與復(fù)合部件關(guān)聯(lián)的真空袋上形成傳熱組件。方法可以包括通過(guò)以下在真空袋上形成傳熱組件：將材料的流體層沉積在真空袋上，將傳熱助觸媒插入流體，并且冷卻流體以形成固體傳熱組件。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般地涉及用于形成復(fù)合部件的系統(tǒng)和方法，并且更特別地，涉及當(dāng)復(fù)合部件固化時(shí)用于促進(jìn)零件之間的高效傳熱的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
多種結(jié)構(gòu)由復(fù)合部件形成。例如，航空器的部分，比如機(jī)翼，可以由復(fù)合部件形成。復(fù)合部件可以包括一般地以層施加的增強(qiáng)纖維的網(wǎng)，和基本上潤(rùn)濕增強(qiáng)纖維以形成樹脂和增強(qiáng)纖維之間的粘合接觸的聚合物樹脂。通過(guò)各種已知的成型方法，比如擠出工藝或其它成型工藝，復(fù)合部件然后可以形成結(jié)構(gòu)零件。已知的纖維包括玻璃、碳、玄武巖、芳綸等。為了形成復(fù)合部件，復(fù)合材料的層通常敷設(shè)在工具上。在所有的層放置在工具上后，工具和復(fù)合層被放置在固化裝置內(nèi)，比如高壓釜。然后操作高壓釜以加熱復(fù)合層，使得樹脂固化并將層粘合在一起。在固化過(guò)程期間，復(fù)合部件的加熱速率一般地由固化裝置內(nèi)的空氣和固定在復(fù)合部件上方的袋之間的傳熱系數(shù)確定。在固化裝置內(nèi)生成的熱能通過(guò)袋傳遞并進(jìn)入復(fù)合部件。通常，在固化過(guò)程期間以特別的、指定的速率加熱復(fù)合部件的部分。由于工具的高的熱質(zhì)量、氣流的變化性、樹脂在固化期間生成的可能的熱、和部件厚度的變化，控制指定的加熱速率和時(shí)間的過(guò)程可能是不一致的和不可預(yù)知的。因此，存在用于固化復(fù)合部件的高效的系統(tǒng)和方法的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供形成復(fù)合部件的方法。方法可以包括將復(fù)合層放置在支撐工具的部件支撐表面上。復(fù)合層結(jié)合以形成復(fù)合部件。方法還可以包括使用真空袋覆蓋在支撐工具上的復(fù)合部件，并且在與一部分復(fù)合部件關(guān)聯(lián)的真空袋上形成傳熱組件。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，形成可以包括將材料的流體層沉積在真空袋的外表面上，將一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(promoter)插入材料的流體層，將流體層冷卻至低于材料的熔點(diǎn)的第一溫度以形成傳熱基底，并且通過(guò)冷卻將傳熱助觸媒(一個(gè)或多個(gè))相對(duì)于傳熱基底固定在原位。材料可以由金屬形成，所述金屬具有超過(guò)用于固化復(fù)合材料的固化溫度并且小于真空袋在其下燃燒的溫度的熔點(diǎn)。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，材料可以是以固相展現(xiàn)30-300W/mK范圍內(nèi)的導(dǎo)熱率的金屬，并且具有365°F和400°F之間的熔點(diǎn)。每個(gè)傳熱助觸媒可以成型為板(panel)、片(plate)、銷(pin)、桿(post)、釘(spike)、不規(guī)則形狀等中的一種或多種。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)傳熱助觸媒被空氣通道隔開。方法還可以包括形成復(fù)合部件固化支撐組件，其包括支撐工具、復(fù)合部件、真空袋和傳熱組件。方法還可以包括將復(fù)合部件固化支撐組件放置入高壓釜的固化室內(nèi)，并且在固化室內(nèi)固化復(fù)合部件。方法還可以包括在固化后從復(fù)合部件移除真空袋，和在固化后從真空袋移除傳熱組件。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，將復(fù)合層放置在支撐工具的部件支撐表面上可以包括將復(fù)合層敷設(shè)在支撐工具的部件支撐表面上。形成可以包括在真空袋的外表面的整體上方形成傳熱組件。在至少一個(gè)其它實(shí)施方式中，形成可以包括在真空袋的外表面的一部分上方形成傳熱組件。本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了用于形成復(fù)合部件的系統(tǒng)。系統(tǒng)可以包括包含部件支撐表面的支撐工具、支撐在部件支撐表面上的復(fù)合部件、放置在部件支撐表面上的復(fù)合部件上方的真空袋、和聯(lián)接至真空袋的外表面的傳熱組件。傳熱組件可以包括安裝在真空袋的外表面上的傳熱基底，和從傳熱基底向外延伸的一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒。傳熱基底可以通過(guò)將金屬的液體層沉積在外表面上而形成。傳熱助觸媒(一個(gè)或多個(gè))可以插入金屬的液體層。液體層冷卻并凝固以將傳熱助觸媒(一個(gè)或多個(gè))固定在原位。金屬可以以固相展現(xiàn)30-300W/mK范圍內(nèi)的導(dǎo)熱率，并且具有365°F和400°F之間的熔點(diǎn)。本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了配置為聯(lián)接至真空袋的外表面的傳熱組件，所述真空袋放置在支撐在支撐工具的部件支撐表面上的復(fù)合部件上方。傳熱組件可以包括配置為安裝在真空袋的外表面上的傳熱基底。傳熱基底可以通過(guò)將金屬的液體層沉積在外表面上而形成。傳熱組件還可以包括從傳熱基底向外延伸的多個(gè)傳熱助觸媒。傳熱助觸媒插入金屬的液體層。液體層冷卻并凝固以將多個(gè)傳熱助觸媒固定在原位。附圖說(shuō)明圖1根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了支撐工具的透視頂視圖。圖2根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了放置在支撐工具上的復(fù)合部件的透視頂視圖。圖3根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了在復(fù)合部件上方的固定至支撐工具上的真空袋的透視頂視圖。圖4根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了傳熱組件的透視頂視圖，所述傳熱組件聯(lián)接至放置在由支撐工具支撐的復(fù)合部件上方的真空袋。圖5根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了傳熱助觸媒的透視頂視圖。圖6根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了傳熱助觸媒的透視頂視圖。圖7根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了傳熱助觸媒的透視頂視圖。圖8根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了放置在固化裝置的固化室內(nèi)的復(fù)合部件固化支撐組件。圖9根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了復(fù)合部件固化支撐組件的橫截面視圖。圖10根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了復(fù)合部件固化支撐組件的側(cè)視圖。圖11根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了支撐工具的透視頂視圖。圖12根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式圖解了形成放置在復(fù)合部件上方的真空袋上的傳熱組件的方法的流程圖。具體實(shí)施方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，將更好地理解上述概要以及某些實(shí)施方式的下列詳細(xì)描述。如本文使用的，以單數(shù)敘述并且在前有詞“一(a)”或“一個(gè)(an)”的要素或步驟應(yīng)當(dāng)理解為不必然地排除復(fù)數(shù)的要素或步驟。進(jìn)一步地，提及“一個(gè)實(shí)施方式”不意欲解釋為排除也并入敘述的特征的另外的實(shí)施方式的存在。而且，除非明確地相反說(shuō)明，“包括”或“具有”擁有特定性質(zhì)的要素或多個(gè)要素的實(shí)施方式可以包括不具有該性質(zhì)的另外的要素。本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了固化復(fù)合部件的系統(tǒng)和方法，其配置為控制復(fù)合部件的加熱和冷卻。系統(tǒng)和方法可以包括將流體材料(例如，熔化的液體或半液體材料，比如加熱至超過(guò)其熔點(diǎn)的溫度的金屬)沉積在真空袋的外表面上，所述真空袋覆蓋支撐在工具上的復(fù)合部件。流體材料冷卻并硬化以形成傳熱基底。在其凝固前，至少一個(gè)傳熱助觸媒被聯(lián)接至流體材料。傳熱助觸媒(一個(gè)或多個(gè))可以包括一個(gè)或多個(gè)突起，比如平面葉片(fin)、桿、管、網(wǎng)篩、凹陷、浮雕、肋和/或類似物。傳熱助觸媒被聯(lián)接至流體材料。當(dāng)流體材料冷卻并硬化時(shí)(從而凝固)，傳熱助觸媒被固定在原位。正因如此，傳熱基底和傳熱助觸媒(一個(gè)或多個(gè))形成傳熱組件，其直接接觸袋的外表面以在固化過(guò)程期間增加與復(fù)合部件的傳熱。復(fù)合部件的第一表面，比如內(nèi)表面或下表面，可以被工具的支撐表面支撐并且接觸工具的支撐表面。傳熱組件可以在真空袋的外表面上方形成，所述真空袋覆蓋復(fù)合部件的第二表面，比如外表面或上表面。本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式提供了在復(fù)合部件上形成傳熱組件(比如散熱器)的方法。方法可以包括將熔融金屬澆注、注入、噴涂、散布或另外沉積在覆蓋復(fù)合部件的袋上。方法還可以包括允許熔融金屬在袋上方形成固體金屬表面。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，在熔融金屬冷卻以形成固體金屬表面前，將一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒安裝在熔融金屬上。當(dāng)熔融金屬冷卻并凝固時(shí)，傳熱助觸媒固定在原位。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，管可以安裝入熔融金屬。管可以配置為容納并輸送加熱或冷卻液體或氣體。本公開內(nèi)容的實(shí)施方式提供了在袋上形成的傳熱組件，所述袋放置在支撐在工具上的復(fù)合部件上本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種形成復(fù)合部件(112)的方法，所述方法包括：將復(fù)合層放置(500)在支撐工具(100)的部件支撐表面(110)上，其中所述復(fù)合層結(jié)合以形成所述復(fù)合部件(112)；使用真空袋(116)覆蓋(502)在所述支撐工具(100)上的所述復(fù)合部件(112)；并且在與一部分所述復(fù)合部件(112)關(guān)聯(lián)的所述真空袋(116)上形成傳熱組件(130)；其中所述形成包括：將材料的流體層沉積(504)在所述真空袋(116)的外表面(118)上；將一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(134)插入(506)所述材料的流體層；將所述流體層冷卻(508)至低于所述材料的熔點(diǎn)的第一溫度以形成傳熱基底(132)；并且通過(guò)所述冷卻將所述一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(134)相對(duì)于所述傳熱基底(132)固定(510)在原位。

【技術(shù)特征摘要】
2015.07.08 US 14/794,2381.一種形成復(fù)合部件(112)的方法，所述方法包括：將復(fù)合層放置(500)在支撐工具(100)的部件支撐表面(110)上，其中所述復(fù)合層結(jié)合以形成所述復(fù)合部件(112)；使用真空袋(116)覆蓋(502)在所述支撐工具(100)上的所述復(fù)合部件(112)；并且在與一部分所述復(fù)合部件(112)關(guān)聯(lián)的所述真空袋(116)上形成傳熱組件(130)；其中所述形成包括：將材料的流體層沉積(504)在所述真空袋(116)的外表面(118)上；將一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(134)插入(506)所述材料的流體層；將所述流體層冷卻(508)至低于所述材料的熔點(diǎn)的第一溫度以形成傳熱基底(132)；并且通過(guò)所述冷卻將所述一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(134)相對(duì)于所述傳熱基底(132)固定(510)在原位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述材料由金屬形成，所述金屬具有超過(guò)用于固化所述復(fù)合材料的固化溫度并且小于所述真空袋(116)在其下燃燒的第二溫度的熔點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述材料是以固相展現(xiàn)在30-300W/mK范圍內(nèi)的導(dǎo)熱率，并且具有365°F和400°F之間的熔點(diǎn)的金屬。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)傳熱助觸媒(134)中的每個(gè)成形為板、片、銷、桿、釘或不規(guī)則形狀的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，進(jìn)一步包括：形成包括所述支撐工具(100)、所述復(fù)合部件(112)、所述真空袋(116)和所述傳熱組件(130)的復(fù)合部件固化支撐組件(150)；將所述復(fù)合部件固化支撐組件(150)放置入高壓釜的固化室；并且在所述固化室內(nèi)固化所述復(fù)合部件(112)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括：在所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：K·D·胡芬德，S·M·舒卓克，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：波音公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US