[發明專利]接合組件的系統和方法

有效

• 申請號: 201410784386.X
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104708890B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: C·R·布萊比爾;J·R·福克斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B32B37/15
• 分類號: B32B37/15;B32B37/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及接合組件的系統和方法，公開了一種形成結構組裝件的方法，其可以包含提供將被接合到一起的第一組件和第二組件。該方法可以另外地包含掃描第一組件的第一配合表面的輪廓并且掃描第二組件的第二配合表面的輪廓。該方法可以進一步包含生產具有基本匹配第一配合表面和第二配合表面的輪廓的相對的第一和第二元件表面的熱塑性元件。

背景技術

復合材料和組件以不斷增長的數量被用于廣泛的應用領域。例如，由于復合材料的良好的機械屬性，商用飛行器把日益增長數量的復合材料合并到主要結構和次要結構。這種良好的機械屬性可以允許減少重量并且增加飛行器的有效載荷能力和燃料效率。此外，復合材料的使用可以延長飛行器的使用壽命。

通過使用若干技術，層疊的復合組件可以被接合在一起。例如，通過使用機械緊固件，復合組件可以被接合，所述機械緊固件可以要求通過使用專用的鉆頭在組件中鉆出緊固件孔。在鉆出緊固件孔之后，拆卸復合組件可以被要求，以便允許去除毛刺和/或檢查每個緊固件孔，之后再裝配復合組件。機械緊固件可以被安裝在緊固件孔內，并且緊固件可以被擰緊到預定的扭矩值。正如可以意識到的，使用機械緊固件接合復合組件可以要求多個步驟，進而導致耗時和勞動密集的處理。

通過使用粘合劑將組件粘合到一起，復合組件也可以在沒有機械緊固件的情況下被接合到一起。粘合劑可以被施加在復合組件的配合表面之間以形成接合點。接合點具有接合層厚度，所述接合層厚度理想地相對薄以使沿接合點的邊緣的應力集中最小，并且提高接合點的剪切強度和拉伸強度。偶爾地，一個或者兩個復合組件的配合表面可以具有導致接合點中的間隙的不匹配的輪廓。

填充復合組件的配合表面之間的間隙的現有技術的方法可以包含在配合表面之間施加額外的粘合劑材料，并且允許粘合劑在接合過程期間流入間隙。但是，額外的粘合劑材料可以增加可以不期望地影響接合點的強度屬性的接合層厚度。在填充間隙的另一種途徑中，專用工具可以被開發，以便在接合點上施加高壓縮力，以便推除(push out)配合表面之間的間隙。然而，專用工具可以增加總體制造成本。此外，專用工具施加的高壓縮力可以引起復合組件中的不期望的應力。

正如可以看到的，在本技術領域內存在對用于接合復合組件的系統和方法的需要，該系統和方法接納復合組件的配合表面的輪廓的變化，同時使接合層厚度最小。

本申請涉及在2012年12月4日提交的名為JOINING COMPOSITE COMPONENTS USINGLOW TEMPERATURE THERMOPLASTIC FILM FUSION(使用低溫熱塑性薄膜熔合物接合復合組件)的美國申請序列號為13/693958的專利申請。

發明內容

上文提到的與接合復合組件相關的需要被提供形成結構組裝件的方法的本公開專門解決。在一個實施例中，該方法可以包含提供被接合在一起的第一組件和第二組件。該方法可以額外地包含掃描第一組件的第一配合表面的輪廓并且掃描第二組件的第二配合表面的輪廓。該方法可以進一步包含生產具有相對的第一和第二元件表面的熱塑性元件，所述相對的第一和第二元件表面基本上匹配相應的第一和第二配合表面的輪廓。

在又一實施例中，公開了接合組件的方法，該方法包含提供具有被施加到第一配合表面的第一熱塑性薄膜的第一組件。該方法也可包含提供具有被施加到第二配合表面的第二熱塑性薄膜的第二組件。該方法可以包含掃描第一熱塑性薄膜和第二熱塑性薄膜以確定其輪廓。該方法可以額外地包含從與第一熱塑性薄膜和/或第二熱塑性薄膜基本上相似的材料中生產熱塑性板。熱塑性板可以具有分別匹配第一配合表面和第二配合表面的輪廓的第一板表面和第二板表面。該方法可以進一步包含裝配第一組件和第二組件，使得熱塑性板夾在其中間，并且施加熱和壓實壓力到熱塑性板、第一熱塑性薄膜和/或第二熱塑性薄膜。該方法也可以包含將熱塑性板、第一熱塑性薄膜以及第二熱塑性薄膜熔合在一起，從而將第一組件接合到第二組件以形成結構組裝件。