[發明專利]夾層結構復合材料及其制造方法和飛機

有效

• 申請號: 201510022063.1
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104786558B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: G·E·哈里森;A·J·薩威基;T·敘貝里
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B32B3/06
• 分類號: B32B3/06;B32B7/12;B32B37/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

夾層結構復合材料及其制造方法和飛機。一種夾層結構復合材料由將第一開放式單元型芯板和第二開放式單元型芯板夾在之間的前片材和后片材組裝，所述第一和第二開放式單元型芯板沿著所述板的相互嚙合的邊拼接在一起，其中從所述板的突起嚙合到進入所述板的槽中。在所述兩個型芯板的相互嚙合的邊之間不采用粘合劑物質。相互嚙合的型芯板的邊的接合和拼接保持所述復合材料的結構和聲學能力，而在所述型芯板的相互嚙合的邊之間無需粘合劑(膜、泡沫、漿糊、封裝混合物等)。

技術領域

本公開內容涉及夾層結構復合材料及其構建方法。復合材料由將第一型芯(core)板與第二型芯板夾在之間的前片材和后片材組成。

背景技術

夾層結構復合材料通常由附連到開放式單元(open cell)型芯板的相反面的薄剛性片材構成。一層粘合劑通常將兩個片材粘附到型芯板的相反面。

在尺寸、形狀和類型上制作在夾層結構復合材料的組裝中所使用的開放式單元型芯板，所述尺寸、形狀和類型在組裝大型夾層結構復合材料時必須端到端或邊到邊接合。相對板邊通常通過粘合劑而拼接或密封在一起，所述粘合劑例如施加在相對邊之間、沿著邊填充開放式單元并且使邊固定在一起的發泡粘合劑。采用注入在兩個板的邊之間的結構粘合劑的這個接合、切片或密封過程影響夾層結構復合材料的結構能力、聲學性能、成本和可制造性。

在構建夾層結構復合材料的當前方法中，被拼接、密封和/或接合在它們的相對邊處的兩個或更多個開放式單元型芯板能夠在組裝過程期間相對于彼此移動到遠離它們對于結構復合材料的期望相對位置的位置。另外，在兩個相鄰開放式單元型芯板的毗連邊之間的粘合劑施加可能沿著毗連邊缺乏穩定性或規則性，從而留下危害毗連邊之間的接合的完整性的粘合劑空隙。毗連板邊的定位和粘合劑在毗連邊之間的施加需要開放式單元板的準確處理和定位以及粘合劑的準確施加，這增加制造結構復合材料的時間和成本。粘合劑的成本還添加到夾層結構復合材料的總成本。施加在開放式單元型芯板毗連邊之間的粘合劑還能夠在粘合劑的固化過程期間遷移遠離毗連邊，從而危害粘合劑結合的強度。在構建具有聲衰減的能力的夾層結構復合材料中，開放式單元沿著開放式單元型芯板的毗連邊的阻塞有損于已阻塞單元的聲衰減能力。在完成夾層結構復合材料之后，難以檢查已完成復合材料是否有可能已在粘合劑在型芯板的毗連邊之間的施加期間發生的缺陷或在粘合劑的固化過程期間發生的缺陷。

發明內容

本公開內容的夾層結構復合材料及其組裝方法的獨特之處在于，消除了對于粘合劑在復合材料的構建中將兩個或更多個相鄰開放式單元型芯板的毗連邊接合在一起的需要。粘合劑在夾層結構復合材料中的缺少提供聲學上平滑的型芯板拼接構建和方法。粘合劑(膜、泡沫、漿糊、封裝混合物等)從夾層結構復合材料構建中的消除去除了復合材料的聲學性能降低的主因，其是型芯板聲學特征(開放式單元)通過粘合劑的阻塞。由于粘合劑和在復合材料的構建中施加粘合劑所需的時間的消除，構建夾層結構復合材料的成本降低并且可制造性的效率提高。

本公開內容的夾層結構復合材料基本上由第一開放式單元型芯板、第二開放式單元型芯板、前片材(平面的或非平面的)和后片材(平面的或非平面的)組成。這些基本部件部分由在對于其預定目的來說最適合夾層結構復合材料的夾層結構復合材料的構建中所通常采用的材料構成。這些材料能夠包括在構建夾層結構復合材料時所采用的紙或卡片材料、鋁、玻璃纖維或任何其它類型的材料。

第一開放式單元型芯板構建有具有從板的至少一個突起和進入板的至少一個槽的板的至少一個邊。突起和槽具有基本上相同的構造。這使得一個型芯板的突起能夠延伸到相鄰型芯板的槽中。在其它實施方式中，第一開放式單元型芯板能夠構建有具有從型芯板的多個突起和進入型芯板的多個槽的邊。

第二開放式單元型芯板同樣構建有具有從板的至少一個突起和進入板的至少一個槽的板的至少一個邊。再次，第二型芯板的突起和槽具有基本上相同的構造。并且，第二型芯板的突起和槽具有與第一型芯板的突起和槽基本上相同的構造。在其它實施方式中，第二開放式單元型芯板能夠構建有具有從型芯板的多個突起和進入型芯板的多個槽的邊。