[發(fā)明專利]一種用于制造飛機結(jié)構(gòu)部件的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611056673.4
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106965458A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡斯騰·巴爾拉格
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C65/50;B29L31/30
• 代理公司: 北京華睿卓成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11436
• 代理人: 程淼,彭武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造具有第一部件和連接到第一部件的第二部件的纖維復(fù)合材料的飛機結(jié)構(gòu)部件的方法，特別是注入(infusion)方法。

背景技術(shù)

飛機結(jié)構(gòu)部件可以是例如機身殼或機翼罩殼，其中第一部件可以是蒙皮元件，第二部件可以是連接到蒙皮元件以支撐蒙皮元件的支撐元件，例如縱梁。通常該方法可包括以下步驟。

提供由干纖維預(yù)制件制成的半成品第一部件。半成品第一部件具有第一連接表面。此外，提供由干纖維預(yù)制件或硬化纖維基體復(fù)合材料制成的半成品第二部件。半成品第二部件具有用于連接到半成品第一部件的第一連接表面的第二連接表面。半成品第一和第二部件的干纖維預(yù)制件優(yōu)選涉及沒有用基體材料預(yù)浸漬(preimpregnated)的纖維。半成品第二部件的硬化纖維基體復(fù)合材料優(yōu)選涉及至少部分硬化或半硬化的纖維基體復(fù)合材料，即其可以是但不必須是如在成品飛機結(jié)構(gòu)部件中那樣的已經(jīng)硬化的。

隨后，通過將半成品第一部件抵靠半成品第二部件放置，使得第一連接表面靠在第二連接表面上，制備半成品飛機結(jié)構(gòu)部件。即，半成品飛機結(jié)構(gòu)部件包括在它們的連接表面處彼此抵靠的半成品第一部件和半成品第二部件。

作為下一步驟，通過半成品飛機結(jié)構(gòu)部件，特別是通過半成品第一部件和半成品第二部件，并且在半成品第一部件和半成品第二部件之間注入基體材料，特別是注入樹脂，使得干纖維預(yù)制件和在半成品第一部件和半成品第二部件之間的界面被浸泡或填充基體材料?；w材料的注入優(yōu)選通過施加到密封環(huán)境的真空來實現(xiàn)，所述半成品飛機結(jié)構(gòu)部件暴露于所述密封環(huán)境。密封環(huán)境在由封閉工具(優(yōu)選地在兩個或更多個工具部件之間)封閉的空腔中或在真空袋(優(yōu)選地與在其一側(cè)開口的工具結(jié)合使用)中形成。用于供應(yīng)基體材料的入口包括在所述工具中或所述真空袋中，使得所述真空通過所述空腔或真空袋中的環(huán)境并且因此通過半成品飛機結(jié)構(gòu)部件而抽吸通過所述入口供應(yīng)的基體材料。

然而，代替或除了利用所述由真空通過密封環(huán)境抽吸基體材料之外，所述基體材料也可以在壓力下注射(injection)到所述環(huán)境中。因此，在本發(fā)明含義內(nèi)的“基體材料的注入”的表述還包括基體材料的注射。此外，在本發(fā)明含義內(nèi)的“基體材料的注入”的表述包括基體材料的其它注入方式，例如薄膜注入，其中基體材料的薄膜放置在干纖維預(yù)制件之上或旁邊，其隨后被熔化，使得液態(tài)或粘性的基體材料流過預(yù)成型件。

隨后，半成品飛機結(jié)構(gòu)部件被固化，優(yōu)選通過施加一定溫度，例如，在烘箱中，或通過施加一定的溫度和一定的壓力，例如在高壓釜中或在加熱的工具中。以這種方式，獲得了具有硬化并彼此牢固連接的第一部件和第二部件的成品飛機結(jié)構(gòu)部件。也有可能在注入基體材料之前將半成品飛機結(jié)構(gòu)部件預(yù)熱到特定溫度并且經(jīng)過一定時間。

這種通常稱為樹脂傳遞模塑(RTM)或樹脂注入(RI)方法的方法是本領(lǐng)域已知的，并且通常用于制造纖維復(fù)合材料的飛機結(jié)構(gòu)部件。在半成品第一部件和半成品第二部件之間的連接是通過基體材料建立的，所述基體材料通過半成品第一部件和半成品第二部件和在它們之間注入且隨后硬化。

然而，對于一些特定的飛機結(jié)構(gòu)部件，需要在第一部件和第二部件之間的特別強的連接，使得期望甚至加強第一部件和第二部件之間的連接。這是例如當(dāng)支撐元件連接到蒙皮元件時的情況，其中需要在盡可能低的結(jié)構(gòu)重量下的特別強的連接。這種飛機結(jié)構(gòu)部件可以是例如機身殼或機翼罩殼。加強在支撐元件和蒙皮元件之間的連接的最簡單的方式是增加支撐元件的凸緣部分，從而增加在支撐元件和蒙皮元件之間的連接表面。然而，為了優(yōu)化飛機結(jié)構(gòu)部件以獲得最小重量，支撐元件的凸緣部分應(yīng)該盡可能短。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造具有第一部件和連接到第一部件的第二部件的纖維復(fù)合材料的飛機結(jié)構(gòu)部件的方法，其中改進(jìn)了在第一部件和第二部件之間的連接，而同時飛機結(jié)構(gòu)部件的重量沒有顯著增加。

該目的是這樣實現(xiàn)的，在注入基體材料通過半成品飛機結(jié)構(gòu)部件之前，在半成品第一部件的第一連接表面和半成品第二部件的第二連接表面之間施加用于在固化的飛機結(jié)構(gòu)部件的第一部件和第二部件之間輔助粘附的中間層。中間層可以具有不同的形式和組成，并且可以分布在整個第一和第二連接表面上，或者可以僅在特定位置提供。在任何情況下，中間層影響第一和/或第二部件的基體材料和/或纖維結(jié)構(gòu)，使得在第一和第二連接表面之間的粘附被改善。以這種方式，第一和第二連接表面可以形成得更小，而不削弱在第一部件和第二部件之間的連接，使得可以節(jié)省飛機結(jié)構(gòu)部件的相當(dāng)大的重量。