[發明專利]使用熱電裝置維持材料的溫度差異的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710610323.6
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107696355B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 加里·D·奧克斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C35/02
• 分類號: B29C35/02;B29C73/34;B29L31/30
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本公開涉及使用熱電裝置維持材料的溫度差異的方法和裝置。公開了方法系統和裝置，用于在復合材料修復期間復合材料正在被加熱的同時就地維持和控制鄰接復合材料的材料的溫度。

技術領域

本公開一般涉及熱粘合復合材料重新加工和修復領域。更具體地，本公開涉及復合材料就地熱粘合重新加工和修復以及控制鄰近或靠近加熱的重新加工復合材料的材料的溫度。

背景技術

在復合材料修復或重新加工領域，常常將熱量施加到需要修復或重新加工的復合材料的區域。包括但不限于固定結構和物體的結構以及包括但不限于飛機的交通工具以由復合材料制成的百分比不斷增加的組件被設計和制造。與例如含金屬的部件相比，復合材料提供期望的強度和較小的重量。在飛機和其他交通工具的情況下，通過使用復合材料減輕的重量提高了性能特征，包括例如有效載荷能力和燃料效率。另外，復合材料通常為交通工具，包括例如飛機，上的各種組件提供更長的使用壽命。

復合材料被理解為通過組合兩種或更多種組合物而形成的強的輕質材料。例如，復合材料通常包括結合在聚合物樹脂基質中的增強纖維。用于復合材料的樹脂可是熱固性或熱塑性樹脂。由熱塑性樹脂制成的復合材料在加熱時可能變軟，可在冷卻時再硬化，并且能夠被反復加熱和冷卻。

在制造復合材料期間，這種材料可具有包含一個或多個不一致或不規則的局部區域。這種不一致或不規則性可能不利地影響由復合材料制成的組件或部件的性能。結果，由具有不一致或不規則區域的復合材料制成的部件的這些區域必須被修復或“重新加工”以改善部件以及包括該部件的整體結構的特性和性能。

可使用機械系統執行對復合材料的不一致進行修復，所述機械系統使用機械緊固件固定。但是，對于某些復合材料部件而言，使用機械系統進行復合材料修復可能不是可能的。另外，使用機械修復解決方案可增加復合不規則部位的應力集中。

已經使用在復合材料不規則的局部位置或區域進行復合材料的例如熱粘合修復形式的局部加熱作為某些復合材料重新加工的方法。但是，局部加熱可能損壞或以其他方式不利地影響復合材料和鄰近或以其他方式靠近被重新加工的復合材料的非復合材料。

已經努力維持、調節和以其他方式控制與被重新加工和加熱的復合材料相鄰的結構的溫度。這樣的努力包括將調節空氣施加到結構上、應用冷凍裝置，諸如例如包含冷凍金屬丸的噴射袋燈，將結構從被重新加工的復合材料中分離和隔離。在一些情況下，必須去除鄰近的結構、組件和部件，這些結構、組件和部件在經由加熱對復合材料部件進行重新加工時因為安裝位置熱敏感。這種部件移除和重新安裝會增加移除和重新安裝期間的額外部件損壞的風險，并且耗時，勞動密集，成本高昂。

發明內容

本公開的方面涉及一種方法：將熱源定位為靠近復合材料的第一側，所述復合材料具有第一側和第二側，并且結構位于靠近所述復合材料的第二側，所述結構具有第一側和第二側，所述結構的第一側位于靠近所述復合材料的第二側；將熱電裝置定位為靠近所述結構的第二側，所述熱電裝置與控制器通信；使所述結構的第二側與溫度感測裝置接觸，所述溫度感測裝置與所述控制器通信；激活所述熱源；將熱從所述熱源施加到所述復合材料的第一側；將所述復合材料加熱至第一溫度；向所述熱電裝置提供電流；和將所述結構的溫度基本上維持在不同于所述復合材料的溫度的第二溫度。

在另外的方面，在將熱源定位為靠近復合材料的第一側的步驟中，所述熱源包括熱毯(heat blanket)。

在另一方面，在將熱源定位為靠近復合材料的第一側的步驟中，所述結構包括與所述復合材料不同的材料。

在另外的方面，在將熱源定位為靠近復合材料的第一側的步驟中，所述結構包括金屬材料。

在又一個方面，在將熱電裝置定位為靠近所述結構的第二側的步驟中，所述熱電裝置是珀爾帖裝置(Peltier device)。