[發(fā)明專利]用于復合修復過程的代用補片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710704803.9
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN107512014B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設計）人: M·W·伊文斯;M·N·沃特森;M·H·瓦爾加斯
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: B29C73/10
• 分類號: B29C73/10;B29C73/26
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民<國際申請>=<國際公布>

一種用于結(jié)構(gòu)的返修區(qū)域的代用補片組裝件，其包括代用補片主體，該代用補片主體由用于從返修區(qū)域吸取濕氣的材料形成。補片組裝件可包括安裝至代用補片主體的傳感器。傳感器可包含熱傳感器以用于感測返修區(qū)域和代用補片主體的溫度。傳感器可包含濕氣傳感器以用于感測吸至代用補片主體內(nèi)的濕氣。

本申請是申請日為2010年11月5日、發(fā)明名稱為“用于復合修復過程的代用補片”的中國專利申請201080054521.5(PCT/US2010/055684)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及結(jié)構(gòu)修復，更具體地，涉及在準備復合結(jié)構(gòu)修復中執(zhí)行的操作。

背景技術(shù)

在廣泛應用中越來越多地使用復合材料。例如，由于復合材料良好的機械性能，商用飛行器將越來越大量的復合材料集合到主要和次要結(jié)構(gòu)中。如此良好的性能可以轉(zhuǎn)化為重量的減輕，同時增加凈載荷能力和燃料效率。另外，與由金屬構(gòu)造形成的飛行器相比較，復合材料可為飛行器提供延長的使用壽命。

為去除不一致性，偶爾需要在復合結(jié)構(gòu)上返修。不一致性可包含復合結(jié)構(gòu)中的裂縫、剝離、空隙、凹痕、多孔性或其他不一致性。當不一致性處于理想公差之外時，需要返修該不一致性。不一致性的去除可能需要通過去除復合結(jié)構(gòu)中包含不一致性的部分并使用補片替換被去除的材料，從而返修復合結(jié)構(gòu)中包含不一致性的區(qū)域。補片可以被形成為復合材料板層的堆疊，該復合材料可以與形成復合結(jié)構(gòu)的材料類型相同或不同。補片內(nèi)的復合板層的堆疊順序和纖維取向可對應于組成復合材料的板層的堆疊順序和纖維取向。

在由堆疊板層組裝成補片后，通常，借助膠合劑將補片粘合至返修區(qū)域，其中該膠合劑被安置在補片和返修區(qū)域間的粘合線處。通常，例如借助加熱墊和真空袋，將熱和壓力施加至補片。加熱墊被用于將粘合線升高至適當?shù)哪z合劑固化溫度。真空袋可被用于鞏固/壓實(consolidate)補片。在固化過程中，為了完全固化膠合劑，可在預定時段保持粘合線處于相對狹窄的溫度范圍內(nèi)。此外，粘合線的整個區(qū)域可被保持在粘合線上基本沒有變化的溫度范圍內(nèi)。

在將補片粘合至返修區(qū)域之前，需要對返修區(qū)域進行熱勘測。熱勘測可被要求用于識別通過加熱墊對返修區(qū)域的非均均勻加熱的位置。可充當將熱從返修區(qū)域的局部部分吸走熱量的散熱件的相鄰結(jié)構(gòu)會導致粘合線的差異化加熱，從而可造成非均勻加熱。就此而言，熱勘測可提供用于識別返修區(qū)域內(nèi)的熱點和冷點的手段，以便通過為復合結(jié)構(gòu)添加臨時絕緣(temporary insulation)，和/或通過調(diào)整來自加熱墊的熱，直到溫度處于所需范圍內(nèi)，從而能夠做出調(diào)整。

傳統(tǒng)熱勘測過程需要組裝代用補片，該補片是要被永久粘合至復合結(jié)構(gòu)的補片的副本(duplicate)。就此而言，傳統(tǒng)的代用補片是由與最終補片相同類型的復合材料形成并且具有與最終補片相同數(shù)量的板層。傳統(tǒng)的代用補片的構(gòu)造是耗費時間的并且勞動密集的過程，其通常需要手工切割多個復合板層，且其中對于每一個要被替換的返修區(qū)域板層，每個復合板層具有獨特的尺寸和形狀。熱勘測后，傳統(tǒng)的代用補片通常在使用一次后被丟棄。

除熱勘測之外，還可能需要濕氣去除過程以用于從返修區(qū)域去除多余的濕氣，以便通過減少粘合線內(nèi)多孔性的可能來改善補片和返修區(qū)域之間的最終粘合。傳統(tǒng)的濕氣去除過程包含干燥循環(huán)，并且在已被使用了一定時間段的復合結(jié)構(gòu)上以及/或者當在修復過程中使用某些膠合劑時需要這種濕氣去除過程。

遺憾地是通常傳統(tǒng)的干燥循環(huán)需要多于24小時的時間去完成，而這超出了現(xiàn)場(例如在服役的飛行器上)執(zhí)行返修操作可用的時間量。此外，將熱勘測和干燥循環(huán)作為兩個分開過程執(zhí)行的傳統(tǒng)做法將導致在復合結(jié)構(gòu)上施加兩次加熱循環(huán)，這將影響使用壽命。更進一步，傳統(tǒng)熱勘測需要制造傳統(tǒng)代用補片的勞動密集且消耗時間的制作過程，且之后在使用一次后將丟棄該代用補片。就此而言，根據(jù)使用的材料量和類型，用于形成復合代用補片的材料是相對昂貴的。