用于形成复合部件的系统和方法技术方案

本发明专利技术的名称是用于形成复合部件的系统和方法。形成复合部件的方法可以包括将复合层放置在支撑工具的部件支撑表面上。复合层结合以形成复合部件。方法还可以包括使用真空袋覆盖在支撑工具上的复合部件，并且在与复合部件关联的真空袋上形成传热组件。方法可以包括通过以下在真空袋上形成传热组件：将材料的流体层沉积在真空袋上，将传热助触媒插入流体，并且冷却流体以形成固体传热组件。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容的实施方式一般地涉及用于形成复合部件的系统和方法，并且更特别地，涉及当复合部件固化时用于促进零件之间的高效传热的系统和方法。
技术介绍
多种结构由复合部件形成。例如，航空器的部分，比如机翼，可以由复合部件形成。复合部件可以包括一般地以层施加的增强纤维的网，和基本上润湿增强纤维以形成树脂和增强纤维之间的粘合接触的聚合物树脂。通过各种已知的成型方法，比如挤出工艺或其它成型工艺，复合部件然后可以形成结构零件。已知的纤维包括玻璃、碳、玄武岩、芳纶等。为了形成复合部件，复合材料的层通常敷设在工具上。在所有的层放置在工具上后，工具和复合层被放置在固化装置内，比如高压釜。然后操作高压釜以加热复合层，使得树脂固化并将层粘合在一起。在固化过程期间，复合部件的加热速率一般地由固化装置内的空气和固定在复合部件上方的袋之间的传热系数确定。在固化装置内生成的热能通过袋传递并进入复合部件。通常，在固化过程期间以特别的、指定的速率加热复合部件的部分。由于工具的高的热质量、气流的变化性、树脂在固化期间生成的可能的热、和部件厚度的变化，控制指定的加热速率和时间的过程可能是不一致的和不可预知的。因此，存在用于固化复合部件的高效的系统和方法的需要。
技术实现思路
本公开内容的某些实施方式提供形成复合部件的方法。方法可以包括将复合层放置在支撑工具的部件支撑表面上。复合层结合以形成复合部件。方法还可以包括使用真空袋覆盖在支撑工具上的复合部件，并且在与一部分复合部件关联的真空袋上形成传热组件。在至少一个实施方式中，形成可以包括将材料的流体层沉积在真空袋的外表面上，将一个或多个传热助触媒(promoter)插入材料的流体层，将流体层冷却至低于材料的熔点的第一温度以形成传热基底，并且通过冷却将传热助触媒(一个或多个)相对于传热基底固定在原位。材料可以由金属形成，所述金属具有超过用于固化复合材料的固化温度并且小于真空袋在其下燃烧的温度的熔点。在至少一个实施方式中，材料可以是以固相展现30-300W/mK范围内的导热率的金属，并且具有365°F和400°F之间的熔点。每个传热助触媒可以成型为板(panel)、片(plate)、销(pin)、杆(post)、钉(spike)、不规则形状等中的一种或多种。在至少一个实施方式中，多个传热助触媒被空气通道隔开。方法还可以包括形成复合部件固化支撑组件，其包括支撑工具、复合部件、真空袋和传热组件。方法还可以包括将复合部件固化支撑组件放置入高压釜的固化室内，并且在固化室内固化复合部件。方法还可以包括在固化后从复合部件移除真空袋，和在固化后从真空袋移除传热组件。在至少一个实施方式中，将复合层放置在支撑工具的部件支撑表面上可以包括将复合层敷设在支撑工具的部件支撑表面上。形成可以包括在真空袋的外表面的整体上方形成传热组件。在至少一个其它实施方式中，形成可以包括在真空袋的外表面的一部分上方形成传热组件。本公开内容的某些实施方式提供了用于形成复合部件的系统。系统可以包括包含部件支撑表面的支撑工具、支撑在部件支撑表面上的复合部件、放置在部件支撑表面上的复合部件上方的真空袋、和联接至真空袋的外表面的传热组件。传热组件可以包括安装在真空袋的外表面上的传热基底，和从传热基底向外延伸的一个或多个传热助触媒。传热基底可以通过将金属的液体层沉积在外表面上而形成。传热助触媒(一个或多个)可以插入金属的液体层。液体层冷却并凝固以将传热助触媒(一个或多个)固定在原位。金属可以以固相展现30-300W/mK范围内的导热率，并且具有365°F和400°F之间的熔点。本公开内容的某些实施方式提供了配置为联接至真空袋的外表面的传热组件，所述真空袋放置在支撑在支撑工具的部件支撑表面上的复合部件上方。传热组件可以包括配置为安装在真空袋的外表面上的传热基底。传热基底可以通过将金属的液体层沉积在外表面上而形成。传热组件还可以包括从传热基底向外延伸的多个传热助触媒。传热助触媒插入金属的液体层。液体层冷却并凝固以将多个传热助触媒固定在原位。附图说明图1根据本公开内容的实施方式图解了支撑工具的透视顶视图。图2根据本公开内容的实施方式图解了放置在支撑工具上的复合部件的透视顶视图。图3根据本公开内容的实施方式图解了在复合部件上方的固定至支撑工具上的真空袋的透视顶视图。图4根据本公开内容的实施方式图解了传热组件的透视顶视图，所述传热组件联接至放置在由支撑工具支撑的复合部件上方的真空袋。图5根据本公开内容的实施方式图解了传热助触媒的透视顶视图。图6根据本公开内容的实施方式图解了传热助触媒的透视顶视图。图7根据本公开内容的实施方式图解了传热助触媒的透视顶视图。图8根据本公开内容的实施方式图解了放置在固化装置的固化室内的复合部件固化支撑组件。图9根据本公开内容的实施方式图解了复合部件固化支撑组件的横截面视图。图10根据本公开内容的实施方式图解了复合部件固化支撑组件的侧视图。图11根据本公开内容的实施方式图解了支撑工具的透视顶视图。图12根据本公开内容的实施方式图解了形成放置在复合部件上方的真空袋上的传热组件的方法的流程图。具体实施方式当结合附图阅读时，将更好地理解上述概要以及某些实施方式的下列详细描述。如本文使用的，以单数叙述并且在前有词“一(a)”或“一个(an)”的要素或步骤应当理解为不必然地排除复数的要素或步骤。进一步地，提及“一个实施方式”不意欲解释为排除也并入叙述的特征的另外的实施方式的存在。而且，除非明确地相反说明，“包括”或“具有”拥有特定性质的要素或多个要素的实施方式可以包括不具有该性质的另外的要素。本公开内容的某些实施方式提供了固化复合部件的系统和方法，其配置为控制复合部件的加热和冷却。系统和方法可以包括将流体材料(例如，熔化的液体或半液体材料，比如加热至超过其熔点的温度的金属)沉积在真空袋的外表面上，所述真空袋覆盖支撑在工具上的复合部件。流体材料冷却并硬化以形成传热基底。在其凝固前，至少一个传热助触媒被联接至流体材料。传热助触媒(一个或多个)可以包括一个或多个突起，比如平面叶片(fin)、杆、管、网筛、凹陷、浮雕、肋和/或类似物。传热助触媒被联接至流体材料。当流体材料冷却并硬化时(从而凝固)，传热助触媒被固定在原位。正因如此，传热基底和传热助触媒(一个或多个)形成传热组件，其直接接触袋的外表面以在固化过程期间增加与复合部件的传热。复合部件的第一表面，比如内表面或下表面，可以被工具的支撑表面支撑并且接触工具的支撑表面。传热组件可以在真空袋的外表面上方形成，所述真空袋覆盖复合部件的第二表面，比如外表面或上表面。本公开内容的某些实施方式提供了在复合部件上形成传热组件(比如散热器)的方法。方法可以包括将熔融金属浇注、注入、喷涂、散布或另外沉积在覆盖复合部件的袋上。方法还可以包括允许熔融金属在袋上方形成固体金属表面。在至少一个实施方式中，在熔融金属冷却以形成固体金属表面前，将一个或多个传热助触媒安装在熔融金属上。当熔融金属冷却并凝固时，传热助触媒固定在原位。在至少一个实施方式中，管可以安装入熔融金属。管可以配置为容纳并输送加热或冷却液体或气体。本公开内容的实施方式提供了在袋上形成的传热组件，所述袋放置在支撑在工具上的复合部件上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成复合部件(112)的方法，所述方法包括：将复合层放置(500)在支撑工具(100)的部件支撑表面(110)上，其中所述复合层结合以形成所述复合部件(112)；使用真空袋(116)覆盖(502)在所述支撑工具(100)上的所述复合部件(112)；并且在与一部分所述复合部件(112)关联的所述真空袋(116)上形成传热组件(130)；其中所述形成包括：将材料的流体层沉积(504)在所述真空袋(116)的外表面(118)上；将一个或多个传热助触媒(134)插入(506)所述材料的流体层；将所述流体层冷却(508)至低于所述材料的熔点的第一温度以形成传热基底(132)；并且通过所述冷却将所述一个或多个传热助触媒(134)相对于所述传热基底(132)固定(510)在原位。

【技术特征摘要】
2015.07.08 US 14/794,2381.一种形成复合部件(112)的方法，所述方法包括：将复合层放置(500)在支撑工具(100)的部件支撑表面(110)上，其中所述复合层结合以形成所述复合部件(112)；使用真空袋(116)覆盖(502)在所述支撑工具(100)上的所述复合部件(112)；并且在与一部分所述复合部件(112)关联的所述真空袋(116)上形成传热组件(130)；其中所述形成包括：将材料的流体层沉积(504)在所述真空袋(116)的外表面(118)上；将一个或多个传热助触媒(134)插入(506)所述材料的流体层；将所述流体层冷却(508)至低于所述材料的熔点的第一温度以形成传热基底(132)；并且通过所述冷却将所述一个或多个传热助触媒(134)相对于所述传热基底(132)固定(510)在原位。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料由金属形成，所述金属具有超过用于固化所述复合材料的固化温度并且小于所述真空袋(116)在其下燃烧的第二温度的熔点。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述材料是以固相展现在30-300W/mK范围内的导热率，并且具有365°F和400°F之间的熔点的金属。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个传热助触媒(134)中的每个成形为板、片、销、杆、钉或不规则形状的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：形成包括所述支撑工具(100)、所述复合部件(112)、所述真空袋(116)和所述传热组件(130)的复合部件固化支撑组件(150)；将所述复合部件固化支撑组件(150)放置入高压釜的固化室；并且在所述固化室内固化所述复合部件(112)。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·胡芬德，S·M·舒卓克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US