利用热塑性材料系统的共固化创建大型复杂复合板的方法技术方案

本发明专利技术涉及利用热塑性材料系统的共固化创建大型复杂复合板的方法。一种构建大型板的方法包括利用热塑性共固化方法边缘对边缘地连接较小的压缩成型的热塑性子板。相邻子板的边缘被赋予互补的表面构造。使表面构造重叠并且对重叠的表面构造施加热以及压力以使表面构造共固化，从而形成两个或者更多个子板的大型复合板。

【技术实现步骤摘要】
利用热塑性材料系统的共固化创建大型复杂复合板的方法
本公开涉及一种构建大型复杂复合板的方法。本专利技术涉及利用热塑性共固化方法边缘对边缘地连接较小的压缩成型的热塑性子板。相邻子板的边缘被赋予互补的表面构造。使表面构造重叠并且对重叠的表面构造施加热以及压力以使表面构造共固化，从而形成两个或者更多个子板的大型复合板。
技术介绍
压缩成型是一种这样成型方法，在该成型方法中，首先将预加热的成型材料放置到打开的、被加热了的模具型腔中。闭合模具并且施加压力以迫使材料与所有模具区域接触。在整个成型过程中，维持热与压力直到成型材料固化为止。由于模具的尺寸方面的限制，压缩成型热塑性板只能在较小的板上进行。由于模具的能力，可从热塑性塑料性能获益的诸如飞行器的水平压力甲板之类的大型复杂板状结构不能制造成有成本效益的单件。
技术实现思路
本公开涉及构建大型复杂复合板的方法以及构建的复合板。所述方法涉及由若干较小的热塑性子板构建大型复杂复合板。若干子板(例如四个子板)是碳纤维强化热塑性塑料压缩成型的。各个子板成型有位于子板的一侧上的第一表面以及位于子板的相对侧上的第二表面。各个子板均具有完全绕子板延伸的外周边缘表面。外周边缘表面在各个子板的第一表面与第二表面之间延伸并且使第一表面与第二表面分开。然后，各个子板的外周边缘的至少一部分均被赋予构建表面或者嵌接表面。例如，各个子板的构建表面均可以是倾斜表面或者锥形表面。各个子板的构建表面均与其他子板的构建表面互补。例如，在构建表面是倾斜表面或者锥形表面的情况下，倾斜表面或者锥形表面相对于各个子板的第一表面以及各个子板的第二表面具有相同的角度取向。然后，使多个子板到一起，相邻子板的构建表面抵靠彼此接合。例如，在由四个子板创建大型复杂复合板的过程中，以二维阵列使四个子板到一起，各个子板的两个构建表面均抵靠两个相邻子板的构建表面接合。在子板的构建表面接合并重叠的情况下，相邻子板之间的接合的构建表面的区域被加热并且对接合表面施加压力。加热接合的构建表面以及对接合的构建表面施加的压力在接合的构建表面之间形成完全熔化粘结并且共固化。然后，允许子板的接合的构建表面冷却，从而由四个较小的子板形成大型复杂复合板。然后，可在结合的构建表面的区域上施加另外的结合特征。例如，碳纤维强化热塑性塑料的条带可定位在结合的构建表面上，然后施加热以及压力以使条带共固化至结合的子板的第一表面以及结合的子板的第二表面。已经论述的特征、功能以及优势可在各个实施方式中被独立实现或者可在其他实施方式中被组合，能够参照下面的描述以及附图理解这些特征、功能以及优势的进一步的细节。附图说明图1是本公开的由较小的子板创建大型复杂复合板的方法中的初始步骤的立体图的图示。图2是本公开的方法的下一步骤的图示。图3是本公开的方法的再下一步骤的图示。图4是本公开的方法的更下一步骤的图示。图5是本公开的方法的另一步骤的图示。图6是本公开的方法的所述的另一步骤的图示。图7是由本公开的方法创建的大型复杂复合板的图示。图8至图11是两个相邻子板的构建表面的不同构造的截面的图示。具体实施方式图1是本公开的利用热塑性材料的共固化构建大型复杂复合板的方法中的初始步骤的立体图的表示。根据本方法，大型板由若干较小的子板构建。图1中表示出了四个子板12、14、16、18。然而，应理解，大型板22可由比图1中表示出的四个子板12、14、16、18更少的子板或者比这四个子板更多的子板构建。四个子板12、14、16、18中的每一者均首先通过压缩成型碳纤维强化热塑性塑料以创建子板而形成。子板12、14、16、18中的每一者均成型有位于子板的一侧上的第一表面12A、14A、16A、18A以及位于子板的相对侧上的第二表面12B、14B、16B、18B。如图1中表示的，第一表面12A、14A、16A、18A与相对的第二表面12B、14B、16B、18B构造成平坦的平行表面。然而，第一表面与第二表面可依据待由子板构建的大型板的构造而具有不同的构造。第一表面12A、14A、16A、18A与第二表面12B、14B、16B、18B还成型有矩形构造。然而，所述表面的构造可依据由子板形成的大型板的构造而不同。各个子板12、14、16、18均具有完全绕子板延伸的外周边缘表面。各个子板12、14、16、18的外周边缘表面均在各个相应子板的第一表面12A、14A、16A、18A与各个相应子板的第二表面12B、14B、16B、18B之间延伸。外周边缘表面使第一表面12A、14A、16A、18A与相应的第二表面12B、14B、16B、18B分开。在图1的图示中，各个子板12、14、16、18均具有由四个构建的或者机加工的表面组成的外周边缘表面。例如，第一子板12具有四个构建的或者机加工的表面12C、12D、12E、12F。第二子板14具有四个构建的或者机加工的表面14C、14D、14E、14F。第三子板16具有四个构建的或者机加工的表面16C、16D、16E、16F。第四子板18具有四个构建的或者机加工的表面18C、18D、18E、18F。在图1的图示中，构建的或者机加工的表面都是平坦、成锥形或者斜坡的表面。如将解释的，构建的或者机加工的表面可具有其它同等构造。在子板12、14、16、18的两种尺寸布置中，对置的构建表面具有互补的嵌接表面构造。在图1中图示的实施例中，对置、互补的锥形表面或者互补的平坦构建表面相互平行并且具有大量相同的区域。例如，各个第一子板12与第二子板14的对置构建表面12F和14D互补并且将以表面相互接触的方式接合。图1中图示的对置构建表面12F和14D是平坦、成锥形的表面。然而，对置构建表面12F和14D可具有将以表面相互接触的方式接合的其它同等构造。各个第一子板12与第四子板18的对置构建表面12C和18E也是将以表面相互接触的方式接合的互补表面。同样，图1中表示的对置构建表面12C和18E是平坦、成锥形的表面。然而，对置构建表面12C和18E可具有将以表面相互接触的方式接合的其它同等构造。各个第二子板14与第三子板16的对置构建表面14C和16E也是将以表面相互接触的方式接合的互补表面。而且，对置构建表面16D和18F是将以表面相互接触的方式接合的互补表面。虽然对置构建表面16D和18F被表示成平坦、成锥形的表面，但是这些表面可具有将以表面相互接触的方式接合的其它同等构造。参照图2，本公开的方法中的下一步骤被表示出。在图2中，布置在单一平面中并且以二维阵列布置的各个子板12、14、16、18朝彼此移动或者靠拢。第一子板12朝第二子板14移动并且朝第四子板18移动。第二子板14朝第一子板12移动并且朝第三子板16移动。第三子板16朝第二子板14移动并且朝第四子板18移动。图3是四个子板12、14、16、18的进一步骤靠拢移动的图示。当子板12、14、16、18继续朝彼此移动时，子板的构建表面开始重叠。例如，第一子板12的构建表面12F开始与第二子板14的构建表面14D重叠。第二子板14的构建表面14C开始与第三子板16的构建表面16E重叠。第三子板16的构建表面16D开始与第四子板18的构建表面18F重叠。第四子板18的构建表面18E开始与第一子板12的构建表面12C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构建大型板的方法，所述方法包括：生产第一子板；沿所述第一子板的边缘构建第一构建表面；生产第二子板；沿所述第二子板的边缘构建第二构建表面；抵靠所述第二子板上的所述第二构建表面定位所述第一子板上的所述第一构建表面；加热所述第一构建表面以及所述第二构建表面；并且使所述第一构建表面以及所述第二构建表面冷却。

【技术特征摘要】
2017.05.30 US 15/608,2451.一种构建大型板的方法，所述方法包括：生产第一子板；沿所述第一子板的边缘构建第一构建表面；生产第二子板；沿所述第二子板的边缘构建第二构建表面；抵靠所述第二子板上的所述第二构建表面定位所述第一子板上的所述第一构建表面；加热所述第一构建表面以及所述第二构建表面；并且使所述第一构建表面以及所述第二构建表面冷却。2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：在加热抵靠所述第二构建表面接合的所述第一构建表面的同时，在所述第一构建表面与所述第二构建表面之间施加压力。3.根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括：生产热塑性第一子板；并且生产热塑性第二子板。4.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：生产利用碳纤维强化的所述热塑性第一子板；并且生产利用碳纤维强化的所述热塑性第二子板。5.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：在加热所述第一构建表面以及所述第二构建表面之前使所述第一构建表面与所述第二构建表面重叠。6.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：将所述第一构建表面以及所述第二构建表面构建成互补的嵌接表面。7.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：将所述第一构建表面以及所述第二构建表面构建成互补的锥形表面。8.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：将所述第一构建表面以及所述第二构建表面构建成互补的平坦表面。9.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：将拼接带定位在接合的所述第一构建表面以及所述第二构建表面上；并且加热定位在重叠的所述第一构建表面以及所述第二构建表面上的所述拼接带。10.根据权利要求9所述的方法，该方法进一步包括：在加热所述拼接带的同时将压力施加至所述拼接带。11.根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括：沿所述第一子板的所述边缘构建另一构建表面；生产第三子板；沿所述第三子板的边缘构建第三构建表面；抵靠所述第一子板上的所述另一构建表面定位所述第三子板的所述第三构建表面；加热所述第一子板的所述另一构建表面以及所述第三子板的所述第三构建表面；并且允...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·康明斯基，T·S·麦克雷，D·E·吉德昂，B·多普科尔，P·蒂普，J·F·墨菲，J·S·埃里克森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US