提供一种用于接合由复合材料制成的零件(1、2)的层压制件(3)以及一种用于将由复合材料制成的至少两个零件(1、2)与根据本发明专利技术的层压制件(3)接合的方法，该层压制件(3)包括：由粘合材料制成的第一层(3.1)，与第一层(3.1)相邻的由预浸渍的复合材料制成的第二层(3.2)，以及与第二层(3.2)相邻的由粘合材料制成的第三层(3.3)；该方法包括下述步骤：提供已固化的复合材料零件(1、2)，将用于接合的层压制件(3)定位在两个固化的零件(1、2)之间，将压力和温度施加至包括至少两个零件(1、2)和层压制件(3)的整个结构，以使层压制件(3)被固化并且使至少两个零件(1、2)在所获得的结构中被接合在一起。
【技术实现步骤摘要】
用于接合零件的层压制件以及用于接合零件的方法和系统
本专利技术涉及一种用于接合一对飞行器零件的方法。接合部在由包括树脂基体和增强纤维的复合材料制成的第一固化零件与第二固化零件之间形成。
技术介绍
飞机已大部分或完全由金属部件构建，金属部件在机械特性方面提供了良好的性能，但是，其缺点是还提供了太多的重量。 随着航空公司之间竞争的增加，飞行器机架制造商探索改善特定的性能的新途径，即，增加或保持结构特性并且针对金属构造降低重量。 在本文中，措辞“复合材料”应理解为任何类型的材料，例如CFRP(碳纤维增强聚合物)，其包括两个或更多个物理地可辨别的且机械地可分开的部分，这两个或更多个部分不能溶解在彼此中。CFRP用于主要结构零件的优点在于实现了重要的重量减轻以及运营成本的降低。具有较大CFRP成分的第一飞行器为空客A320，其CFRP成分多于20%。 已经提出了在经济上有竞争力的制造复合零件的方法，诸如过程的自动化，如预浸溃层合(ATL(自动铺带机)、AFP(自动铺丝机))、切割、修整、NDT(非破坏性测试)以及其他。不同的CFRP制造方法(预浸溃、树脂传递模塑、干燥纤维等)、新型聚合物材料等改善了复合材料的收益性。 总之，复合材料已经被证明满足以下要求: -重量减轻； -成本有效； -在飞行器条件下满足结构需求； -受益的成本/重量关系。 用于接合固化的复合材料零件的常规方法为特别地借助于铆钉的机械结合。在现有技术中要解决的技术问题是如何避免在具有不同的固化零件的组件中使用铆钉以在整个结构中减轻重量。 使用机械结合来接合两个固化零件的另一缺点在于在要被接合的零件的表面之间由于其制造公差可能产生的任何间隙将必须通过垫片来填充，而垫片增加重量且使组件操作复杂化。因此需要提供一种能够吸收将要被接合的零件的所述制造公差的接合部。 在本说明书中的以下术语定义为: .共固化:通过单个的固化周期将提供的处于新鲜状态(fresh state)的两个复合层压制件接合的工艺。所获得的接合部被验证用于一级结构。 .共结合:通过固化周期和沿着层压制件的接合表面施加粘合剂将提供的处于新鲜状态的复合层压制件接合至固化的复合层压制件的工艺。所获得的接合部被验证用于一级结构。 .结合:通过粘合材料接合两个固化的复合零件的工艺。该工艺未被验证用于接合一级结构。 .机械结合:借助于诸如铆钉或螺栓之类的紧固装置接合两个零件的工艺。所获得的接合部被验证用于一级结构。 在本说明书中，“一级结构”应被理解为这些结构的失效或者破坏将意味着飞行器在飞行时的灾难性后果。因此，根据需求，这种结构的验证比二级结构的验证要求更高，二级结构的失效或破坏将不意味着飞行器在飞行时的灾难性后果。 通过本专利技术要解决的另一技术问题是如何在避免使用铆钉且仍然遵循一级结构的验证的情况下接合一级结构。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通过根据本专利技术的第一方面的层压制件解决前述问题的解决方案，一种根据本专利技术的第二方面的用于接合两个零件的方法，以及一种根据本专利技术的第三方面的系统。 [0021 ] 在本专利技术的第一方面中提供了一种用于接合由复合材料制成的零件的层压制件，该层压制件包括: .由粘合材料制成的第一层； .与第一层相邻的包括预浸溃的复合材料的第二层；以及 .与第二层相邻的由粘合材料制成的第三层。 在本专利技术中，由预浸溃的复合材料制成的层将包括至少一层嵌入在树脂基体中的增强纤维。 在层压制件的第二层内的纤维的定向将根据将要施加至所获得的零件的载荷来确定。 层压制件适于接合零件，特别是已固化的由复合材料制成的零件。 在本专利技术的第二方面中提供了一种用于将由复合材料制成的至少两个零件与根据本专利技术的第一方面的层压制件接合的方法，该方法包括以下步骤: .提供已固化的由复合材料制成的零件； .将用于接合的层压制件定位在两个固化的零件之间， .将压力和温度施加至包括至少两个零件和层压制件的整个结构，以使层压制件被固化并且使至少两个零件在所获得的结构中被接合在一起。 两个零件在对整个结构施加压力和温度以及接合层压制件的第二层中的树脂被聚合的步骤期间被接合在一起。 要接合的零件已固化的事实意味着零件具有足够的刚度以能够将施加至整个结构的压力从外部均匀地分布至结合区域。 温度在两个零件的接合部的结合区域中局部地升高以执行接合层压制件的第二层的固化周期。这涉及能量的有效利用，因为仅在需要的地方提供热量并且减少浪费。这种方法还利用了如下事实:固化的复合材料支持进一步的固化周期而不损失其特性。 当温度在固化周期期间升高时，层压制件的第二层中的树脂转变为液体。有利地，这允许树脂沿着两个固化的表面分布以及在层压制件的纤维之间分布。这连同通过要被接合的固化零件施加在接合层压制件上的均匀压力意味着树脂填充可能由两个固化的零件因其制造公差在固化周期之前的定位造成的任何间隙。一旦树脂被聚合，则零件的定位和施加给零件的压力将提供具有所期望的几何形状的接合部结构。 因此，在固化周期期间施加压力允许: .达到良好的压实，消除孔隙度，以及 .获得目标的厚度，同时吸收要被接合的零件的制造公差。 三个零件的定位必须精确以吸收: .当要被接合的零件的表面不完全平坦时在定位中的公差，或者 .当零件具有不规则区域时由于制造工艺而在制造中的公差。 该专利技术能够借助于可以在高压釜外部执行的固化周期将简单的零件(先前验证的)通过结合集成为复杂结构，因此在工业化中具有主要的优点。 有利地，由于复合零件已通过NTD验证且在“双共结合”之前被修整至最终的形状的事实，对所得的结构的NDT和修整被最小化。仅需要接合部区域的小检查，从而允许在低成本下的高集成。 该工艺在本专利技术范围内被命名为双共结合。换言之，双共结合工艺进行一类结合但用以下“夹层”代替粘合剂: .粘合剂，其可以为在共结合的现有技术中所使用的任何类型的粘合剂。 .预浸溃体，以及 .粘合剂。 本专利技术基于共结合技术。正如所解释的，共结合的接合部通过中间粘合剂以及随后的固化周期被用在两个部件(一个固化的部件以及一个新鲜的部件)之间。最终在零件之间形成共接合的结构。还通过在接合层压制件中包括由预浸溃的复合材料制成的层以及通过共结合整个结构，在两个未固化的零件之间提供了具有共接合的接合部特性的接合部。因此，本方法可以用于接合一级结构。 产生的优点为: .避免使用铆钉接合两个固化的零件，并且因此减轻重量， .具有确保在固化的零件之间垫补间隙的结构接合部。 在本专利技术的第三方面中提供了用于接合由复合材料制成的两个零件的系统，其特征在于，该系统包括: .至少两个热板，所述至少两个热板适用于施加压力和温度； .定位装置，所述定位装置适用于以使两个零件利用根据本专利技术的第一方面的层压制件接合的方式定位两个零件；以及 .控制装置，该控制装置适用于实施根据本专利技术的第二方面的方法的步骤。 在本专利技术的第四方面中提供了一种飞行器，该飞行器包括至少一个结构，所述至少一个结构的零件已利用根据本专利技术的用于接合由复合材料制成的至少两个零件的方法接合。 【附图说明】 参照附图，本专利技术根据仅作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于接合由复合材料制成的零件(1、2)的层压制件(3)，所述层压制件(3)包括：·由粘合材料制成的第一层(3.1)；·与所述第一层(3.1)相邻的由至少预浸渍的复合材料制成的第二层(3.2)；以及·与所述第二层(3.2)相邻的由粘合材料制成的第三层(3.3)。
【技术特征摘要】
2013.08.29 EP 13382339.31.一种用于接合由复合材料制成的零件(12)的层压制件(3),所述层压制件(3)包括: #由粘合材料制成的第一层(3.1)； -与所述第一层(3.1)相邻的由至少预浸溃的复合材料制成的第二层(3.2)；以及 -与所述第二层(3.2)相邻的由粘合材料制成的第三层(3.3)。2.根据权利要求1所述的用于接合零件(12)的层压制件(3),其特征在于，所述第二层(3.2)包括至少两层呈0。铺设的新鲜纤维。3.根据权利要求1所述的用于接合零件(12)的层压制件(3),其特征在于，所述第二层包括至少两层呈45。铺设的新鲜纤维。4.一种用于将由复合材料制成的至少两个零件(12)与根据权利要求1至3中的任一项所述的层压制件(3)接合的方法，所述方法包括以下步骤: -提供已固化的复合材料零件(12), -将用于接合的所述层压制件(3)定位在两个固化的零件(12)之间，，将压力和温度施加至包括所述至少两个零件(12)和所述层压制件(3)的整个结构，以使所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：帕布洛·塞沃利亚加罗费，卡洛斯·罗蒙巴诺贡，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES
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