在铺叠芯棒上置放电子器件来在复合零件中创建电子器件制造技术

本公开涉及在铺叠芯棒上置放电子器件来在复合零件中创建电子器件，具体地提出了用于形成复合材料的方法和关联的设备，该方法包括：在铺叠面上置放至少一个电子部件。该方法还包括：在铺叠面上置放复合材料，其中，复合材料包括树脂和纤维。另外，该方法包括：使树脂在铺叠面与纤维之间流动。还进一步地，该方法包括：使树脂固化，以形成固化树脂，其中，电子部件和树脂位于固化树脂中。复合材料包括树脂，该树脂具有基于铺叠系统的表面的形状。另外，复合材料包括纤维，这些纤维被包含在树脂内。进一步地，复合材料包括至少一个电子部件。复合材料的电子部件基于树脂围绕在铺叠系统的表面上的电子部件的流动，位于树脂中。

【技术实现步骤摘要】
在铺叠芯棒上置放电子器件来在复合零件中创建电子器件
本公开总体涉及用于形成层压复合物，特别是具有集成电子器件的层压复合物，的系统和过程。
技术介绍
复合层压板和结构由于其高强度重量比、耐腐蚀性以及其他有利特性而用于种种应用中，包括在飞机、航天器、旋翼飞机、船舶、汽车、卡车以及其他载具和结构的制造中。在飞机的制造和组装中，越来越多地使用这种复合层压板和结构来形成机身、机翼、尾部、蒙皮面板以及其他部件。为了减轻重量并提高某些部件的性能，航空航天制造商越来越多地使用复合层压板。航空航天工业所使用的复合层压板通常包括纤维增强的复合材料。这种类型的纤维增强复合材料通常包括两种基本成分，即，第一是纤维，第二是包围纤维的树脂(例如聚合物基体)。树脂包围纤维，并且在热固性聚合物基体的情况下，通过热处理使树脂固化并固结，使得三维交联发生。该固化和固结的作用是使纤维牢固地粘合到彼此，并且从层压板去除滞留的空气和挥发物。对于热塑性聚合物基体可以发生类似的热处理，这也导致最终复合层压板的固结。一系列合适的纤维材料可以用于高性能应用，最常见的是碳纤维，但也可以使用玻璃或芳族聚酰胺纤维。制造复合零件需要使用铺叠工具(lay-uptool也称，为基础工具、形成工具或心轴)，在该铺叠工具上手工形成或者一次一层片地铺设复合材料层或预固化薄片。这些应用可以使用必须形成然后固化的复杂轮廓成品零件或通道。通常，用手或通过机器将诸如树脂浸渍的碳纤维层压板这样的预浸渍的复合纤维层片(“预浸材料”)铺设在工具或心轴上。一旦将期望数量的层放置在工具上，就将复合层压板装袋并在固化设备(诸如高压釜)中固化。
技术实现思路
所公开的示例提供了一种用于形成具有嵌入式电子部件的复合材料的方法。该方法包括以下步骤：在铺叠系统的铺叠面上置放至少一个电子部件。该方法还包括以下步骤：在铺叠面上置放复合材料，其中，复合材料包括树脂和纤维。另外，该方法包括以下步骤：使树脂在铺叠面与纤维之间流动。还进一步地，该方法包括以下步骤：使树脂固化，以形成固化树脂，其中，固化树脂支持电子部件和纤维这两者，以形成具有集成电子器件的复合件。在一些示例中，置放至少一个电子部件包括在铺叠面上沉积导电墨。在一些示例中，该方法包括以下步骤：在导电墨的至少一部分的顶部上沉积非导电层；以及在非导电层的顶部上沉积第二导电墨层。该方法的示例还可以包括在铺叠面上放置保护层。该方法还可以包括以下步骤：在保护层的顶面上置放多个电子部件。树脂的顶面包括电子部件的表面，并且该方法还可以包括以下步骤：确定顶面的平坦度的度量在预定平坦度容差内。公开的另一个示例包括一种具有电气功能的复合材料设备。复合材料包括具有基于铺叠系统的表面的形状的树脂。另外，复合材料包括包含在树脂内的纤维。进一步地，复合材料包括至少一个电子部件。复合材料的电子部件基于树脂围绕在铺叠系统的表面上的电子部件的流动，位于树脂中。在一些示例中，至少一个电子部件是导电墨。该设备还可以包括在导电墨的至少一部分的顶部上的非导电层和在非导电层的顶部上的第二导电墨层。复合材料的顶面包括电子部件的表面，并且顶面的平坦度的测量结果可以在预定平坦度容差内。电子部件可以是一组电线，其中，电线由复合材料的树脂机械地支撑。电子部件可以是位于复合材料的树脂中的应变传感器，应变传感器被配置为测量复合材料的弯曲。电子部件可以是位于复合材料的树脂中的发光二极管，其中，发光二极管从位于树脂中的电线接收电力。还公开了一种形成复合件的方法。该方法包括以下步骤：在铺叠面上沉积导电墨(electronicallyconductiveink)，以形成一组电线。该方法还包括以下步骤：在铺叠面上置放复合材料，其中，复合材料包括树脂和纤维。该方法还包括以下步骤：使树脂在铺叠面与纤维之间流动。另外，该方法包括以下步骤：使树脂固化，以形成固化树脂，其中，一组电线由固化树脂保持在合适的位置。在一些示例中，沉积线束还包括在导电墨的至少一部分的顶部上沉积非导电层(non-conductivelayer)。该方法还可以包括以下步骤：在非导电层的顶部上沉积第二导电墨层，其中，线束形成三维结构。在一些另外示例中，沉积线束还包括形成多个复合件，并且将第一复合件的线束电联接至第二复合件的线束。方法还可以包括以下步骤：在铺叠面上的保护层的顶部上沉积线束。方法还可以包括以下步骤：在铺叠面上置放电子部件；以及将线束电联接到电子部件。已经讨论的特征、功能以及优点在各种示例中可以独立实现，或者在又一些示例中可以组合，示例的另外细节可以参照以下描述和附图来看到。附图说明本公开将从下面提出的更详细的描述以及附图来变得更充分地理解，附图仅以例示的方式提出，由此不是本公开的限制，并且在附图中：图1A是在形成之前的铺叠面、电子部件以及复合材料的侧视图的示意例示；图1B是在树脂流动之后的铺叠面、电子部件以及复合材料的侧视图的示意例示；图1C是在将形成的复合材料与铺叠面分离之后的铺叠面、电子部件以及复合材料的侧视图的示意例示；图2A是在复合材料中形成的线束的顶视图的示意例示；图2B是在复合材料中形成的线束的侧视图的示意例示；图3A是在形成之前的铺叠面、两根电线、非导电层以及复合材料的侧视图的示意例示；图3B是在树脂流动之后的铺叠面、两根电线、非导电层以及复合材料的侧视图的示意例示；图3C是在将形成的复合材料与铺叠面分离之后的铺叠面、两根电线、非导电层以及复合材料的侧视图的示意例示；图4A是在复合材料中形成的三维线束的顶视图的示意例示；图4B是在复合材料中形成的三维线束的侧视图的示意例示；图5A是在形成之前的铺叠面、电子部件、保护层以及复合材料的侧视图的示意例示；图5B是在树脂流动之后的铺叠面、电子部件、保护层以及复合材料的侧视图的示意例示；图5C是在将形成的复合材料与铺叠面分离之后的铺叠面、电子部件、保护层以及复合材料的侧视图的示意例示；图6A是联接到在复合材料中形成的电线的电子部件的顶视图的示意例示；图6B是联接到在复合材料中形成的电线的电子部件的侧视图的示意例示；图7是具有线束的两个复合件的示意例示，其中，两个线束联接到彼此；图8是飞机的立体图的例示，该飞机可以并入根据此处公开的一个或多个示例制造的一个或多个复合层压板；以及图9是用于形成复合零件的方法的示例的流程图的例示。在所有附图中，用相同的附图标记来标记对应的部分。具体实施方式如上面讨论的，复合材料在飞机、航天器、旋翼飞机、船舶、汽车、卡车以及其他载具和结构的制造中正得到越来越多的使用。尽管使用复合材料有很多益处，但例如在构造飞机时，也需要安装电气系统。本公开提供将电子部件集成到各种不同复合结构的构造中的益处。通过将电子部件集成到复合件中，实现若干益处。此外，益处的非穷尽列表包括：制造飞机的步骤更少，电子部件受到复合件的保护，电子部件的成本和重量可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成具有集成电子器件的复合材料(14)的方法(900)，所述方法(900)包括以下步骤：/n在铺叠系统的铺叠面(15)上置放至少一个电子部件(10、28)；/n在所述铺叠面(15)上置放复合材料(14)，其中，所述复合材料(14)包括树脂(8)和纤维(6)；/n使所述树脂(8)在所述铺叠面(15)与所述纤维(6)之间流动；以及/n使所述树脂(8)固化，以形成固化树脂(8)，其中，所述电子部件(10、28)和所述纤维(6)位于所述固化树脂(8)中。/n

【技术特征摘要】
20181108 US 16/184,1461.一种用于形成具有集成电子器件的复合材料(14)的方法(900)，所述方法(900)包括以下步骤：
在铺叠系统的铺叠面(15)上置放至少一个电子部件(10、28)；
在所述铺叠面(15)上置放复合材料(14)，其中，所述复合材料(14)包括树脂(8)和纤维(6)；
使所述树脂(8)在所述铺叠面(15)与所述纤维(6)之间流动；以及
使所述树脂(8)固化，以形成固化树脂(8)，其中，所述电子部件(10、28)和所述纤维(6)位于所述固化树脂(8)中。


2.根据权利要求1所述的方法(900)，其中，置放所述至少一个电子部件(10、28)包括：在所述铺叠面(15)上沉积导电墨。


3.根据权利要求2所述的方法(900)，还包括以下步骤：在所述导电墨的至少一部分的顶部上沉积非导电层(23)。


4.根据权利要求3所述的方法(900)，还包括以下步骤：在所述非导电层(23)的顶部上沉积第二导电墨层。


5.根据权利要求1所述的方法(900)，还包括以下步骤：在所述铺叠面(15)上放置保护层(24)。


6.根据权利要求5所述的方法(900)，其中，在所述铺叠面(15)上置放所述至少一个电子部件(10、28)包括：在所述保护层(24)的顶面(15)上置放多个电子部件(10、28)。


7.根据权利要求1所述的方法(900)，其中，所述树脂(8)的顶面(15)包括所述电子部件(10、28)的表面(15)，并且所述方法包括以下步骤：确定所述顶面(15)的平坦度的测量结果在预定平坦度容差内。


8.一种具有电气功能的复合材料(14)设备，该设备包括：
树脂(8)，该树脂的形状基于铺叠系统的表面(15)；
纤维(6)，这些纤维被包含在所述树脂(8)内；以及
至少一个电子部件(10、28)；
其中，所述电子部件(10、28)基于所述树脂(8)在所述铺叠系统的所述表面(15)上的所述电子部件(10、28)周围的流动，而位于所述树脂(8)中。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述至少一个电子部件(10、28)包括导电墨。


10.根据权利要求9所述的设备，还包括在所述导电墨的至少一部分的顶部上的非导电层(23)。


11.根据权利要求10所述的设备，还包括在所述非导电层(23)的顶部上的第二导电墨层。


12.根据权利要求8所述的设备，其中，所述复合材料(...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·法伊，K·D·洪费尔德，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US