用于固化热固性复合材料的方法和系统技术方案

本公开涉及用于固化热固性复合材料的方法和系统。一种用于固化热固性复合材料部件的方法包括以下步骤：将复合材料部件放置在加热组件内并且使用所述加热组件加热所述复合材料部件；将所述加热组件布置在加压容器内并且施加固结压力；从所述加压容器中取出所述加热组件并且使用所述加热组件来冷却所述复合材料部件。

Methods and systems for curing thermosetting composites

【技术实现步骤摘要】
用于固化热固性复合材料的方法和系统
本公开总体上涉及热固性复合材料部件的制造，并且更具体地，涉及用于热固性复合材料部件的热加压固化的方法和系统。
技术介绍
聚合物复合材料是通过将两种或更多种功能组分相组合而形成的韧性高、重量轻的材料，诸如结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。热固性复合材料部件的制造通常需要施加压力和热二者来完成固化和固结过程。例如，可使用不同的压力和温度分布图(即，随时间而变化)来处理热固性复合材料部件。通常，热固性复合材料部件的固化是在加压高压釜中进行的，在高压釜中，在向热固性复合材料部件施加固结压力之前或同时，热源(诸如电阻加热元件)向热固性复合材料供应热。在整个固化周期内施加固结压力之前，提高高压釜温度和加热热固性复合材料部件所需的时间显著影响生产率。因此，需要通过提供处理热固性复合材料部件的更有效系统和方法来减少热固性复合材料部件的固化周期。
技术实现思路
该概述仅旨在引入本公开的一个或更多个实现方式的一些方面的简化概述。该概述不是泛泛的概述，也不旨在标识本教导的关键或重要元素，也不旨在描述本公开的范围。确切地，其目的仅仅是以简化形式提出一个或更多个概念作为以下具体实施方式的序言。可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的方法来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该方法包括以下步骤：将热固性复合材料部件放置在加热组件内；使用所述加热组件将所述热固性复合材料部件加热至预定温度；将所述加热组件放置在加压容器内；使用所述加压容器向所述热固性复合材料部件施加固结压力，直到所述热固性复合材料部件的固化完成；从所述加压容器中取出所述加热组件；并且使用所述加热组件冷却所述热固性复合材料部件。所述加热组件可包括固化工具，该固化工具被配置为接纳所述热固性复合材料部件。所述加热组件还可包括一个或更多个加热毯，所述一个或更多个加热毯被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的所述一部分对应的一部分，其中，所述一个或更多个加热毯被配置为将所述热固性复合材料部件的所述至少一部分加热至所述预定温度。所述固化工具可包括加热元件并且可被配置为将设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。所述固化工具可包括包括导热工具表面，并且所述导热工具表面包括被配置为接触所述热固性复合材料部件的所述至少一部分的第一表面和被配置为接触所述一个或更多个加热毯的至少一部分的第二表面，使得由所述一个或更多个加热毯产生的热通过所述导热工具表面传输，以将所述热固性复合材料部件的与所述导热工具表面接触的所述至少一部分加热至所述预定温度。所述一个或更多个加热毯中的至少一个可以是包括智能承受器的感应加热毯，并且所述智能承受器可以具有与所述预定温度对应的居里温度。在达到所述预定温度之后，可向所述热固性复合材料部件施加固结压力。所述加热组件可在所述加压容器内加热所述热固性复合材料部件。所述加热组件可以是用于加热所述热固性复合材料部件的源。可在所述热固性复合材料部件冷却之前从所述加压容器中取出所述加热组件，并且所述热固性复合材料部件可在所述加压容器外部完成冷却。在将所述加热组件放置在所述加压容器内之前，所述加热组件可将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。在将所述加热组件放置在所述加压容器内之后，所述加热组件可将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。所述预定温度可以是沿着所述热固性复合材料部件的固化温度分布的一个或更多个温度，并且所述固结压力可以是沿着所述热固性复合材料部件的固化压力分布施加的一个或更多个压力。可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的方法来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该方法包括以下步骤：将热固性复合材料部件放置在加热组件内并且根据所述热固性复合材料部件的温度分布来加热所述热固性复合材料部件；当所述热固性复合材料部件达到预定温度时将所述热固性复合材料部件放置在加压容器内并且根据所述热固性复合材料部件的压力分布向所述热固性复合材料部件施加固结压力；并且从所述加压容器中取出所述热固性复合材料部件并且冷却所述热固性复合材料部件。所述加热组件可以是用于所述热固性复合材料部件的唯一热源。所述加热组件可包括一个或更多个加热毯，所述一个或更多个加热毯被配置为加热所述热固性复合材料部件的至少一部分。所述热固性复合材料部件的加热可在所述加压容器的外部开始，并且所述热固性复合材料部件可在所述加压容器外部完成冷却。可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的系统来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该系统包括：加热组件；以及加压容器；其中，所述加热组件被配置为接纳热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件加热至预定温度，并且其中，所述加压容器被配置为当所述加热组件被放置在所述加压容器内时向所述热固性复合材料部件施加固结压力。所述加热组件可包括固化工具，所述固化工具用于接纳所述热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。所述固化组件可包括受热表面，所述受热表面被配置为接触所述热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。所述固化组件可包括导热表面，所述导热表面被配置为接触所述热固性复合材料部件并且通过传输热将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。所述加热组件还可包括感应加热毯，所述感应加热毯被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与所述热固性复合材料部件的所述一部分对应的一部分，并且将所述热固性复合材料部件的所述至少一部分加热至所述预定温度。所述加热组件可被配置为在所述加压容器外部和在所述加压容器内加热所述热固性复合材料部件。所述加热组件可被配置为在将所述加热组件放置在所述加压容器内之前，将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。所述加热组件可被配置为在所述热固性复合材料部件完全冷却之前被从所述加压容器中取出，并且可在所述加压容器外部通过所述加热组件冷却热固性复合材料部件。根据下文中提供的具体描述，其他应用领域将会变得显而易见。应该理解，在指示本专利技术的优选实施方式的同时，具体实施方式和具体示例旨在仅是例示目的，而不旨在限制本专利技术的范围。附图说明并入且构成本说明书的一部分的附图例示了本教导的实现方式，并且与描述一起用于说明本公开的原理。在附图中：图1例示了根据本公开的实现方式的用于固化热固性复合材料部件的系统。图2例示了如图1中的被指定为“图2”的区域的剖视图。图3例示了根据本公开的实现方式的加热毯的立体图。图4是图3的加热毯和关联的功率和控制系统的示意性例示。图5例示了图4的剖视图。图6例示了图5中的被指定为“图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的方法(800、900、1000)，该方法包括以下步骤：/n将热固性复合材料部件(100)放置在加热组件(200)内；/n使用所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度；/n将所述加热组件(200)放置在加压容器(300)内；/n使用所述加压容器(300)向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力；/n从所述加压容器(300)中取出所述加热组件(200)；并且/n使用所述加热组件(200)冷却所述热固性复合材料部件(100)。/n

【技术特征摘要】
20181212 US 16/218,1691.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的方法(800、900、1000)，该方法包括以下步骤：
将热固性复合材料部件(100)放置在加热组件(200)内；
使用所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度；
将所述加热组件(200)放置在加压容器(300)内；
使用所述加压容器(300)向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力；
从所述加压容器(300)中取出所述加热组件(200)；并且
使用所述加热组件(200)冷却所述热固性复合材料部件(100)。


2.根据权利要求1所述的方法(800、900、1000)，其中，所述加热组件(200)包括：
固化工具(210)，该固化工具(210)被配置为接纳所述热固性复合材料部件(100)。


3.根据权利要求2所述的方法(800、900、1000)，其中，所述加热组件(200)还包括：
一个或更多个加热毯(220)，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为覆盖设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分或者覆盖所述固化工具(210)的与设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的一部分对应的一部分，
其中，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。


4.根据权利要求2或3所述的方法(800、900、1000)，其中，所述固化工具(210)包括加热元件(252)并且被配置为将设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。


5.根据权利要求2或3所述的方法(800、900、1000)，
其中，所述固化工具(210)包括导热工具表面(214)，并且
其中，所述导热工具表面(214)包括被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分的第一表面(214)和被配置为接触所述一个或更多个加热毯(220)的至少一部分的第二表面(214)，
使得由所述一个或更多个加热毯(220)产生的热通过所述导热工具表面(214)传输，以将所述热固性复合材料部件(100)的与所述导热工具表面(214)接触的至少一部分加热至所述预定温度。


6.根据权利要求1或2所述的方法(800、900、1000)，其中，在达到所述预定温度之后，向所述热固性复合材料部件(100)施加所述固结压力。


7.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·马特森，J·F·斯波尔丁，B·A·M·沃斯，A·W·布鲁姆希伯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US