带有加工凹陷的改进的整体加筋粘结板和改进的制造方法技术

本发明专利技术提供了带有加工凹陷的改进的整体加筋粘结板和改进的制造方法。公开了加工复合材料基板的方法，该方法包括：出于在复合材料基板中的预定厚度处形成剥离区域的目的集成具有剥离材料的预定图案区域，检测剥离区域，并且通过从复合材料基板去除经加工的塞以形成设置在与预定图案区域对应的位置处的凹陷从而在复合材料基板中形成多个凹陷，并且公开了包括根据这种方法加工出的凹陷的复合部件。

【技术实现步骤摘要】
带有加工凹陷的改进的整体加筋粘结板和改进的制造方法
本公开总体上涉及复合材料领域以及用复合材料制成的结构和部件。更具体地，本公开涉及在不牺牲复合材料强度的情况下加工用作复合材料部件的复合材料以及使用加工后的复合材料制造复合部件的领域。
技术介绍
包括例如机翼结构的飞行器结构通常包括包含长桁、肋、梁等作为机翼组件内部中的加强结构的复杂组件。肋通常沿着机翼内部的纵向长度在空间上垂直地布置。长桁通常被连接到机翼蒙皮，使肋和梁连接到长桁组件，以形成具有所期望强度和刚度的加强翼盒组件。长桁通常沿着机翼内部的纵向长度延伸。用加强长桁、肋和紧固件构造的飞行器机翼就部件级别而言是昂贵的，并且还会增加机翼组装过程的总成本，并且还增加了装入这种部件和组件的结构的总成本。另外，通常用作机翼加强件的内部机翼部件以及用于连接加强件的紧固件给机翼部件增加了相当大的重量，并且增加了包括这种机翼组件的飞行器的总重量。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，公开了一种方法，该方包括将多个复合材料层定向到工具上以形成复合材料基板，其中所述复合材料基板具有复合材料基板厚度，并且其中所述工具包括加工表面。所述复合材料基板还包括复合材料基板第一表面(例如，复合材料基板第一表面第一面)和复合材料基板第二表面(例如，复合材料基板第一表面第二面)，其中所述复合材料基板第一表面被靠近所述工具表面设置。所述方法还包括向所述复合材料基板引入预定图案区域，其中所述预定图案区域被配置为在所述复合材料基板厚度内的一位置处在距所述复合材料基板第二表面预定距离处被引入所述复合材料基板；至少部分地固化所述复合材料基板，以形成一定量的至少部分固化的复合材料基板，其中所述至少部分固化的复合材料基板被配置为从所述复合材料基板第二表面延伸预定距离而到达所述复合材料基板中，以形成预定量的至少部分固化的复合材料基板。所述方法还包括从所述复合材料基板去除所述预定量的至少部分固化的复合材料基板的至少一部分以所述复合材料基板厚度内距所述复合材料第二表面有所述预定距离，以在所述至少部分固化的复合材料基板中形成预定凹陷图案，其中所述预定凹陷图案基本上匹配所述预定图案区域。在另一方面，向所述复合材料基板引入所述预定图案区域还包括至少部分地固化所述复合材料基板中的所述预定图案区域。在另外的方面，向所述复合材料基板引入所述预定图案区域还包括将所述预定图案区域化学处理到所述复合材料基板中。在另一方面，向所述复合材料基板引入所述预定图案区域还包括在所述复合材料基板中层叠中间层，其中所述中间层被层叠在所述复合材料基板中的距所述复合材料基板第二表面所述预定距离处，并且其中所述中间层包括所述预定图案区域。在另外的方面，所述至少部分地固化所述复合材料基板还包括将热毯靠近所述复合材料基板第二表面定向，其中所述热毯包括多个加热区域，并且其中所述多个加热区域被配置为至少部分地固化所述复合材料基板达预定固化厚度，并且所述多个加热区域被配置为至少部分地固化所述复合材料基板以将至少部分固化的预定图案区域形成到所述复合材料基板中。在另一方面，复合材料层包括含纤维的环氧基复合材料。在另外的方面，复合材料层包括含碳纤维的环氧基复合材料。在另一方面，所述至少部分固化的预定图案区域包括与所述复合材料基板的孔隙率值不同的孔隙率值。在另一方面，所述方法还包括：通过在制造所述复合材料基板期间在所述复合材料基板厚度内的一定位置处施加化学试剂以形成所述预定图案区域，来将所述预定图案区域化学处理到所述复合材料基板中。在另一方面，所述至少部分固化的预定图案区域具有与所述复合材料基板的孔隙率值不同的孔隙率值。在另外的方面，所述中间层被配置为形成预定剥离图案区域。根据另一方面，公开了一种方法，该方法包括以下步骤：设置包括异质复合材料基板表面的异质复合材料基板，所述异质复合材料基板还具有预定复合材料基板厚度，其中所述异质复合材料基板还包括具有第一孔隙率的复合材料基板第一区域以及与所述复合材料基板第一区域相邻定位的第二区域，其中所述第二区域包括第二孔隙率，并且其中所述第二区域被设置在所述预定复合材料基板厚度内的距所述异质复合材料基板表面预定距离处。所述方法还包括至少部分地固化所述复合材料基板第一区域的预定区域，其中所述复合材料基板第一区域的所述预定区域被配置为从所述异质复合材料基板表面延伸到所述第二区域，以形成预定量的至少部分固化的复合材料基板第一区域。所述方法还包括将材料去除装置靠近所述异质复合材料基板表面定向，并且确定所述异质复合材料基板中的第一区域复合材料基板/第二区域界面的位置。所述方法还包括从所述异质复合材料基板去除预定量的至少部分固化的第一区域复合材料基板，其中所述预定量的至少部分固化的第一区域复合材料基板从所述异质复合材料基板表面延伸到所述第一区域复合材料/第二区域界面。在另一方面，本公开涉及一种复合层合物，该复合层合物包括：复合材料基板，其被配置为包括从复合材料基板表面延伸预定距离而到达所述复合材料基板中的多个凹陷，所述凹陷包括预定尺寸；中间层，其被设置在所述复合材料基板内的预定深度处，其中所述中间层包括中间层第一表面和中间层第二表面，其中，所述凹陷以周围复合材料基板和所述中间层第一表面为边界；并且其中，所述中间层包括剥离材料。在另一方面，本公开涉及一种包括复合层合物的载具，其中所述复合层合物包括：复合材料基板，其被配置为包括从复合材料基板表面延伸预定距离而到达所述复合材料基板中的多个凹陷，所述凹陷包括预定尺寸；中间层，其被设置在所述复合材料基板内的预定深度处，其中所述中间层包括中间层第一表面和中间层第二表面，其中，所述凹陷以周围复合材料基板和所述中间层第一表面为边界；并且其中，所述中间层包括剥离材料。在另一方面，所述载具包括以下项中的至少一项：载人飞行器；无人飞行器；载人航天器；无人航天器；载人旋翼机；无人旋翼机；载人陆地载具；无人地面载具；载人水上水运载具；无人水上水运载具；载人水下水运载具；无人水下水运载具；以及以上项的组合。在另一方面，公开了一种机翼组件，其中所述机翼组件包括复合层合件，其中所述复合层合件包括：复合材料基板，其被配置为包括从复合材料基板表面延伸预定距离而到达所述复合材料基板中的多个凹陷，所述凹陷包括预定尺寸；中间层，其被设置在所述复合材料基板内的预定深度处，其中所述中间层包括中间层第一表面和中间层第二表面，其中，所述凹陷以周围复合材料基板和所述中间层第一表面为边界；并且其中，所述中间层包括剥离材料。已讨论的特征、功能和优点可在各种方面独立地实现或者可在其他方面组合，可参照以下描述和附图发现这些方面的其他细节。附图说明通过由此概括地描述本公开的变形形式，现在将参照附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：图1是根据本专利技术的方面的机翼组件的图示；图2A是根据本专利技术的方面的机翼组件构造的立体图；图2B是根据本专利技术的方面的图1的机翼组件的剖视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法(100，200)，该方法(100，200)包括以下步骤：/n将多个复合材料层定向(102)到工具上以形成复合材料基板，所述复合材料基板具有复合材料基板厚度，所述工具包括加工表面，并且所述复合材料基板包括复合材料基板第一表面和复合材料基板第二表面，所述复合材料基板第一表面靠近所述加工表面定位；/n向所述复合材料基板引入(104)预定图案区域，所述预定图案区域被配置为在所述复合材料基板厚度内的一位置处在距所述复合材料基板第二表面预定距离处被引入所述复合材料基板；/n至少部分地固化(106)所述复合材料基板，以形成一定量的至少部分固化的复合材料基板，所述至少部分固化的复合材料基板被配置为从所述复合材料基板第二表面延伸所述预定距离而到达所述复合材料基板中，以形成预定量的至少部分固化的复合材料基板；以及/n去除(108)所述预定量的至少部分固化的复合材料基板的至少一部分以距所述复合材料第二表面有所述预定距离，以在所述至少部分固化的复合材料基板中形成预定凹陷图案，所述预定凹陷图案基本上匹配所述预定图案区域。/n

【技术特征摘要】
20191021 US 16/658,4591.一种方法(100，200)，该方法(100，200)包括以下步骤：
将多个复合材料层定向(102)到工具上以形成复合材料基板，所述复合材料基板具有复合材料基板厚度，所述工具包括加工表面，并且所述复合材料基板包括复合材料基板第一表面和复合材料基板第二表面，所述复合材料基板第一表面靠近所述加工表面定位；
向所述复合材料基板引入(104)预定图案区域，所述预定图案区域被配置为在所述复合材料基板厚度内的一位置处在距所述复合材料基板第二表面预定距离处被引入所述复合材料基板；
至少部分地固化(106)所述复合材料基板，以形成一定量的至少部分固化的复合材料基板，所述至少部分固化的复合材料基板被配置为从所述复合材料基板第二表面延伸所述预定距离而到达所述复合材料基板中，以形成预定量的至少部分固化的复合材料基板；以及
去除(108)所述预定量的至少部分固化的复合材料基板的至少一部分以距所述复合材料第二表面有所述预定距离，以在所述至少部分固化的复合材料基板中形成预定凹陷图案，所述预定凹陷图案基本上匹配所述预定图案区域。


2.根据权利要求1所述的方法，所述复合材料层包括含纤维的环氧基复合材料。


3.根据权利要求1或2所述的方法，所述复合材料层包括含碳纤维的环氧基复合材料。


4.根据权利要求1或2所述的方法，向所述复合材料基板引入预定图案区域还包括以下步骤：
将所述预定图案区域至少部分地固化(204)到所述复合材料基板中。


5.根据权利要求1或2所述的方法，向所述复合材料基板引入预定图案区域还包括以下步骤：
将所述预定图案区域化学处理(105)到所述复合材料基板中。


6.根据权利要求1或2所述的方法，向所述复合材料基板引入预定图案区域还包括以下步骤：
在所述复合材料基板中层叠中间层，所述中间层被层叠在所述复合材料基板中的距所述复合材料基板第二表面所述预定距离处，并且所述中间层包括所述预定图案区域。


7.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
将热毯靠近所述复合材料基板第二表面定向，所述热毯包括多个加热区域，所述多个加热区域被配置为至少部分地固化所述复合材料基板达预定固化厚度，并且所述多个加热区域被配置为至少部分地固化所述复合材料基板以将至少部分固化的预定图案区域形成到所述复合材料基板中。


8.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
通过在制造所述复合材料基板期间在所述复合材料基板厚度内的预定位置处施加化学试剂以形成所述预定图案区域，来将所述预定图案区域化学处理到所述复合材料基板中。


9.根据权利要求6所述的方法，所述中间层包括与所述复合材料基板基本上不反应的材料。


10.根据权利要求6所述的方法，所述中间层包括横向杨氏模量值的范围为约150ksi至约550ksi的材料；以及
其中，在至少部分地固化之后，所述复合材料层的横向杨氏模量值的范围为约1200ksi至约1400ksi。


11.根据权利要求6所述的方法，所述中间层被配置为形成预定剥离图案区域。


12.根据权利要求7所述的方法，所述至少部分固化的预定图案区域包括与所述复合材料基板的孔隙率不同的孔隙率。


13.根据权利要求8所述的方法，所述化学试剂被配置为形成所述预定图案区域，所述预定图案区域包括与所述复合材料基板的孔隙率不同的孔隙率。


14.一种方法(300)，该方法(100)包括以下步骤：
设置(202)包括异质复合材料基板表面的异质复合材料基板，所述异质复合材料基板还包括预定复合材料基板厚度，所述异质复合材料基板还包括：
复合材料基板第一区域，其包括第一孔隙率；
第二区域，其位于所述复合材料基板第一区域内，所述第二区域包括第二孔隙率，所述第二区域位于所述预定复合材料基板厚度内的距所述异质复合材料基板表面预定距离处；
至少部分地固化(204)所述复合材料基板第一区域复合材料基板的预定区域，所述复...

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