加固泡沫材料的局部加工和夹层部件制造技术

本发明专利技术提供了一种用于对结构部件进行局部加工的方法，所述结构部件包括由加工位置处的至少一个支杆加固的泡沫材料。首先，在所述加工位置区域中的支杆连接区域内，选择性去除所述泡沫材料，同时留下所述至少一个支杆。随后，采用填充材料填充所述支杆连接区域，并且，在所述支杆连接区域中，将所述至少一个支杆连接至所述填充材料。根据另一个方面，提供了一种夹层部件。嵌入部分至少部分地嵌入所述泡沫芯体，并且至少部分地由填充材料层围绕所述嵌入部分。至少一个支杆结合在泡沫材料中，一端固定至所述泡沫芯体的表面，并在另一端与所述填充材料层一体形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及复合材料
特别地，本专利技术涉及用于包括加固泡 沫材料的结构部件的局部加工的方法。本专利技术还涉及夹层部件，并涉及具 有这样的夹层部件或具有采用本专利技术的方法加工出的结构部件的飞机。虽然它可以应用至任何希望的加固泡沫材料，本专利技术和它所基于的问 题将关于片状夹层结构进行说明，其中所述片状夹层结构具有由混入树脂 的纤维加固的泡沫芯体，包裹在外层之间。
技术介绍
复合材料，且特别是所谓的夹层结构由于它们的良好的硬度和强度与 密度之比而在飞机构造范围内具有广泛的应用。夹层结构通常具有上部外 层和下部外层，二者之间例如为六角形截面的垂直走向单元的芯体结构， 以增加硬度。这种蜂巢结构的一种选择为硬质泡沫。它们相对于蜂巢结构和其它结 构在热和声绝缘方面以及在制造夹层结构的工艺技术方面具有优势。这些 泡沫结构的一个缺点是，相同的密度的条件下机械强度低。为了弥补这种低强度，具有泡沫芯体的夹层结构可以通过在所述芯体内引入支撑元件而额外加固。特别地，缝合方法(sewing method)提供了 以不同的角度和在整个部件范围内变化的密度引入纤维和细丝以形成支 杆的可能性。技术上可实现的缝合速度(stitching speed)使得所述部件的 快速加固成为可能。在树脂混入工艺之后，所穿透的区域有利于基础泡沫 材料的机械加固。这样的结构已经用在卡车结构中和造船中的夹层结构。 DE 10 2005 024 408 Al公开了一种缝合方法，其中采用针使通孔从一 侧穿入泡沫材料，随后所述针拾起形成在另一侧的纤维束，并将它引入泡 沫材料。由于所述纤维束在很大程度上填充了所述通孔，在后续的混入过 程中仅结合了很少的树脂，这导致所实现的机械强度与所述夹层结构的密度之比得到改善，并使相应的结构适合用在飞机构造中。在这种情况中，加固效应基于所引入的支杆的拉伸载荷。仅当它们在 两端连接至抗压元件、通常为夹层结构的外层时，才能吸收力。如果它们 在中间被切断或在一端脱落，则它们在机械上是无效的。由于所述支杆通常相对于外层以不同的限定角度延伸，则存在的问题 是，在以这种方式加固的夹层结构的加工位置处进行局部加工的情况下， 夹层结构的机械强度在所加工的区域之外增加的区域中降低，其中在所加 工的区域中，所述支杆失去它们的机械作用。在所述增加的区域中，所加 固的泡沫材料变成强度决定元件，其具有机械特性局部变化较大的效应， 特别是在轻质泡沫的情况中。'
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种加工方法，其允许在围绕加工位置的 扩大区域中，局部加工加固的泡沫材料，而不会引起机械特性的任何恶化。 根据本专利技术，所述目标是通过利用权利要求1中的技术方案的局部加工包括加固泡沫材料的泡沫材料的方法以及通过具有权利要求12的特征 的夹层部件而实现的。本专利技术所基于的思想是，在进行局部加工的加工位置区域中的支杆连 接区域内，选择性去除泡沫材料，其中暴露最初结合在选择性去除的泡沫 材料中的所述支杆。随后采用填充材料填充所述支杆连接区域，使得支杆 连接区域中的所述支杆随后嵌入所述填充材料。随后，将所述支杆连接至 所述填充材料。以这种方式，作为局部加工的结果，在加工位置区域中被切断的、一 侧脱落或磨掉从而已经变得机械失效的支杆在一端再次连接至抗压縮元 件，具体地，填充材料填充整个支杆连接区域。如果支杆的另一端位于加 工位置之外，它也不会由于所述局部加工而脱落，从而所述支杆能够再次 吸收拉伸载荷，更具体地，在以非改变的方式连接在加工位置之外的端部 和采用本专利技术的方法在填充材料中重新连接的端部之间。因此，在围绕加工位置的区域中的所有支杆的两侧上的连接被恢复， 使得支杆保持它们的完整机械作用，且不会有损于在加工位置周围的结构部件的机械特性，而是保持它们加工之前的机械特性。根据另一方面，本专利技术提供了一种包括泡沫芯体的夹层部件。嵌入部 分至少部分地嵌入所述泡沫芯体，且由填充材料层至少部分地围绕。至少 一个支杆结合在泡沫材料中， 一端固定至所述泡沫芯体的表面，并在另一 端部与所述填充材料层一体形成。嵌入部分使夹层部件的增强功能成为可 能，例如，与不具有嵌入部分的对应的夹层部件相比，紧固元件的固定具 有未削弱的稳定性。本专利技术的有利的改进和改善可以在从属权利要求中发现。根据优选实施例，可固化复合物用作填充材料。在这种情况中，通过 固化填充材料而实现将所述至少一个支杆连接至填充材料。这是特别有利 的，因为在固化之前，可以以简单的方式，如注入，将可固化的复合物引 入难以到达的支杆连接区域，且暴露在支杆连接区域的支杆的端部由所述 复合物包围，并且稳固地一体形成。根据优选实施例，所述泡沫材料的选择性去除是通过粒子吹洗(particle blasting)进行的，特别是通过喷砂处理、玻璃颗粒吹洗处理或 塑料颗粒吹洗处理进行的。这是特别有利的，因为粒子吹洗可以从支杆连 接区域轻轻地清除泡沫材料、而不损伤薄的支杆。而且，采用粒子吹洗， 即使在难以到达的位置，也能够特别容易地获得围绕加工位置的均匀深度 的支杆连接区域。根据优选实施例，提供在所述加工位置的除芯区域中完全去除所述泡 沫材料和所述至少一个支杆的步骤，所述完全去除特别是通过钻孔或铣磨 进行的。这可以产生没有支杆的空间，例如，以便在结构部件中形成开口。 较佳地，选择性去除泡沫材料、同时留下所述至少一个支杆是以支杆连接 区域至少部分地包围除芯区域的方式进行的。结果，在加工之前穿过除芯 区域的支杆的剩余部分沿着除芯区域的界限被牢固地连接。较佳地，选择 支杆连接区域的尺寸，使得沿一个空间方向的所述除芯区域和所述支杆连 接区域的延伸长度(extension)为仅仅所述除芯区域沿同一空间方向的延 伸长度的两倍。而且，较佳地，提供嵌入部分，该嵌入部分以对应于加工位置的除芯 区域的方式形成，使得嵌入部分的包络面至少部分地填充它。嵌入部分插入加工位置的除芯区域中，并连接至填充材料。这是特别有利的， 一方面， 因为嵌入部分使增强功能成为可能，例如紧固元件的固定。另一方面，因 为它连接至填充材料，嵌入部分承担从除芯区域中完全去除的材料的结构 功能，这使得该方法可以用于修复局部受损的结构部件。较佳地，膨胀粘附剂用作填充材料，还提供了将膨胀粘附剂涂敷到嵌 入部分的表面上的步骤。支杆连接区域的填充是通过膨胀粘附剂的膨胀而 实现的。因为能够在它插入之前，将膨胀粘附剂涂敷至嵌入部分，则能够 方便地到达嵌入部分的所有表面，这使得在插入嵌入部分时，可以在难以 到达的区域中可靠并完全填充支杆连接区域。根据优选实施例，还提供了在所述加工位置的区域中去除所述结构部 件的至少一个外层的初始步骤。以这种方式，例如，能够修复其上的外层 已经受损的夹层结构，或者提供开口，所述开口用于以精确的装配方式引 入特别是例如是凸缘的嵌入部分。根据本专利技术的夹层部件的优选实施例，所述至少一个支杆具有至少一 个纤维束，所述至少一个纤维束布置在通孔内并且特别渗入有树脂。考虑 到所述支杆的轻质要求，该夹层部件尤其具有有利的机械强度与密度之 比。根据优选实施例，嵌入部分具有用于将所述夹层部件固定至其它部件 的紧固元件。这使至其它部件的结构连接成为可能。根据优选实施例，嵌入部分具有至少部分地填充有填充材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在加工位置处对结构部件进行局部加工的方法，所述结构部件包括由至少一个支杆加固的泡沫材料，所述至少一个支杆延伸穿过所述泡沫材料，所述支杆包括渗入树脂的纤维束，该方法包括步骤：　在所述加工位置区域中的支杆连接区域内，选择性去除所述 泡沫材料，同时留下所述至少一个支杆；　采用填充材料填充所述支杆连接区域；以及　在所述支杆连接区域中，将所述至少一个支杆连接至所述填充材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯于尔根韦伯，格雷戈克里斯蒂安恩德雷斯，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]