本发明专利技术公开了一种用于生产飞机结构部件（1）的方法，所述部件具有设置有电导体元件（17）的外壳（3）。所述方法包括以下步骤：提供具有外壳（3）的飞机结构部件（1）；以预定图案将导电材料（11）的颗粒施加到所述飞机结构部件（1）的外壳（3）的外表面（9）上，以使得积聚的导电材料（11）的颗粒沿着外壳（3）的外表面（9）形成电导体元件（17）；以及以预定图案将电绝缘材料（13）的颗粒施加到所述飞机结构部件（1）的外壳（3）的外表面（9）上，以使得积聚的电绝缘材料（13）的颗粒形成电导体元件（17）的绝缘层（31）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于生产具有外壳的飞机结构部件的方法，所述外壳设置有电导体元件。
技术介绍
本专利技术含义范围内的飞机结构部件可以是任何种类的飞机结构部件，具体地，是机身或机身区段、翼部或者翼部区段、尾部单元、方向舵、升降机组件、副翼、高升力系统、发动机罩或者诸如此类，以及前述部分。本领域已知的制造飞机结构部件的方法通常在具有外壳的飞机结构部件的组装之后，借助于喷雾枪对所述外壳的外表面进行上漆的步骤，该步骤通常是非常耗费时间的。本领域使用的漆不具有特定的导电性能。飞机结构部件本身通常由特征在于具有一些导电性的金属材料或者纤维复合材料制成。然而，飞机结构部件只可作为整体以颇为扩散的方式传导电流并且未提供离散的电导体元件。然而，设置在飞机结构部件的外壳上的电导体元件可用于一些有利的应用中，诸如闪电保护系统、结构健康监测系统、除冰系统、宇宙福射屏蔽系统或者照明系统。因此，希望生产具有设置有电导体元件的外壳的飞机结构部件。然而，这相当复杂、昂贵，而且从空气动力学的角度来看，在飞机结构部件的外壳的外表面上安装例如电线形式的电导体路径也是不利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于生产具有设置有电导体元件的外壳的飞机结构部件的简便及有成本效益的方法，其中，电导体元件不会对飞机的飞行特性产生不良影响。用生产具有设置有电导体元件的外壳的飞机结构部件的方法来解决这个问题，所述方法包括以下步骤:a.提供具有外壳的飞机结构部件，b.以预定图案将导电材料的颗粒施加于所述飞机结构部件的外壳的外表面上，以使得积聚的导电材料的颗粒沿着外壳的外表面形成电导体元件，以及c.以预定图案将电绝缘材料的颗粒施加于所述飞机结构部件的外壳的外表面上，以使得积聚的电绝缘材料的颗粒形成电导体元件的绝缘层。通过这种方法，能够以一种可靠而且不复杂的方式通过用导电材料的颗粒的路径涂覆所述外表面并通过用电绝缘材料的颗粒的涂层使所述路径至少部分地绝缘而在飞机结构部件的外壳的外表面上提供电导体元件。导电材料以及电绝缘材料的颗粒可用作涂覆材料，因为颗粒可容易地施加于飞机结构部件的外表面上，例如通过借助于喷墨打印装置的喷墨打印方法进行涂覆。用这种方法，为了在飞机结构部件的外壳的外表面上获得电导体元件的配置(例如，用于闪电保护、健康监测、除冰等的电导体元件的栅格)，不会有额外的独立电导体元件需要安装在飞机结构部件上并且不会有电导体元件从所述飞机结构部件的外壳的外表面突出来。仍可提供所述外壳的高度平坦的外表面，因为可将导体元件和绝缘层的厚度保持为较小。可提高生产成本效率并且还可改进飞行特性。本专利技术含义范围内的导电材料的颗粒可以是适用于传导电流的任何种类的材料，尤其是诸如铜、铝、钨、黄铜、铁、铬或者相关合金等金属材料，诸如硅等半导体材料，或者诸如石墨等非金属材料。本专利技术含义范围内的电绝缘材料的颗粒可以是如塑料的或者陶瓷的材料。然而，也可采用其他材料诸如绝缘带(insulating laquers)。为了增加导电材料的颗粒和电绝缘材料的颗粒在外壳的所述外表面上的粘附力，底漆层可施加在所述飞机结构部件的外壳的外表面上。底漆层可用与施加导电材料和/或绝缘材料的颗粒相同的方法施加于外壳的所述外表面上，即，例如，借助于喷墨打印装置施加。电绝缘材料的颗粒可施加于飞机结构部件的外壳的外表面上、底漆层上以及形成电导体元件的导电材料的颗粒上，以使得绝缘层使电导体元件相对于飞机结构部件、底漆层以及环境绝缘，即，根据应用，导电材料的颗粒或者可施加于飞机结构部件的外壳的平坦外表面上、或者可施加于底漆层上、或者可施加于第一绝缘层上。然而，可间断地形成绝缘层，以便在某些位置处电导体元件不绝缘并且可通过如插头或者开关连接至另一个电导体元件。导电材料和电绝缘材料的颗粒施加于飞机结构部件上的预定图案(即外形、侧部尺寸和宽度)受到所述导电材料和/或绝缘材料的所述颗粒施加于飞机结构部件的外壳的所述外表面上的位置的临时变化以及施加于外壳的外表面上的导电材料和/或绝缘材料的所述颗粒的质量流率所控制。用这样的方式，所述图案控制电导体元件和/或绝缘层的延伸的程度(具体为厚度、宽度、长度以及方向及形状)，即，预定图案限定电导体元件与绝缘层的路径、形状以及特性。借助于如容纳于飞机结构部件外壳中的铆钉，电导体元件可连接至飞机结构部件的外壳的内表面，并从而连接至所述飞机结构部件的内部。位于外壳外表面处的电导体元件可接触所述铆钉，并且铆钉的金属材料可形成分别针对所述飞机结构部件的内表面以及内部的导体，其中，电信号、电压或者电流可通过计算机处理或者被控制装置控制。根据上述优选地实施方式，以使电路元件形成于外壳的外表面上这样的顺序并通过这样的预定图案来重复执行步骤b和C。本专利技术含义范围内的电路元件可以是任何种类的电路元件，例如，电阻器、二极管、晶体管、电容器、感应器、运算放大器(operationalamplifier操作放大器)、或者其他电路元件。特别地，可以这种方式形成开关、传感器以及致动器。电绝缘材料的颗粒层与导电材料的颗粒层可交替地施加于飞机结构部件的外壳的外表面，其中，以使得电导体元件的某种结构嵌入电绝缘材料的矩阵中的方式形成各个层，从而一起形成这种电路元件。因此，该实施方式促进致动器(如，开关)在结构部件的外表面上的形成，所述致动器通过铆钉与结构部件的内部连接，因而避免复杂的馈通(feed-throughs,引线)。根据另一优选实施方式，导电材料的颗粒和/或电绝缘材料的颗粒借助于喷墨打印装置施加于所述飞机结构部件的外壳的外表面上。这种喷墨打印装置可以是任何种类的喷墨打印装置，尤其是具有气泡喷射式打印头、压电打印头、或者施压阀打印头的按需滴落式喷墨打印装置。此外，喷墨打印装置的操作，尤其是打印头的操作优选地由数字控制装置控制，其适于进行用于控制打印头的编程，以便以预定图案将导电材料的颗粒与电绝缘材料的颗粒施加于飞机结构部件的外壳的外表面上。喷墨打印装置还可包括距离传感器，适合于测量打印头与待涂覆的表面上的对应位置之间的距离，因此，为了形成绝缘层和/或电导体元件的优选平面外表面，对于不同的距离，可对所述表面施加不同量的导电或者电绝缘材料的颗粒。也可设想多个打印头并行地施加导电材料的颗粒与电绝缘材料的颗粒。此外，为了将激光辐射施加到导电材料和/或电绝缘材料的颗粒上，可将激光装置直接设置于喷墨打印装置上或与喷墨打印装置相独立，从而分别激光烧结电导体元件与绝缘层。在另一个优选实施方式中，电导体元件形成为闪电保护装置。尤其是，优选地，闪电保护装置包括多个电导体元件的栅格。以这种方式，电导体元件的栅格沿着飞机结构部件外壳的外表面延伸并优选沿着整个飞机外壳延伸，从而绕所述飞机形成法拉第笼。电导体元件可能没有被绝缘层覆盖至所述外壳的外部，即，电导体元件无遮盖地延伸并且与环境并不绝缘，因此可能的闪电有可能接近电导体元件。然而，电导体元件应当相对于所述电导体元件施加于其上的飞机结构部件的外壳绝缘。这种闪电保护装置在飞机结构部件由纤维复合材料制成的情况下特别有利，因为与通用铝结构相比很多纤维复合材料均显示出较低的电导率，因此不能形成有效的法拉第笼。在可替换的优选实施方式中，电导体元件形成为用于检测发生在所述飞机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产具有设有电导体元件（17）的外壳（3）的飞机结构部件（1）的方法，所述方法包括以下步骤：a.提供具有外壳（3）的飞机结构部件（1），b.以预定图案将导电材料（11）的颗粒施加在所述飞机结构部件（1）的所述外壳（3）的外表面（9）上，以使得积聚的导电材料（11）的颗粒沿着所述外壳（3）的所述外表面（9）形成电导体元件（17），以及c.以预定图案将电绝缘材料（13）的颗粒施加在所述飞机结构部件（1）的所述外壳（3）的所述外表面（9）上，以使得积聚的导电绝缘材料（13）的颗粒形成所述电导体元件（17）的绝缘层（31）。
【技术特征摘要】
2012.09.04 EP 12182904.8;2012.09.04 US 61/696,6151.一种用于生产具有设有电导体元件(17)的外壳(3)的飞机结构部件(I)的方法，所述方法包括以下步骤: a.提供具有外壳(3)的飞机结构部件(1)， b.以预定图案将导电材料(11)的颗粒施加在所述飞机结构部件(I)的所述外壳(3)的外表面(9)上，以使得积聚的导电材料(11)的颗粒沿着所述外壳(3)的所述外表面(9)形成电导体元件(17),以及 c.以预定图案将电绝缘材料(13)的颗粒施加在所述飞机结构部件(I)的所述外壳(3)的所述外表面(9)上，以使得积聚的导电绝缘材料(13)的颗粒形成所述电导体元件(17)的绝缘层(31)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以使得电路元件形成于所述外壳(3)的所述外表面(9)上的这种顺序并借助于这种预定图案重复地执行步骤b和步骤C。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述导电材料(11)的颗粒和/或所述电绝缘材料(13)的颗粒借助于喷墨打印装置(15)施加于所述飞机结构部件(I)的所述外壳(3)的所述外表面(9)上。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述电导体元件(17)形成为闪电保护装置。5.根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述闪电保护装置包括多个电导体元件(17)的栅格(19)。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述电导体元件(17)形成为用于检测所述飞机结构部件(I)上出现的应变的电阻应变仪。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述电导体元件(17)形成为电阻加热装置。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电阻加热装置包括形成为加热电阻元件的多个电导体元件(17...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃卡特·弗兰肯贝格尔，
申请(专利权)人：空中客车运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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