CN113153882B 用于导电涂覆紧固系统的装置和方法 （波音公司）

US2020217349A1,2020.07.09US2021156043A1,2021导电纤维增强塑料制成的第一结构元件和第二述导电间隙填充物施加到所述第一结构元件的23.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述第一结构元4.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述紧固系统5.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述第一孔包括6.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述第一结构元7.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述第二孔包括8.根据权利要求1或2所述的用于导电涂覆紧固系统的装置（8其中所述导电间隙填3来紧固所述第一结构元件（16）和所述第二结构元件（18其中在装配所述第一结构元件11.根据权利要求10所述的用于导电涂覆紧固系统的方法（700还包括在装配所述第12.根据权利要求11所述的用于导电涂覆紧固系统的方法（700其中单独地预形成4[0001]本公开涉及用于全尺寸确定性装配(FSDA)(fullsizedeterminantassembly)5[0008]图1是根据本公开的导电紧固系统的截面示意图，该导电紧固系统紧固包括两个[0016]图7是示意性表示用于使用FSDA来装配至少两个飞机结构部件以及通过紧固系统[0019]本发明公开了用于全尺寸确定性装配(FSDA)的导电涂覆紧固系统的装置和方6且从而减小这些部件将充当点火源的可能性。通过提供这种点火保护和电磁效应(EME)保由CFRP和一种或多种附加金属材料(包括铝和钛中的一者或多一结构元件16和第二结构元件18包括相同飞机部分的部件(例如，两个结构元件都可以是件16和第二结构元件18一起形成结构组件7的数量取决于结构组件12的尺寸和形状以及特定应用的紧固的[0027]钻出和/或形成第一结构元件孔48和第二结构元件孔50可能使孔所位于的结构元等)并且在其不平坦表面上包含多个缝隙。在第二结构元件18包括导电纤维增强塑料的示[0028]为了填充在包括导电纤维增强塑料的结构元件的孔侧壁上由这些起伏表面产生施加到第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41中的一者金(LMA)的材料制成并且由卡盘夹紧的轴，以及由该轴支撑并且相对于该轴可径向移动的侧壁41中的一者或多者上的其他方法和装置在标题为“METHOD,APPARATUSAND8APPLICATORFORAPPLYINGACOATINGONASURFACEOFALAMINATION(用于在层压件的构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41中的一者或多者，另选地将CGF24施加到第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41中的一者或多者。在一些此类示例中，使用本领域已知的任何合适的方法将熔融的CGF24注入第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41中的一者或多者中。作为一个此类示例，将CGF24加热至与CGF24的最低熔点相对应的温度(即构元件孔48和/或第二结构元件孔50中。狭窄间隙将第一结构元件侧壁22和第二结构元件嘴时，熔融的CGF24被迫进入并通过内部通道系统并从喷嘴的圆形圆周孔口中流出，并且注入到间隙分离喷嘴中以便用熔融的CGF24涂覆第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧将熔融的LMA注入到第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41的其他方法和装置在标题为“APPARATUSANDMETHODSFORINJECTINGFILLERMATERIALINTOAHOLEINACOMPOSITELAYER(用于将填充材料注入到复合物层的孔中的装置和方法)”的共同拥有的美国专利申请号15/786,665中进行了描述，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。的厚度将使孔的直径减少不超过约0.000[0032]为了确保将足够量的CGF24施加到第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41的CFRP层中的碳纤维的随机并联电阻。反馈回路用于控制CGF施加过程并基于监测系统的9申请号15/923,630以及标题为“SYSTEMSANDMETHODSFORMEASURINGTHEELECTRICAL壁22和第二结构元件侧壁41中的一者或多者的锯齿状边缘形成的缝隙(由此覆盖第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41)，并且在第一结构元件16的第一结构元件孔48上形成结构元件孔侧壁37继而分别限定第一结构元件16和第二结构元件18的第一结构元件孔48件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37分别是涂覆有CGF的第一结构元件16和第二结构元件16或第二结构元件18的导电纤维时，LMA由电导率等于或大于碳纤维的电导率的导电材料侧壁35(具体是第一结构元件孔48的顶部)在向外方向上渐缩以允许紧固件30沉入到第一元件的厚度、紧固件的类型以及结构元件的第一结构元件孔48和第二结构元件孔50的直METALLICMATERIALONTOATITANIUMSUBSTRATE(将金属材料镀覆到钛基板上的方法)”的共同拥有的美国专利申请号16/693,613以及标题为“CONDUCTIVEFASTENINGSYSTEMANDMETHODFORIMPROVEDEMEPERFORMANCE(用于改进EME性能的导电紧固系统和方法)”构组件12的尺寸和几何形状以及结构组件12的期望应用。通过以类似于镀镉(cadmium[0044]导电涂层32的熔化温度大于在使用(例如飞机的操作)期间以及在最终固化过程[0045]使用真空沉积、电镀和热喷涂处理中的一者或多者将导电涂层32施加到紧固件本上均匀。尽管在本文中将用于施加导电涂层32的替代方法描述为施加到单个紧固件30，[0046]在一些示例中，导电涂层32还接收对紧固件30的全部或仅一部分(例如仅施加到紧固件30的紧固件头部38)进行的转化处理(例如，磷酸盐转化或铬酸盐转化)以促进涂料一者或多者或通过本领域已知的适用于施加粘附层的任何其他过[0050]紧固件30插入第一结构元件孔48和第二结构元件孔50中以固定第一结构元件16固件30的紧固件头部38是渐缩的并且也延伸到第一结构元件孔48中(即，紧固件头部38沉48和第二结构元件孔50的第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37之间形成一个别直接接触或物理接触第一结构元件16和第二结构元件18的第一结构元件孔48和第二结和结构元件(第一结构元件16和第二结构元件18)之间的这种物理接触产生了用于之间的理接触柄部40的区域中经由CGF24在结构元件(第一结构元件16和第二结构元件18)中的少部分配合到两个孔中，因为紧固件上的导电涂层32和/或第一结构元件侧壁22和第二结构元件侧壁41的CGF24足够柔软以变形并允许过别存在间隙62和/或64的此类示例中，导电涂层32和CGF24一起作用以在紧固件30与第一结构元件16和第二结构元件18的第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37确实接构元件18的第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37之间的表面区域接触的更光[0058]以此方式，导电涂层32和CGF24提供足够的EME保护以使得能够在不牺牲安全性构元件孔48和第二结构元件孔50，并在结构组件12的另一侧上突出超过第二结构元件18本领域已知的方法将单面紧固件安装到结构组件12中的第一结构元件孔48和第二结构元示例是非排他性的并且不将紧固件30或结构组件12限于图3A_6的所示实施例。也就是说，3B示出了未对准的状况，其中第一结构元件孔48和第二结构元件孔50的示例性孔未对准。构元件孔50的第一示例性第一结构元件孔320和第一示例性第二结构元件孔310分别是相性第一结构元件孔340和第二示例性第二结构元件孔330分别具有不同的尺寸并且未对准。在图3C的示例中，第一结构元件孔48和第二结构元件孔50的第三示例性第一结构元件孔尺寸被设定为等于或稍大于孔之间的重叠区域的结构元件孔48的第一示例性第一结构元件孔320与第二结构元件孔50的第一示例性第二结性第二结构元件孔310的中心轴线312偏移，使得第一示例性第二结构元件孔310和第一示柄部40的尺寸被设定为其直径等于或稍大于第一示例性第二结构元件孔310和第一示例性电涂层32和/或在第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37上的CGF24足够柔软以就是说，第二示例性第一结构元件孔340的中心轴线342与第二示例性第二结构元件孔330的中心轴线332偏移，使得第二示例性第二结构元件孔330和第二示例性第一结构元件孔构元件孔340与第二示例性第二结构元件孔330重叠，因为第二示例性第一结构元件孔340于两个孔中的较大孔的直径，在图3B的示例中，该较大孔是第二示例性第二结构元件孔在紧固件上的导电涂层32和/或在第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37上的CGF24足够柔软以变形并允许柄部40进入性第一结构元件孔360和第二结构元件孔50的第三示例性第二结构元件孔350沿着共同的例中的第三示例性第二结构元件孔350)中，因为在紧固件上的导电涂层32和/或在第一结构元件孔侧壁35和第二结构元件孔侧壁37上的CGF24足够柔软以变形并允许柄部40进入无套筒实心柄部紧固件可分别与第一结构元件16和第二结构元件18的第一结构元件孔48图6的示例中，紧固件包括套筒，该套筒可在第一结构元件孔48和第二结构元件孔50内扩此CGF24分别涂覆在第一结构元件16和第二结构元件18两者的第一结构元件侧壁22和第包括在紧固件30的紧固件头部38和第一结构元件16之间的埋头垫圈402，以及在垫圈47和柄部40和紧固件头部38外还包括套筒534和易碎的驱动元件532。单侧紧固件530的示例在标题为“METHODOFINSTALLING976专利中所述，易碎的驱动元件532将柄部40驱动到套筒534以及第一结构元件16和第二靠第二结构元件18并且将第一结构元件16和第二结构元件18压缩在一起。在一些示例中，括弹簧致动的机构，一旦其清除(clear)第二结构元件18，该弹簧致动的机构径向向外扩装时不会从第一结构元件16的表面突出。图5示出了仅部分安装的紧固件530(安装过程中预形成孔还包括用导电涂层涂覆孔。具体地，如结构元件包括导电纤维增强塑料的示例中，在706处在第二结构元件中预形成孔还包括在[0083]涂覆技术已经在上面进行了描述，但是可包括使用通过低熔点合金(LMA)的分段心轴工具铸造(splitmandreltoolcast)，如在标题为“METHOD,APPARATUSANDAPPLICATORFORAPPLYINGACOATINGONASURFACEOFALAMINATION(用于将涂层施加施加导电涂层。如上所述，用于通过导电涂层涂覆紧固件的方法在标题为“METHODFORPLATINGAMETALLICMATERIALONTOATITANIUMSUBSTRATE(将金属材料镀覆到钛基板SYSTEMANDMETHODFORIMPROVEDEMEPERFORMANCE(用于改进EME性能的导电紧固系统[0085]在710处的装配和紧固包括装配具有预形成孔的第一结构元件和第二结构元件，[0088]紧固还包括在718处拧紧紧固件以固定第一结构元件和第二结构元件。当紧固件[0090]通过用CGF24涂覆第一结构元件孔48和第二结构元件孔50的第一结构元件侧壁流流过紧固件30到达周围的第一结构元件16和第二结构元件18的更大电流路径(即，较大结构元件18之间的更大表面区域接触，由此增加与紧固件30进行接触的导电纤维的数量，层32提供在无套筒紧固件与第一结构元件16和第二结构元件18之间的足够表面区域接触，从而确保了防雷保护，即使在第一结构元件孔48和第二结构元件孔50未对准时(使用FSDA以及系统集成810。生产可包括经由紧固系统10对第一结构元件16和第二结构元件18进行[0093]如图9所示，通过示例性方法800生产的飞机902可包括具有多个系统920的机身[0094]可在生产和保养方法800的任何一个或多个阶段期间采用此处体现的装置和方所述紧固件包括头部和从所述头部延伸到所述第一孔和所述第二孔[0097]A1.根据段落A所述的装置，其中所述第一结构元件由碳纤维增强塑料(CFRP)制[0099]A3.根据段落A_A2中任一项所述的[0100]A4.根据段落A3所述的装置，其中[0101]A5.根据段落A_A4中任一项所述的装置，其中[0102]A6.根据段落A_A5中任一项所述的[0103]A7.根据段落A_A6中任一项所[0104]A8.根据段落A_A7中任一项所述处于与所述第一孔和所述第二孔中的至少一者的间[0105]A9.根据段落A8所述的装置，还包括在