CN113733599B 用于固化热固性复合材料的系统和方法 （波音公司）

US2015158211A1,2015.06.11US5829716A,1998.11.03US9314975B1,2016.04.19US2012145703A1,2012本发明涉及用于固化热固性复合材料的系撑未固化的热固性复合部件并加热未固化的热造成放置在被设置于加工模具上的未固化的热压力介质袋可以被构造成将由机械压力机施加的固结压力分配到设置在加工模具上的未固化2其中，所述压力介质袋（300）的所述加热表面（314）包括4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述压力（390并且所述压力介质袋（300）被构造成当被放置在所述未固化的热固性复合部件34[0002]聚合物复合材料是通过将两种或更多种功能组分例如结合在聚合物树脂基体中[0004]复合材料的高压釜固化的替代方案包括烘箱固化或加热的匹配模具固化。然垂直于压制方向的表面通常没有获得足够的压力来适当地固[0005]因此，需要通过提供用于处理未固化的热固性复合部件的更有效的系统和方法、于不需要高压釜来固化热固性复合材料的系统和方法来减少未固化的热固性复合部件的[0006]本发明内容仅旨在介绍本公开的一个或多个实现方式的一些方面的简化发明内[0007]本公开中体现的前述和/或其它方面和效用可以通过提供一种用于固化热固性复机，该机械压力机被构造成向设置在加工模具上的未固化的热固性复合部件施加固结压5的热固性复合部件的至少一部分并且将未固化的热固性复合部件的至少一部分加热到预件的至少一部分并且将未固化的热固性复合部件的至少所述部分加热到置在未固化的热固性复合部件和加工模具之施加的固结压力分配到压力介质袋和未固化的热固性[0022]本公开中体现的前述和/或其它方面和效用还可通过提供一种用于固化热固性复部件可由加工模具上的加热表面和压力介质袋上的加热表面中的至少一者加热至预定温[0025]加工模具上的加热表面和压力介质袋上的加热表面中的至少一者可包括智能感6度以及压力和温度被维持的持续时间的预定固化计划使其经受热量和压力的组合而固化。这些计划温度和压力有时被称为固化温度分布和固结[0040]对于纤维增强热固性聚合物复合材料部件，固化通常是指施加热量和/或压力以于结构结合的粘合剂和固结热塑性纤维增强71至图2所示，用于固化未固化的热固性复合部件100的系统10被示出为包括加工模具200、金属层压材料和/或由复合材料包围的蜂窝或模具200可以包括壁220，该壁被构造成将压力介质袋300保持在未固化的热固性复合部件[0048]加工模具200可以被构造成加热未固化的热固性复合部件100。加工模具200可以采用各种加热技术中的任何一种来产生将未固化的热固性复合部件100加热到预定温度所包括加热表面214。加热表面214可以被构造成接触由加工模具200支撑的未固化的热固性[0049]加工模具200可以通过电感应产生热量，并且所产生的热量可以传递到未固化的成将未固化的热固性复合部件100的至少一部分加热到预定温度，诸如固化温度或温度分触未固化的热固性复合部件100并将未固化的热固性复合部件100的至少一部分加热到预8预定温度或温度分布可根据未固化的热固性复合部件100的组成和/或形成未固化的热固料又通过加热表面214将热量传导到未固化的热固性复合部粒的情况下，通过铁磁颗粒的滞后加热将材料250加热到基本上低于颗粒的居里温度的温264可以由适当的控制器260基于热传感器262所监测[0057]如图1至图3所示，感受器套筒256由具有居里温度的磁性材料形成。感受器套筒9[0061]压力介质袋300被构造成被放置在被设置于加工模具200上的未固化的热固性复符合待固化的未固化的热固性复合部件100的上[0062]压力介质袋300被构造成将来自机械压力机400的固结压力分配到设置在加工模施加到未固化的热固性复合部件100的与压力介质袋300接触[0063]相反，在其中使用机械压力机来施加固结压力而没有压力介质袋300的常规方法由机械压力机400施加到垂直于机械压力机400或与机械压力机400成一定角度的表面的压固化的热固性复合部件100的几何形状与机械压力机400之间的不匹配，压力介质袋300允许基本上相似量的固结压力被施加到未固化的热固性复合部件100，所述不匹配可另外在[0066]压力介质袋300可以实现为一个或多个压力介质袋300。压力介质袋300可以具有方式中，限定一个或多个分隔部340的一个或多个分隔器335被构造成维持压力介质袋300结合到压力介质袋300的表面的金属带，并且被构造成在固化过程期间增加或去除未固化使未固化的热固性复合部件100隔热以减少热损失的量。压力介质320可具有1W/mK或更小[0071]压力介质袋300可以被构造成加热未固化的热固性复合部件100。压力介质袋300可以采用各种加热技术中的任何一种来产生将未固化的热固性复合部件100加热到预定温热表面314包含与上述用于加工模具200的加热表面214相同的元件并以300可以包括加热表面314，该加热表面被构造成接触未固化的热固性复合部件100的至少一部分并且将未固化的热固性复合部件100的至少所述部分加[0073]压力介质袋300可以通过电感应产生热量，并且所产生的热量可以传递到未固化[0074]如图1至图3所示，压力介质袋300包括感应加热和智能感受器以加热未固化的热填充有热传导材料350的内部的上面板346和下面板3[0075]加热表面314可以被构造成将未固化的热固性复合部件100的至少一部分加热到[0076]上面板346和下面板348可以由具有相对高的热导率和相对低的电导率的柔性弹呈围绕导体354的套筒构造的编织材料，以便增强加热表面314和/或压力介质袋300的柔适当的控制器260基于热传感器262所监测的[0078]在一些实现方式中，系统10从两侧加热设置在加工模具200上的未固化的热固性其它实现方式中，系统10从一侧加热设置在加工模具200上的未固化的热固性复合部件100。例如，系统10仅包括加工模具200上的加热表面214或压力介质袋300上的加热表面[0081]机械压力机400被构造成向未固化的热固性复合部件100施加固结压力持续预定的时间段。施加固结压力的预定时间段可以仅在未固化的热固性复合部件100被加热到预由机械压力机400施加的固结压力分配到压力介质袋300和未固化的热固性复括覆盖未固化的热固性复合部件100的装袋膜，该装袋膜可借助于密封剂密封到加工模具真空以施加负压并抽出挥发物和可能由于未固化的热固性复合部件100的固化过程而产生封件被构造成将压力介质袋300密封到加工模具200。一个或多个密封件380可以在压力介构造成当压力介质袋被设置在未固化的热固性复合部件100和加工模具200之上时抽空空真空端口390，并且压力介质袋300可以被构造成当被放置在未固化的热固性复合部件100括加热表面214，并且未固化的热固性复合部件100的至少一部分设置在加工模具200的加[0090]操作820包括将压力介质袋300放置在被设置于加工模具200上的未固化的热固性真空袋组件600放置在被设置于加工模具200上的未固化的热固性复合部件100之上，并且压力介质袋300被放置在真空袋组件600之上。操作820还可以包括使未固化的热固性复合袋300可以被构造成当被放置在未固化的热固性复合部件100和加工模具200之上时用作真沿着未固化的热固性复合部件100的固化温度分布的温度。加工模具200可包括加热表面热表面214和压力介质袋300上的加热表面314中的至少一者加[0092]在一些实现方式中，加工模具200上的加热表面214和压力介质袋300上的加热表面314中的至少一者包括智能感受器，并且所述智能感受器可以具有对应于预定温度的居[0094]操作850包括经由压力介质袋300分配被施加到设置在加工模具200上的未固化的机械压力机400施加的固结压力分配到设置在加工模具200上的未固化的热固性复合部件压力介质袋300之上，并且压实机500还将固结压力分配到压力介质袋300和设置在加工模加的固结压力分配到压力介质袋300和设置在加工模具200上的未固化的热固性复合部件[0099]如图8所示，由说明性方法1000生产的飞行器2000可包括具有多个系统2118的机分配到设置在所述加工模具200上的所述未固化的热面被构造成接触由所述加工模具200支撑的所述未固化的热固性复合部件100的至少一部分并且将所述未固化的热固性复合部件100的至少一部分加热[0118]条款4.条款1至3中任一项所述述未固化的热固性复合部件100的至少所述部分加热至预[0122]条款7.条款6所述的系统，其中，所述压力介质袋300包括一个或多个真空端口390，并且所述压力介质袋300被构造成当被放置在所述未固化的热固性复合部件100和所压实机500包括与所述加工模具200和所述未固化的热固性复合部件100中的至少一者的形结压力分配到所述压力介质袋300和所述未固化的热固性复合[0134]将压力介质袋300放置在被设置于所述加工模具200上的所述未固化的热固性复[0137]经由所述压力介质袋300分配被施加到设置在所述加工模具200上的所述未固化述加工模具200上的所述未固化的热固性复合部件100的所述少一者包括加热表面214/314，并且所述未固化的热固性复合部件100由所述加工模具200上的所述加热表面214和所述压力介质袋300上的所述加热表面31