CN102089131A

CN102089131A - 用于复合部件制造的热效工具

Info

Publication number: CN102089131A
Application number: CN2009801120811A
Authority: CN
Inventors: J·M·格里菲思
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: US10059038B2; US20140333009A1; WO2009097297A1; EP2247421B1; CN102089131B; US8337192B2; JP5638397B2; EP2247421A1; JP2011512269A; US20090191345A1; US8834773B1

Abstract

本发明公开了一种用于制造复合部件的方法和设备。一种用于制造复合部件的工具。所述工具包括带有形状的封装层、位于封装层上的绝缘层和位于绝缘层上的隔离层。所述隔离层具有一外表面，所述外表面能够与敷设于该外表面上的复合材料接触。绝缘层能够使封装层与施加于复合材料上的热隔绝。在复合材料形成复合部件的固化过程中，封装层能够保持形状同时使得复合材料敷设于隔离层上。

Description

用于复合部件制造的热效工具

技术领域

本发明一般涉及复合部件，并且具体地涉及制造复合部件的方法和设备。本发明还具体地涉及利用工具制造复合部件的方法和设备

背景技术

在航空器的设计和制造中，复合材料所占的比例越来越大。在一些航空器中，超过百分之五十的主要结构是由复合材料制作的。在航空器中，复合材料被用于减小航空器的重量。该减小到重量改进了性能特征，例如有效负载能力和燃油效率。此外，复合材料为航空器的各种部件提供了更长的使用寿命。

复合材料是坚韧、轻质的材料，是通过结合两种或多于两种不同的成分而生产的。例如，复合材料可包括纤维和树脂。纤维和树脂被结合并被固化以形成复合材料。

此外，通过使用复合材料，部分航空器可以以较大的片材(pieces)或型材(sections)生产。例如，航空器的机身可以用圆柱形型材生产，所述圆柱形型材可被装配到一起以形成航空器的机身。其它示例包括但不限于，例如，可连接形成机翼的机翼型材、可连接形成稳定器的稳定器型材、加强肋、整流罩、操纵面、蒙皮、蒙皮型材、舱门、撑杆和管型结构。

目前，许多制造航空器的复合材料需要利用高压釜来固化复合部件。高压釜是既提供热量又提供压力的热源。复合材料树脂通常需要高温以完成化学反应，所述化学反应使得所述树脂流动并固化。在树脂流动中，通常要施加压力以加强零件中的材料。所使用的典型温度常常高于150华氏度(常见的温度是大约350华氏度)，同时压力高于一个大气压。

此外，在制造复合部件时，通常利用模具以使材料成形。这些模具也被称为工具。工具有足够的刚性，以便在复合材料被放置于工具上时使复合材料保持期望的形状。工具可以由复合材料中的金属或非金属构成，以提供用于支撑复合材料的刚性。

对大型部件，需要用大型高压釜容纳部件和用于处理的工具。在一些情况下，这些大型部件可以具有，例如，12到20英尺的直径并重达几吨。

因此，已经研究了需要减小的热量和压力以固化的复合材料。此外，固化这些类型的复合材料所需的热量通常在低于大约250华氏度的温度。压力通过抽真空提供，并且烤炉和/或者加热的模具被用作化学反应的热源。

发明内容

不同的有利实施例提供了用来制造复合部件的方法和设备。在一个有利实施例中，提供用于制造复合部件的工具。所述工具包括带有形状的封装层、位于封装层上的绝缘层和位于绝缘层上的隔离层。隔离层有一外表面，所述外表面能够与敷设于所述外表面上的复合材料接触同时保持最终零件形状。绝缘层能够使隔离层不带走施加于复合材料上的热。在复合材料形成复合部件的固化过程中，封装层能够保持形状，同时复合材料被敷设于隔离层上。

在另一有利实施例中，设备包括带有形状的封装层和设置在封装层上的绝缘层，其中绝缘层能够使封装层与施加于复合材料上的热隔绝，并且其中在形成复合部件的固化过程中，封装层能够保持绝缘层的形状，同时复合材料敷设于绝缘层上。

在另一个有利实施例中，提供用于制造复合部件的方法。复合材料被放置在工具上，所述工具包括封装层，所述封装层保持复合部件的形状；位于封装层上的绝缘层；和位于绝缘层上的隔离层，其中隔离层具有一外表面，所述外表面能够与敷设于所述外表面上的复合材料接触，其中绝缘层使封装层与施加于复合材料上的热隔绝，并且其中在复合材料形成复合部件的固化过程中封装层能够保持形状，同时使得复合材料敷设于隔离层上。在所述外表面上的复合材料被固化以形成复合部件。

特征、功能和优点可以在本发明的不同实施例中独立地实现，或者可以在其它实施例中被组合，其进一步细节可以参考下面说明书和附图。

附图说明

有利实施例的新颖的特征在所附的权利要求中被陈述。然而，当结合附图阅读时，通过参考下面本发明的有利实施例的详细描述，可以最好地理解有利实施例以及其优选的使用模式、进一步目标和优点。其中：

图1是图示说明航空器制造和维护方法的示意图，在其中可以实施有利实施例。

图2是根据有利实施例的航空器示意图；

图3是根据有利实施例的复合部件制造系统的示意图；

图4是图示说明根据有利实施例的示例工具的示意图；

图5是图示说明根据有利实施例的示例工具的更详细示意图；

图6是图示说明根据有利实施例的另一个示例工具的示意图；

图7是图示说明根据有利实施例的工具横截面的示意图；

图8是根据有利实施例来生产热效工具的过程流程图；

图9是根据有利实施例来制造复合部件的过程流程图；以及

图10是图示说明根据有利实施例来加热复合部件所需时间的图表。

具体实施方式

更具体地参考附图，根据如图1所示的航空器制造和维护方法100，和如图2所示的航空器200描述本发明的实施例。首先参考图1，根据有利实施例描绘了图示说明航空器制造和维护方法的示意图。在预制造期间，示例性的航空器制造和维护方法100可以包括图2中航空器200的说明以及设计102和材料采购104。在制造期间，图2中航空器200的部件和组件制造106和系统集成108开始。其后，图2中航空器200可以经过检定和交付110以进入服务/使用112中。当被客户使用时，图2中的航空器200被安排例行保养和维护114，其可以包括改造、改装、翻新和其它的保养或者维护。

航空器制造和维护方法100过程中的每一步都可由系统集成商、第三方和/或者操作员执行或实行。在这些示例中，操作员可以是客户。为了该描述，系统集成商可包括但不限于，任何数量的航空器制造商和主系统次级承包商；第三方可包括但不限于，任何数量的销售商、次级承包商和供应商；而操作员可以是航空公司、租赁公司、军事单位、维护机构等。

现在参考图2，其描绘了在其中可以实施有利实施例的航空器的示意图。在本示例中，航空器200按图1中的航空器制造和维护方法100所生产，并且可包括具有多个系统204和内部结构(interior)206的机身202。示例的系统204包括推进系统208、电气系统210、液压系统212和环境系统214中的一个或多于一个。还可包括任何数量的其它系统。尽管所示为航空航天领域示例，但是不同的有利实施例也可应用于其它的工业领域，例如汽车工业。

在图1中航空器制造和维护方法100的任何一个或多于一个阶段期间，都可以使用本文中实施的设备和方法。例如，在图1中的部件和组件制造106制造的部件和组件也可以以类似于当航空器200在图1的服务/使用112中时制造的部件和组件的方式被制造或生产。

此外，在生产阶段期间，例如图1中部件和组件制造106和系统集成108，可以利用一个或多于一个设备实施例、方法实施例或其组合，例如但不限于，来实质地加快航空器200的装配或者降低航空器200的成本。类似的，当航空器200在图1的服务/使用112中或者保养和维护114期间时，可以利用一个或多于一个设备实施例、方法实施例或其组合。

不同的有利实施例确认，当固化复合材料时，使用较大复合部件，和这些部件所处的较大工具具有额外的质量吸收热。使用大尺寸的工具，通常存在大的热质量。工具的热质量可以将热源产生的热从复合材料吸走。当工具用作吸热部件时，复合材料耗费更多的时间以达到期望的温度。

因此，为达到适当温度以固化复合材料所需的时间量增加。该增加的加热时间也被称为热延迟，并且其随着工具质量的增加而增加。当使用由烤炉或局部热源提供的较低温度的固化系统时烤炉，固化这种类型的复合部件所需的时间量与在高压釜中固化所需的时间量更大。

在这种固化系统中问题变大是因为随着所提供的热的减小，使用较低的温度需要更多的时间来固化复合材料。即使在复合材料扯使用局部热系统，该问题仍然存在，这是因为工具作为吸热部件将热从复合材料中吸走。

因此，不同的有利实施例确认需要对当前用于制造复合部件的系统加以改进，以减小制造部件所需的时间量。

不同的有利实施例提供了用于加工复合部件的方法和设备。不同的有利实施例确认，移除或者最小化作为吸热部件的工具可以减小将复合材料加热到固化该材料所需温度所需的时间。

因此，在不同的有利实施例中，用于加工复合部件的工具包括封装层、绝缘层和隔离层。封装层能够保持隔离层和/或绝缘层形状同时固化敷设在工具上的复合材料的负载以形成适当形状的复合部件。

绝缘层被形成在封装层上或者覆盖封装层，而隔离层被形成在绝缘层上或者覆盖绝缘层。隔离层具有外表面，该外表面能够与敷设于外表面上的复合材料相接触。当施加热于复合材料上时，绝缘层能够将隔离层和封装层与热传递隔绝。在某些实施例中，在这些层之间可以存在其它的材料或者层。这些其它的层可以具有不同的功能，例如，将两层彼此粘合到一起。

因此，使用绝缘层，从复合材料传导到隔离层的热减少。隔离层可以由绝缘体或者热导体形成。当使用导热体时，隔离层被配置成使施加于复合材料和工具上的热被隔离层分散至其它区域，在所述其它区域上复合材料敷设于所述外表面上。用这种方式，隔离层还可提供使受热更均匀的功能。

现参考图3，其根据有利实施例描绘复合部件制造系统的示意图。复合部件制造系统300包括复合材料敷设单元302，工具304和热源306。复合部件制造系统300可用于制造不同类型的复合部件。例如，可为航空器制造复合部件。示例的复合部件包括，例如，机身型材、机身、蒙皮壁板和其它合适的部件。

复合材料敷设单元302可在工具304上设置或敷设复合材料308。复合材料敷设单元302可采取不同的形式。例如，复合材料敷设单元302可以是手动敷设或者自动带敷设机或者系统，诸如例如，M.Torres敷设机，其是能够从M.Torres公司获得的带敷设机。。另一个示例是Access-Atlas，其是可从Forest-Liné公司获得的复合材料加工机。另一个机器的示例是Ingersoll自动带层压机(ATLM)，其可从Ingersoll机器工具公司获得。另一个示例是自动纤维铺设机(AFPM)。当然，任意可敷设复合材料(例如带、纤维和/或者任何其它合适的材料)的系统或机器都可用于实现复合材料敷设单元302。

在这些示例中，工具304具有如下配置，该配置可以减小在复合材料308的固化中遇到的热延迟。工具304可采用不同的形式，例如，工具304可以是内模线式的或者外模线式的。工具304有比用于敷设复合材料的其它工具更小的热质量。当热质量更小时，工具304可以比目前使用的工具更快地加热到期望温度。此外，工具304也可以被构造成更少地起到吸热部件的作用，而相对于接触复合材料308的工具304的部分更多地起到绝热体的作用。

如所描述的，工具304包括隔离层310、绝缘层312和封装层314。在这些示例中，隔离层310有外表面316，该外表面316能够与复合材料308接触。换句话说，复合材料308被敷设在隔离层310的外表面316上。隔离层310可以是低热扩散率材料或者是高热扩散率材料。换句话说，隔离层310可用由绝热体或者热导体形成，这取决于具体的实施。

热扩散率可按如下计算：

A＝k/ρc_p

其中a是热扩散率；k是导热系数；ρ是密度；而c_p是比热容。在选择材料用于热绝缘体时，例如用于隔离层310或者绝缘层312的材料时，热扩散率范围大约小于2.5E-06米²/秒。当选择材料用于热导体时，所选材料的热扩散率范围为大约大于2.5E-06米²/秒。

在这些示例中，绝缘层312由具有低热导或热扩散率的材料制成。这些层可由不同的材料制成并具有不同的形状。例如，可采用蜂巢形状，或者泡沫形状。可用的其他示例材料将在下面被讨论。

封装层314为工具304提供了刚性并保持工具304的形状，同时固化敷设于外表面316上的复合材料308。封装层314可由绝热体或导热体形成，这取决于具体的实施。绝缘层312可以用于防止或者减小施加于复合材料上的热量通过工具304被传导到封装层314。当热未被从复合材料308传出时，加热复合材料308到固化复合材料308所需的温度的时间可以被减少。

热源306可加热敷设于工具304外表面316上的复合材料308。通过在工具304上固化复合材料308，复合材料308保持了工具304的形状。热源306可采用不同的形式。例如，热源306可由烤炉318或者高压釜320产生。烤炉318提供热，而高压釜320为复合材料308和工具304提供热和压力。

当然，也可以使用其它类型的热源，这取决于具体的实施。例如，除了烤炉318和高压釜320所提供的热固化之外，也可以使用其它固化过程。作为另一示例，电子束系统可用于固化复合材料308以形成复合部件。热源306可以使用目前可获得的任何热源来实施。例如，可使用Anchor Autoclave Systems公司的锚式高压釜，或使用Taricco公司的复合固化高压釜。

当使用工具304时，使复合材料308达到用于固化所需的温度所需的时间量可以被减少。该时间可以被减少是因为工具304热质量的被减小。使用这些示例中的工具304的配置，从复合材料308传到工具304的其它层上的热量被减小。当隔离层310是热传导的时，热被重新导向复合材料308的其它部分，而不是被传导通过工具304的其它层。

此外，当工具304中的材料比目前使用的工具的热导率小时，被导入工具304或加热工具304使之达到允许复合材料被固化的温度所需的热量可以被减小。

此外，工具304的重量也可以被减小，这减轻了对设置复合部件制造系统300的基底(floors)的结构担忧(structural concerns)。因此，在烤炉318和高压釜320中可以实现更短的固化时间。这些更短的固化时间可以降低制造成本、减少生产过程中的工作并且在现有制造系统中增加使用工具304的零件量。

复合部件制造系统300可以被描绘为在其中可以实施制造系统的方式。当然，除了图3所示部件之外可以存在其它部件，或其它部件可以代替图3所示的部件。例如，自动操作系统、复合材料源、计算机或者其它控制机构也可以存在于复合部件制造系统300中。作为另一个例子，复合材料敷设单元和热源的附加组件可以存在于复合部件制造系统300中。

在一些有利实施例中，工具304可以包括位于封装层314下的绝缘层322。当封装层314是热导体，例如金属时，绝缘层322通过为工具304提供进一步的绝缘可以进一步减少固化复合材料308所需的时间。

现在参考图4和5，根据有利实施例描述图示说明示例工具的示意图。图3中的工具304可采用不同形式。如同本实例中所见，机翼400是用不同工具敷设的复合机翼。例如，结合卡具(bond jig)402，衬块404、406、408、410、412、414、416、418、420、422和424可以使用例如图3中的工具304被实施。此外，衬块426、428、430、432、436、440、446、448、450、452、454、456、458、460、462、464、466和468可以使用例如图3中的工具304被实施。

图5是图4中节段469的有更更详细的示例。该节段更详细图示说明图4中的一些工具，例如结合卡具402、衬块404、衬块406、衬块428和衬块430。

这类工具可以用于对不同的部件敷设复合材料，例如机翼400中的加强肋和蒙皮壁板。尽管图4和5中描述了工具的特定类型的形式，但是不同的有利实施例可以应用于任何类型的工具，该工具用于通过诸如例如，固化过程、共固化过程、共结合过程(co-bond process)和结合过程，使用复合材料制造复合部件。

现在参看图6，其根据有利实施例描述了图示说明另一个示例工具的示意图。在此示例中，工具600具有被敷设于工具600上的复合材料602用于复合零件。工具600位于支架604之上。工具600由具有与图3中工具304相类似的横截面和层的材料组成。如所见，工具600为由复合材料602形成的部件提供形状。

现在参考图7，其依照有利实施例描述图示说明工具横截面的示意图。在本示例中，横截面700是图6中工具600沿线A-A的示例横截面。层702是封装层，诸如图3中的封装层314。层704为层702提供外罩，其是图3中绝缘层312的示例。层704被形成在层702和层706之间。层706是隔离层的示例，诸如图3中隔离层310。

层706有外表面708，该外表面708是复合材料，例如层710，可被敷设或者放置在其上以形成复合部件的表面。层710被敷设于外表面708上。层706可以被形成在层704上并且可以由不同的材料制成，例如绝缘体或者导热体。当是绝缘体时，层706可以使用低导热材料制成，例如用聚合物、粘合剂、薄膜、橡胶、有机纤维和无机纤维制成。当使用聚合物时，所述聚合物可以是被填充的或者是未被填充的。

当然，根据实施，任何其它合适材料都可以用于层706。示例的无机材料包括，例如，玻璃、凯夫拉(Kevlar)和聚合物基的陶瓷纤维。层706可以由不同于层704的材料制成和/或可以具有不同的结构。当使用热绝缘体时，可选择低导热材料。在这些示例中，低导热材料可以具有低于大约2.5E-06米²/秒的热扩散率。

当层706是热导体的形式时，层706可以使用不同材料制成，诸如例如，金属、热导聚合物、热导橡胶或热导有机材料。可以使用的金属的示例包括，例如，钢铁、铝、铜和银以及其合金。当使用热导体时，可以选用具有高热导的材料。这类材料可以是热扩散率大于大约2.5E-06米²/秒的材料。

在使用金属时，可以使用固体金属、金属网或由金属制成的毡垫。此外，层706可以由不同绝缘或热导材料的组合形成。在这些示例中，层706厚度可以小于0.250英寸。当使用热导体时，与使用热绝缘体的层706相比，层706的耐久性可以被提高。

层704可由具有着热绝缘性能的不同材料制成。层704可使用热扩散率小于大约2.5E-06米²/秒的材料。层704可以选择为层702和/或层706提供热绝缘，同时具有小质量或密度以减轻重量。层704可以是实体的、多孔的和/或包括空腔。例如，层704可以使用泡沫、蜂窝或纤维的形式。

此外，层704可包含泡沫、蜂窝、薄片和聚合物基的纤维结构中的至少一种。所述项目中的至少一种意味着层704可用泡沫、蜂窝、薄片、泡沫和薄片、泡沫和蜂窝、聚合物基的纤维或者所列项目的其它组合形成。

当使用泡沫时，泡沫可以由有机或者无机热绝缘体制成。蜂窝可以由诸如例如，金属材料、非金属材料、热橡胶材料和/或纸制成。纤维绝缘材料可以是，例如，玻璃纤维。有机材料的一个示例是巴沙木。在所述示例中，层704厚度可从大约0.250英寸到大约12英寸。

层702覆盖绝缘层704并且为所述工具提供形状，并且能够控制层710中的由复合材料形成的复合零件的形状。换句话说，层702为不同层提供结构完整性用于处理并在复合部件的制造期间提供稳定性以保持复合部件的期望形状。

层702可由不同材料制成，例如有机材料或者无机材料。形成的层702可以是实体片状材料，诸如例如，有机、无机和/或金属材料。作为另一个示例，可以使用聚合物基中的金属纤维。当然，可以使用能够对用于形成复合部件的工具提供足够的结构完整性的任何合适形式的材料。如上所述，层702厚度可以为大约0.250英寸。

以这种方式，层706、704和702的配置为制造热效工具(诸如图3中的工具304)提供了一种结构。在这些示例中，热效工具是这样一种工具，与目前使用的工具相比，其以减少加热复合部件以使之固化所需的时间量的方式，减少工具吸收的热量。

尽管图7描述了具体的热扩散率范围、材料厚度、材料类型和材料形式，当时这些示例仅仅是为了说明有利实施例中的一部分而存在的。依据具体实施，其它有利实施例可以使用其它的热扩散率水平和其他范围或厚度。

现在参考图8，其根据有利实施例描述了制造热效工具的过程流程图。图8中图示说明的过程可以用于制造工具，例如图3中的工具304。

该过程通过为工具选择材料(操作800)开始。这些材料可以是上述绝缘体和热导材料的组合。之后，所述过程形成封装层(操作802)。接下来，在封装层上形成绝缘层(操作804)。然后所述过程在绝缘层上形成隔离层(操作806)，之后所述过程结束。

当然，工具不同层的构造根据具体实施例可以改变。在一些情况下，绝缘层可以首先被形成，而封装层和隔离层被放置在绝缘层的两侧。在一些情况下，隔离层可以首先被形成，而绝缘层被形成在隔离层上，封装层被形成在绝缘层上。在一些情况下，隔离层、绝缘层和封装层可以独立形成，然后被结合在一起形成工具。

现在参考图9，其根据有利实施例描述制造复合部件的过程流程图。图9中图示说明的过程可以使用复合部件制造系统被实施，例如图3中的复合部件制造系统300。

所述过程通过识别期望的复合部件(操作900)开始。之后，为识别的复合部件选择工具(操作902)。复合材料被设置在工具的隔离层上以形成未固化的复合部件(操作904)。

之后，敷设于工具上的未固化的复合部件被加热以固化复合材料以形成复合部件(操作906)，之后所述过程结束。

现在参考图10，其根据有利实施例描述加热复合部件所需时间的曲线图。曲线图1000图示说明在烤炉内以约150华氏度加热工具所需的时间，其是根据有利实施例被描述的烤炉。

线1002标示烤炉内的温度。该线指示烤炉加热到不同温度(例如150华氏度)所需要的时间。线1004说明将根据有利实施例构造的工具加热到约150华氏度所需的时间。使用根据有利实施例的工具，在130分钟时工具达到150度，这一时间是在烤炉达到150度之后约55分钟。

线1006说明传统工具加热到约150华氏度所需的时间。线1006所代表的铝制工具，在190分钟之后达到150度，这一时间是在烤炉达到150度之后125分钟。正如所见，传统工具加热到合适温度所需的时间比根据有利实施例的工具所需时间要长。线1008描述加热通常用于制造复合部件的另一工具所需的时间。线1008代表的工具由

制造，其通常被称为36FeNi。如所见，这一工具在290分钟内未达到150度。

因此，不同有利实施例提供了用于生产复合部件的方法和设备。在不同有利实施例中，使用具有绝缘层和封装层的工具。复合材料可被放置于绝缘层上，所述绝缘层阻止或者减少热量从复合材料传导到封装层。因此，以用这种方式可以降低热驱动(thermal drive)。

在另一有利实施例中，可以使用隔离层，所述隔离层被形成在绝缘层上，并且与复合材料接触。该隔离层可以是绝缘体或热导体，这取决于具体实施。当使用热导体时，隔离层可以分散(spread out)施加于复合材料上的热。因此，如果较多的热被施加于复合材料的一部分上，则其它部分通过使用热导体形式的隔离层可以更均匀的加热。

用这种方式，通过使用根据有利实施例的工具，可以减小加热复合材料至固化所述材料所需的温度所需的时间量。因此，生产或制造复合部件所需的时间量也可以被减小。尽管关于制造航空器的复合部件对不同有利实施例进行描述，但是不同的有利实施例也可以应用于为其它类型的设备制造复合部件。例如，不同有利实施例可用于为航天器、潜艇、船舶、轿车、卡车、生产制造设施、办公建筑和其它结构制造复合部件。

所述不同的有利实施例的表达是为说明和介绍的目的，并非意图穷举或者限定实施例于所公开的形式。许多修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。此外，不同的有利实施例可相对于其它的有利实施例提供不同的优点。选择和描述实施例或多个实施例是为了最好地解释实施例的原理、实际应用、使本领域其它技术人员理解本发明适用于具有各种修改的不同实施例以及适用于设想的具体应用。

Claims

1.一种用于制造复合部件的工具，所述工具包括：

带有形状的封装层；

位于所述封装层上的绝缘层；和

位于所述绝缘层上的隔离层，其中所述隔离层具有一外表面，所述外表面能够与敷设于所述外表面上的复合材料相接触，其中所述绝缘层能够将所述封装层与施加于所述复合材料上的热隔绝，并且其中在所述复合材料形成复合部件的固化过程期间，所述封装层能够保持所述形状，同时使得所述复合材料敷设于所述隔离层上。

2.根据权利要求1所述的工具，其中所述绝缘层的热扩散率低于大约2.5E-06米²/秒。

3.根据权利要求2所述的工具，其中所述热绝缘体包括从有机绝缘材料、无机绝缘材料、聚合物、粘合剂、橡胶、玻璃和陶瓷中的一种选择的热绝缘材料。

4.根据权利要求2所述的工具，其中所述热绝缘体包括泡沫、蜂窝、薄片和纤维中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的工具，其中所述热导体包括从金属、热导橡胶、热导聚合物、热导有机材料和金属纤维中的一种选择的热导材料。

6.根据权利要求2所述的工具，进一步包括：

第二绝缘层，其中所述封装层在所述第二绝缘层上并且将所述封装层与所述热隔绝。

7.根据权利要求1所述的工具，其中所述工具是内模线。

8.根据权利要求1所述的工具，其中所述工具是外模线。

9.根据权利要求1所述的工具，其中所述复合部件是航空器零件。

10.根据权利要求9所述的工具，其中所述航空器零件是从圆柱形机身段、翼片、稳定器段、加强肋、整流罩、控制表面、蒙皮、蒙皮段、舱门、撑杆和管型结构中的一种选择的。

11.一种设备，其包括：

带有形状的封装层；和

位于所述封装层上的绝缘层，其中所述绝缘层能够将所述封装层与施加于复合材料上的热隔绝，并且其中在形成复合部件的固化过程期间，所述封装层能够保持所述形状，同时使得所述复合材料敷设于所述绝缘层上。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述封装层和所述绝缘层形成工具并进一步包括：

复合敷设材料；和

热源。

13.根据权利要求11所述的设备，其进一步包括：

位于所述绝缘层上的隔离层，其中所述隔离层具有外表面，所述外表面能够接触敷设于所述绝缘层上的所述复合材料，其中所述隔离层在所述绝缘层和复合材料之间。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述绝缘层的热扩散率低于大约2.5E-06米²/秒。

15.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括：

第二绝缘层，其中所述封装层位于所述第二绝缘层上并且将所述封装层与所述热隔绝。

16.一种用于制造复合部件的方法，所述方法包括：

将复合材料放置于工具上，所述工具包括带有所述复合部件形状的封装层；位于所述封装层上的绝缘层；和位于所述绝缘层上的隔离层，其中所述隔离层具有外表面，所述外表面与敷设于所述外表面上的所述复合材料相接触，其中所述绝缘层将所述封装层与施加于所述复合材料上的热隔绝，并且其中在复合材料形成复合部件的固化过程期间，所述封装层能够保持所述形状，同时使得所述复合材料敷设于所述隔离层上；以及

在所述外表面上固化所述复合材料以形成所述复合部件。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述固化步骤包括：

在高压釜中在所述外表面上固化所述复合材料。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述固化步骤包括：

在烤炉中在所述外表面上固化所述复合材料。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述复合部件是航空器零件。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述航空器零件是从圆柱形机身段、翼片、稳定器段、加强肋、整流罩、控制表面、蒙皮、蒙皮段、舱门、撑杆和管型结构中选择的。