CN104918774A - 用于对结构进行返工的方法和设备 - Google Patents

Abstract

使用干纤维补片的树脂灌注从结构的一侧对结构的区域进行返工。在灌注过程中，通过将真空设备插入到补片中并迫使区域树脂通过真空设备，从补片中去除滞留空气和过多树脂。

Description

用于对结构进行返工的方法和设备

技术领域

本公开大体涉及用于对结构(尤其是复合材料)进行返工(rework)和/或增强的装备和过程，并且更具体涉及用于从其一侧对结构行进返工的方法和设备。

背景技术

复合结构有时具有包含可能需要返工以便使结构在设计容差之内或增强该区域的一个或更多个不均匀的局部区域。

一种对结构的局部区域进行返工的技术涉及将补片机械地紧固在该区域上方，但是紧固件会增加飞行器重量和/或对飞行器的阻力，并且在一些应用中在美学上会是不期望的。

类似地，粘结的返工补片还会需要机械紧固件的使用，以提供形成制动机构的次级载荷路径，从而限制不均匀的增长。

用于对结构进行返工的又一技术(被称为湿铺设技术)涉及手动铺设具有纤维增强件(诸如编织或编结的织物)的湿层片，以及当层片被铺设时将湿树脂应用于层片。湿铺设技术会导致补片内的空气滞留，这可以在返工区域中形成不期望的孔隙。这些孔隙会对返工区域有不期望的影响，并且会使核查返工区域满足规范变得困难。湿铺设技术还会是劳动密集的，需要修补技师接近湿树脂，并且会需要过多的清理行为。

在一些应用中，上面讨论的问题可以通过采用干纤维预制补片的树脂灌注来避免。在将干纤维预制件放置在结构(诸如割切的蒙皮)上之后，树脂从蒙皮的外侧被灌注到纤维预制件中，同时过多的树脂从蒙皮的内侧自该预制件被抽出。该技术虽然有效，但是其需要到结构的两侧(例如，到蒙皮的内侧和外侧)的物理接近。因此，该技术可能不适合用在难以或不能接近结构的一侧的应用中。

因此，存在对用于对结构(尤其是复合材料)进行返工、减少或消除由于空气滞留引起的孔隙的方法和设备的需要。还存在对上述适合用在仅到结构的一侧的接近是可能的应用中的方法和设备的需要。

发明内容

公开的实施例提供了一种使用干纤维预制补片的树脂灌注对结构进行返工的方法和设备，所述干纤维预制补片能够仅从结构的一侧(诸如飞行器蒙皮的外侧)安装并灌注。大体上消除了树脂灌注过程期间补片内的高压力区域，由此避免返工区域中的空气滞留和相关的孔隙。该实施例减少了劳动，避免了对人与湿树脂接触的需要，并且允许承受复合结构构件的载荷的返工。公开的方法可以使用受控的大气压力树脂灌注来实施，从而允许结构的性质被优化。

根据一公开的实施例，提供了一种对结构的区域进行返工的方法。该方法包含，将补片放置在结构上，从补片的外侧将真空源插入到补片中，以及使用真空源来产生非常低的压力区域，从而引起即将到来的更高压力的树脂流过补片到达补片的内侧。补片可以是干纤维补片。该方法可以进一步包含，将真空袋放置在补片的外侧上方，排空该袋由此压紧干纤维补片，并且然后通过使树脂从其外侧流入补片而用树脂来灌注补片。该方法还可以包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真空源。该方法可以进一步包含，形成部分地通过结构的厚度的割切口(scarf)，并且将补片放置在结构上包括，将补片的内侧倚着割切口的底部放置。插入真空源包括，将中空针向下插入通过纤维补片的最厚部分、大体上到达割切口的底部。插入真空源进一步包括，将中空针插入通过真空袋，并形成中空针与真空袋之间的大体真空密封。从纤维补片去除真空源包括，从纤维补片并从真空袋撤回中空针，以及密封真空袋中的、由真空袋被针的穿透所引起的孔。该方法可以进一步包含，在针已经从纤维补片中撤回并且袋已经被密封之后，通过排空真空袋来压紧树脂灌注的补片。使用不同的树脂压力用树脂灌注所述补片。使树脂从其外侧流入所述补片包括，将树脂分配管放置在所述真空袋下方的纤维补片的外侧上，以及将树脂供应到所述树脂分配管中。

根据另一公开的实施例，提供了一种对结构的区域进行返工的方法，其包含：形成部分地通过结构的厚度的割切口，制作具有内侧和外侧的干纤维补片，以及将补片安装在割切口内，包括将补片的内侧倚着结构放置在割切口的底部处。该方法还包括，将真空袋安装在纤维补片上方，从补片的外侧将真空设备插入通过补片，排空该袋，由此压紧干纤维补片，并且然后用树脂灌注补片，并使用真空设备迫使树脂通过补片到达补片的内侧。该方法进一步包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真空设备。将真空设备插入通过补片包括，将中空针插入通过真空袋和补片，直至中空针的尖端已经大体上穿透补片的最厚部分。该方法可以进一步包含，形成真空袋与中空针之间的大体真空密封，并且在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片并从袋撤回中空针。该方法还可以包含，密封真空袋中的、由中空针从真空袋的撤回所引起的孔。用树脂灌注补片通过在受控的大气压力下将树脂引到补片的外侧上来执行。引入树脂包括，将螺旋缠绕管围绕补片的外侧的周边放置，以及将螺旋缠绕管与树脂的贮存器耦接，所述树脂的贮存器适合于在局部大气压力下向螺旋缠绕管供应树脂。该方法可以进一步包含，通过中空针的末端从补片去除过多树脂。

根据又一实施例，提供了一种仅从其一侧对复合结构的区域进行返工的方法。该方法包含，在复合结构的一侧中形成割切口，将纤维补片安装在该割切口中，包括与结构接触地放置补片的内侧，将真空袋安装在补片上方，以及将中空针插入通过真空袋并向下插入到补片中，直至针的尖端靠近补片的内侧。该方法进一步包含，形成中空针与真空袋之间的密封，将中空针与真空贮存器耦接，通过使树脂流入补片的外侧而用树脂来灌注补片，使用中空针和真空贮存器迫使树脂到达纤维补片的内侧，以及通过中空针去除纤维补片中的过多树脂。该方法还包含，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除中空针。补片可以具有最大厚度的区域。插入中空针通过使中空针的尖端穿过纤维补片的最大厚度的区域来执行。该方法进一步包含，从补片并从袋撤回中空针，以及密封真空袋中的、由中空针从真空袋的撤回所引起的孔。使树脂流入补片的外侧并使用中空针和真空贮存器迫使树脂到达纤维补片的内侧可以使用受控的局部大气压力树脂灌注来执行。

根据进一步实施例，提供了一种使用具有内侧和外侧的干纤维补片的树脂灌注对复合结构的区域进行返工的设备。该设备包含真空袋和中空针，所述真空袋适合于被放置在补片的外侧上方，用于压紧补片，所述中空针穿过真空袋并且适合于向下延伸通过补片的厚度。该设备还包含中空针与真空袋之间的真空密封件和真空管路，所述真空管路与中空针耦接，用于在补片的内侧处产生真空。该设备可以进一步包含树脂的贮存器和真空源，所述树脂的贮存器用于在受控的局部大气压力下将树脂供应到补片的外侧，所述真空源与中空针耦接，用于在补片的内侧处产生真空并迫使过多树脂离开补片。

总的来说，根据本发明的一个方面，提供了一种对结构的区域进行返工的方法，其包括，将补片放置在结构上；从补片的外侧将真空源插入到补片中；以及使用真空源来迫使树脂通过补片到达补片的内侧。

该方法有利的是，其中将补片放置在结构上包括，将干纤维补片放置在结构上，以及将粘合加强层放置在干纤维补片与结构之间。

该方法有利的是，其进一步包括，将真空袋放置在补片的外侧上方；以及通过使树脂从其外侧流入补片而用树脂灌注补片。

该方法有利的是，其进一步包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真空源。

该方法有利的是，其进一步包括，形成部分地通过结构的厚度的割切口，并且其中将纤维补片放置在结构上包括将补片的内侧倚着割切口的底部进行放置，并且插入真空源包括将中空针向下插入通过补片的最厚部分、大体上到达割切口的底部。

该方法有利的是，其中插入真空源进一步包括，将中空针插入通过真空袋，并形成中空针与真空袋之间的大体真空密封。

该方法有利的是，其中从补片去除真空源包括，从补片并从真空袋撤回中空针，以及密封真空袋中的、在中空针通过真空袋的插入期间由真空袋的穿透所引起的孔。

该方法有利的是，其中将真空源插入到补片中包括，在补片的区域上方的间隔开的位置处将多个中空针插入通过补片。

该方法有利的是，其进一步包括，使用不同的树脂压力用树脂灌注补片。

该方法有利的是，其中使树脂从其外侧流入补片包括，将树脂分配管放置在真空袋下方的补片的外侧上，以及将树脂供应到树脂分配管中。

根据本发明的另一方面，提供了一种对结构的区域进行返工的方法，其包括：形成部分地通过结构的厚度的割切口；制作具有内侧和外侧的干纤维补片；将纤维补片安装在割切口内，包括将纤维补片的内侧倚着结构放置在割切口的底部处；将真空袋安装在纤维补片上方；从纤维补片的外侧将真空设备插入通过纤维补片；用树脂灌注纤维补片；使用真空设备迫使树脂通过纤维补片到达纤维补片的内侧；以及在纤维补片已经用树脂进行灌注之后，从纤维补片去除真空设备。

该方法有利的是，其中将真空设备插入通过纤维补片包括，将中空针插入通过真空袋和纤维补片，直至中空针的尖端已经大体上穿透纤维补片的最厚部分。

该方法有利的是，其进一步包括，形成真空袋与中空针之间的大体真空密封。

该方法有利的是，其进一步包括，在纤维补片已经用树脂进行灌注之后，从纤维补片并从袋撤回中空针。

该方法有利的是，其进一步包含，密封真空袋中的、由中空针从真空袋的撤回所引起的孔。

该方法有利的是，其中用树脂灌注纤维补片通过在受控的大气压力下将树脂引到纤维补片的外侧上来执行。

该方法有利的是，其中引入树脂包括，将螺旋缠绕管围绕纤维补片的外侧的周边放置，用于将树脂引入到纤维补片的外侧上；以及将螺旋缠绕管与树脂的贮存器耦接，所述树脂的贮存器适合于在局部大气压力下向螺旋缠绕管供应树脂。

该方法有利的是，其中在真空设备已经从纤维补片去除之后，压紧纤维补片被执行并被维持。

该方法有利的是，其进一步包括，通过中空针的末端从纤维补片去除过多树脂。

根据本发明的又一方面，提供了一种仅从复合结构的一侧对复合结构的区域进行返工的方法，其包括：在复合结构的一侧中形成割切口；将纤维补片安装在该割切口中，包括与结构接触地放置纤维补片的内侧；将粘合加强层放置在干纤维补片与结构之间；将真空袋安装在纤维补片上方；将中空针插入通过真空袋并向下插入到纤维补片中，直至针的尖端靠近纤维补片的内侧；形成中空针与真空袋之间的密封；将中空针与真空贮存器耦接；压紧干纤维补片；通过使树脂流入纤维补片的外侧而用树脂灌注纤维补片，以及使用中空针和真空贮存器迫使树脂到达纤维补片的内侧；通过中空针从纤维补片去除过多树脂；在纤维补片已经用树脂进行灌注之后，从纤维补片去除真中空针；密封真空袋中的、由真空袋被中空针的穿透所引起的孔；以及通过排空真空袋来压紧树脂灌注的纤维补片。

该方法有利的是，其中纤维补片具有最大厚度的区域，并且插入中空针通过使中空针的尖端穿过纤维补片的最大厚度的区域来执行。

该方法有利的是，其进一步包括，从纤维补片并从真空袋撤回中空针，以及密封真空袋中的、由中空针从真空袋的撤回所引起的孔。

该方法有利的是，其中使树脂流入纤维补片的外侧并使用中空针和真空贮存器迫使树脂到达纤维补片的内侧可以使用受控的局部大气压力树脂灌注来执行。

根据本发明的又一方面，提供了一种使用具有内侧和外侧的干纤维补片的树脂灌注对复合结构的区域进行返工的设备，其包括：真空袋，其适合于被放置在纤维补片的外侧上方，用于压紧纤维补片；中空针，其穿过真空袋并且适合于向下延伸通过纤维补片的厚度；中空针与真空袋之间的真空密封件；以及真空管路，其与中空针耦接，用于在纤维补片的内侧处产生真空。

根据本发明的另一方面，提供了进一步包括树脂的贮存器，用于在受控的局部大气压力下将树脂供应到纤维补片的外侧；以及真空源，其与中空针耦接，用于在纤维补片的内侧处产生真空，并迫使过多树脂离开纤维补片。

特征、功能和优点能够在本公开的各种实施例中单独地实现，或可以在另一些实施例中被组合，其中参见以下说明和附图能够看出进一步的细节。

附图说明

在所附的权利要求中阐述了被认为是示例性实施例的特性的新颖特征。但是，当结合附图阅读本公开的示例性实施例的以下详细描述时，将更好地理解示例性实施例与优选的使用模式、进一步目的及其优势，其中：

图1是用于从其一侧对结构的区域进行返工的设备的功能方框图的图示。

图2是具有使用公开的设备进行返工的区域的结构的透视图的图示。

图3是在图2中示出的区域的分解透视图的图示。

图4是沿着图2中的线4–4所截取的剖视图的图示。

图5是使用替代形式的设备进行返工的大面积结构的平面图的图示。

图6是对结构进行返工的方法的流程图的图示。

图7是从其一侧对结构进行返工的方法的流程图的图示。

图8是使用公开的方法和设备对复合蒙皮区域进行返工的方法的流程图的图示。

图9是飞行器生产和使用方法的流程图的图示。

图10是飞行器的方框图的图示。

具体实施方式

首先参照图1，公开的实施例涉及用于对结构20的区域22(在下文中有时也被称为"返工区域")进行返工的方法和设备，该区域可能包含不均匀(未示出)或可能需要增强。区域22可以使用返工补片24来进行返工，以便使区域22在设计或性能规范之内。不均匀可以包含但不限于在制造的时候或当结构20投入使用时发生的冲击损坏、裂缝、破裂或孔隙。

在图示的示例中，结构20包含复合飞行器蒙皮20，但是公开的方法可以被用来对由各种材料中任意种制成的其他结构进行返工，所述材料包括但不限于金属、金属复合材料和陶瓷。

结构20包括内侧34和外侧32，所述内侧34难以或不能被维护/修补人员接近，为了使用返工补片24对区域22进行返工、增强和/或修补(在下文中被共同称为"返工")的目的，所述外侧32能够被人员接近。如在下面更详细地讨论的，公开的方法和设备仅允许从结构20的一侧对区域22进行返工，在图示的示例中，所述侧是结构20的外侧32。

为了从外侧32对区域22进行返工，可以在返工区域22内去除(被称为割切)结构20的包含不均匀的部分，由此形成割切腔26，所述割切腔26具有小于结构20的厚度"t"的深度"d"。换言之，割切腔26仅部分地穿透结构20的厚度"t"。在图示的示例中，割切腔26具有锥形侧27和平的底部30，但是在另一些应用中，侧27可以不是锥形的，并且底部30可以不是平的。

返工区域38已经从外侧32被割切到期望的深度"d"，返工补片24被制作并被放置在割切腔26中。返工补片24具有内侧33和外侧37。返工补片24包含例如通过将多层干纤维增强件堆叠并结合在一起制作的干纤维预制件，所述干纤维增强件可以包含编结或编织的织物。返工补片24的几何形状可以匹配割切腔26的几何形状。例如，在图示的应用中，返工补片24的外边缘可以是锥形的，以匹配割切腔26的锥形侧27。但是，在另一些应用中，割切腔26和返工补片24可以具有其他横截面轮廓，包括但不限于台阶性轮廓。此外，虽然图示了干纤维返工补片24，但是使用已经用树脂增粘或预浸渍(预浸)的纤维性增强补片来执行公开的方法是可能的。

可以是柔韧的真空袋36被放置在返工补片24上方，并且被密封到返工补片24的外侧32上的结构20的表面38。真空袋36与合适的真空发生器45和贮存器44耦接，所述贮存器44排空真空袋36，以便在树脂灌注之前、期间和/或之后压紧返工补片24。可以使用树脂灌注系统35来执行返工补片24的树脂灌注，其中所述树脂灌注系统35包含受控的压力树脂贮存器46、可去除的真空源42和受控的真空贮存器44。树脂灌注系统35的一些部件可以类似于在2008年2月26日出版的美国专利号7,334,782中示出的那些部件，其整个内容通过引用被并入本文。上面提到的美国专利公开了一种受控的大气压力树脂灌注系统(CAPRI)，其中树脂贮存器46被排空至大气压力之下的压力，并且可以结合真空袋36的循环(重复)压紧来控制真空辅助的树脂转移过程。但是，使用其他类型的树脂灌注技术和装备来执行公开的方法是有可能的。此外，公开的方法可以在没有压热器的情况下执行。

真空源42沿着修补补片24的内侧33、靠近割切腔26的底部30被放置在返工补片24的最厚部分下面。真空源42通过真空管路40与真空贮存器44耦接，所述真空管路40可以穿过真空袋36。来自树脂贮存器46的树脂通过树脂供应管48被供应到补片24的外侧37。真空源42用于沿补片24的内侧33、在割切腔26的底部30处将压力降低至低于通过真空发生器45产生的、补片24的外侧37处的真空袋36内的压力的压力水平。通过真空源42沿着补片24的内侧33产生的压力降低导致补片24的内侧与外侧33、37之间的压力差，所述压力差迫使树脂流过返工补片24的整个厚度。真空源42还消除了返工补片24的最厚部分中靠近内侧33的高压区域，其可以以其它方式导致引起孔隙的空气滞留。流过补片24到达在割切腔26的底部30处的补片24的内侧33的过多树脂通过真空管路40被远离移动到真空贮存器44中。在返工补片24的树脂灌注之后，真空源42从树脂灌注的补片24去除，并且在固化之前被密封。

现在注意图2、图3和图4，图2、图3和图4图示了用于对结构20的区域26进行返工的设备的一个可行实施例。在这个示例中，结构20包含复合层压蒙皮20，诸如在飞行器行业中使用那些。返工区域22仅被部分地割切(图2和图4)通过蒙皮20的厚度，从而导致具有锥形侧27(参见图3)和大致平的底部30的割切腔26。包含干纤维预制件的返工补片24被制作，并被放置在割切腔26内，其中返工补片24的内侧33与结构20接触。返工补片24可以具有大体上匹配割切腔26的锥形侧27的锥形边缘29(图4)。释放层片66被放置在返工补片24上方。释放层片66允许树脂流过其中，并且可以包含但不限于多孔聚四氟乙烯涂覆的玻璃纤维。在附图中示出的示例性实施例中，割切腔26和返工补片24均为大体圆形形状。但是应当注意，公开的方法和设备可以被用来对其中割切腔26和返工补片24非圆形(例如椭圆形、正方形等)的区域22进行返工。

多孔流动介质62的一个或更多个层片(在附图中示出了两个层片)(诸如但不限于，玻璃纤维)覆盖释放层片66，并用于将树脂分配在返工补片24的区域上方。流动介质62可以包括在中心的大致圆形或其他形状的切口64，所述切口64用于产生帮助引起期望波阵面的树脂流入返工补片24的"死区"。在一些应用中，在补片24的几何形状不需要的情况下，切口64可以是不必需的。圆形形状的螺旋缠绕的树脂分配管60被设置在流动介质62的顶部上，并围绕其周边延伸，其中所述树脂分配管60可以由尼龙或类似材料形成。取决于应用，树脂分配管60可以具有其他几何形状，并且与树脂供应管48耦接。树脂供应管48包括入口54，所述入口54与树脂贮存器46(图1)耦接，所述树脂贮存器46在受控的压力下将树脂供应到树脂分配管60。真空袋36覆盖返工补片24以及树脂分配管60，并且借助于合适的密封剂70被密封到蒙皮20的外表面38，所述密封剂70可以包含密封胶条。

之前结合图1讨论的真空源42可以包含真空设备，诸如真空针50。中空针50的一端上的尖端25是开口的，而中空针50的另一端与真空管路40耦接。中空针50穿透47真空袋36，并穿过流动介质62中的中心切口64，向下进入修补补片24，使得中空针50的开口尖端25大体上沿着返工补片24的最厚部分的内侧33被定位在割切腔26的底部30处。合适的密封剂52在中空针50穿透47(图4)真空袋36的点处形成中空针50与真空袋36之间的大体真空密封，其中所述密封剂52可以类似于真空袋密封剂70。

在使用中，在返工补片24已经被被放置在割切腔26中并且，树脂分配管60和流动介质62已经被安装之后，可以开始树脂灌注，并且真空袋36被排空，以将压紧压力施加于返工补片24。在压力下从树脂贮存器46供应的树脂流过树脂供应管48，并且然后流入树脂分配管60，树脂在所述树脂分配管60流到流动介质62上并流过流动介质62。流动的树脂覆盖流动介质62，这帮助将流动的树脂均匀地分配在返工补片24的上表面上方。真空贮存器44在真空管路40中产生导致中空针50的开口尖端25降低返工补片24的最厚部分处靠近割切腔26的底部30的压力的真空。开口尖端25处的低压力区域小于即将到来的树脂上的压力。开口尖端25处降低的压力引起返工补片24中的任何空气或其他挥发物被迫离开，而树脂被迫向下通过返工补片24到达其最厚部分。压力梯度确保返工补片24用树脂充分灌注，并且在树脂灌注过程中空气未被滞留在返工补片24内。过多树脂与存在于返工补片24中的任何空气/挥发物一起被移动到尖端25中，并且被移动通过中空针50进入到将过多树脂/空气/挥发物运送到真空贮存器44的真空管路40。

返工补片24可以通过使用真空袋36被周期地压紧。在这里，空气被引入到干纤维预制件中，并且然后以周期的方式被排空，由此进一步压紧预制件。树脂贮存器46中的压力可以与真空袋36内的压力相关地改变，以便当用树脂灌注返工补片24时，更好地控制施加于返工补片24的净压紧压力。针50的开口尖端25的尺寸可以被选择为，允许树脂足够自由地流过针50，以克服针50的壁上的自然摩擦力，同时最小化在真空袋36中作出的穿透的直径。当返工补片24几乎完全浸渍有树脂时，过多树脂将开始流过中空针50、进入真空管路40，并被收集在真空贮存器44中。可以调整真空袋36内的真空压力量，以便引起过多树脂流入到针50中。还可以调整真空贮存器44内的压力，以便引起过多树脂流过中空针50并流入真空贮存器44。在返工补片24的树脂灌注完成后并且在固化之前，针50可以从从返工补片24中撤回，并且由于之前针50的穿透而留在真空袋36中的孔(未示出)可以使用合适的密封剂(诸如真空袋密封剂)来密封，以便在固化期间维持袋36的真空完整性。

取决于应用，靠近返工补片24的具有大面积的较厚部分放置不只一个真空源42(图1)可以是必需或期望的。例如，参照图5，相对大面积的返工补片24在间隔开的位置处被提供有多个中空针50。密封件52将每一个针50密封到覆盖返工补片24的整个区域的真空袋36。一系列树脂离开管路40耦接中空针50和真空贮存器24，所述真空贮存器24在针50的位置处降低返工补片24中的内部压力。树脂通过螺旋缠绕的树脂分配管60流入到返工补片24中，所述树脂分配管60通过树脂供应管48与树脂贮存器46耦接。

图6示出了使用真空源42对结构20进行返工的方法的总体步骤，其中所述真空源42被放置在补片24之内并且被用来使树脂流过补片24。在步骤67处开始，合适的补片24被放置在结构20上，其中补片24的内侧33与结构20接触。在69处，真空源42从补片24的外侧37被插入到补片24中。然后，在步骤71处，真空源42被用来使树脂流过补片24到达补片24的内侧33。如果需要，粘合层片(标称厚度为0.005-0.010英寸)或增强熔合线39的其他装置可以被放置在干纤维补片24与割切腔26之间。

现在注意图7，图7图示了使用树脂灌注的返工补片24对结构20的区域进行返工的另一方法的总体步骤。在72处开始，干纤维返工补片24被放置在结构20上，使得补片24的内侧33与结构20接触。如果需要，粘合层片(标称厚度为0.005-0.010英寸)或增强熔合线39的其他装置可以被放置在干纤维补片24与割切腔26之间。在74处，真空袋36被放置在返工补片24上方，并被密封到结构20。如果需要，真空袋36可以被排空，以在其用树脂的灌注之前压紧干纤维返工补片24。在76处，真空源42被定位在返工补片24的内侧33处。在步骤78处，树脂流动到返工补片24的外侧37上，并且在80处，真空源42被用来迫使树脂向下通过返工补片24到达返工补片24的内侧33，同时降低补片24的内侧33上的压力。在步骤82处，真空源42在返工补片24用树脂灌注之后被去除。当在步骤78和80期间返工补片24用树脂进行灌注时，真空袋可以36可以维持返工补片24上期望水平的压紧压力。在步骤84处，树脂灌注的返工补片24可以通过降低真空袋36内的压力被进一步压紧。在步骤86处，树脂灌注的补片24被固化。

图8图示了根据公开的实施例的对复合蒙皮20进行返工的方法的步骤。在88处，如通过将编织或编结的干织物的层堆叠在一起来准备干纤维预制件返工补片24。在90处，准备并且清洁要进行返工的区域22中的蒙皮20，并且如果需要，可以被割切以去除不均匀并形成返工补片24可以被放置在其中的割切腔26。在步骤92处，返工补片24被安装在割切腔26中。如果需要，粘合层片(标称厚度为0.005-0.010英寸)或增强熔合线39的其他装置可以被放置在干纤维补片24与割切腔26之间。可选地，在步骤94处，最终层片(未示出)可以被应用在返工补片24上方。在步骤96处，分离介质(诸如释放层片66)被安装，紧随其后，在步骤98处流动介质62被安装。在步骤100处，树脂供应管被安装并与树脂贮存器46连接，所述树脂供应管可以包含螺旋缠绕的树脂分配管60。在102处，真空袋36以密封的方式被安装在返工补片24上方。在步骤104处，中空针50被插入通过真空袋36并通过返工补片24的最厚部分，并且针50被密封到真空袋36。在中空针50的插入期间，针50的开口尖端25被定位在割切腔的底部处、在返工补片24具有最大厚度的位置处、在返工补片24的内侧33处。

在106处，树脂离开管路40被连接在中空针50与真空贮存器44之间。在步骤108处，真空袋36被排空，以开始压紧返工补片24。在110处，树脂流动通过使树脂经过树脂分配管60从树脂贮存器46流动到流动介质62上而开始。在112处，树脂经过返工补片24的流动通过控制树脂贮存器46与真空贮存器44的相对压力来控制，其中树脂贮存器46向返工补片24供应树脂，并且真空贮存器44被用来局部地降低返工补片24的最厚部分处的压力并使过多树脂离开。在114处，中空针50被用来将真空应用在割切腔26的底部30处，这既降低了返工补片24的最厚部分处的压力，也迫使过多树脂远离返工补片24进入真空贮存器44。通过中空针50应用的真空低于即将到来的树脂上的压力，由此产生驱动树脂流向割切腔26的底部的压力差。在116处，完成树脂灌注过程，紧随其后，在118处，针50从返工补片24撤回，并且由于之前针50的穿透而留在真空袋中的孔被密封。在步骤120处，返工补片24被固化，并且在122处，如果必要，固化的返工补片24可以被修剪、被清洁、被磨光并被平滑。

本公开的实施例可以应用于各种潜在应用，尤其是应用于运输行业中，包括例如航空航天、船舶、汽车应用以及可以使用自动铺设设备的其他应用。因此，现在参照图9和图10，本公开的实施例可以用于在图9中示出的飞行器制造与使用方法124以及在图10中示出的飞行器126的背景下。公开的实施例的飞行器应用可以包括例如但不限于复合蒙皮及其他负载承载结构。在预制造期间，示例性方法124可以包括飞行器126的规格与设计128以及材料采购130。在生产期间，发生飞行器126的部件与子组件制造132以及系统集成134。此后，飞行器126可以经历认证与交付136，以便投入使用138。当由客户使用时，飞行器126被安排进行日常维护与保养140，其还可以包括更改、重新配置、翻新等。当飞行器126投入使用时，公开的方法可以被用来对飞行器126的结构区域进行返工、修补或增强。

可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)执行或实施方法124的每个过程。为了该描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任意数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任意数量的售卖者、分包商和供应商；以及操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。

如在图10中示出的，通过示例性方法124生产的飞行器126可以包括带有多个系统144的机身142和内部146。高级系统144的示例包括推进系统148、电气系统150、液压系统152和环境系统154中一个或更多个。可以包括任意数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例，但是本公开的原理可以应用于其它行业，诸如船舶以及汽车工业。

在本文中呈现的系统和方法可以在生产与使用方法124的任意一个或更多个阶段期间使用。例如，当飞行器126投入使用时，对应于生产过程128的部件或子组件可以被返工。同样，例如通过充分加快飞行器126的装配或降低飞行器126的维护成本，可以在生产阶段132和134期间使用一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合。类似地，在飞行器126投入使用时，一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合可以(例如但不限于)被用于维护与检修140。

为了图示说明和描述的目的，已经提出了不同的图示性实施例的描述，其并不意欲是穷举的或局限于所公开形式的实施例。很多修改和变化对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。此外，与另一些说明性实施例相比，不同的说明性实施例可以提供不同的优点。所选的实施例或多个实施例被选择和描述，以便更好地解释实施例的原理、实际应用，并使本领域其他普通技术人员能够理解各种实施例的公开内容，其中适合于特定用途的各种修改是可预期的。

Claims (12)

1.一种对结构的区域进行返工的方法，其包含：

将补片放置在所述结构上；

从所述补片的外侧将真空源插入到所述补片中；以及，

使用所述真空源迫使树脂通过所述补片到达所述补片的内侧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将补片放置在所述结构上包括：

将干纤维补片放置在所述结构上，以及

将粘合加强层放置在所述干纤维补片与所述结构之间。

3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其进一步包含：

将真空袋放置在所述补片的所述外侧上方；以及

通过使树脂从补片的所述外侧流入所述补片而用树脂来灌注所述补片。

4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包含：

在所述补片已经用树脂进行灌注之后，从所述补片去除所述真空源。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包含：

形成部分地通过所述结构的厚度的割切口，并且

其中将所述纤维补片放置在所述结构上包括，将所述补片的所述内侧倚着所述割切口的底部进行放置，并且插入所述真空源包括，将中空针向下插入通过所述补片的所述最厚部分、大体上到达所述割切口的所述底部。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中插入所述真空源进一步包括，将所述中空针插入通过所述真空袋，并形成所述中空针与所述真空袋之间的大体真空密封。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中从所述补片去除所述真空源包括：

从所述补片并从所述真空袋撤回所述中空针，以及

密封所述真空袋中的、在所述中空针通过所述真空袋的插入期间由所述真空袋的穿透所引起的孔。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将真空源插入到所述补片中包括：

在所述补片的区域上方的间隔开的位置处将多个中空针插入通过所述补片。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包含：

使用不同的树脂压力用树脂灌注所述补片。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中使树脂从补片的所述外侧流入所述补片包括：

将树脂分配管放置在所述真空袋下方的所述补片的所述外侧上，以及

将树脂供应到所述树脂分配管中。

11.一种使用具有内侧和外侧的干纤维补片的树脂灌注对复合结构的区域进行返工的设备，其包含：

真空袋，其适合于被放置在所述纤维补片的所述外侧上方，用于压紧所述纤维补片；

中空针，其穿过所述真空袋，并且适合于向下延伸通过所述纤维补片的厚度；

所述中空针与所述真空袋之间的真空密封件；以及

真空管路，其与所述中空针耦接，用于在所述纤维补片的所述内侧处产生真空。

12.根据权利要求11所述的设备，其进一步包含：

树脂的贮存器，用于在受控的局部大气压力下将树脂供应到所述纤维补片的所述外侧；以及

真空源，其与所述中空针耦接，用于在所述纤维补片的所述内侧处产生真空，并迫使过多树脂离开所述纤维补片。