CN110167745A - 共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法 - Google Patents

共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110167745A
CN110167745A CN201880006154.8A CN201880006154A CN110167745A CN 110167745 A CN110167745 A CN 110167745A CN 201880006154 A CN201880006154 A CN 201880006154A CN 110167745 A CN110167745 A CN 110167745A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tsc
partially cured
temperature
component
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880006154.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110167745B (zh
Inventor
K·M·纳尔逊
T·J·舍伍德
H·达拉尔
F·N·阮
李东延
吉冈健一
秀雄·安德鲁·小柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Boeing Co
Original Assignee
Toray Industries Inc
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc, Boeing Co filed Critical Toray Industries Inc
Publication of CN110167745A publication Critical patent/CN110167745A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110167745B publication Critical patent/CN110167745B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73753—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being partially cured, i.e. partially cross-linked, partially vulcanized
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/18—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools
    • B29C65/20—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools with direct contact, e.g. using "mirror"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/022—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping
    • B29C66/0224—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping with removal of material
    • B29C66/02241—Cutting, e.g. by using waterjets, or sawing
    • B29C66/02242—Perforating or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/022—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping
    • B29C66/0224—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping with removal of material
    • B29C66/02245—Abrading, e.g. grinding, sanding, sandblasting or scraping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/028—Non-mechanical surface pre-treatments, i.e. by flame treatment, electric discharge treatment, plasma treatment, wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
    • B29C66/131—Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/47—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces
    • B29C66/474—Joining single elements to sheets, plates or other substantially flat surfaces said single elements being substantially non-flat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7214—Fibre-reinforced materials characterised by the length of the fibres
    • B29C66/72141—Fibres of continuous length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73751—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being uncured, i.e. non cross-linked, non vulcanized
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7394—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset
    • B29C66/73941—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoset characterised by the materials of both parts being thermosets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/914—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/9141—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature
    • B29C66/91411—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature, the heat or the thermal flux by controlling or regulating the temperature of the parts to be joined, e.g. the joining process taking the temperature of the parts to be joined into account
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/91—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux
    • B29C66/919—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges
    • B29C66/9192—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. temperature diagrams
    • B29C66/91951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. temperature diagrams in explicit relation to time, e.g. temperature-time diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/02—Preparation of the material, in the area to be joined, prior to joining or welding
    • B29C66/022—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping
    • B29C66/0224—Mechanical pre-treatments, e.g. reshaping with removal of material
    • B29C66/02241—Cutting, e.g. by using waterjets, or sawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/737—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined
    • B29C66/7375—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured
    • B29C66/73755—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the state of the material of the parts to be joined uncured, partially cured or fully cured the to-be-joined area of at least one of the parts to be joined being fully cured, i.e. fully cross-linked, fully vulcanized
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3082—Fuselages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3076—Aircrafts
    • B29L2031/3085—Wings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本文公开了共胶接第一热固性复合材料(TSC)和第二TSC以界定固化复合材料部件的方法。所述方法包括将第一TSC部分固化至目标固化状态(SOC)以界定第一部分固化TSC。所述部分固化至少部分地基于所述部分固化期间第一TSC的最大温度和第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间。所述方法还包括将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件和加热所述部分固化TSC组件以将第一部分固化TSC胶接至第二TSC，固化所述部分固化TSC组件，并制得固化复合材料部件。

Description

共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固 化复合材料部件的方法
相关申请
本申请要求于2017年3月16日提交的名称为“共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法”的美国临时专利申请62/472,404号的优先权，特通过援引并入其全部公开内容。
技术领域
本公开一般涉及共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法，更具体地涉及包括在共胶接之前部分固化至少第一热固性复合材料的方法。
背景技术
热固性复合材料用于各种部件、产品和/或工业中。用于这些热固性复合材料的材料可以包括树脂浸渍的纺织品，或纤维束(例如，预浸料)和/或干燥纤维床(例如，预成型件)，其可在固化之前用树脂清扫和/或注入。在任一情况下，树脂(在本文中也可称为热固性树脂)在室温或环境温度下可以是潜在的，非反应性的或至少基本上非反应性的。
这种热固性复合材料通常在柔性未固化状态(在本文中也可称为生坯状态)下叠层，随后被加热。加热使热固性复合材料固化(如通过使树脂交联)，并使热固性复合材料转变成固化状态。交联在本文中也可称为使树脂聚合。
在某些应用中，如航空航天工业，可以由热固性复合材料制成的固化热固性复合材料部件可以非常大。作为实例，可以由热固性复合材料形成航空器的机身舱体部分、航空器的机翼和/或航空器的尾部。这种大型热固性复合材料部件可能需要大叠层芯轴用于叠层，并且还可能需要大加热组件，例如高压釜、烘箱和/或压力机，以固化热固性复合材料部件。大叠层芯轴和大加热组件昂贵且需要大量的工厂空间。因此，经济地制造固化热固性复合材料部件决定了以有效的方式利用大叠层芯轴和/或大加热组件。
热固性复合材料部件可以用共胶接工艺制造，其中将第一热固性复合材料和第二热固性复合材料组合以制得热固性复合材料部件。在共胶接工艺中，至少一种热固性复合材料通常在与另一种热固性复合材料组合之前固化。
固化热固性复合材料的现有技术方法通常依赖于将未固化的热固性复合材料加热至高于阈值温度持续至少阈值时间以制得固化热固性复合材料部件。在几乎所有情况下，这些方法被设计成确保热固性复合材料的完全或几乎完全固化，是固化热固性复合材料的资源密集型方法，并且可能无法最好地利用工厂设备和/或产能。换句话说，现有技术方法可能使热固性复合材料固化的时间长于在热固性复合材料内产生所需和/或目标机械性能所需的时间，并且这种额外的固化时间可能几乎没有益处。
因此，这些现有技术方法可能无法最好地有效利用工厂资源，如叠层芯轴和/或加热组件。当热固性复合材料随后用于共胶接工艺时，这种低效固化尤其明显，因为热固性复合材料可能有效地固化两次。因此，需要一种时间有效的共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化的复合材料部件的方法。
发明内容
本文公开了共胶接第一热固性复合材料(TSC)和第二TSC以界定固化复合材料部件的方法。该方法包括使第一TSC部分固化至目标固化状态(SOC)以界定第一部分固化TSC。所述部分固化至少部分地基于部分固化期间第一TSC的最大温度和第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间。该方法还包括将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件。所述部分固化TSC组件包括在第一部分固化TSC与第二TSC之间的界面区域。该方法还包括加热所述部分固化TSC组件至在界面区域内将第一部分固化TSC胶接到第二TSC，使所述部分固化TSC组件固化，并制得固化复合材料部件。
附图说明
图1是包括可以使用根据本公开的系统和方法形成的复合材料结构的航空器的实例。
图2是可以形成图1的航空器的一部分的机翼的实例。
图3是描绘根据本公开的共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法的流程图。
图4是说明图3的方法的部分的工艺流程。
图5比较了可以用于完全固化复合材料部件的多个时间-温度轨迹与根据本公开的可以用于将复合材料部件部分固化至目标固化状态的多个时间-温度轨迹。
图6是描绘根据本公开的将热固性复合材料固化至目标固化状态的方法的流程图。
图7是可以使用根据本公开的方法的模型热固性复合材料的示例性截面图。
图8是在一组特定工艺条件下的图7的模型热固性复合材料的温度和固化时间程度轨迹的实例。
图9是在多种不同的工艺条件下为图7的模型热固性复合材料生成的多个温度-时间轨迹的实例，其中，所述多个温度时间轨迹各自产生与模型热固性复合材料相同的固化状态。
图10是图7的模型热固性复合材料的温度-时间轨迹的实例，其对于图7的模型热固性复合材料示出了阈值温度、最大温度和热固性复合材料的实际温度大于阈值温度的经过时间。
图11是图7的模型热固性复合材料产生目标固化状态的经过时间对最大温度的关系图。
图12是航空器生产和服役方法的流程图。
图13是航空器的框图。
具体实施方式
图1至13提供了根据本公开的方法150和200、可以使用方法150和/或200制造的热固性复合材料、方法150的工艺流程和/或在方法150和/或200期间可以产生和/或使用的数据和/或信息的说明性非排他性实例。用于相似或至少基本上相似的目的的要素在图1-13各自中用相同的数字标记，这些要素在此可能未参照图1-13各自进行详细讨论。类似地，在图1-13各自中可能并非所有要素均被标记，但在本文中可能使用与其相关的附图标记以保持一致。在不脱离本公开的范围的情况下，这里参照图1-13中的一幅或多幅讨论的要素、元件和/或特征可以包括在图1-13的任何一幅中和/或与图1-13的任何一幅一起使用。
通常，在给定(即，特定)实施方式中可能包括的要素以实线示出，而给定实施方式可选的要素以虚线示出。然而，以实线示出的要素对于所有实施方式并非都是必不可少的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以从特定实施方式中省略以实线示出的要素。
图1是包括复合材料结构800的航空器700的实例，复合材料结构800可包括固化热固性复合材料部件100。根据本公开，热固性复合材料部件100可以至少部分地由热固性复合材料和/或利用方法150和/或200构造。图2是可以形成航空器700的一部分的机翼740的实例。航空器700可以包括多个部件，其包括机架710、机身720、机身舱体730、机翼740和/或稳定器750。
航空器700的复合材料结构800可包括多个复合材料层102，其可以形成固化热固性复合材料部件100和/或可以形成航空器700的任何适合部件的一部分。作为实例，如图1所示，航空器700可以包括蒙皮区段790和/或多个桁条770，所述蒙皮区段790可以形成、覆盖和/或作为航空器700的任何适合部分的外表面，所述多个桁条770与多个框架780一起可以支撑蒙皮区段790的内表面。作为另一个实例，如图2所示，机翼740可以包括多个机翼桁条742，其可以沿机翼的长度延伸。机翼740还可包括多个翼肋744。机翼桁条742和翼肋744一起可形成和/或界定机翼740的内部支撑结构746的至少一部分，其可支撑覆盖机翼740的蒙皮区段790的内表面748。这些蒙皮区段在本文中也可称为机翼蒙皮区段790。蒙皮区段790(或机翼蒙皮区段790)、桁条770、框架780、机翼桁条742、翼肋744和/或内部支撑结构746可以至少部分地或甚至完全地由复合材料层102形成和/或可以是可以利用本文公开的方法200形成的固化热固性复合材料部件100。
图3是描绘根据本公开的将第一热固性复合材料(TSC)和第二TSC(彼此)共胶接以形成和/或界定固化复合材料部件的方法150的流程图，而图4是说明图3的方法的部分的工艺流程。方法150包括在155处部分固化第一和/或第二TSC，并且可包括在160处将剥离层与第一和/或第二TSC分离。方法150还可以包括在165处预处理第一和/或第二部分固化TSC和/或在170处完全固化第二TSC。方法150还包括在175处将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件以及在180处加热部分固化TSC组件以制造固化复合材料部件。
在155处部分固化第一TSC和/或第二TSC可以包括部分固化至期望和/或目标固化状态(SOC)和/或部分固化至分别产生和/或生成第一部分固化TSC和/或第二部分固化TSC。第一TSC和/或第二TSC在本文中通常可称为TSC。第一部分固化TSC和/或第二部分固化TSC在本文中通常可称为部分固化TSC。
可以至少部分地基于第一TSC和/或第二TSC的在155处的部分固化期间分别经历的最大温度来建立、确定和/或指定目标SOC。作为补充或者作为另一种选择，可以至少部分地基于第一TSC和/或第二TSC的实际温度分别大于阈值温度的在155处的部分固化期间的经过时间来建立、确定和/或指定目标SOC。155处的部分固化的更具体的实例在图6中示出并在本文中更详细地讨论。
155处的部分固化在图4中示意性地示出。其中，如130处所示的未固化的TSC部分固化以形成和/或界定部分固化TSC，如132所示。在根据本公开的方法150的一个实例中，未固化的TSC(在图4中的130处示出)可以包括和/或是第一TSC，并且部分固化TSC(在图4中的132处示出)可以包括和/或是第一部分固化TSC。
与在175处组合之前完全固化第一TSC的现有技术方法相比，包括155处的部分固化的方法200可以花费显著更短的时间。作为这种时间节省的实例，图5比较了可以用于使热固性复合材料完全固化的多个时间-温度轨迹与根据本公开的可以用于将TSC固化到至目标SOC的多个时间-温度轨迹。用于完全固化TSC的常见时间-温度轨迹的实例在图5的145处示出，而根据本公开的部分固化TSC的实例时间-温度轨迹在146处示出。在147处示出了用于产生轨迹146的加热环境的温度的实例。如图所示，与利用方法150相关的时间节省可以是显著的。作为实例，时间节省可以是至少30％，至少35％，至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，和/或至少60％。与现有技术方法相比，这种时间节省可以导致更有效的设备利用率，降低的制造成本，降低的劳动力成本和/或降低的效用成本。
固化复合材料部件可以包括在可以使用本文公开的方法形成、制造和/或固化的任何适合的热固性复合材料部件(如图1-2的热固性复合材料部件100)中和/或形成其一部分。作为实例，第一TSC、第二TSC和/或固化复合材料部件可以包括多个复合材料的层或叠层。所述层可以包括多条纤维和/或由多条纤维形成。纤维可以用热固性树脂涂覆和/或浸渍。在这些条件下，TSC在本文中也可称为预浸渍或预浸料材料。然而，其他TSC也在本公开的范围内。作为实例，TSC可以包括干纤维床和/或涂布、输注和/或注入热固性树脂的织物。
纤维的实例包括任何适合的碳纤维、聚合物纤维、玻璃纤维、有机纤维、无机纤维、芳族聚酰胺纤维、硅纤维、金属纤维、铝纤维、硼纤维、碳化钨纤维、天然存在的纤维和/或人造纤维。纤维可以以任何适合的方式相对于彼此布置。实例包括随机取向的短切纤维、单丝束、窄丝束、机织织物、垫、针织织物、束和/或编织物。纤维可以是长的(例如，长度超过10毫米)或短的(例如，长度小于10毫米)。
热固性树脂的实例包括可以利用外部施加的能量源使用固化剂和/或交联化合物固化以形成和/或界定三维交联网络的任何适合的树脂。热固性树脂的实例包括热固性环氧树脂、热固性胶粘剂、热固性聚合物、环氧树脂、环氧酚醛清漆树脂、酯树脂、乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂、马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、间苯二酚树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯并噁嗪树脂、聚氨酯和/或它们的混合物。
如所讨论的，用于使未固化的TSC固化的现有技术方法通常被配置为产生和/或生成完全固化的或至少基本上完全固化的TSC，并且可能使未固化的TSC低效地固化，从而不能最好地利用工厂资源。对于用作共接合工艺(其中，第一完全固化的TSC与第二未固化的TSC组装以产生TSC组件，并且所述TSC组件第二次固化以制造固化复合材料部件并将第一TSC和第二TSC胶接在一起)的一部分的TSC尤其如此。
换句话说，虽然不是必需的，但是本文公开的方法通常用于使未固化的TSC(如第一TSC和/或第二TSC)固化至与现有技术的完全固化的或者至少基本上完全固化的TSC不同的目标SOC。本文中可称为制造和/或生成具有目标SOC的部分固化TSC的这种方法可以是制造工艺(如图3-4中所示并在此讨论的共胶接工艺)中的中间步骤。本文公开的方法150和/或200可以表示或可在本文中称为用于固化TSC和/或用于制造固化复合材料部件的精益的时间优化和/或节省时间的方法。
部分固化TSC的目标SOC在本文中也可称为部分固化TSC的固化状态、目标固化状态、固化程度和/或目标固化程度，并且可以以任何适合的方式定义。作为实例，目标SOC可以定义为包含部分固化TSC的树脂内的交联的期望和/或目标百分比和/或树脂的期望和/或目标反应转化百分比，或者通过其来定义。目标SOC的实例包括至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至多95％、至多90％、至多85％、至多80％、至多75％、至多70％、至多65％、至多60％、至多50％和/或至多40％的SOC。当TSC具有目标SOC时，暴露于紫外光可能导致TSC的额外固化和/或降解。因此，在155处的部分固化可以包括对TSC或部分固化TSC屏蔽紫外光，如将部分固化TSC保持在目标SOC和/或保护部分固化TSC免于降解。可以至少在175处的组合之前和/或在180处的加热之前保持该屏蔽。
如本文所用，短语“未固化的TSC”和/或“生胚TSC”可以指未固化、至少基本上未固化、尚未有目的地固化、处于柔性状态、处于热固性复合材料可以叠层、成型和/或成形的状态、未被加热和/或在包含热固性复合材料的树脂内具有小于阈值百分比的交联的热固性复合材料。作为实例，未固化的TSC的交联百分比可以小于20％，小于15％，小于10％，小于5％，和/或小于1％。
如本文所用，短语“固化TSC”和/或“固化热固性复合材料部件”可以指已完全或至少基本上完全固化的热固性复合材料。作为实例，固化TSC的SOC可以大于部分固化TSC的SOC和/或可以是至少80％，至少85％，至少90％，至少95％，至少99％，和/或至少基本上或有效地100％。
如本文所用，短语“部分固化TSC”可以指利用本文公开方法的已部分固化至目标SOC的热固性复合材料。如本文更详细讨论的，这种部分固化TSC可以表现出固化TSC的许多物理特性，而同时表现出不完全和/或小于可比的完全固化TSC的SOC的相应SOC。
如本文所用，短语“热固性复合材料”或首字母缩写“TSC”可以指具有任何适合SOC的任何适合的热固性复合材料。因此，短语“热固性复合材料”和/或首字母缩写词“TSC”通常可用于指未固化TSC、固化TSC和/或部分固化TSC。
本文公开的方法通常被描述为适用于热固性复合材料，并且本文公开了这种热固性复合材料的实例。然而，这些方法也可以应用于不一定是复合材料的体相热固性材料和/或与其一起使用，这也在本公开的范围内。这种体相热固性材料的实例是在本文公开的TSC中使用的树脂。考虑到这一点，在不脱离本公开的范围的情况下，短语“热固性复合材料”和/或首字母缩略词“TSC”在本文中可以用短语“体相热固性材料”代替。
TSC的目标SOC可以被选择和/或建立为使得已经固化到目标SOC的所得部分固化TSC在功能上类似于可比的完全固化TSC，至少相对于可用于制造TSC组件的共胶接工艺而言如此。作为实例，部分固化TSC可以表现出与可比的完全固化TSC类似的机械性能，例如刚度、硬度和/或模量在可比的完全固化TSC的刚度、硬度和/或模量的10％、5％和/或1％以内。作为另一个实例，部分固化TSC可以是利用部分固化TSC和/或可比的完全固化TSC的制造工艺中的可比的完全固化TSC的适合替代品。这些类似的机械性能可足以使部分固化TSC在共胶接工艺的情况下与可比的完全固化TSC类似地或甚至相同地起作用。然而，这些类似的机械性能仍然可能不同于可比的完全固化TSC的性质或者可能无法使部分固化TSC代替可比的完全固化TSC而运行。
作为更具体的实例，部分固化TSC可以在不损坏的情况下，在制造环境中的下游处理期间以与可比的完全固化TSC相同的方式进行处理。作为另外的实例，部分固化TSC可以以与可比的完全固化TSC类似或甚至相同的方式进行搬运、修整、钻孔、检查、机械加工和/或制备以用于共胶接。
除了部分固化TSC和可比的完全固化TSC之间的上述机械和/或加工相似性之外，与可比的完全固化TSC相比，部分固化TSC可以表现出其他有益的或甚至改善的特性。作为实例，相对于可比的完全固化TSC，部分固化TSC可以表现出较低的吸湿性。作为更具体的实例，部分固化TSC的吸湿性可以比可比的完全固化TSC所显示的吸湿性小0.05重量％(wt％)、0.1重量％、0.15重量％和/或0.2重量％，并且随着部分固化TSC的SOC与可比的完全固化TSC的SOC之间的差异越大，这种吸湿性差异可能增大。
在本公开的范围内，第一TSC和/或第二TSC可以包括剥离层，其至少部分地或甚至完全地分别覆盖第一TSC和/或第二TSC的区域。这样的区域可以在部分固化TSC组件内的第一TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸。在这些条件下，155处的部分固化可以包括在剥离层分别覆盖第一TSC和/或第二TSC的区域的情况下进行部分固化；并且方法150还可以包括分别将剥离层与第一TSC和/或第二TSC分离，如160处所示。当进行时，160处的分离可以在155处的部分固化之后和/或在175处的组合之前并且可以包括分离以在175处的组合期间允许第一部分固化TSC与第二TSC之间的直接物理接触。剥离层可以用于减少界面区域的环境污染和/或诱导界面区域内的表面活化和/或表面纹理。
剥离层可以包括和/或是聚合物剥离层和/或聚酯剥离层。当使用剥离层时，在除去剥离层时第一和/或第二部分固化TSC上存在的残留物和/或污染物的量可与最大温度和/或与经过时间直接相关或成比例。因此，155处的部分固化可以包括限制最大温度和/或限制经过时间，如在剥离层分离之后和/或由于来自剥离层的残留物所致，降低第一和/或第二部分固化TSC和/或界面区域的污染可能性。
在165处预处理第一部分固化TSC和/或第二部分固化TSC可以包括以任何适合的方式进行预处理，并且可以在155处的部分固化之后并且在175处的组合之前进行。165处的预处理的实例包括修整部分固化TSC、检查部分固化TSC、机械加工部分固化TSC和/或钻孔部分固化TSC中的一种或多种。
165处的预处理的另一个实例包括清洁部分固化TSC和/或清洁部分固化TSC的在部分固化TSC组件中的第一部分固化TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸的区域(例如，第一部分固化TSC与第二TSC之间进行胶接的区域)。165处的预处理的另外的实例包括从部分固化TSC的区域除去剥离层、等离子蚀刻部分固化TSC的区域，打磨部分固化TSC的区域和/或溶剂擦拭部分固化TSC的区域中的一种或多种。
170处的完全固化第二TSC可以包括使第二TSC固化至完全或至少基本上完全固化的SOC，并且可以在175处的组合之前进行。换句话说，170处的完全固化可以包括完全固化至产生和/或生成第二完全固化TSC。在这些条件下，175处的组合可以包括将第一部分固化TSC与第二完全固化TSC组合以产生和/或生成部分固化TSC组件。完全或基本上完全固化的SOC的实例包括至少90％，至少92.5％，至少95％，至少97.5％或至少基本上100％的SOC。
175处的将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件可以包括将任何适合数量的部分固化TSC与任何适合数量的未固化、部分固化和/或完全固化的TSC组合以形成和/或界定在第一部分固化TSC与第二TSC之间延伸的界面区域。第一部分固化TSC和第二TSC可以在界面区域内彼此接触或直接接触。
175处的组合可以包括将胶粘剂施加到界面区域，这在本公开的范围内。然而，这不是必需的，并且175处的组合可以包括在不将胶粘剂施加到界面区域的情况下进行组合，这也在本公开的范围内。换句话说，在175处的组合之后，界面区域可以不含在第一部分固化TSC与第二TSC之间延伸的胶粘剂。
175处的组合在图4中示意性地示出。其中，如136和138处所示，部分固化TSC 132可以与另一个TSC 134组合以形成和/或界定部分固化TSC组件142，其包括在TSC 132和TSC134之间延伸的界面区域143。如136处所示，界面区域143可以不含胶粘剂；然而，如138处所示，胶粘剂140可以在界面区域内延伸。
在根据本公开的方法150的一个实例中，部分固化TSC 132可以包括和/或是第一部分固化TSC，而另一个TSC 134可以包括和/或是第二TSC。在175处的组合期间和/或在180处的加热之前第二TSC可以具有和/或界定任何适合的SOC，这在本公开的范围内。作为实例，第二TSC在180处的加热之前可以是未固化的。作为另一实例，第二TSC可以小于阈值SOC。阈值SOC的实例包括小于50％，小于40％，小于30％，小于20％，小于10％，小于5％，和/或小于1％的阈值SOC。
作为另一个实例，方法150可以包括在175处的组合之前使第二TSC部分固化，如通过和/或利用155处的部分固化。在这些条件下，第二TSC可以部分固化至第二SOC以界定第二部分固化TSC，第二SOC可以与第一部分固化TSC的SOC相同或不同。作为另一个实例，方法150可以包括在175处的组合之前使第二TSC完全固化，如通过在170处进行完全固化。
180处的加热部分固化TSC组件以制造固化复合材料部件可包括加热至在界面区域内将第一部分固化TSC胶接到第二TSC和/或使部分固化TSC组件固化。换句话说，180处的加热可以包括加热以形成和/或界定固化复合材料部件，并且固化复合材料部件可以是至少第一部分固化TSC和第二TSC的组件、固化组件和/或胶接组件。然而，在固化复合材料部件中，第一部分固化TSC和第二TSC都完全固化。180处的加热可以以任何适合的方式进行，包括本文关于图6的方法200讨论的那些。固化复合材料部件的实例在图4中的144处示出。
图6是描绘根据本公开的固化热固性复合材料(TSC)(如图3-4的第一热固性复合材料和/或第二热固性复合材料)至目标固化状态(SOC)的方法200的流程图。这可以包括固化以产生和/或生成部分固化TSC，如图3-4的第一和/或第二部分固化TSC。如所讨论的，方法200可以是155处的部分固化的更详细描述，这将在本文中参照图3进行讨论。因此，155处的部分固化可以包括本文中参照方法200描述的任何适合的步骤。类似地，方法200可以包括本文中参照155处的部分固化描述的任何适合的步骤。
方法200可以包括在210处提供过程关联和/或在220处选择温度上阈值。方法200包括在230处加热热固性复合材料(TSC)和在240处停止加热TSC。210处的提供可以包括在212处进行多次热模拟和/或在214处生成过程关联。在230处的加热期间，方法200包括在232处监控TSC的实际温度，在234处确定TSC的最大温度，以及在236处确定TSC高于阈值温度的经过时间。
210处的提供过程关联可以包括为TSC和/或为TSC的固化提供任何适合的过程关联或校准。过程关联可描述在部分固化TSC中产生和/或生成目标SOC的多个时间-温度轨迹，其可由TSC得到。作为实例，过程关联可以描述对于给定阈值温度在部分固化TSC内产生和/或生成目标SOC的在236处的确定期间确定的经过时间与在234处的确定期间确定的最大温度的组合。
过程关联可以随着TSC的变化、阈值温度的变化和/或目标SOC的变化而不同。换句话说，过程关联可以特定于给定配置中的给定TSC(例如，给定的TSC化学性质，给定的TSC厚度，给定的叠层芯轴配置等)、给定阈值温度和给定目标SOC。过程关联的实例包括过程关联曲线(其描述和/或示出产生目标SOC的最大温度的值与经过时间的对应值之间的函数关系)、过程关联查找表(其描述了产生目标SOC的成对的最大温度值与经过时间的相应值)和/或过程关联函数(其描述或拟合产生目标SOC的最大温度的值与经过时间的相应值之间的函数关系)。
可以以任何适合的方式选择和/或建立阈值温度。作为实例，可以至少部分地基于TSC的组成或化学组成来选择阈值温度。作为另一个实例，阈值温度可以包括或者是在其之上TSC内的交联以足以使TSC在合理的或经济上可行的时间范围内进行处理或固化的速率发生的温度。作为另一个实例，阈值温度可以包括或者是用于交联TSC的最低温度。作为另一个实例，阈值温度可以包括或者是TSC的所得固化速率在固化TSC和/或部分固化TSC中产生可接受的机械性能的温度。阈值温度的实例包括至少70℃，至少80℃，至少90℃，至少100℃，至少110℃，至少120℃，至少130℃，至少135℃，至少140℃，至少145℃，至少150℃，至少155℃，至少160℃，至少165℃，至少170℃，至多200℃，至多195℃，至多190℃，至多185℃，至多180℃，至多175℃，至多170℃，至多165℃，至多160℃，和/或至多155℃的阈值温度。
210处的提供可以包括以任何适合的方式提供。作为实例，210处的提供可以包括从TSC的半经验模型、TSC的固化动力学和/或TSC的热传递模型得到过程关联。作为另一个实例，210处的提供可以包括在特定条件和/或固化工艺参数下实验得到过程关联，例如通过将TSC固化至目标SOC。特定条件和/或固化工艺参数的实例包括阈值温度、经过时间、温度斜率或变化、速率和/或最大温度。当210处的提供包括实验得到过程关联时，TSC的SOC也可以通过实验和/或以任何适合的方式确定。
作为更具体的实例，210处的提供可以包括利用212处的进行和214处的生成来提供过程关联。在这种方法中，可以提供和/或建立模型模拟TSC。图7中示出了TSC的这种模型70的实例，其中TSC(以包括多个层82的未固化热固性复合材料叠层80的形式)置于在支持体、叠层和/或固化芯轴90上，或如图4中的虚线所示，在两个叠层芯轴90之间。如图7中的虚线进一步所示，方法200可以包括在诸如烘箱和/或高压釜等加热组件60内固化模型70。加热组件60可以界定加热环境62。
如图7中的虚线所示，控制器50可以适配、配置、设计、构造和/或利用为控制加热组件60的运行，如通过和/或利用本文公开的方法200。还如图7中的虚线所示，可以利用一个或多个温度检测器52来监控热固性复合材料叠层80的温度。温度检测器52(存在时)可以配置成将热固性复合材料叠层的温度传送至控制器50；控制器50可以至少部分地基于由温度检测器52测量的热固性复合材料叠层的温度来控制加热组件60的运行。加热组件60、加热环境62、控制器50、温度检测器52和/或模型70在本文中也可称为用于使热固性复合材料固化的系统40。
210处的提供可以特定于给定和/或选择的TSC。因此，TSC或模拟模型TSC中的变化可以产生、生成和/或要求不同的过程关联。TSC中的这种变化的实例可以包括叠层芯轴90的配置的变化、叠层芯轴90的存在和/或不存在、热固性复合材料叠层80的化学组成的变化、热固性复合材料叠层80内的层82数量的变化和/或热固性复合材料叠层80的厚度变化中的一种或多种。
212处的进行可以包括在模拟模型TSC上和/或利用模拟模型TSC进行多次热模拟。所述多次热模拟包括TSC的动力学模型，并且针对用于TSC的固化的多种不同的工艺条件进行。用于TSC的多种不同工艺条件的实例包括在230处的加热期间使用的多个加热环境温度、在230处的加热期间使用的TSC的多个不同加热速率、TSC的多个不同的厚度、TSC的多个不同的传热系数、在230处的加热期间支撑TSC的支撑芯轴的多个不同厚度和/或用于支撑芯轴的多个不同的传热系数中的一种或多种。多次热模拟可以至少部分地基于固化动力学和/或TSC的传热模型。
在图8中示出了多次热模拟中的单次热模拟的实例。其中，TSC的TSC温度110、用于加热TSC的加热环境的环境温度112、以及TSC的SOC 114被绘制为固化时间的函数。在热模拟中，环境温度上升到稳态温度113，然后在降低之前保持在稳态温度一段时间。响应于来自加热环境的热传递，TSC温度110升高到最大温度111，然后响应于环境温度112的降低而降低。最大温度111在这里也可以称为在加热真实TSC期间由真实TSC实现的最大温度111。响应于如TSC温度110所示的TSC的总热循环，TSC的SOC 114增加到最终SOC 115。
图9示出了对于包括图8的热模拟在内的多次热模拟的作为时间的函数的TSC温度110。为了生成图9中所示的各种TSC温度110曲线，针对用于叠层芯轴90的各种不同材料、用于叠层芯轴90的各种不同厚度、用于热固性复合材料叠层80的各种不同厚度以及图7的模型TSC 70和加热环境62之间的各种不同传热系数进行多次热模拟。所示热模拟各自使图7的TSC变至相同、期望和/或目标SOC(例如，大约75％，如图8所示)。另外，利用相同的加热廓线生成各个所示的热模拟(例如，如图8的环境温度112所示)；然而，这不是必需的，并且在本公开的范围内，多次热模拟可以利用多种不同的加热廓线。
在214处的生成过程关联可以包括利用来自所述多次热模拟各自的信息。作为实例，并且如图10所示，214处的生成可以包括对于所述多次热模拟各自确定最大温度111和高于阈值温度120的经过时间125。作为另一个实例，并且如图11所示，214处的生成可以包括对于所述多次热模拟各自将经过时间绘制为最大温度的函数。然后可以将图11的关系图用作过程关联，如图8中的130所示。可以针对特定SOC(如在图11的实例中的75％)创建这样的过程关联。
作为补充或者作为另一种选择，图11的关系图可以进行曲线拟合以提供在此讨论的过程关联函数133，和/或用于生成图11的关系图的数据可以用于生成在此讨论的过程关联查找表。过程关联函数133(在使用时)可以包括和/或定义经过时间与最大温度之间的任何适合的函数关系。过程关联函数133的实例包括线性函数、多项式函数和/或弓形函数。
在220处的选择温度上阈值可以包括为230处的加热期间的TSC选择任何合适的温度上阈值。在220处的选择可以在230处的加热之前进行；并且当方法200包括220处的选择时，230处的加热可以包括将TSC的最大温度维持在低于温度上阈值。
热固性复合材料在加热和/或固化时可能发生放热反应。该放热反应(在本文中也可称为放热)可以导致TSC的温度升高、快速升高和/或升高至高于用于加热TSC的加热环境的温度。因此，放热反应可能使控制和/或调节TSC的温度更加困难；然而，可以选择温度上阈值以降低放热的可能性和/或避免放热，从而实现更精确地控制TSC的温度和/或在230处的加热期间经历的TSC的最大温度。
作为补充或者作为另一种选择，在TSC上进行方法200之后可以利用部分固化TSC进行的某些下游制造步骤可能受到在230处的加热期间达到的部分固化TSC的最大温度和/或TSC高于阈值温度的经过时间的影响。作为实例，当TSC用于共胶接工艺时，TSC与未固化的TSC之间的胶接强度可能受到TSC在230处的加热期间经历的高温的负面影响。因此，220处的选择可以用于改善共胶接工艺中经历的胶接强度。
在230处的加热TSC可以包括以任何合适的方式和/或利用任何合适的结构加热TSC。作为实例，230处的加热可以包括通过对流热传递加热到TSC、通过传导热传递加热到TSC和/或通过辐射热传递到TSC的加热中的一种或多种。作为更具体的实例，230处的加热可以包括在加热组件(如图7的加热组件60)内加热和/或加热支撑芯轴(如图7的叠层芯轴90，其在230处的加热期间支撑TSC)。
作为另一个实例，230处的加热可以包括通过提高加热环境的温度而在围绕TSC的加热环境(如图7的加热环境62)内加热。作为又一个实例，230处的加热可以包括将TSC暴露于热源和/或使用、经由和/或利用热源将热能施加到TSC。在这些条件下，在240处的停止可以包括停止利用热源将热能施加到TSC。
当230处的加热包括用热源加热时，230处的加热还可以包括将热源的温度升高到保温或稳态温度(如图8的稳态温度113)并将在稳态温度下的热源温度保持阈值保温时间。稳态温度大于阈值温度；并且，当方法200包括在220处的选择时，稳态温度可以小于温度上阈值。稳态温度的实例包括至少80℃，至少90℃，至少93.3℃，至少100℃，至少110℃，至少120℃，至少130℃，至少140℃，至少150℃，至少160℃，至少170℃，至少179.4℃，至少180℃，至少190℃，至少200℃，至多250℃，至多225℃，至多200℃，至多190℃，至多180℃，至多170℃，至多160℃，至多150℃，至多140℃，至多130℃，至多120℃，至多110℃，至多100℃，和/或至多95℃的稳态温度。
如所讨论的，在230处的加热期间，方法200包括在232处的监控TSC的实际温度，在234处的确定TSC的最大温度，以及在236处的确定TSC高于或大于阈值温度的经过时间。在232处的监控TSC的实际温度可以包括使用、经由和/或利用诸如图7的温度检测器52等温度检测器进行监控。温度检测器的实例包括但不限于热电偶、电阻热检测器(RTD)和/或红外(IR)温度传感器。
在本公开的范围内，232处的监控可以包括监控TSC上的选择、指定和/或预定位置的选择温度，监控TSC的平均温度，和/或监控TSC的最低温度。作为补充或者作为另一种选择，232处的监控还可以包括监控在TSC上的多个间隔开的位置处的TSC的多个实际温度。TSC的实际温度在本文中也可以称为和/或可以是部件温度、TSC的部件温度、TSC的温度、TSC的测量温度和/或TSC的监控温度。在本公开的范围内，可以在TSC上测量或直接测量TSC的实际温度，如通过温度检测器和TSC之间的直接热接触。作为补充或者作为另一种选择，在本公开的范围内，也可以间接地测量、计算和/或推断TSC的实际温度，如通过了解围绕TSC的加热环境的温度。
在234处的确定TSC的最大温度可以包括测量和/或确定在230处的加热期间TSC达到的最大温度。当232处的监控包括监控TSC的单个位置和/或平均温度时，最大温度可以是TSC的单个位置的最大温度和/或平均温度的最大值。作为另一种选择，当232处的监控包括在TSC上的多个间隔开的位置处进行监控时，TSC的最大温度可以包括或者是在TSC上的多个间隔开的位置中的最低温度位置处测量的TSC的最低监控温度。这种最低监控温度在本文中也可称为TSC的滞后温度和/或滞后温度检测器的温度。最低监控温度可以表示部分固化TSC上的多个间隔开的位置中的最小固化位置的温度。这样，在最低监控温度的位置处的SOC可以是部分固化TSC上的多个间隔开的位置中的部分固化TSC的最小或最低SOC。
在236处的确定TSC高于或大于阈值温度的经过时间可以包括确定当TSC的实际温度超过阈值温度时开始并且当启动停止时结束的时间段或经过时间。该经过时间的实例在图10中示出，并在此参照该图更详细地讨论。大体上，图10示出了TSC的温度超过阈值温度的整个时间。由于在240处的停止之后TSC可能需要有限量的冷却时间以冷却到低于阈值温度，因此TSC的温度超过阈值温度的整个时间可能大于236处的确定期间确定的经过时间。作为补充或者作为另一种选择，236处的确定可以包括冷却时间的估计，并且因此可以估计总经过时间作为估计冷却时间和当TSC的实际温度超过阈值温度时开始并且当启动停止时结束的时间段之和。
在240处的停止加热TSC可以包括至少部分地基于TSC的最大温度(如在234处的确定期间确定的)以及经过时间(如在236处的确定期间确定的)来停止。作为实例，240处的停止可以包括至少部分地基于TSC的最大温度与经过时间之间的关系来停止或启动停止。这种关系的实例在图11中示出，并在此参照该图更详细地讨论。
作为更具体的实例，当方法200包括210处的提供时，240处的停止可以包括响应于指示TSC已经达到或将达到目标SOC(例如，TSC是部分固化TSC)的过程关联来停止。作为另一个更具体的实例，当方法200包括210处的提供时，240处的停止可以包括响应于经过时间超过对于TSC的最大温度产生目标SOC的阈值经过时间来停止。作为又一实例，当方法200包括210处的提供时，240处的停止可以包括响应于最大温度超过对于当前经过时间产生目标SOC的阈值最大温度来停止。
240处的停止可以包括以任何合适的方式停止。作为实例，240处的停止可以包括停止向TSC施加热量。作为另一实例，240处的停止可以包括降低在230处的加热期间围绕TSC的加热环境的温度。
本文公开的方法150和/或200可以提供优于用于固化和/或共胶接TSC的现有技术方法的若干显著益处。作为实例，并且如所讨论的，现有技术方法通常被配置为通过确保热固性复合材料在阈值温度之上持续至少阈值时间而使热固性复合材料完全或至少基本上完全固化。因此，这些现有技术方法忽略了热固性复合材料达到的最大温度，忽略了热固性复合材料在固化过程中所采用的温度轨迹，和/或忽略了热固性复合材料的峰值放热温度超过上阈值温度的时间。如所讨论的，这通常导致或要求热固性复合材料的低效固化(例如，固化比产生希望和/或目标机械性能所需的时间更长)并且在固化过程中引入低效率。
与此相反，本文公开的方法150被配置为将第一部分固化TSC与第二TSC共胶接。如所讨论的，第一部分固化TSC未完全固化，这可显著减少形成和固化该固化复合材料部件所需的总时间。这种时间节省的实例在图5中示出并在此参照其进行讨论。如所讨论的，第一部分固化TSC的固化时间的减少可以是约50％。还如所讨论的，当剥离层用于保护第一部分固化TSC与第二TSC之间的界面区域时，与共胶接的现有技术方法相比，第一部分固化TSC通常在界面区域中表现出较少的残留物和/或污染。因此，与现有技术的共胶接方法相比，方法150可以使第一TSC和第二TSC共胶接而不需要清洁其间的界面区域和/或可以产生更强的固化复合部件。本文公开的方法150和200被配置为将TSC固化至任何合适的SOC，包括小于完全固化的SOC。方法150和200基于TSC的高于阈值温度的经过时间和最大温度来控制固化过程，并因此考虑TSC在固化过程期间采用的温度轨迹。对温度轨迹的这种考虑提供了将TSC可再现地固化到目标SOC和/或不会低效地固化TSC所需的附加信息。方法150和/或200还允许在固化过程期间调节固化时间，以响应意外事件，例如由于停电造成的热中断等。
现参照图12-13，可以在如图12所示的航空器制造和服务方法900和/或如图13所示的航空器700的背景下描述本公开的实施方式。在前期生产期间，示例性的方法900可以包括航空器700的规格和设计905以及材料获取910。在生产期间，进行航空器700的元件和子组件制造915和系统整合920。此后，航空器700可以进行认证和交付925以便投入服役930。在客户服役中，航空器700定期进行例行维护和服务935(其还可以包括改装、重新配置、翻新等)。
方法900的每个过程可以由系统整合商、第三方和/或运营商(例如，客户)执行或进行。出于本说明书的目的，系统整合商可以包括但不限于任何数量的航空器制造商和主要系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的供应商、分包商和供货商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
如图13所示，通过示例性方法900生产的航空器700可包括具有多个系统712和内部714的机架710。高级系统712的实例包括推进系统715、电气系统716、液压系统717和环境系统718中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管显示了航空航天的实例，但是本发明的原理可以应用于其他行业，例如汽车行业。
可以在制造和服务方法900的任何一个或多个阶段期间采用本文所体现的方法。例如，对应于元件和子组件制造过程915的元件或子组件可以按照与在航空器700服役时所生产的元件或子组件类似的方式生产或制造。而且，可以在生产阶段915和920期间使用系统实施方式、方法实施方式或其组合中的一种或多种，例如，通过大大加快航空器700的组装或降低航空器700的成本。类似地，当航空器700在服役中时(例如但不限于在维护和服务935期间)，可以使用系统实施方式、方法实施方式或其组合中的一种或多种。
接下来，在工作例的背景下描述本公开。在这些工作例中，90％以上的SOC被认为、用于建模和/或用于近似完全固化的TSC。相反，小于90％的SOC被认为、用于建模和/或用于近似部分固化的TSC。这种模型部分固化TSC和模型完全固化TSC在本文中可以统称为所得TSC。
在第一实施例中，由多个层82形成若干未固化的热固性复合材料叠层80，并且将不含树脂的包括聚酯纤维织物的聚酯干剥离层施加到各个未固化热固性复合材料叠层80的表面上。然后将未固化热固性复合材料叠层80固化至70％至90％的各种固化状态。所得TSC进行两种不同的定量测试。
首先，使用爬鼓剥离试验(根据ASTM D1781)测量剥离层与所得TCS的剥离力。固化至90％SOC的样品的剥离力表现出的剥离力比固化至70％SOC的样品所观察到的剥离力高约35％。该结果表明，较高的SOC在TSC和剥离层之间产生较大的胶接，这可以使得更难除去剥离层和/或可能表明剥离层更大程度地污染TSC。
其次，将剥离层与所得TSC分离后，利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)和X射线光电子能谱(XPS)测量所得TSC上剥离层的残留聚酯成分。TOF-SIMS和XPS结果均表明，与固化至70％SOC的样品相比，固化至90％SOC的样品表现出多3至4倍的聚酯残留物。该结果进一步表明，当TSC达到更大的SOC时，剥离层对TSC的污染风险更大。与现有技术的共胶接方法相比，预期这种污染的减少可以使对后续表面制备的任何需求最小化，并为本文公开的共胶接工艺提供改进的胶接。这种污染的减少还可以促进在相邻TSC之间不使用胶粘剂的共胶接工艺。
在示出方法200的第二工作例中，利用过程关联(诸如图11的过程关联130)来选择工艺条件131，该工艺条件131提供为TSC产生目标SOC的最大温度和相应的经过时间。在工作例中，工艺条件131对应于326.7℉(163.7℃)的最大温度和104分钟的经过时间。基于模型模拟的图11的过程关联130预期提供TSC的SOC约为75％的条件。
随后，将TSC置于高压釜内。进行热循环，其中高压釜内的环境温度112从环境温度上升至约340℉(171℃)的稳态温度113，然后斜降回环境温度。同时，监控TSC温度110，并且响应于环境温度112的上升，TSC温度110升高到最大温度111为326.7℉(163.7℃)。此外，如图10所示，TSC保持在280℉(138℃)的阈值温度120之上，持续104分钟的经过时间125。该热循环使TSC固化至约74.7％的SOC。
在第三工作例中，由多个层82形成若干未固化的热固性复合材料叠层80。未固化的热固性复合材料叠层80然后固化至70％至90％的各种固化状态。所得TSC进行各种工厂处理和/或加工操作，包括钻孔和修整。所得TSC的实验中使用的机械加工表面的质量、钻孔的质量和机床的磨损寿命均发现在对于完全固化TSC进行的工厂处理和/或加工操作所定义的可接受的工厂限制范围内。
在第四工作例中，未固化的热固性复合材料叠层80由多个层82形成。然后将未固化热固性复合材料叠层80固化至不同的固化状态，并对所得TSC进行多种机械性能测试。
在第一机械性能测试中，未固化的热固性复合材料叠层80固化至69％至94％的固化状态，并根据ASTM D7264分析弯曲性能。结果表明，样品中的极限弯曲应力变化小于11％，样品中的极限弯曲应变变化小于7％，样品中的弯曲模量变化小于4％。
在另一个机械性能测试中，未固化的热固性复合材料叠层80固化至72％至93％的固化状态，并根据ASTM D7137分析损伤区域以评估由于冲击造成的损伤。结果表明，与完全固化热固性复合材料叠层相比，固化到较低SOC的样品通常表现出较小的由于冲击所致的损伤，因此在工厂内处置时可以更耐用。
在第五工作例中，由多个层82形成未固化热固性复合材料叠层80。然后利用本公开的系统和方法固化该未固化热固性复合材料叠层80，以分别实现75％和92％的SOC。所得TSC再次通过示例性固化循环固化以产生超过92％的SOC。注意，根据上述方法将热固性复合材料叠层80固化两次，以在共胶接工艺中复制TSC的完全固化状态，从而验证两种情况之间的TSC的机械性能。最终的TSC进行室温环境(RTA)、180℉干燥和180℉湿润下的0度压缩(ASTM D6641)、开孔压缩(ASTM D 6484)、90度张力(ASTM D3039)以及面内剪切(ASTM3518)试验。在两种情况之间没有观察到显著的机械性能差异(在各种测试中通常小于6％的变化)。
在第六工作例中，由多个层82形成未固化热固性复合材料叠层80。然后使用本公开的系统和方法将未固化热固性复合材料叠层80固化至分别为75％和92％的SOC，以形成第一TSC(具有75％SOC)和第二TSC(具有92％SOC)。将所得TSC与各未固化热固性复合材料叠层80、胶粘剂和部分离型膜(其在测试期间用于引发裂缝形成)组合，以分别产生第一和第二组件。对组件进行示例性固化循环，产生超过92％的SOC，以制造第一和第二最终TSC组件。最终TSC组件进行室温环境(RTA)和180℉环境(180℉/A)下的双悬臂梁(DCB，ASTM D5528)的断裂韧性测试和端部缺口弯曲(ENF，JIS K 7086，日本工业标准测试程序)，用于验证两种情况之间的性能。最终的TSC组件表现出类似的GIC(模式I断裂韧性)值。第一最终TSC组件(从75％固化到92％)表现出更高的GIIC(模式II断裂韧性)值。
在第七工作例中，由多个层82形成未固化热固性复合材料叠层80。两个组件各自包括使用部分离型膜(其在测试期间再次用于引发裂缝形成)组合的两个未固化热固性复合材料叠层80。使用本公开的系统和方法将两个组件分别固化至75％和92％的SOC，以形成第一TSC组件(具有75％SOC)和第二TSC组件(具有92％SOC)。对TSC组件进行示例性固化循环以产生超过92％的SOC从而制造第一和第二最终TSC组件。最终TSC组件进行室温环境(RTA)和180℉环境(180℉/A)下的双悬臂梁(DCB，ASTM D 5528)的断裂韧性测试和端部缺口弯曲(ENF，JIS K 7086，日本工业标准测试程序)，用于验证两种情况之间的性能。最终TSC组件表现出类似的GIC和GIIC值。
根据本公开的发明主题的说明性非排他性实例记载于以下列举的条款：
A1.一种将第一热固性复合材料(TSC)和第二TSC共胶接以界定固化复合材料部件的方法，所述方法包括：
通过加热第一TSC而将第一TSC部分固化至目标固化状态(SOC)以界定第一部分固化TSC，其中，至少部分地基于下述参数建立目标SOC：
(i)第一TSC在部分固化期间的最大温度；和
(ii)在部分固化期间第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间；
将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件，该TSC组件包括在第一部分固化TSC与第二TSC之间的界面区域；和
将所述部分固化TSC组件加热至：
(i)在界面区域内将第一部分固化TSC胶接至第二TSC；
(ii)使所述部分固化TSC组件固化；和
(iii)制得固化的复合材料部件。
A2.条款A1的方法，其中，在组合之前，第一TSC包括剥离层，其中，剥离层至少部分地且可选地完全覆盖在所述部分固化TSC组件内的第一TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸的第一TSC的区域，而且其中，所述部分固化包括在剥离层覆盖在界面区域内延伸的第一TSC的区域的情况下进行部分固化。
A3.条款A2的方法，其中，在组合之前，该方法还包括将剥离层与第一TSC分离。
A4.条款A2-A3中任一项的方法，其中，剥离层包括并且可选地是聚酯剥离层。
A5.条款A2-A4中任一项的方法，其中，所述部分固化包括下述的至少一种：
(i)限制第一TSC的最大温度，可选地降低在剥离层与第一TSC分离之后第一TSC上来自剥离层的残留物的可能性；和
(ii)限制第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间，可选地降低在剥离层与第一TSC分离之后第一TSC上来自剥离层的残留物的可能性。
A6.条款A1-A5中任一项的方法，其中，目标SOC包括下述的至少一种：
(i)第一TSC的树脂内的交联的目标百分比；和
(ii)第一TSC的树脂的目标反应百分比转化率。
A7.条款A1-A6中任一项的方法，其中，当第一TSC已达到目标SOC时，第一TSC在功能上类似于可比的完全固化TSC。
A8.条款A1-A7中任一项的方法，其中，当第一TSC已达到目标SOC时，第一TSC在功能上等同于可比的完全固化TSC。
A9.条款A1-A8中任一项的方法，其中，当第一TSC已达到目标SOC时，第一TSC满足下述的至少一种：
(i)表现出与可比的完全固化TSC相似的机械性能；
(ii)是可比的完全固化TSC的合适替代品。
A10.条款A1-A9中任一项的方法，其中，所述部分固化包括或替代地包括：
(i)将第一TSC加热至大于阈值温度；
(ii)在加热第一TSC期间，监控第一TSC的实际温度；
(iii)在加热第一TSC期间，确定第一TSC达到的最大温度；
(iv)在加热第一TSC期间，确定第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间；和
(iv)至少部分地基于第一TSC的最大温度和经过时间来停止加热第一TSC。
A11.条款A10的方法，其中，至少部分地基于第一TSC的最大温度与经过时间之间的关系来停止加热第一TSC。
A12.条款A10-A11中任一项的方法，其中，该方法还包括为第一TSC的目标SOC提供过程关联或校准。
A13.条款A12的方法，其中，所述过程关联描述了产生目标SOC的第一TSC的经过时间和最大温度的组合。
A14.条款A13的方法，其中，给定目标SOC的过程关联与不同目标SOC的过程关联不同。
A15.条款A13-A14中任一项的方法，其中，给定阈值温度的过程关联与不同阈值温度的过程关联不同。
A16.条款A13-A15中任一项的方法，其中，所述过程关联包括下述的至少一种：
(i)描述产生目标SOC的最大温度的值与经过时间的对应值之间的函数关系的过程关联曲线；
(ii)描述产生目标SOC的成对的最大温度的值和经过时间的对应值的过程关联查找表；和
(iii)描述产生目标SOC的最大温度的值与经过时间的对应值之间的函数关系的过程关联函数。
A17.条款A13-A16中任一项的方法，其中，满足下述的至少一种：
(i)所述过程关联来自第一TSC的半经验模型、第一TSC的固化动力学和第一TSC的传热建模；
(ii)该方法还包括从第一TSC的半经验模型、第一TSC的固化动力学和第一TSC的传热建模得到过程关联；
(iii)所述过程关联是实验推导出的；和
(iv)该方法还包括通过实验推导出过程关联。
A18.条款A13-A17中任一项的方法，其中，停止加热第一TSC包括响应于指示第一TSC已达到目标SOC的过程关联而停止。
A19.条款A13-A18中任一项的方法，其中，停止加热第一TSC包括响应于经过时间超过对于最大温度产生目标SOC的阈值经过时间而停止。
A20.条款A13-A19中任一项的方法，其中，停止加热第一TSC包括响应于最大温度超过对于该经过时间产生目标SOC的的阈值最大温度而停止。
A21.条款A13-A20中任一项的方法，其中，提供过程关联包括针对多种不同的工艺条件进行第一TSC的多次热模拟(其包括固化动力学模型)，并且从所述多次热模拟生成过程关联，其中，所述多次热模拟中的各次热模拟为第一TSC固化至目标SOC建模。
A22.条款A21的方法，其中，所述多种不同的工艺条件包括下述的至少一种：
(i)在加热第一TSC期间使用的多个不同的加热环境温度；
(ii)第一TSC的多个不同的加热速率；
(iii)第一TSC的多个不同厚度；
(iv)TSC的多个不同传热系数，
(v)在加热第一TSC期间支撑第一TSC的支撑芯轴的多个不同厚度；和
(vi)支撑芯轴的多个不同的传热系数。
A23.条款A21-A22中任一项的方法，其中，所述多次热模拟至少部分地基于第一TSC的固化动力学和传热模型。
A24.条款A10-A23中任一项的方法，其中，在加热第一TSC之前，该方法还包括在加热第一TSC期间为第一TSC选择温度上阈值，并且其中，加热第一TSC包括维持第一TSC的最大温度低于温度上阈值。
A25.条款A10-A24中任一项的方法，其中，加热第一TSC包括下述的至少一种：
(i)通过对流传热至第一TSC来加热第一TSC；
(ii)通过传导传热至第一TSC来加热第一TSC；和
(iii)通过辐射传热至第一TSC来加热第一TSC。
A26.条款A10-A25中任一项的方法，其中，加热第一TSC包括下述的至少一种：
(i)在烘箱内加热第一TSC；
(ii)在高压釜内加热第一TSC；和
(iii)加热在加热第一TSC期间支撑第一TSC的支撑芯轴。
A27.条款A10-A26中任一项的方法，其中，加热第一TSC包括通过升高加热环境的温度来加热围绕第一TSC的加热环境内的第一TSC。
A28.条款A10-A27中任一项的方法，其中，加热第一TSC包括将第一TSC暴露于热源。
A29.条款A28的方法，其中，加热第一TSC包括利用热源将热能施加至第一TSC。
A30.条款A29的方法，其中，停止加热第一TSC包括停止利用热源将热能施加到第一TSC。
A31.条款A28-A30中任一项的方法，其中，加热第一TSC包括将热源的温度升高到保温温度并将热源的温度保持在保温温度。
A32.条款A31的方法，其中，所述保温温度是下述的至少一种：
(i)大于最大温度；和
(ii)小于温度上阈值。
A33.条款A31-A32中任一项的方法，其中，所述保温温度是下述的至少一种：
(i)至少80℃，至少90℃，至少93.3℃，至少100℃，至少110℃，至少120℃，至少130℃，至少140℃，至少150℃，至少160℃，至少170℃，至少179.4℃，至少180℃，至少190℃或至少200℃；和
(ii)至多250℃，至多225℃，至多200℃，至多190℃，至多180℃，至多170℃，至多160℃，至多150℃，至多140℃，至多130℃，至多120℃，至多110℃，至多100℃或至多95℃。
A34.条款A10-A33中任一项的方法，其中，停止加热第一TSC包括停止向第一TSC施加热量。
A35.条款A10-A34中任一项的方法，其中，停止加热第一TSC包括降低围绕第一TSC的加热环境的温度。
A36.条款A10-A35中任一项的方法，其中，监控第一TSC的实际温度包括用温度检测器进行监控，可选地，其中所述温度检测器包括下述的至少一种：
(i)热电偶；
(ii)电阻热探测器；和
(iii)红外温度传感器。
A37.条款A10-A36中任一项的方法，其中，监控第一TSC的实际温度包括下述的至少一种：
(i)监控第一TSC上选定位置的选定温度；
(ii)监控第一TSC的平均温度；和
(iii)监控第一TSC的最低测量温度。
A38.条款A10-A37中任一项的方法，其中，监控第一TSC的实际温度包括在第一TSC上的多个间隔开的位置处监控第一TSC的多个实际温度。
A39.条款A38的方法，其中，第一TSC的最大温度是在第一TSC上的所述多个间隔开的位置中的最低温度位置处测量的第一TSC的最低监控温度。
A40.条款A10-A39中任一项的方法，其中，确定经过时间包括确定当第一TSC的实际温度超过阈值温度时开始和当启动停止加热第一TSC时结束的时间段。
A41.条款A1-A40中任一项的方法，其中，进行下述的至少一种：
(i)所述组合包括在加热所述部分固化TSC组件之前将胶粘剂施加到界面区域；和
(ii)所述组合包括在加热所述部分固化TSC组件之前在不将胶粘剂施加到界面区域的情况下进行组合。
A42.条款A1-A41中任一项的方法，其中，在组合之后，界面区域没有在第一部分固化TSC与第二TSC之间延伸的胶粘剂。
A43.条款A1-A42中任一项的方法，其中，在部分固化第一TSC之后并且在组合之前，该方法还包括下述的至少一种：
(i)修整第一部分固化TSC；
(ii)检查第一部分固化TSC；
(iii)机械加工第一部分固化TSC；和
(iv)在第一部分固化TSC中钻出至少一个孔。
A44.条款A1-A43中任一项的方法，其中，在部分固化第一TSC之后并且在组合之前，该方法还包括清洁在所述部分固化TSC组件中的第一TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸的第一部分固化TSC的区域。
A45.条款A44的方法，其中，所述清洁包括下述的至少一种：
(i)从第一部分固化TSC的区域除去剥离层；
(ii)等离子体蚀刻第一部分固化TSC的区域；
(iii)打磨第一部分固化TSC的区域；和
(iv)溶剂擦拭第一部分固化TSC的区域。
A46.条款A1-A45中任一项的方法，其中，加热部分固化TSC组件包括如条款A10-A40中任一项所述的加热第一TSC的任何合适的步骤。
A47.条款A1-A46中任一项的方法，其中，在加热部分固化TSC组件之前，第二TSC未固化。
A48.条款A1-A47中任一项的方法，其中，在加热部分固化TSC组件之前，第二TSC小于阈值SOC，可选地，其中阈值SOC小于50％，小于40％，小于30％，小于20％，小于10％，小于5％或小于1％。
A49.条款A1-A48中任一项的方法，其中，在组合之前，该方法还包括将第二TSC部分地固化到第二目标SOC以界定第二部分固化TSC。
A50.条款A49的方法，其中，第二目标SOC至少部分地基于第二TSC的部分固化第二TSC期间的最大温度和第二TSC的部分固化期间第二TSC的第二实际温度大于第二阈值温度的第二经过时间来建立。
A51.条款A49-A50中任一项的方法，其中，部分固化第二TSC包括进行条款A1-A52中任一项的部分固化第一TSC的任何合适步骤。
A52.条款A1-A51中任一项的方法，其中，在组合之前，该方法还包括完全固化第二TSC。
A53.条款A1-A52中任一项的方法，其中，在部分固化第一TSC之后并且在组合之前，该方法还包括将第一部分固化TSC与紫外光屏蔽。
A54.条款A1-A53中任一项的方法，其中，第一TSC和第二TSC中的至少一个和可选的两者包括并且可选地是复合材料的多个层或叠层。
A55.条款A1-A54中任一项的方法，其中，第一TSC和第二TSC中的至少一个和可选的两者包括多条纤维和热固性树脂，是多条纤维和热固性树脂，或由多条纤维和热固性树脂界定。
A56.条款A55的方法，其中，热固性树脂包括热固性环氧树脂。
A57.条款A1-A56中任一项的方法，其中，所述固化复合材料部件包括下述的至少一种：
(i)蒙皮桁条结构；
(ii)航空器尾翼；和
(iii)航空器机翼。
A58.条款A1-A57中任一项的方法，其中，在所述固化复合材料部件中，第一TSC界定桁条和蒙皮中的一种，第二TSC界定桁条和皮肤中的另一种。
B1.条款A1-A57中任一项的任何方法用于共胶接第一TSC和第二TSC的应用。
C1.使用条款A1-A58中任一项的方法形成的固化复合材料部件。
如本文所使用的，术语“选择性”和“选择性地”在修饰装置的一个或多个部件或特征的动作、运动、配置或其他活动时，意味着该特定动作、运动、配置或其他活动是装置的一个方面或一个或多个部件的用户操纵的直接或间接结果。
如本文所使用的，术语“适配”和“配置”表示要素、部件或其他主题被设计和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适配”和“配置”的使用不应被解释为意指给定要素、部件或其他主题简单地“能够”执行给定功能，而是为了执行该功能而专门选择、创建、实施、利用、编程和/或设计要素、部件和/或其他主题。在本公开的范围内，被陈述为适配于执行特定功能的要素、部件和/或其他陈述的主题可以附加地或作为另选地被描述为配置为执行该功能，反之亦然。类似地，被陈述为配置为执行特定功能的主题可以附加地或作为另选地被描述为可运行执行该功能。
如这里所使用的，关于一个或多个实体的列表的短语“至少一个”应该被理解为表示从实体列表中的任何一个或多个实体中选择的至少一个实体，但不一定包括实体列表中具体列出的各个和每个实体中的至少一个，并且不排除实体列表中的实体的任何组合。该定义还允许除了短语“至少一个”所指的实体列表中具体标识的实体之外的实体可以可选地存在，无论是与具体标识的那些实体相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，在一个实施方式中，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)可以指至少一个，可选地包括多于一个A，不存在B(并且可选地包括除B之外的实体)；在另一个实施方式中，指至少一个，可选地包括多于一个B，不存在A(并且可选地包括除A之外的实体)；在另一个实施方式中，指至少一个，可选地包括多于一个A，以及至少一个，可选地包括多于一个B(并且可选地包括其他实体)。换句话说，短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，其在工作中既是连词又是反意连词。例如，表述“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”各自可以表示单独的A，单独的B，单独的C，A和B在一起，A和C在一起，B和C在一起，A、B和C在一起，以及可选的上述任何一种与至少一种其他实体的组合。
对于本公开的所有装置和方法，不需要本文公开的各种公开的装置的元件和方法的步骤，并且本公开包括本文公开的各种元件和步骤的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。此外，本文公开的各种元件和步骤中的一个或多个可以限定独立的发明主题，其独立于整个公开的装置或方法。因此，不要求这样的发明主题与本文明确公开的特定装置和方法相关联，并且这样的发明主题可以在本文未明确公开的装置和/或方法中找到用途。
如本文所使用的，短语“例如”、短语“作为实例”和/或简单的术语“实例”，在参照根据本公开的一个或多个元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法使用时，旨在表达所描述的元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法是根据本公开的元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法的说明性、非排他性实例。因此，所述元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法并非旨在限制、要求或排他/穷举；并且其他元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法(包括结构上和/或功能上相似和/或等同的元件、特征、细节、结构、实施方式和/或方法)也在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种共胶接第一热固性复合材料(TSC)和第二TSC以界定固化复合材料部件的方法，所述方法包括：
通过加热第一TSC使第一TSC部分固化至目标固化状态(SOC)以界定第一部分固化TSC，其中，目标SOC至少部分地基于以下参数建立：
(i)第一TSC在所述部分固化期间的最大温度；和
(ii)在所述部分固化期间第一TSC的实际温度大于阈值温度的经过时间；
将第一部分固化TSC与第二TSC组合以界定部分固化TSC组件，所述部分固化TSC组件包括第一部分固化TSC与第二TSC之间的界面区域；和
将所述部分固化TSC组件加热至：
(i)在所述界面区域内第一部分固化TSC胶接至第二TSC；
(ii)使所述部分固化TSC组件固化；和
(iii)制得所述固化复合材料部件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述组合之前，第一TSC包括剥离层，其中，所述剥离层至少部分地覆盖在所述部分固化TSC组件中的第一TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸的第一TSC的区域，其中，所述部分固化包括在所述剥离层覆盖在所述界面区域内延伸的第一TSC的区域的情况下进行部分固化，而且，在所述组合之前，所述方法还包括将所述剥离层与第一TSC分离。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述部分固化包括下述的至少一种：
(i)限制第一TSC的所述最大温度；和
(ii)限制TSC的实际温度大于所述阈值温度的所述经过时间。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述部分固化包括：
(i)将第一TSC加热至大于所述阈值温度；
(ii)在加热第一TSC期间，监控第一TSC的实际温度；
(iii)在加热第一TSC期间，确定第一TSC达到的最大温度；
(iv)在加热第一TSC期间，确定第一TSC的实际温度大于所述阈值温度的经过时间；和
(iv)至少部分地基于第一TSC的最大温度和所述经过时间而停止加热第一TSC。
5.如权利要求4所述的方法，其中，至少部分地基于第一TSC的最大温度和所述经过时间之间的关系而停止加热第一TSC。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中，所述方法还包括为第一TSC的目标SOC提供过程关联，其中，所述过程关联描述产生所述目标SOC的所述经过时间和第一TSC的所述最大温度的组合。
7.如权利要求6所述的方法，其中，停止加热第一TSC包括响应于指示第一TSC已达到目标SOC的过程关联而停止。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，提供过程关联包括针对多种不同的工艺条件进行第一TSC的多次热模拟，并且从所述多次热模拟生成过程关联，所述热模拟包括固化动力学模型，其中，所述多次热模拟中的各次热模拟为第一TSC固化至目标SOC建模。
9.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其中，进行下述至少一种：
(i)所述组合包括：在加热所述部分固化TSC组件之前将胶粘剂施加到所述界面区域；和
(ii)所述组合包括：在加热所述部分固化TSC组件之前不将胶粘剂施加到所述界面区域的情况下进行组合。
10.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，在所述组合之后，所述界面区域没有在第一部分固化TSC与第二TSC之间延伸的胶粘剂。
11.如权利要求1～10中任一项所述的方法，其中，在部分固化第一TSC之后并且在所述组合之前，所述方法还包括下述的至少一个步骤：
(i)修整第一部分固化TSC；
(ii)检查第一部分固化TSC；
(iii)机械加工第一部分固化TSC；和
(iv)在第一部分固化TSC中钻出至少一个孔。
12.如权利要求1～11中任一项所述的方法，其中，在部分固化第一TSC之后并且在所述组合之前，所述方法还包括清洁在所述部分固化TSC组件中的第一TSC与第二TSC之间的界面区域内延伸的第一TSC的区域。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述清洁包括下述的至少一种：
(i)从第一部分固化TSC的所述区域除去剥离层；
(ii)等离子蚀刻第一部分固化TSC的所述区域；
(iii)对第一部分固化TSC的所述区域进行打磨；和
(iv)溶剂擦拭第一部分固化TSC的所述区域。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的方法，其中，加热所述部分固化TSC组件包括：在围绕所述部分固化TSC组件的加热环境内通过提高所述加热环境的温度进行加热。
15.如权利要求1～14中任一项所述的方法，其中，第二TSC在加热所述部分固化TSC组件之前是未固化的。
16.如权利要求1～15中任一项所述的方法，其中，在加热所述部分固化TSC组件之前，第二TSC低于阈值SOC，其中，所述阈值SOC小于10％。
17.如权利要求1～16中任一项所述的方法，其中，在所述组合之前，所述方法还包括使第二TSC部分固化至第二目标SOC以界定第二部分固化TSC。
18.如权利要求17所述的方法，其中，第二目标SOC至少部分地基于第二TSC在第二TSC部分固化期间的第二最大温度和在第二TSC部分固化期间第二TSC的第二实际温度大于第二阈值温度的第二经过时间而建立。
19.如权利要求1～18中任一项所述的方法，其中，在所述组合之前，所述方法还包括完全固化第二TSC。
20.如权利要求1～19中任一项所述的方法，其中，所述固化复合材料部件包括下述的至少一种：
(i)蒙皮桁条结构；
(ii)航空器的尾翼；和
(iii)航空器的机翼。
CN201880006154.8A 2017-03-16 2018-03-15 共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法 Active CN110167745B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762472404P 2017-03-16 2017-03-16
US62/472,404 2017-03-16
PCT/US2018/022748 WO2018170330A1 (en) 2017-03-16 2018-03-15 Methods of co-bonding a first thermoset composite and a second thermoset composite to define a cured composite part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110167745A true CN110167745A (zh) 2019-08-23
CN110167745B CN110167745B (zh) 2021-11-02

Family

ID=61874013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880006154.8A Active CN110167745B (zh) 2017-03-16 2018-03-15 共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11247409B2 (zh)
EP (1) EP3595874B1 (zh)
JP (1) JP2020511334A (zh)
KR (1) KR102473358B1 (zh)
CN (1) CN110167745B (zh)
AU (1) AU2018234822B2 (zh)
RU (1) RU2758430C2 (zh)
WO (1) WO2018170330A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220258433A1 (en) * 2019-07-16 2022-08-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composite pre-bonding treatment method
JP7263166B2 (ja) * 2019-07-16 2023-04-24 三菱重工業株式会社 複合材接合体の製造方法
DE102019133562A1 (de) * 2019-12-09 2021-06-10 Oechsler Ag Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Bauteilen zu einem Verbundbauteil
US11752708B2 (en) 2021-09-10 2023-09-12 The Boeing Company Uncured composite structures, cured composite structures, and methods of curing uncured composite structures

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1168317A (zh) * 1996-04-08 1997-12-24 波音公司 两用敷层工具
CN101511567A (zh) * 2006-07-28 2009-08-19 空客西班牙公司 使用两个固化循环的用于制造由复合材料构成的部件的方法
CN102114706A (zh) * 2010-12-29 2011-07-06 江西昌河航空工业有限公司 一种复合材料部件框、梁和蒙皮整体共固化成型方法
CN103963288A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 空中客车运营简化股份公司 可释放零件内应力的飞行器复合材料零件的装配方法
US20140302446A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 The Boeing Company Cure Control for Curable Materials
US20150056433A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Cytec Industries Inc. Bonding of composite materials
US9051062B1 (en) * 2012-02-08 2015-06-09 Textron Innovations, Inc. Assembly using skeleton structure
CN104710943A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 波音公司 使用互穿聚合物网络胶黏剂的复合结构
CN104837605A (zh) * 2012-11-26 2015-08-12 塞特工业公司 复合材料的结合
US9302455B1 (en) * 2012-02-08 2016-04-05 Textron Innovations, Inc. Fast cure process
CN105936131A (zh) * 2015-03-04 2016-09-14 波音公司 用于结合复合材料结构的共固化工艺
CN106079482A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 空中客车营运有限公司 用于制造复合部件的方法
CN106393667A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 波音公司 用于增材制造复合零件的系统和方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2675711B1 (fr) 1991-04-29 1994-09-30 France Autoclave Procede de traitement thermique en autoclave.
US5453226A (en) 1992-02-05 1995-09-26 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Curing of composite materials using extended heat transfer models
US5207956A (en) 1992-02-05 1993-05-04 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Computer-controlled method for composite curing
US6490501B1 (en) 1999-10-06 2002-12-03 Bell Helicopter Textron Inc. Cure monitoring and control system
JP4425424B2 (ja) 2000-05-01 2010-03-03 本田技研工業株式会社 繊維強化複合材からなるジョグル付き半硬化物品の製造方法、及びそれを用いた予備成形構造体の製造方法
JP4218519B2 (ja) 2003-12-26 2009-02-04 戸田工業株式会社 磁界アンテナ、それを用いて構成したワイヤレスシステムおよび通信システム
NL1030029C2 (nl) * 2005-09-26 2007-03-27 Gtm Consulting B V Werkwijze en inrichting voor het verlijmen van componenten tot een samengesteld vormdeel.
DE102007003357A1 (de) * 2007-01-17 2008-07-24 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zum Verbinden eines thermoplastischen Materials mit einem Faserverbundmaterial
US8412380B2 (en) 2007-09-27 2013-04-02 Companjnie Generale des Establissements Cure time adjustment for a rubber article
US8834668B2 (en) 2008-11-19 2014-09-16 The Boeing Company Staged cocuring of composite structures
JP5686994B2 (ja) 2010-07-01 2015-03-18 三菱重工業株式会社 成形体の製造方法
US9486945B2 (en) 2011-05-04 2016-11-08 Toyota Motor Europe Nv/Sa Method and device for curing a thermosetting polymer
FR2995244B1 (fr) 2012-09-07 2014-10-10 Airbus Operations Sas Procede de realisation d'un profile en materiau composite presentant un angle rentrant a partir d'un empilage de couches de fibres
US10972742B2 (en) * 2013-12-19 2021-04-06 Canon Kabushiki Kaisha Encoding process using a palette mode

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1168317A (zh) * 1996-04-08 1997-12-24 波音公司 两用敷层工具
CN101511567A (zh) * 2006-07-28 2009-08-19 空客西班牙公司 使用两个固化循环的用于制造由复合材料构成的部件的方法
CN102114706A (zh) * 2010-12-29 2011-07-06 江西昌河航空工业有限公司 一种复合材料部件框、梁和蒙皮整体共固化成型方法
US9302455B1 (en) * 2012-02-08 2016-04-05 Textron Innovations, Inc. Fast cure process
US9051062B1 (en) * 2012-02-08 2015-06-09 Textron Innovations, Inc. Assembly using skeleton structure
CN104837605A (zh) * 2012-11-26 2015-08-12 塞特工业公司 复合材料的结合
CN103963288A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 空中客车运营简化股份公司 可释放零件内应力的飞行器复合材料零件的装配方法
US20140302446A1 (en) * 2013-04-03 2014-10-09 The Boeing Company Cure Control for Curable Materials
US20150056433A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Cytec Industries Inc. Bonding of composite materials
CN104710943A (zh) * 2013-12-16 2015-06-17 波音公司 使用互穿聚合物网络胶黏剂的复合结构
CN105936131A (zh) * 2015-03-04 2016-09-14 波音公司 用于结合复合材料结构的共固化工艺
CN106079482A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 空中客车营运有限公司 用于制造复合部件的方法
CN106393667A (zh) * 2015-07-31 2017-02-15 波音公司 用于增材制造复合零件的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019118132A (ru) 2021-04-16
RU2758430C2 (ru) 2021-10-28
AU2018234822B2 (en) 2023-01-12
WO2018170330A1 (en) 2018-09-20
RU2019118132A3 (zh) 2021-04-16
CN110167745B (zh) 2021-11-02
EP3595874A1 (en) 2020-01-22
AU2018234822A1 (en) 2019-10-03
US20200055261A1 (en) 2020-02-20
KR102473358B1 (ko) 2022-12-06
KR20190124705A (ko) 2019-11-05
EP3595874B1 (en) 2022-05-25
JP2020511334A (ja) 2020-04-16
US11247409B2 (en) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110167745A (zh) 共胶接第一热固性复合材料和第二热固性复合材料以界定固化复合材料部件的方法
CA2659371C (en) Process for the manufacture of parts made of composite materials with two curing cycles
Dirk et al. A concept for the in situ consolidation of thermoset matrix prepreg during automated lay-up
Park et al. The effects of void contents on the long-term hygrothermal behaviors of glass/epoxy and GLARE laminates
US11440276B2 (en) Methods of making a specimen with a predetermined wrinkle defect
US11566984B2 (en) Methods of making a tubular specimen with a predetermined wrinkle defect
AU2013254936A1 (en) Multi-box wing spar and skin
JP7002559B2 (ja) 熱硬化性複合材を目標硬化状態まで硬化させるシステム及び方法
CA2983956C (en) Methods of making a tubular specimen with a predetermined wrinkle defect
McIlhagger et al. Ulster University, Newtownabbey, Ulster, United Kingdom
Sasal et al. Manufacturing of Nano-treated Lower Panel Demonstrators for Aircraft Fuselage
WO2014086406A1 (en) High speed composite manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant