CN111559092A - 对复合零件用的多份树脂进行混合的成形工具 - Google Patents

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Abstract

涉及对复合零件用的多份树脂进行混合的成形工具。具体地，提供了用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的系统和方法。一个实施方式是如下方法，该方法包括以下步骤：将复合预制件置放在成形工具处；使热固性树脂的第一部份流入成形工具处的混合室中；使与热固性树脂的第一部份化学上不同的热固性树脂的第二部份流入混合室中；在混合室内混合第一部份和第二部份，以形成热固性树脂；以及将热固性树脂从混合室注入到预制件中。

Description

对复合零件用的多份树脂进行混合的成形工具
技术领域
本公开涉及复合材料领域，具体地涉及促进复合零件的铺叠(layup)和固化的系统和装置。
背景技术
可以通过将包括纤维增强材料层的预制件铺叠到具有期望形状的成形工具上来制造复合零件。在铺叠期间，预制件以尚未用树脂润湿的“干燥”状态存在。然后用树脂浸渍预制件并使树脂硬化，这产生复合零件。
可以通过将树脂加热至固化温度来硬化热固性树脂。在固化温度下，树脂内的化学反应被加速到硬化在几分钟内发生的点。在室温下，化学反应仍然存在，但是速率显著降低，这使得热固性树脂能够在硬化之前定形并处理。
如果大体积的热固性树脂被闲置，则该体积内正在进行的化学反应可能使其升温。这提高了该体积的温度，从而导致化学反应速率的提高。反应速率的提高在连续循环中在该体积处生成更多的热量，这导致放热失控和过早固化。因为为了以后使用而不遭遇放热失控，可能不会将大体积的热固性树脂保持在空置状态，所以可能存储用于注入到预制件中的热固性树脂的量有限。这转而限制可以被树脂浸渍并固化成复合零件的预制件的尺寸。
因此，将期望具有将以上所讨论的问题中的至少一些以及其他可能问题考虑在内的方法和设备。
发明内容
本文描述的实施方式提供了适时混合系统，它们将多种液体组分(component)(“部份(part)”)混合在一起来形成热固性树脂。当物理混合以形成热固性树脂时，热固性树脂处的化学反应使其能够固化成固体。通过紧接在将树脂涂敷到预制件之前将热固性树脂的部份混合在一起，在铺叠和成形期间不会使大体积的热固性树脂闲置。因此，防止了热固性树脂的放热失控。
一个实施方式是，一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的方法。该方法包括以下步骤：将复合预制件置放在成形工具处；使热固性树脂的第一部份流入成形工具处的混合室中；使与热固性树脂的第一部份化学上不同的热固性树脂的第二部份流入混合室中；在混合室内混合第一部份和第二部份，以形成热固性树脂；以及将热固性树脂从混合室注入到预制件中。
另外实施方式是，一种用于向预制件注入热固性树脂的方法。该方法包括以下步骤：从单独的存储井朝向混合室驱动多个化学上不同的部份；将所述多个化学上不同的部份在混合室内混合在一起，以形成热固性树脂；以及使热固性树脂的波前从混合室离开并注入到预制件中。
另外实施方式是具体实施编程指令的永久计算机可读介质，这些编程指令在由处理器执行时，可操作为执行用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的方法。该方法包括以下步骤：将复合预制件置放在成形工具处；使热固性树脂的第一部份流入成形工具处的混合室中；使与热固性树脂的第一部份化学上不同的热固性树脂的第二部份流入混合室中；在混合室内混合第一部份和第二部份，以形成热固性树脂；以及将热固性树脂从混合室注入到预制件中。
又一个实施方式是，一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的系统。该系统包括成形工具，该成形工具包括：芯棒，该芯棒限定复合预制件的形状；第一存储井，该第一存储井存储热固性树脂的第一部份；第二存储井，该第二存储井存储与树脂的第一部份在化学上不同的树脂的第二部份；混合室；第一通道，该第一通道从第一存储井通向混合室；以及第二通道，该第二通道从第二存储井通向混合室。
不与权利要求混淆的以下条款中也提及本设备、介质以及方法。
1.一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的方法，该方法包括以下步骤：
将复合预制件置放在成形工具处(206)；
使热固性树脂的第一部份流入成形工具处的混合室中(212)；
使与热固性树脂的第一部份在化学上不同的热固性树脂的第二部份流入混合室中(214)；
在混合室内混合第一部份和第二部份，以形成热固性树脂(216)；以及
将热固性树脂从混合室注入到预制件中(218)。
2.条款1的方法，还包括以下步骤：
向成形工具处的第一存储井装载热固性树脂的第一部份(202)；
向成形工具处的第二存储井装载热固性树脂的第二部份(204)；
在第一存储井、第二存储井以及复合预制件的顶部置放真空袋(208)；以及
经由真空袋施加真空(210)。
3.条款2的方法，其中，
第一部份和第二部份以1：1至1：10的混合比混合，从第一存储井前进到混合室的第一通道具有第一横截面积，从第二存储井前进到混合室的第二通道具有第二横截面积，并且第一横截面积与第二横截面积之比等于混合比。
4.条款2或3中任意一项的方法，其中，
第一部份和第二部份以1：1至1：10的混合比混合；并且
施加在第一存储井处的第一压力与施加到第二存储井处的第二压力之比等于混合比。
5.条款2至4中任意一项的方法，还包括以下步骤：
向成形工具处的第三存储井装载热固性树脂的第三部份，该第三部份与热固性树脂的第一部份在化学上不同，而且与热固性树脂的第二部份在化学上不同；以及
使第三部份从第三存储井流入混合室中，其中，
在混合室内混合第一部份和第二部份还包括混合第三部份。
6.条款2至5中任意一项的方法，还包括以下步骤：
在第一存储井上方的真空袋顶部密封第一盖板；
在第一存储井上方的真空袋顶部密封第二盖板；以及
响应于复合预制件被真空压实，打开使气体能够到达真空袋的、第一盖板中的第一阀并打开使气体能够到达真空袋的、第二盖板中的第二阀。
7.条款1至6中任意一项的方法，还包括以下步骤：
将热固性树脂从混合室抽到储备井，该储备井位于混合室与预制件之间。
8.条款1至7中任意一项的方法，还包括以下步骤：
操作传感器，以确定第一部份和第二部份的混合量。
9.条款1至8中任意一项的方法，还包括以下步骤：
借助通道将第一部份和第二部份驱动到混合室中；以及
将树脂从混合室驱动到预制件中。
10.条款1至9中任意一项的方法，还包括以下步骤：
控制真空压力，以将第一部份和第二部份驱动到混合室中，并且将树脂驱动到预制件中。
11.条款1至10中任意一项的方法，其中，
混合经由静态混合器来执行。
12.条款1至11中任意一项的方法，其中，
混合经由主动混合装置来执行。
13.一种根据条款1至12中任意一项的方法组装的飞机的部分。
根据本方法的另外方面，提供了：
14.一种用于向预制件注入热固性树脂的方法，该方法包括以下步骤：
从单独的存储井朝向混合室驱动多个化学上不同的部份(1502)；
在混合室内将多个化学上不同的部份混合在一起，以形成热固性树脂(1504)；以及
使热固性树脂的波前从混合室离开并注入到预制件中(1506)。
15.条款14的方法，其中，
该方法在用于复合零件的成形工具内执行。
16.条款14或15的方法，还包括以下步骤：
经由主动混合装置在混合室内主动混合化学上不同的部份。
根据本介质的另外方面，提供了：
17.一种具体实施编程指令的永久计算机可读介质，这些编程指令在由处理器执行时，可操作为执行用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的方法，方法包括以下步骤：
将复合预制件置放在成形工具处(206)；
使热固性树脂的第一部份流入成形工具处的混合室中(212)；
使与热固性树脂的第一部份在化学上不同的热固性树脂的第二部份流入混合室中(214)；
在混合室内混合第一部份和第二部份，以形成热固性树脂(216)；以及
将热固性树脂从混合室注入到预制件中(218)。
18.条款17的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
向成形工具处的第一存储井装载热固性树脂的第一部份(202)；
向成形工具处的第二存储井装载热固性树脂的第二部份(204)；；
在第一存储井、第二存储井以及复合预制件的顶部置放真空袋(206)；以及
经由真空袋施加真空(208)。
19.条款18的介质，其中，
第一部份和第二部份以1：1至1：10的混合比混合，从第一存储井前进到混合室的第一通道具有第一横截面积，从第二存储井前进到混合室的第二通道具有第二横截面积，并且第一横截面积与第二横截面积之比等于混合比。
20.条款18或19中任意一项的介质，其中，
第一部份和第二部份以1：1至1：10的混合比混合；并且
施加在第一存储井处的第一压力与施加到第二存储井处的第二压力之比等于混合比。
21.条款18至20中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
向成形工具处的第三存储井装载热固性树脂的第三部份，该第三部份与热固性树脂的第一部份在化学上不同而且与热固性树脂的第二部份在化学上不同；以及
使第三部份从第三存储井流向混合室，其中，
在混合室内混合第一部份和第二部份还包括混合第三部份。
22.条款18至21中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
在第一存储井上方的真空袋顶部密封第一盖板；
在第一存储井上方的真空袋顶部密封第二盖板；以及
响应于复合预制件被真空压实，打开使气体能够到达真空袋的、第一盖板中的第一阀并打开使气体能够到达真空袋的、第二盖板中的第二阀。
23.条款17至22中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
将热固性树脂从混合室抽到储备井，该储备井位于混合室与预制件之间。
24.条款17至23中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
操作传感器,以确定第一部份和第二部份的混合量。
25.条款17至24中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
借助通道将第一部份和第二部份驱动到混合室中；以及
将树脂从混合室驱动到预制件中。
26.条款17至25中任意一项的介质，其中，该方法还包括以下步骤：
控制真空压力,以将第一部份和第二部份驱动到混合室中，并且将树脂驱动到预制件中。
27.条款17至26中任意一项的介质，其中，
混合经由静态混合器来执行。
28.条款17至27中任意一项的介质，其中，
混合经由主动混合装置来执行。
29.一种根据由在条款17至28中的任意一项的计算机可读介质上存储的指令定义的方法组装的飞机的一部分。
根据本系统的另外方面，提供了：
30.一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的系统，该系统包括：
成形工具(100)，该成形工具包括：
芯棒(150)，该芯棒限定复合预制件的形状；
第一存储井(120)，该第一存储井存储热固性树脂的第一部份(310)；
第二存储井(130)，该第二存储井存储树脂的第二部份(320)，该第二部份在化学上不同于树脂的第一部份；
混合室(140)；
第一通道(122)，该第一通道从第一存储井行进到混合室；以及
第二通道(132)，该第二通道从第二存储井行进到混合室。
31.条款30的系统，其中，
第一通道的横截面积与第二通道的横截面积之比等于第一部份与第二部份的混合比。
32.条款30或31中任意一项的系统，其中，
芯棒被配置为接纳预制件(300)，并且成形工具还包括从混合室行进到芯棒的通道(144)。
33.条款30至32中任意一项的系统，还包括：
真空袋，该真空袋被密封到成形工具；和
真空源，该真空源经由端口向真空袋施加真空。
34.条款30至33中任意一项的系统，还包括：
真空袋(400)，该真空袋被置放在成形工具的顶部并在所施加的真空下变形，这使得真空袋的一部分(550)进入第一存储井。
35.条款30至34中任意一项的系统，还包括：
盖板(510)，该盖板被密封在第一存储井上方的真空袋的顶部，并且包括阀(512)，该阀被配置为选择性地使气流能够进入盖板与真空袋之间的体积中。
36.条款30至35中任意一项的系统，其中，
混合室包括静态混合器。
37.使用条款30至36中任意一项的系统来制造飞机的一部分。
下面可以描述其他例示性实施方式(例如，与前述实施方式有关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能以及优点在各种实施方式中可以独立实现，或者在又一些实施方式中可以组合，又一些实施方式的另外细节可以参照以下描述和附图来看到。
附图说明
现在将仅以示例的方式并参照附图来描述本公开的一些实施方式。在所有附图上，相同的附图标记表示相同的元件或相同类型的元件。
图1例示了例示性实施方式中的、用于制造复合零件的成形工具。
图2是例示了例示性实施方式中的、用于使用成形工具来制造复合零件的方法的流程图。
图3至图6例示了例示性实施方式中的、将被硬化成复合零件的预制件的铺叠。
图7是例示性实施方式中的被盖板覆盖的存储井的剖视图。
图8例示了例示性实施方式中的、行进穿过用于复合零件的成形工具的树脂的部份。
图9是例示了例示性实施方式中的、用于在混合室内混合以便形成树脂的树脂的部份的剖视图。
图10例示了例示性实施方式中的浸渍预制件的树脂。
图11例示了例示性实施方式中的、用于制造复合零件的另外成形工具。
图12至图13例示了例示性实施方式中的、树脂的部份横穿成形工具所经由的通道。
图14是例示性实施方式中的用于制造复合零件的成形工具的框图。
图15是例示了例示性实施方式中的、用于使用成形工具来制造复合零件的另外方法的流程图。
图16是例示性实施方式中的飞机生产和保养方法的流程图。
图17是例示性实施方式中的飞机的框图。
具体实施方式
附图和以下描述提供了本公开的特定例示性实施方式。由此将理解，本领域技术人员将能够设计本文虽然未被明确描述或示出但具体实施本公开的原理且被包括在本公开的范围内的各种结构。此外，本文描述的任意示例旨在帮助理解本公开的原理，并且被解释为不限于这种具体列举的示例和情况。因此，本公开不限于以下描述的特定实施方式或示例，而是由权利要求书及其等同物来限制。
复合零件(诸如碳纤维增强聚合物(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Polymer)零件)最初铺叠为多层，这些层一起被称为预制件或“复合预制件”。预制件的各层内的独立纤维彼此平行地对齐，但不同层可以表现出不同的纤维方位，以便提高所生成的复合零件沿着不同维数的强度。预制件可以包括粘性树脂，该树脂固化，以便将预制件硬化(harden)成复合零件(例如，用于飞机中)。被未固化热固性树脂或热塑性树脂浸渍的碳纤维被称为“预浸料”。其他类型的碳纤维包括尚未被树脂浸渍但可以包括增粘剂或粘合剂的“干纤维”。在硬化之前，可以向干纤维注入树脂。对于热固性树脂，硬化是一种被称为固化的单向过程，而对于热塑性树脂，如果将其重新加热，则树脂可以进入粘性形式。
图1例示了例示性实施方式中的、用于制造复合零件的成形工具100。成形工具100包括任意系统、装置或部件，该系统、装置或部件可操作为限定用于干纤维预制件的形状，并且响应于所施加的真空压力而用可固化树脂来浸渍预制件。在该实施方式中，成形工具100包括限定多个存储井(storage well)的主体110。主体110可以由钢或在热固性树脂的固化温度(例如几百华氏度)的固化温度下保持刚性的任意其他材料来制成。主体110处的存储井均被配置为存储热固性树脂的不同部份。具体地，第一存储井120被配置为存储热固性树脂的第一部份，并且第二存储井130被配置为存储热固性树脂的第二部份。这些部份将“适时”一起混合成将用于注入预制件的树脂。具体地，在来自存储井的部份行进穿过通道122和通道132之后，它们都进入通道142并前进到混合室140中。当这些部份在混合室140内组合时，它们形成热固性树脂。热固性树脂经由通道144前进穿过传感器146(例如，光学传感器、温度传感器或激光传感器)到达在芯棒150处铺叠的预制件。热固性树脂浸渍预制件，并且固化(例如，通过施加热量)，以将预制件硬化成复合零件。成形工具100还包括体积160和体积170，它们可以与芯棒150一起设计，以将预制件形成为期望的形状。
上述成形工具提供了技术优势，因为它不存储大体积的热固性树脂(可能触发放热失控)，而是就在注入发生之前将这些部份一起混合成树脂。因此，技术人员经由成形工具100制造复合零件不受制于源于放热失控问题的时间约束。
将关于图2讨论成形工具100的操作的例示性细节。对于该实施方式，假定技术人员已经获取成形工具100，并且将经由成形工具100制造复合零件。
图2是例示了例示性实施方式中的、用于制造复合零件的方法200的流程图。参照图1的成形工具100描述方法200的步骤，但本领域技术人员将理解，方法200可以在其他装置中执行。本文描述的流程图的步骤不是包括全部的，并且可以包括未示出的其他步骤。本文描述的步骤也可以按另选顺序执行。
在步骤202中，如图3所示，向第一存储井120装载热固性树脂的第一部份310(例如，单体的液体悬浮液)，并且在步骤204中，向第二存储井130装载热固性树脂的第二部份320(例如，催化单体的聚合的液体硬化剂)。第二部份320在化学上不同于第一部份310。即，第一部份310和第二部份320包括化学成分的不同组合，当这些化学成分组合时，产生液体热固性树脂。
在步骤206中，将复合预制件300置放在成形工具处。例如，可以如图3描绘的将复合预制件300的层铺叠到芯棒150上，以便形成期望的形状。在另外的实施方式中，可以在将复合预制件300置放在成形工具100处之前将其铺叠在另一个位置处。在这种情况下，复合预制件300可以被运输到芯棒150，并被成形为与芯棒150一致(例如，由自动化机器人运输系统或技术人员的操作)。在另外的实施方式中，步骤202、204以及206的顺序可以相对于彼此以任意期望的顺序进行调整。
在步骤208中，将真空袋置放在第一存储井120、第二存储井130以及复合预制件300的顶部。例如，如图4所示，可以将真空袋400放置在整个成形工具100的顶部。真空袋400由高度可变形的材料制成，诸如聚丙烯，该材料能够响应于所施加的真空而拉伸。真空袋400被进一步固定到主体110(例如，经由胶带或密封胶)，以便形成封闭第一存储井120、第二存储井130以及芯棒150的气密隔室(airtight compartment)。在真空袋400以这种方式置放的情况下，端口410提供了气体和液体离开成形工具100所经由的唯一路径。
在已经置放并固定真空袋400之后，可以将另外部件放置在真空袋400的顶部。例如，如图5所示，可以将盖板510(具有阀512)放置在存储井和真空袋400上方。可以将另外的盖板(诸如盖板520和盖板530)置放在真空袋400的顶部，以覆盖成形工具100中的通道。盖板被密封到真空袋400，并且防止周围环境中的气体(例如空气)到达真空袋400的任意被覆盖部分550。盖板防止在使用真空袋压实预制件的同时发生树脂的注入。具体地，因为盖板被密封到真空袋，所以它们防止了周围大气对真空袋施加力。这转而防止真空袋在特定区域中变形，这防止真空袋进入存储井并朝向预制件推动树脂。
在步骤210中，经由端口410向真空袋400施加真空(例如，低于周围环境压力(P1)的压力(P2))。真空去除了被捕获在真空袋400与成形工具100之间的气体。随着气体被去除，压力P2与周围环境压力P1之间的压差(P1-P2)使真空袋400变形为与体积160和体积170一致，并且还有助于在该过程之外将来自树脂的气体/挥发物从预制件移走。该动作使复合预制件300强化并且进一步成形。因此，步骤210可以被认为是强化步骤，其中，预制件被压缩，但树脂不流入预制件中。在该过程期间，真空袋400的被覆盖部分550不变形，因为盖板使被覆盖部分550免于经历周围环境压力P1。因此，真空袋不将任何树脂推出存储井，并且不发生注入。下面将关于步骤212和图7描述这些物理原理的另外细节。在已经将复合预制件300完全压实之后，期望用树脂浸渍复合预制件300。
在步骤212中，注入开始，并且使第一部份310从第一存储井120流入混合室140中，如图6的波前610所示。该操作可以通过打开覆盖第一存储井120的盖板510处的阀512来完成。打开阀512使周围环境中的气体能够向真空袋400的被盖板510覆盖的部分施加压力P1。在另外的实施方式中，各个阀512连接到独立校准的压力源，使得可以控制施加在各个盖板处的压力量。
在步骤214中，使第二部份320从第二存储井130流入混合室140中，如图6的波前620所示。该操作可以以与上述步骤212类似的方式完成，并且可以与上述步骤212同时执行。
图7详细例示了盖板510与真空袋400之间的相互作用，并且对应于图6的视图箭头7。在盖板510被密封到真空袋400的同时，密封件710防止空气进入区域720。因此，盖板510吸收在周围环境压力下由空气施加的力(F)，并且真空袋400的被覆盖部分550经历较小变形或不变形(即，因为区域720和P2之间的压差迅速变得微不足道)。当阀512打开时，处于压力P1(例如，大气压)的气体进入区域720。进入区域720的气体基于P2(例如，零磅压力)与P1之间的差向真空袋400的表面730施加力。该力导致真空袋400变形并前进到第一存储井120中。因此，真空袋400使第一部份310移位，这迫使第一部份310离开第一存储井120并进入通道122中。
在步骤216中，将第一部份310和第二部份320在混合室140内混合在一起，以形成热固性树脂。图8的波前810例示了热固性树脂在混合室140内混合之后朝向复合预制件300前进。热固性树脂的部份可以经由主动混合装置(例如，转子、切碎机等)来混合，或者可以由没有移动零件的静态混合器实现。在波前前进的同时，它被进入混合室140中的两部份中的每一部份向前推动。进入混合室中的两部分进行混合，以便形成从混合室出来的树脂。如图7所示，这两部分通过真空袋到存储井中的变形向前推动到混合室140中。因此，并非将用于注入预制件中的所有树脂立即混合，而是随着波前前进到预制件中“适时”执行混合。静态混合器包括随着该部份前进穿过混合室140扰动该部份的流动的特征。例如，如图9所示(对应于图8的视图箭头9)，混合室140可以包括限定凸缘910和杆920的静态混合器900。随着第一部份310和第二部份320从通道142前进，它们在静态混合器900内被扰动并沿箭头指示的方向移动。这引起这些部分之间的混合，这产生热固性树脂930，该热固性树脂离开静态混合器900并进入通道144。静态混合器900可以是可移动的部件，并且可以在使用后去掉或经由热解清洁。
在步骤218中，将热固性树脂930从混合室140注入到复合预制件300中，如图10的波前1010所示。这用热固性树脂930浸渍复合预制件300，这使得复合预制件300能够被固化成复合零件(例如，通过将复合预制件300加热到热固性树脂的固化温度)。在行进穿过通道144的同时，传感器146可以被操作为确定形成热固性树脂的两部分的混合量(例如，这些部份的分离的尺度和/或强度)。例如，这可以基于热固性树脂的颜色或不透明度来确定。在离开通道144时，可以例如经由网状物或其他材料(未示出)来分配树脂。
方法200提供了超过现有系统的技术优势，因为它使单个成形工具能够存储用于浸渍复合预制件的贮液器，而没有热失控的风险。这通过减少对制造复合零件时的复杂设置过程的需要而提供另外的技术优势。
图11至图13例示了用于成形工具的另外和/或另选特征，这些工具促进复合零件的制造。具体地，图11例示了例示性实施方式中的、用于制造复合零件的成形工具1100。成形工具1100包括通道1110和通道1120，它们可以与成形工具100处的通道类似地来实现。成形工具1100还包括为储备井1140和溢流井1130形式的另外特征。储备井1140累积离开混合室1150的热固性树脂。如果离开混合室1150的热固性树脂的量随时间减少，那么从储备井1140内抽出所累积的热固性树脂，以维持热固性树脂在成形工具1100处的一致流动。以类似的方式，离开混合室1150的热固性树脂的量随时间增加，然后热固性树脂可以累积在储备井1140内，以维持一致的流动。溢流井1130捕获离开复合预制件的过量树脂。这防止过量的树脂进入和/或堵塞真空袋的端口。
图12(与视图箭头12对应)和图13(与视图箭头13对应)中例示了通道1110和通道1120的几何结构。两个通道均形成半圆形槽。然而，通道的直径不同。对于具有类似粘度的部份，通道1110的横截面积1200(即π(D_ONE/2)2)与通道1120的横截面积1300(即π(D_TWO/2)2)之比，定义了热固性树脂的不同部份混合的比例。例如，如果热固性树脂的两部分具有相同的粘度并且向两个存储井施加相同的压力，则来自存储井的流量与这些通道的横截面积之比成正比。在另外的实施方式中，存储井的温度可以相对于彼此改变，以便基于这些部份的期望粘度来提供期望的流速。在这些部份的粘度变化的实施方式中，确保两部分在相遇之前直接前进到混合室1440中可以是有益的。
通过启用不同于1：1的部份之间的混合比(例如，高达10：1的比例)，控制各个通道的横截面积提供了技术优势。由此，如果热固性树脂的第一部份和第二部份应以1：1至1：10的混合比混合，则可以使对应通道的横截面积比等于混合比。
在另外实施方式中，基于将被混合来形成热固性树脂的各部分的量来改变存储井的容积。例如，如果第一部份与第二部份以二比一的比例混合，则用于第一部份的存储井可以是用于第二部份的存储井的两倍大。
在仍然另外的实施方式中，成形工具被设计为通过包括多于两个井和通向混合室的通道，容纳由多于两部分组成的热固性树脂。例如，可以向第三存储井装载热固性树脂的第三部份，该第三部份与热固性树脂的第一部份在化学上不同而且与热固性树脂的第二部份在化学上不同。第三部份可以从第三存储井流向混合室，以便与第一部份和第二部份混合。
在又一些实施方式中，存储井处的盖板的端口各与不同的压力源耦合，如与通向周围大气相反。这使得施加到存储井的压力量能够相对于彼此变化。即使来自各个井的通道的横截面积相同，控制这些压力量也使得能够控制来自各个存储井的体积流量。由此，如果期望以已知的混合比来混合第一部份和第二部份，则可以将施加在第一存储井处的第一压力与施加到第二存储井的第二压力的比设置为等于混合比例。
示例
在以下示例中，在用于制造复合零件的成形工具的背景下描述另外的过程、系统以及方法。
图14是例示性实施方式中的用于制造复合零件的成形工具1400的框图。成形工具1400的主体1410限定了存储井1420，这些存储井存储第一部份1422和第二部份1424。第一部份1422经由通道1432行进到混合室1440中，而第二部份1424经由通道1434行进到混合室1440中。这些份一起朝向混合室1440行进的通道1436的长度可以保持较短，以便防止堵塞。在另外的实施方式中，通道1434和通道1432可以直接前进到混合室1440，而不会在通道1436中相遇。混合室1449甚至可以位于通道1432和通道1434的端处，使得各个通道直接排空到混合室1440中。离开混合室1440的热固性树脂进入储备井1450，然后到达芯棒1460，该芯棒被配置为支撑复合预制件(未示出)。过量的热固性树脂前进到体积1462或溢流井1470中。还描绘了盖板1426和阀1428。由于该框图的二维性质，为了例示起见，盖板1426被描述为紧邻存储井而不是在存储井的顶部。
成形工具1400被真空袋1480覆盖，并且通过经由真空袋1480中的端口1482去除气体来施加真空。真空源1484施加真空压力，并且其操作由控制器1490管理。在该实施方式中，控制器1490还控制自动机械1492，该自动机械可以参与铺叠复合预制件、打开或关闭成形工具1400处的阀、以及将真空袋1480放置和/或密封到成形工具1400上。控制器1490可以实现为例如定制电路、执行编程指令的硬件处理器或其某一组合。
图15是例示了例示性实施方式中的、用于使用成形工具来制造复合零件的另外方法的流程图。根据图15，方法1500包括以下步骤：从单独的存储井朝向混合室驱动多个化学上不同的部份(步骤1502)；将多个化学上不同的部份在混合室内混合在一起，以形成热固性树脂(步骤1504)；以及驱动热固性树脂的波前从混合室离开并进入到预制件中(步骤1506)。
更具体地参照附图，可以在如图16所示的方法1600中的飞机制造和保养以及如图17所示的飞机1602的背景下描述本公开的实施方式。在预备生产期间，方法1600可以包括飞机1602的规范和设计1604以及材料采购1606。在生产期间，进行飞机1602的部件和子组件制造1608以及系统集成1610。其后，飞机1602可以为了投入运行1614而经受认证和交付1612。在服务客户的同时，为了维护和保养1616的日常工作而调度飞机1602(维护和保养还可以包括改装、重构、翻新等)。可以在方法1600中描述的生产和保养的任意一个或多个合适的阶段(例如，规范和设计1604、材料采购1606、部件和子组件制造1608、系统集成1610、认证和交付1612、运行1614、维护和保养1616)期间和/或飞机1602的任意合适部件(例如，机身1618、系统1620、内饰1622、推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628、环境1630)中采用本文具体实施的设备和方法。
方法1600的各个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)来执行或进行。为了本说明书的目的，系统集成商可以不限制地包括：任意数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可以不限制地包括：任意数量的销售商、分包商以及供应商；并且运营商可以为航空公司、租赁公司、军事实体、保养组织等。
如图17所示，由方法1600生产的飞机1602可以包括具有多个系统1620的机身和内饰1622。系统1620的示例包括推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628以及环境系统1630中的一个或更多个。可以包括任意数量的其他系统。虽然示出了航空航天示例，但本发明的原理可以应用于其他行业，诸如汽车行业。
如上面已经提及的，本文具体实施的设备和方法可以在方法1600中描述的生产和保养的阶段中的任意一个或多个期间采用。例如，可以以与在飞机1602投入运行时生产的部件或子组件类似的方式来制造对应于部件和子组件制造1608的部件或子组件。同样，例如可以通过大幅加快飞机1602的组装或降低其成本，来在子组件制造1608和系统集成1610期间使用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，可以在飞机1602在运行中的同时(例如且不限制地在维护和保养1616期间)使用设备实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或多个。例如，本文所述的技术和系统可以用于材料采购1606、部件和子组件制造1608、系统集成1610、运行1614和/或维护和保养1616，和/或可以用于机身1618和/或内饰1622。这些技术和系统甚至可以用于系统1620，包括例如，推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628和/或环境系统1630。
在一个实施方式中，零件包括机身1618的一部分，并且在部件和子组件制造1608期间进行制造。然后可以在系统集成1610中将零件组装到飞机中，然后在运行1614中使用零件，直到磨损致使零件无法使用为止。然后，在维护和保养1616中，零件可以被丢弃并用新制造的零件替换。为了制造新零件，可以贯穿部件和子组件制造1608使用本发明的部件和方法。
附图所示或本文描述的各种控制元件(例如，电气或电子部件)中的任意一个都可以实现为硬件、实现软件的处理器、实现固件的处理器或这些的某一组合。例如，元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似的术语。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由多个独立处理器(该多个独立处理器中的一些可以被共享)来提供。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排外地指代能够执行软件的硬件，并且可以含蓄地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其他电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器、逻辑或某些其他物理硬件部件或模块。
而且，控制元件可以被实现为可由处理器或计算机执行为执行元件的功能的指令。指令的一些示例是软件、程序代码以及固件。指令在由处理器执行时可操作为指导处理器执行元件的功能。指令可以存储在由处理器可读的存储装置上。存储装置的一些示例是数字或固态存储器、磁存储介质(诸如磁盘和磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
虽然本文描述了特定实施方式，但本公开的范围不限于这些特定实施方式。本公开的范围由附权利要求及其任意等同物来限定。

Claims (15)

1.一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的方法，所述方法包括以下步骤：
将复合预制件置放在成形工具处(206)；
使所述热固性树脂的第一部份流入所述成形工具处的混合室中(212)；
使与所述热固性树脂的所述第一部份在化学上不同的、所述热固性树脂的第二部份流入所述混合室中(214)；
在所述混合室内混合所述第一部份和所述第二部份，以形成所述热固性树脂(216)；以及
将所述热固性树脂从所述混合室注入到所述预制件中(218)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
向所述成形工具处的第一存储井装载所述热固性树脂的所述第一部份(202)；
向所述成形工具处的第二存储井装载所述热固性树脂的所述第二部份(204)；
在所述第一存储井、所述第二存储井以及所述复合预制件的顶部置放真空袋(208)；以及
经由所述真空袋施加真空(210)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述第一部份和所述第二部份以1：1至1：10的混合比来混合，从所述第一存储井前进到所述混合室的第一通道具有第一横截面积，从所述第二存储井前进到所述混合室的第二通道具有第二横截面积，并且所述第一横截面积与所述第二横截面积之比等于所述混合比。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，
所述第一部份和所述第二部份以1：1至1：10的混合比来混合；并且
施加在所述第一存储井处的第一压力与施加到所述第二存储井处的第二压力之比等于所述混合比。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：
向所述成形工具处的第三存储井装载所述热固性树脂的第三部份，该第三部份与所述热固性树脂的所述第一部份在化学上不同，而且与所述热固性树脂的所述第二部份在化学上不同；以及
使所述第三部份从所述第三存储井流入所述混合室中，其中，
在所述混合室内混合所述第一部份和所述第二部份还包括：混合所述第三部份。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：
在所述第一存储井上方的所述真空袋顶部密封第一盖板；
在所述第一存储井上方的所述真空袋顶部密封第二盖板；以及
响应于所述复合预制件被所述真空压实，打开使气体能够到达所述真空袋的、所述第一盖板中的第一阀，并打开使气体能够到达所述真空袋的、所述第二盖板中的第二阀。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：
将热固性树脂从所述混合室抽到储备井，该储备井位于所述混合室与所述预制件之间。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，还包括以下步骤：
操作传感器，以确定所述第一部份和所述第二部份的混合量。
9.一种用于在复合预制件的浸渍期间对热固性树脂的部份进行混合的系统，所述系统包括：
成形工具(100)，该成形工具包括：
芯棒(150)，该芯棒限定所述复合预制件的形状；
第一存储井(120)，该第一存储井存储所述热固性树脂的第一部份(310)；
第二存储井(130)，该第二存储井存储所述树脂的第二部份(320)，该第二部份在化学上不同于所述树脂的所述第一部份；
混合室(140)；
第一通道(122)，该第一通道从所述第一存储井行进到所述混合室；以及
第二通道(132)，该第二通道从所述第二存储井行进到所述混合室。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，
所述第一通道的横截面积与所述第二通道的横截面积之比等于所述第一部份与所述第二部份的混合比。
11.根据权利要求9或10中任意一项所述的系统，其中，
所述芯棒被配置为接纳预制件(300)，并且所述成形工具还包括从所述混合室行进到所述芯棒的通道(144)。
12.根据权利要求9至11中任意一项所述的系统，还包括：
真空袋，该真空袋被密封到所述成形工具；以及
真空源，该真空源经由端口向所述真空袋施加真空。
13.根据权利要求9至12中任意一项所述的系统，还包括：
真空袋(400)，该真空袋被置放在所述成形工具的顶部并在所施加的真空下变形，使得所述真空袋的一部分(550)进入所述第一存储井。
14.根据权利要求9至13中任意一项所述的系统，还包括：
盖板(510)，该盖板被密封在所述第一存储井上方的所述真空袋的顶部，并且包括阀(512)，该阀被配置为选择性地使气流能够进入所述盖板与所述真空袋之间的体积中。
15.根据权利要求9至14中任意一项所述的系统，其中，
所述混合室包括静态混合器。
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