CN112208118B - 与复合部件一起固化的纤丝紧固件 - Google Patents

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Abstract

用于与复合部件一起固化的纤丝紧固件的系统和方法。一个实施方式是一种制造复合部件的方法。该方法包括将增强纤维层放置在工具上以形成待用第一树脂固化的复合材料的层压板、形成包括成束的纤维的纤丝紧固件，在成束的纤维周围具有一个或多个纹理元件、以及用与第一树脂化学相容的第二树脂涂覆纤丝紧固件。该方法还包括穿过多个所述层将纤丝紧固件插入所述层压板中，并且将所述纤丝紧固件固化在所述层压板中以通过第一树脂和第二树脂的粘合使层压板的多个所述层与纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的复合部件。

Description

与复合部件一起固化的纤丝紧固件
技术领域
本公开涉及制造领域，更特别地，涉及复合部件的制造。
背景技术
复合部件，例如碳纤维增强塑料(CFRP)，由于其有利的强度重量比而被广泛用于航空航天和其他应用。复合部件可以通过铺设预浸料层或通过注入树脂的干纤维来制造。与机械地组装在一起的传统金属飞机部件相比，这些复合制造技术能够制造具有复杂形状的大型集成飞机结构，并且具有更高的强度、更轻的重量以及使用更少的用于装配的机械紧固件。
然而，复合材料部件容易分层，其中材料层或接合的组件断裂并分离。因此，在形成复合部件后，通常会用脱胶(disbond)紧固件来强化以防止分层。这些机械紧固件的安装是劳动密集型的，可能导致复合材料中的应力上升和微裂纹、增加飞机的重量、并在工厂流量关键时增加建造时间。因此，期望生产具有足够的抗分层性同时还减少了对传统脱胶紧固件的依赖性的复合结构。
发明内容
本文描述的实施方式提供了一种与复合部件一起固化的纤丝紧固件。纤丝紧固件的结构是轻质的线或柱，其直径足够小以分离部件的纤维而不是在将其插入未固化的部件中时切割纤维。另外，纤丝紧固件可在其周围包括纹理或被扭曲以形成螺钉状纤丝以使得与该部件的复合树脂系统结合的表面积更高，使得其去除涉及沿着该纹理或纤丝的某种类型的断裂。在固化过程中在复合部件内部硬化后，所述纤丝紧固件将整体形成在部件内以防止部件破裂和分层。与传统的脱胶紧固件相比，所述纤丝紧固件节省了制造和组装成本并提供了改进的平面外韧性和层间剪切强度同时减轻了最终部件的重量。
一个实施方式是一种制造复合部件的方法。该方法包括将增强纤维层放置在工具上，以形成待用第一树脂固化的复合材料的层压板、形成包括成束的纤维的纤丝紧固件，在成束的纤维周围有一个或多个纹理元件、以及用与第一树脂化学相容的第二树脂涂覆纤丝紧固件。该方法还包括穿过多个所述层将纤丝紧固件插入层压板中，以及在层压板中固化纤丝紧固件，以通过粘合第一树脂和第二树脂将层压板的多个层与纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的复合部件。
另一个实施方式是复合层压板，其包括增强纤维层，该增强纤维层形成待用第一树脂固化的复合材料的堆叠、以及包括成束的纤维的纤丝紧固件，在所述成束的纤维周围有一个或多个纹理元件、以及与第一树脂化学相容的使纤丝紧固件饱和的第二树脂。纤丝紧固件被配置成穿过多个增强纤维层插入到所述堆叠中，并在堆叠中固化以通过第一树脂与第二树脂的粘合将堆叠的层与纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的复合层压板。
又一个实施方式是一种包括纤丝紧固件的装置，该装置包括：包括成束的纤维的芯线、以螺旋形缠绕在芯线周围的纹理线、以及使纤丝紧固件饱和并使纹理线相对于芯线取向以形成螺旋状的纤丝紧固件的树脂。该纤丝紧固件被配置为穿过一层或多层铺为复合材料堆叠的增强纤维插入复合层压板中，并通过所述树脂在所述堆叠内固化以将各层与纤丝紧固件的纹理线结合在一起。
已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图。
附图说明
现在仅作为示例参考附图描述本发明的一些实施方式。在所有附图中，相同的附图标记代表相同的元素或相同类型的元素。
图1在说明性实施方式中示出一种复合层压板。
图2A-2C是说明性实施方式中插入层压板的多种类型纤丝紧固件的侧视图。
图3是显示说明性实施方式中制造复合部件的方法的流程图。
图4示出说明性实施方式中的纤丝紧固件插入系统。
图5是在说明性实施方式中使用该纤丝紧固件插入系统以安装纤丝紧固件的流程图。
图6是说明性实施方式中包括有角度的纤丝紧固件的复合部件的侧视图。
图7A是说明性实施方式中用非刚性纤丝紧固件增强的未固化层压板的侧视图。
图7B是说明性实施方式中固化的层压板的侧视图。
图8A是说明性实施方式中用刚性纤丝紧固件增强的未固化层压板的侧视图。
图8B是说明性实施方式中固化层压板的侧视图。
图9显示在另一说明性实施方式中用纤丝紧固件增强的复合部件。
图10A是在说明性实施方式中的包括纤丝紧固件阵列的接头紧固件的透视图。
图10B是在说明性实施方式中安装有层压板的接头紧固件1000的一系列步骤的透视图。
图10C是在说明性实施方式中安装有层压板的接头紧固件的一系列步骤的侧视图。
图10D是在说明性实施方式中接头紧固件的局部仰视图。
图11是显示说明性实施方式中的飞机制造和维修方法的流程图。
图12是说明性实施方式中飞机的示意图。
具体实施方式
附图和以下描述显示了具体示例性实施方式。应当理解，本领域技术人员将能够设计出尽管未在本文中明确描述或示出但体现本文所述原理并且包括在该说明书之后的权利要求的预期范围内的各种布置。此外，本文描述的任何实例旨在帮助理解本公开的原理，并且应被解释为没有限制。作为结果，本公开不限于以下描述的具体实施方式或实例，而是由权利要求书及其等同物限定。
图1示出了说明性实施方式中用于形成复合部件的层压板100。该层压板100包括增强纤维层102(也称为板层)，该增强纤维层102也被称为工具110(也称为成型工具)上的层。通常，每个层102包括由任何期望的纤维，例如碳、玻璃、铝、钢、钛等制成的织物。该织物可以是单向的、机织的、编织的、无卷曲的等。例如，层压板100的每个层102内的纤维可以彼此平行排列，但是不同的层102可以表现出不同的纤维取向以沿着不同的维度增加所得复合材料的强度。
层102被切成一定尺寸，一个接一个地堆叠，并且被转移到工具110。这些步骤中的每一个都可以手动地执行或由制造机器自动地执行。该工具110被配置为根据最终复合部件的所需形状使层压板100成形。工具110可包括多个成形表面和/或轮廓表面以形成具有复杂形状的复合部件。复合部件可以包括一个或多个复合元件以形成结构。
层压板100包括诸如热固性或热塑性树脂的树脂，其固化以将层压板100硬化成复合部件(例如用于飞机中)。对于热固性树脂，固化是一种单向过程，其将层压板100永久硬化成复合部件。另一方面，热塑性树脂如果重新加热，则可能恢复为粘性形式。因此，所述树脂可以包括聚酰亚胺、环氧树脂、热塑性树脂或适合于制造复合部件的任何其他树脂。在一些实施方式中，层压板100已经用未固化的树脂浸渍以形成所谓的预浸料。可选地，层压板100可以包括所谓的干纤维或预成型件，其没有被树脂浸渍，而是在固化之前被注入树脂。
固化过程包括对层压板100施加热量和/或压力，以粘合渗透层102的树脂并使基体复合材料硬化为固体结构。固化后，可根据需要将复合结构从其模具中取出、切割、修剪或另外方式完成以提供最终的复合部件。不幸的是，复合材料部件在材料层破裂和分离的地方可能易于分层。当前用于防止分层的技术通常涉及在形成复合部件之后安装脱胶紧固件(例如螺栓)。这涉及在硬化结构中钻孔，这可能会削弱结构。另外，如上所述，脱胶紧固件的安装是劳动密集的并显著增加部件的重量，这对于某些应用例如飞机部件的制造可能是不期望的。此外，部件上的脱胶特征件可能不是紧固件但可以应用其他材料来减轻由于部件或层压板内的载荷重新分布而造成的任何脱胶或作为约束。这些类型的特征件通常会增加重量和流动时间。
为了解决这些问题，层压板100通过在固化之前嵌入层压板100中的纤丝紧固件150来增强，以防止固化后分层。纤丝紧固件150通常包括纵向构件，该纵向构件在层压板100处于未固化状态时被插入穿过一层或多层102。例如，如果层102沿着x-y平面布置，纤线紧固件150可在z方向上横穿两个或更多个层102。每个纤丝紧固件150包括形成纵向主体或线构件的成束的纤维152，以及围绕成束的纤维152的一个或多个纹理元件154。纤丝紧固件150还可包括尖端156，以促进将纤丝紧固件插入层压板100中。纤丝紧固件150的纹理元件154提供增加的表面积，该表面积促进纤丝紧固件150与层压材料100内的复合基质材料的粘合。在纤丝紧固件150在层压板100内硬化之后，纹理元件154的粘合表面积有利地提供沿纤丝紧固件150的轴的摩擦，从而防止层压板100固化后分层。
图2A-2C是在说明性实施方式中插入层压板100中的各种类型的纤丝紧固件201-203的侧视图。在如图2A所示的实施方式中，纤丝紧固件201包括成束的纤维的非刚性芯线250，该非刚性芯线250具有围绕非刚性芯线250的毛绒状纹理252。毛绒状纹理252可以包括形成软倒钩或羽毛的纤维材料，所述软倒钩或羽毛提供用于沿着纤丝紧固件201长度粘合的表面。毛绒状纹理252可以通过纤丝紧固件201的外部纤维的磨损形成或可被纺丝。可选地或附加地，毛绒状纹理252可以包括从非刚性芯线250径向延伸的短切纤维。
如图2B所示的实施方式中，纤丝紧固件202包括成束的纤维的非刚性芯线260，该非刚性芯线260具有围绕非刚性芯线260的环形纹理262。环形纹理262可以包括模制到非刚性芯线250上并沿纤丝紧固件202的长度布置以提供用于粘合的表面积(例如在x-y平面中)的圆环。可选地，环形纹理262可以包括螺旋，该螺旋在非刚性芯线250周围形成类似于螺纹的螺旋形状以提供粘合表面积。环形纹理262可以经由树脂定向在非刚性芯线260上。可以将纤丝紧固件201-202绕线成连续的线，该连续的线被插入到层压板100中并切割或缝合到层压板100中。
如图2C所示的实施方式中，纤丝紧固件203包括成束的纤维的刚性芯线270，该刚性芯线270具有围绕刚性芯线270的螺旋纹理272。刚性芯线270可以包括形成中心尖头的复合/塑料销或金属销。螺旋纹理272可以围绕刚性芯线270形成类似于螺纹的螺旋形状以提供结合表面积。螺旋纹理272可以经由树脂模制到刚性芯线270。即，该树脂可以相对于纤丝紧固件保持各种类型纹理的取向。可选地或附加地，纤丝紧固件201-203的芯可以直接形成为螺旋形。因此，纤丝紧固件203可包括将被插入到层压板100中的直的和/或螺旋形的标枪件。纤丝紧固件203可因此包括被配置作为螺钉的纤维束和树脂，使得没有纤维或最少的纤维在其结构中被折断。这可以通过在可能发生成形的温度下围绕纤维和树脂的挤压棒扭转螺纹芯轴来实现。对于树脂与基础层压板不同的实施方式，所述纤丝紧固件可以包括热塑性的，其在固化时是可混溶的从而在插入区域赋予韧性。在一些实施方式中，可以去除刚性芯，使得仅螺旋元件保留在层压板中。
通常，纤丝紧固件201-203的每一个都可以具有足够小的直径，以便分离层压板100的纤维而不是在插入时切割纤维。在一个实施方式中，纤丝紧固件的直径小于0.063英寸。在一些实施方式中，纤丝紧固件和层压板包括共同的复合材料，并且共固化工艺将纤丝紧固件整体嵌入到层压板中以形成整体复合结构。另外，在一些实施方式中，纤丝紧固件201-203可以围绕它们自身旋转以形成纹理结构。在另外的实施方式中，纤丝紧固件201-203包括连续纤维或具有长宽比的纤维，以沿着纤丝的长度传递载荷以在某点处引起断裂。对于纤丝紧固件为刚性或半刚性的实施方式，纤丝紧固件可配置成本身可承受插入未固化的层压板中或借助于不会使基础层压板断裂的穿刺或敲击工具插入未固化的层压板中。另外，可以根据需要在插入之前将刚性或半刚性的纤丝紧固件绕线或分段。对于具有螺纹或螺旋型纹理的纤丝紧固件，纤丝紧固件的节距可以与层压板的厚度匹配，使得在插入它时赋予最小的平面外层变形。下面更详细地描述用于各种类型的纤丝紧固件的插入技术。
图3是阐明在说明性实施方式中制造复合部件的方法300的流程图。将相对于图1的层压板100和纤丝紧固件150描述方法300的步骤，尽管本领域技术人员将理解，本文所述的方法可以用替代的层压板和纤丝紧固件来执行。本文描述的方法的步骤不是全部包括在内，并且可以包括未示出的其他步骤。本文所示的流程图的步骤也可以替代顺序执行。
在步骤302中，将增强纤维层102放置在工具110上以形成将用第一树脂固化的复合材料的层压板100。在步骤304中，形成纤丝紧固件150，其包括成束的纤维152，在成束的纤维152周围具有一个或多个纹理元件154。在步骤306中，纤丝紧固件150涂覆有与第一树脂化学相容的第二树脂。如果在固化过程中发生交联，则认为该树脂具有化学相容性。替代地或附加地，纤丝紧固件150可以涂覆有用于固化层压板100的相同的树脂或共同的树脂材料。
在步骤308中，将纤丝紧固件150穿过多个层102插入层压板100中。在步骤310中，将纤丝紧固件150固化在层压板100中，以通过第一树脂和第二树脂的粘合来粘合层压板100的多个层102和纤丝紧固件150的一个或多个纹理元件154来形成有抗分层性的复合部件。方法300通过在不使用传统的脱胶紧固件的情况下为复合部件提供抗分层性和/或防裂性而提供了优于现有技术的益处。
图4示出了说明性实施方式中的纤丝紧固件插入系统400。纤丝紧固件插入系统400被配置为将软的或非刚性的纤丝紧固件450安装到未固化的层压体401中。纤丝紧固件插入系统400包括压脚410、穿刺销412、进给销414和切割刀片416。压脚410包括进料通道420、纤丝入口422和刀片入口424。纤丝紧固件插入系统400的操作细节在下面更详细地描述。
图5是在说明性实施方式中使用纤丝紧固件插入系统400安装纤丝紧固件450的流程图500。在步骤502中，用压脚410对未固化的层压板401进行标位。可以通过对包括部件厚度、树脂流动特性和/或材料系统的部件结构分析来确定将纤丝紧固件450安装在未固化的层压板401中的位置、深度和/或角度。另外，安装多个纤丝紧固件450的间距和样式可以根据这类设计空间要素而变化。
在步骤504中，将穿刺销412引导通过压脚410(例如在进料通道420中)以刺穿未固化的层压板401并形成孔。穿刺销412可以在刺穿未固化的层压板401时被扭曲，并保持位置一段时间以允许未固化的层压板401从穿刺销412松弛和膨胀。另外，穿刺销412可以具有足够小的直径以刺穿未固化的层压板401而不会使其纤维破裂。
在步骤506中，穿刺销412从未固化的层压板401缩回并滑出压脚410。在步骤508中，使用进给销414将纤丝紧固件450穿过压脚410送入孔中。纤丝紧固件450进入压脚410的纤丝入口422，并且通过使进料销414穿过进料通道420朝向孔滑动而被引导通过进料通道420。进给销414可包括倒钩的鼻部，以抓住并进给纤丝紧固件450。在一些实施方式中，穿刺销412以扭曲的方式进入未固化的层压板401，并且包括以一定角度倾斜的螺纹样线使得各个板层或层不会偏离平面。纤丝紧固件450可以包括相似或对应的扭曲节距并且可以作为螺钉插入，以使得板层/层不偏离平面并且纤丝紧固件450与未固化的层压板401直接接触
在步骤510中，用切割刀片416切割纤丝紧固件450。也就是说，在纤丝紧固件450被进给销414推动以填充孔之后，可将切割刀片416插入压脚410的刀片入口424以在未固化的层压板401的顶表面附近切割纤丝紧固件450。在步骤512中，检验纤丝紧固件450的安装。切割刀片416和进给销414可从压脚410缩回，并且压脚410可被标位至另一位置以重复这些步骤并插入另一部分绕线的纤维丝材料。因此，可以将软的或非刚性的纤维丝嵌入未固化的层压板中以防止分层。
图6是在说明性实施方式中包括成角度的纤丝紧固件的复合部件600的侧视图。如图6所示，两个纤丝紧固件650之间形成的角度在两个纤丝紧固件650交叉的顶点处产生用于板层的锁定。另外，根据设计，纤丝紧固件650可以嵌入在复合部件600的各种深度处。例如，一对纤丝紧固件650可以在整个复合部件600的整个厚度上一体化，并在复合部件600外部形成第一顶点601，或者在复合部件600内部形成第二顶点602。可选地或另外地，一对纤丝紧固件650可穿过复合部件的中间厚度集成并在复合部件600内部靠近复合部件600的底部表面形成第三顶点603、在中厚度处或接近中厚度处形成第四顶点604、和/或在中间厚度和表面之间的位置形成第五顶点605。纤丝紧固件650可以以包括垂直或接近水平的任何角度嵌入复合部件中。
图7A是在说明性实施方式中用非刚性纤丝紧固件750增强的未固化层压板700的侧视图。图7B是说明性实施方式中的固化的层压板710的侧视图。如图7A所示，非刚性纤丝紧固件750可以用线轴或链式线迹缝合701，刺穿并切割702或内部切割703。该过程可以包括执行其他步骤以准备固化未固化的层压板700。例如，如果层压板是“干燥”的，则可以将树脂注入或浸渍在层压板中，例如通过树脂传递模塑(RTM)、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)等进行。模制工具和铺层可以也可以移至另一个工位的固化设备。如图7B所示，在与层压板共固化之后，纤丝紧固件750顺应固化的层压板710的成形表面。
图8A是在说明性实施方式中用刚性纤丝紧固件850增强的未固化的层压板800的侧视图。图8B是说明性实施方式中的固化的层压板810的侧视图。如图8A所示，刚性纤丝紧固件850可以在安装时刚性插入。刚性丝线紧固件850可以包括复合材料，该复合材料被刺穿801或在内部被切割802以形成整体式复合结构。可选地，刚性纤丝紧固件850可以包括嵌入未固化的层压板800中的金属材料803。刚性纤丝紧固件850可以从卷安装或包装在钉仓或带中并用钉枪装置插入。参照图8B，在与层压板共固化之后，刚性纤丝紧固件850顺应固化的层压板810的形成表面。
图9阐示了在另一说明性实施方式中用纤丝紧固件950增强的复合部件900。除了在部件内消耗以防止分层之外，纤丝紧固件950可以用于将多个部件集成在一起以防止部件之间的分层。在该实例中，纤丝紧固件950集成了蒙皮面板910和纵梁920。因此，纤丝紧固件950可以穿过多个部分的铺布或堆叠来安装以在一起固化。纤丝紧固件950因此可以在共固化技术中接合到一个或多个部件或层压板上，以在层压板接合处停止脱胶。可选地或附加地，纤丝紧固件950可以用于改善半径强度或层间张力。如果如上所述将纤丝紧固件950用于单个层压板中，其可防止由于冲击而引起的分层。可以由纤丝紧固件950集成的部件的另一个实例包括加劲件和隔板。
图10A是在说明性实施方式中的包括纤丝紧固件1050阵列的接头紧固件1000的透视图。接头紧固件1000包括盘主体1020和从盘主体1020的底表面延伸的构件阵列1030，其中每个构件包括纤丝紧固件1050。如以下进一步详细描述，构件阵列配置成在复合堆叠(例如湿/干预成型件)内固化以粘合复合材料的各层。可选地或附加地，接头紧固件1000可以与粘合剂一起使用以在固化后固定部件。
图10B是在说明性实施方式中将接头紧固件1000与层压板1060安装在一起的一系列步骤的透视图。图10C是在说明性实施方式中将接头紧固件1000与层压板1060安装在一起的一系列步骤的侧视图。图10D是说明性实施方式中的接头紧固件的局部仰视图。在步骤1001中，层压板1060钻有弯曲孔。在步骤1002中，提供接头紧固件1000。在步骤1003中，将接头紧固件1000的纤丝紧固件1050挤压到笔直位置以引导孔。在步骤1004中，将纤丝紧固件1050压过层压板1060的弯曲孔。在步骤1005中，将盘主体1020通过粘合剂粘附至层压板1060的顶表面。可选地或附加地，接头紧固件1000与层压板1060共固化。可选地或附加地，将按扣1070在层压板1060背侧的纤丝紧固件1050上滑动。
可以在图11所示的飞机制造和维修方法1100和图12所示的飞机1200的背景下描述本公开的实施方式。在生产前期间，示例性方法1100可以包括飞机1200的规格和设计1104以及材料采购1106。在生产期间，进行飞机1200的组件和子组件制造1108以及系统集成1110。此后，飞机1200可经历认证和交付1112以便被投入使用1114。在由客户使用时，飞机1200被安排用于例行维护和维修1116(还可以包括修改、重新配置、翻新等)。
方法1100的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如客户)执行或进行。为了便于说明，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞机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、分包商和供应商；且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
参照图12，通过示例性方法1100生产的飞机1200可以包括具有多个系统1204和内部1206的机身1202。高级系统1204的实例包括动力系统1208、电气系统1210、液压系统1212和环境系统1214中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管示出了航空示例，但是本说明书中描述的原理可以应用于其他行业，例如汽车行业。
在生产和维修方法1100的任何一个或多个阶段中，可以采用本文中体现的装置和方法。例如，可以类似于飞机1200在使用时生产的组件或子组件的方式来制造或制作与生产过程1108相对应的组件或子组件。而且，可以在生产阶段1108和1110期间使用一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合，例如，通过实质上加快飞机1200的组装或降低其成本。类似地，一个或多个装置实施方式、方法实施方式或其组合可以在飞机1200使用中时利用，例如且不限于维护和维修1116。
在附图中示出或在此描述的各种元件中的任何一个可以被实现为硬件、软件、固件或这些的某种组合。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，所述功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供，其中一些可以共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应解释为专门指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含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、逻辑器或某些其他物理硬件组件或模块。
而且，元件可以被处理器或计算机实现为可执行指令以执行该元件的功能。指令的一些实例是软件、程序代码和固件。指令在由处理器执行时是可操作的，以指导处理器执行元件的功能。指令可以存储在处理器可读的存储设备上。存储设备的一些实例是数字或固态存储器、磁存储介质(例如磁盘和磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
条款1.一种制造复合部件的方法，所述方法包括：将增强纤维层放置在工具上以形成将用第一树脂固化的复合材料的层压板；形成包括成束的纤维的纤丝紧固件，所述成束的纤维周围具有一个或多个纹理元件；用与第一树脂化学相容的第二树脂涂覆所述纤丝紧固件；穿过多个所述层将所述纤丝紧固件插入所述层压板中；并将所述层压板内的所述纤丝紧固件固化，以通过将第一树脂和第二树脂粘合使所述层压板的多个层与所述纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的复合部件。
条款2.根据条款1所述的方法，其中将所述纤丝紧固件插入所述层压板中包括：用压脚标位所述层压板；引导穿刺针穿过所述压脚以刺穿所述层压板并在未固化状态下在所述复合材料中形成孔；使用引导穿过压脚的进给销将纤丝紧固件穿过压脚并进入孔中；并在所述层压板的顶面附近切割所述纤丝紧固件。
条款3.根据条款1所述的方法，其中：所述纤丝紧固件和所述层压板包括共同的复合材料，并且所述固化将所述纤丝紧固件整体嵌入到所述层压板中以形成整体式复合结构。
条款4.根据条款1所述的方法，其中：所述第一树脂和所述第二树脂包括共同的树脂材料。
条款5.根据条款1所述的方法，进一步包括：在固化之前插入多个所述纤丝紧固件以接合多个层压板以防止所述复合部件的分层。
条款6.根据条款5所述的方法，进一步包括：以相交的角度插入多个所述纤丝紧固件以锁定所述层压板的板层。
条款7.根据条款1所述的方法，其中：所述第二树脂保持所述一个或多个纹理元件相对于所述成束的纤维的取向。
条款8.一种复合层压板，包括：形成待用第一树脂固化的复合材料的堆叠的增强纤维层；以及包括成束的纤维的纤丝紧固件，所述成束的纤维周围具有一个或多个纹理元件、以及与所述第一树脂化学相容的第二树脂，所述第二树脂使所述纤丝紧固件饱和，其中所述纤丝紧固件被配置为穿过多个增强纤维层插入所述堆叠，并在堆叠内固化，以通过第一树脂和第二树脂的粘合将堆叠的各层与纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的复合层压板。
条款9，根据条款8所述的复合层压板，其中：所述一个或多个纹理元件以螺旋形状围绕成束的纤维螺旋形缠绕。
条款10.根据条款8所述的复合层压板，其中：所述纤丝紧固件被配置为在固化期间集成在堆叠内以形成整体式复合结构。
条款11.根据条款8所述的复合层压板，其中：所述纤丝紧固件包括配置成在纤丝紧固件插入穿过所述复合材料堆叠的多个层时将增强纤维分开的尖端。
条款12.根据条款8所述的复合层压板，其中：所述第一树脂和第二树脂包括共同的树脂材料。
条款13.根据条款8所述的复合层压板，其中：所述堆叠包括预浸料。
条款14.根据条款8所述的复合层压板，其中：所述堆叠包括预成型件。
条款15.一种装置，包括：纤丝紧固件，其包括：芯线，其包括成束的纤维；以螺旋形缠绕在芯线周围的纹理线；和
使纤丝紧固件饱和并使纹理线相对于芯线定向以形成螺旋状纤丝紧固件的树脂，所述纤丝紧固件配置为穿过一层或多层铺放为复合材料的堆叠的增强纤维插入复合层压板中，并通过树脂在堆叠内固化以使所述层与纤丝紧固件的纹理线粘合在一起。
条款16.根据条款15所述的装置，其进一步包括：接头紧固件：盘主体；以及从所述盘主体的底表面延伸的构件阵列，每个构件包括纤丝紧固件，其中所述构件阵列在堆叠内固化以粘合所述复合材料的层。
条款17.根据条款15所述的装置，其中：纹理线的表面积在固化期间促进纤丝紧固件与复合材料的堆叠的粘合以防止复合层压板的分层。
条款18.根据条款15所述的装置，其中：纤丝紧固件包括被配置成当纤丝紧固件插入到所述复合层压板中时分离所述复合层压板的直径。
条款19.根据条款15所述的装置，其中：所述纤丝紧固件被配置为集成多个复合层压板。
条款20.根据条款15所述的装置，其中：所述纤丝紧固件被配置为在固化期间集成在所述堆叠内以形成整体式复合结构。
尽管本文描述了具体实施方式，但是保护范围不限于那些具体实施方式。而是，保护范围由所附权利要求及其任何等同物限定。

Claims (10)

1.一种制造复合部件的方法，所述方法包括：
将增强纤维层放置在工具上，以形成待用第一树脂固化的复合材料的层压板；
形成包括成束的纤维的纤丝紧固件，在所述成束的纤维周围具有一个或多个纹理元件；
用与所述第一树脂化学相容的第二树脂涂覆所述纤丝紧固件；
穿过多个所述层将所述纤丝紧固件插入所述层压板中；和
使所述层压板中的所述纤丝紧固件固化以通过将所述第一树脂和所述第二树脂粘合使所述层压板的多个所述层与所述纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的所述复合部件，并且
其中所述一个或多个纹理元件以螺旋形状围绕所述成束的纤维盘绕，其中所述纤丝紧固件的螺旋形状具有与复合层压板的每层厚度相对应的节距。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述纤丝紧固件插入所述层压板中包括：
用压脚对所述层压板进行标位；
引导穿刺针穿过所述压脚以刺穿所述层压板并在未固化状态下在所述复合材料中形成孔；
使用穿过所述压脚的进给销引导所述纤丝紧固件穿过所述压脚并进入所述孔中；和
在所述层压板的顶面附近切割所述纤丝紧固件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述纤丝紧固件和所述层压板包括共同的复合材料，以及
所述固化将所述纤丝紧固件整体嵌入到所述层压板中以形成整体式复合结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一树脂和所述第二树脂包括共同的树脂材料。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在固化之前插入多个所述纤丝紧固件以连接多个层压板以防止所述复合部件分层。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
以相交的角度插入多个所述纤丝紧固件以锁定所述层压板的板层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第二树脂相对于所述成束的纤维保持一个或多个纹理元件的取向。
8.一种复合层压板，包括：
形成待用第一树脂固化的复合材料的堆叠的增强纤维层；和
包括成束的纤维的纤丝紧固件，在所述成束的纤维周围具有一个或多个纹理元件，以及与所述第一树脂化学相容的第二树脂，其中所述一个或多个纹理元件以螺旋形状围绕所述成束的纤维盘绕，其中所述纤丝紧固件的螺旋形状具有与复合层压板的每层厚度相对应的节距，
其中所述纤丝紧固件配置成穿过多个所述增强纤维层插入到所述堆叠中，并且在所述堆叠中固化以通过将所述第一树脂和第二树脂粘合将所述堆叠的层与所述纤丝紧固件的一个或多个纹理元件粘合，以形成具有抗分层性的所述复合层压板。
9.根据权利要求8所述的复合层压板，其中：
所述螺旋形状的节距随所述复合层压板各层的厚度而变化。
10.根据权利要求8所述的复合层压板，其中：
所述纤丝紧固件被配置为在固化期间集成在所述堆叠内以形成整体式复合结构。
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