CN115195152A - 用于处理复合结构的设备和方法 - Google Patents

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S·M·梅希亚
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B·S·卡朋特
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Abstract

本申请涉及用于处理复合结构的设备和方法。所述设备包括心轴和真空袋,该心轴包括加工表面,该真空袋包括弹性膜和装袋表面。该设备还包括形成在心轴和弹性膜之间的表面界面。表面界面包括形成在心轴的加工表面和弹性膜的装袋表面中的至少一者中的抽吸通道。弹性膜被构造成响应于施加到抽吸通道的真空而沿着抽吸通道密封到心轴。

Description

用于处理复合结构的设备和方法
技术领域
本公开一般涉及复合材料,并且更具体地涉及用于处理复合结构的设备和方法。
背景技术
复合部件通常在向部件施加热和压力的高压釜或向部件施加热的烘箱中进行处理。然而,传统的高压釜和烘箱处理技术存在若干缺点,特别是当处理诸如飞行器结构的大型复合部件时。例如,传统的处理技术通常需要应用消耗材料,例如装袋和密封结合剂,这增加了成本和周期时间。因此,本领域技术人员继续在复合处理领域进行研究和开发,这样,旨在解决上述问题的设备和方法具备实用性。
发明内容
以下是根据本公开的主题的示例的非穷举罗列,其可以或可以不被要求保护。
在一个示例中,公开的用于处理复合结构的设备包括心轴,该心轴包括加工表面,该加工表面被构造成支撑复合叠层。该设备还包括真空袋组件,该真空袋组件被构造成放置在心轴上面。真空袋组件包括具有周边边缘的垫板,以及从垫板的周边边缘延伸并包括装袋表面的真空袋。该设备还包括形成在心轴的加工表面和真空袋的装袋表面这二者中的至少一者中的真空通道。当将真空袋放置在心轴上面并向真空通道施加真空时,沿着真空通道在真空袋和心轴之间形成真空密封部。心轴、真空袋组件和真空密封部形成包围复合叠层的密封真空腔室。
在一个示例中,公开的用于处理复合结构的心轴包括加工表面和形成在加工表面中的心轴真空通道,复合叠层被构造成支撑在加工表面上。响应于施加到心轴真空通道的真空,在加工表面和放置在复合叠层和心轴上面的真空袋组件的边缘部分之间形成真空密封部。由心轴、真空袋组件和真空密封部形成包围复合叠层的密封真空腔室。
在一个示例中,公开的用于处理复合结构的真空袋组件包括垫板,该垫板包括周边边缘且被构造成被施加到由心轴支撑的复合叠层。真空袋组件还包括弹性膜,该弹性膜联接到垫板并从垫板的周边边缘延伸。弹性膜包括装袋表面,并被构造成施加到心轴。真空袋组件还包括形成在装袋表面中的装袋抽吸通道。响应于施加到装袋抽吸通道的真空,在心轴的加工表面和弹性膜之间形成真空密封部。由真空袋组件、心轴和真空密封部形成包围复合叠层的密封真空腔室。
在一个示例中,公开的处理复合结构的方法包括以下步骤:(1)将复合叠层支撑在心轴的加工表面上;(2)将真空袋组件的垫板定位在复合叠层上面;(3)将真空袋组件的真空袋披盖在加工表面的一部分上面,该真空袋从垫板的周边边缘延伸;(4)将真空施加到形成在心轴的加工表面和真空袋的装袋表面这二者中的至少一者中的真空通道;(5)在心轴的加工表面与真空袋的装袋表面之间并且沿着真空通道形成真空密封部;以及(6)形成密封真空腔室,该密封真空腔室利用心轴、真空袋组件和真空密封部包围复合叠层。
根据本公开的另一方面,一种用于处理复合结构的设备,所述设备包括:
心轴,所述心轴包括加工表面,所述加工表面被构造成支撑复合叠层;
真空袋组件,所述真空袋组件被构造成放置在所述心轴上面并且包括:
垫板,所述垫板包括周边边缘;以及
真空袋,所述真空袋从所述垫板的所述周边边缘延伸,并且包括装袋表面;以及
真空通道,所述真空通道形成在所述心轴的所述加工表面和所述真空袋的所述装袋表面这二者中的至少一者中,
其中:
当所述真空袋放置在所述心轴上面并且真空被施加到所述真空通道时,沿着所述真空通道在所述真空袋和所述心轴之间形成真空密封部;并且
所述心轴、所述真空袋组件和所述真空密封部形成包围所述复合叠层的密封真空腔室。
有利地,所述设备是这样的设备,其中,所述真空通道包括:
多个主凹槽;以及
多个跨接凹槽,所述多个跨接凹槽在所述多个主凹槽之间延伸,使得所述多个主凹槽经由所述多个跨接凹槽彼此流体连通。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
由所述加工表面、所述装袋表面和所述真空通道形成周边真空腔室;
经由所述真空通道将真空施加到所述周边真空腔室以形成所述真空密封部;
所述周边真空腔室形成所述密封真空腔室的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室与所述周边真空腔室流体隔离。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述加工表面被构造成支撑所述复合叠层;并且
所述垫板包括垫板表面,所述垫板表面被构造成接触所述复合叠层的与所述加工表面相反的表面。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述真空袋组件还包括由所述真空袋形成的边缘部分,所述边缘部分从所述垫板的所述周边边缘的一部分延伸;并且
所述真空袋组件的所述边缘部分被构造成被披盖在所述加工表面的一部分上面,并且响应于施加到所述真空通道的所述真空而沿着所述真空通道被密封到所述加工表面。
优选地,所述设备是这样的设备,其中,至少形成所述真空袋组件的所述边缘部分的所述真空袋包括弹性膜。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述真空袋组件还包括联接到所述边缘部分的加强件;并且
当所述真空袋组件的所述边缘部分被披盖在所述心轴的所述加工表面上面时,所述加强件横跨所述真空通道定位。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述心轴还包括形成在所述加工表面中的一对密封凹槽;
所述真空袋组件包括联接到所述真空袋组件的所述边缘部分的一对密封件;
所述一对密封凹槽位于所述真空通道旁边,使得所述真空通道位于所述一对密封凹槽之间;
所述一对密封件被构造成当所述真空袋组件的所述边缘部分被披盖在所述心轴的所述加工表面上面时被接收在所述一对密封凹槽内;并且
响应于施加到所述真空通道的所述真空,所述一对密封件利用所述一对密封凹槽密封。
优选地,所述设备还包括紧固装置,所述紧固装置被构造成将夹紧力施加到所述真空袋组件的所述边缘部分以将所述真空袋组件保持为抵靠所述心轴的所述加工表面。
优选地,所述设备是这样的设备,其中,所述紧固装置被构造成在所述一对密封件中的至少一个密封件上面接合所述真空袋组件的所述边缘部分。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述真空通道包括:
心轴真空通道,所述心轴真空通道形成在所述加工表面中;以及
第二心轴真空通道,所述第二心轴真空通道形成在所述加工表面中并且与所述心轴真空通道间隔开;
所述心轴真空通道和所述第二心轴真空通道位于形成在所述加工表面中的所述一对密封凹槽之间;
所述心轴还包括位于所述心轴真空通道和所述第二心轴真空通道之间的可膨胀密封件;并且
所述可膨胀密封件被构造成当所述真空被施加到所述心轴真空通道和所述第二心轴真空通道时被加压以对着所述真空袋组件的所述边缘部分施加力。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述真空袋组件还包括:
第二垫板,所述第二垫板联接到所述真空袋并且包括联接表面;
延伸部分,所述延伸部分由所述真空袋形成,从所述垫板的所述周边边缘的一部分延伸;以及
第二真空通道,所述第二真空通道形成在所述第二垫板的所述联接表面和所述真空袋组件的所述延伸部分的所述装袋表面这二者中的至少一者中;并且
所述真空袋组件的所述延伸部分被构造成披盖在所述第二垫板的一部分上面,并且响应于施加到所述第二真空通道的真空而沿着所述第二真空通道被密封到所述第二垫板。
优选地,所述设备是这样的设备,其中:
所述心轴还包括心轴囊袋和形成在所述心轴囊袋中的囊袋排气孔;
所述真空袋组件还包括延伸穿过所述真空袋的排气配件;并且
所述排气配件被构造成联接到所述囊袋排气孔,使得所述心轴囊袋与所述真空袋组件外部的大气处于流体连通。
优选地,所述设备是这样的设备,其中,所述心轴还包括:
心轴囊袋;
囊袋排气孔,所述囊袋排气孔形成在所述心轴囊袋中;
心轴排气孔,所述心轴排气孔与所述囊袋排气孔处于流体连通;以及
排气配件,所述排气配件被构造成延伸穿过所述心轴排气孔并且被联接到所述囊袋排气孔,使得所述心轴囊袋与所述心轴外部的大气处于流体连通。
一种使用如上所述的设备处理复合结构的方法。
根据本公开的另一方面,一种用于处理复合结构的心轴,所述心轴包括:
加工表面,复合叠层被构造成支撑在所述加工表面上;以及
心轴真空通道,所述心轴真空通道形成在所述加工表面中,
其中:
响应于施加到所述心轴真空通道的真空,在所述加工表面与放置在所述复合叠层和所述心轴上面的真空袋组件的边缘部分之间形成真空密封部;并且
由所述心轴、所述真空袋组件和所述真空密封部形成包围所述复合叠层的密封真空腔室。
根据本公开的另一方面,一种用于处理复合结构的真空袋组件,所述真空袋组件包括:
垫板,所述垫板包括周边边缘并且被构造成被施加到由心轴支撑的复合叠层;
弹性膜,所述弹性膜联接到所述垫板并且从所述垫板的所述周边边缘延伸,所述弹性膜包括装袋表面并且被构造成被施加到所述心轴;以及
装袋真空通道,所述装袋真空通道形成在所述装袋表面中,
其中:
响应于施加到所述装袋真空通道的真空,在所述心轴的加工表面与所述弹性膜之间形成真空密封部;并且
由所述真空袋组件、所述心轴和所述真空密封部形成包围所述复合叠层的密封真空腔室。
根据本公开的另一方面,一种处理复合结构的方法,所述方法包括:
将复合叠层支撑在心轴的加工表面上;
将真空袋组件的垫板定位在所述复合叠层上面;
将所述真空袋组件的真空袋披盖在所述加工表面的一部分上面,所述真空袋从所述垫板的周边边缘延伸;
将真空施加到形成在所述心轴的所述加工表面和所述真空袋的装袋表面这二者中的至少一者中的真空通道;
在所述心轴的所述加工表面与所述真空袋的所述装袋表面之间并且沿着所述真空通道形成真空密封部;以及
形成密封真空腔室,所述密封真空腔室利用所述心轴、所述真空袋组件和所述真空密封部包围所述复合叠层。
有利地,所述方法还包括降低所述密封真空腔室内的压力。
优选地,所述方法还包括,在形成了所述真空密封部并且所述密封真空腔室内的压力降低了的情况下,将升高的温度和升高的压力这二者中的至少一者施加到所述复合叠层。
优选地,所述方法还包括向所述真空袋施加夹紧力以将所述真空袋组件的边缘部分保持为抵靠所述心轴的所述加工表面。
优选地,所述方法是这样的方法,其中:
形成所述真空密封部包括:
利用所述心轴的所述加工表面、所述真空袋的所述装袋表面和所述真空通道形成周边真空腔室;以及
响应于将真空施加到所述真空通道而降低所述周边真空腔室内的压力;
所述周边真空腔室形成所述密封真空腔室的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室与所述周边真空腔室流体隔离。
优选地,所述方法还包括:
将所述真空袋组件的第二垫板定位在所述复合叠层上面;
将所述真空袋组件的所述真空袋披盖在所述第二垫板的一部分上面,所述真空袋从所述垫板的所述周边边缘的一部分延伸;
将真空施加到第二真空通道,所述第二真空通道形成在所述第二垫板的联接表面和所述真空袋的所述装袋表面这二者中的至少一者中;以及
在所述第二垫板的所述联接表面和所述真空袋的所述装袋表面之间形成所述真空密封部。
一种使用上述方法处理的复合结构。
根据详细描述、附图和所附权利要求,所公开的系统、设备和方法的其它示例将变得显而易见。
附图说明
图1是用于处理复合结构的设备的示例的示意性框图;
图2是用于处理复合结构的设备的示例的示意性立体图;
图3是用于处理复合结构的设备的示例的示意性立体图;
图4是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图5是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图6是设备的示例的示意性立体图;
图7是设备的心轴的一部分的示例的示意性立体图;
图8是设备的真空袋组件的一部分的示例的示意性立体图;
图9是设备的一部分的示例的示意性平面图;
图10是设备的真空通道的示例的示意性立体图;
图11是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图12是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图13是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图14是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图15是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图16是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图17是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图18是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图19是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图20是设备的一部分的示例的示意性截面图;
图21是心轴的心轴囊袋的示例的示意性截面图;
图22是心轴的心轴囊袋的示例的示意性截面图;以及
图23是处理复合结构的方法的示例的流程图;
图24是飞行器制造和维修方法的流程图;以及
图25是飞行器的示例的示意性框图。
具体实施方式
以下详细描述参考附图,附图示出了本公开所描述的具体示例。具有不同结构和操作的其它示例不脱离本公开的范围。在不同的附图中,相同的附图标记可以表示相同的特征、元件或部件。
下面提供了根据本公开的主题的可以但不一定要求保护的说明性的非穷举性示例。本文对“示例”的引用意味着结合示例描述的一个或多个特征、结构、元件、部件、特性和/或操作步骤被包括在根据本公开的主题的至少一个方面、实施方式和/或实现方式中。因此,贯穿本公开的短语“示例”、“另一个示例”、“一个或多个示例”和类似语言可以但不一定指代相同的示例。此外,表征任何一个示例的主题可以但不一定包括表征任何其它示例的主题。此外,表征任何一个示例的主题可以但不一定与表征任何其它示例的主题组合。
总体上参考图1至图22,作为示例,本公开涉及一种用于处理复合结构102的设备100。设备100通常包括心轴104和真空袋组件202。心轴104被构造成支撑复合叠层152。真空袋组件202被构造成披盖在心轴104的至少一部分上面并与心轴104的所述至少一部分共形(conform),使得复合叠层152位于心轴104和真空袋组件202之间。心轴104和真空袋组件202被构造成在用于制造复合结构102的各种处理操作中的任何一种处理操作期间围绕复合叠层152形成密封真空腔室184。
应当认识到,为了本公开的目的,复合叠层152是指在处理(例如,经由高压釜)之前未固化和/或未硬化的复合预制件。还应当认识到,为了本公开的目的,复合结构102是指处理后(例如,经由高压釜)的固化和/或硬化的复合件。换句话说,复合结构102是通过对复合叠层152进行处理而产生的固化和/或硬化产品。
图1示意性地示出了用于处理复合叠层152以制造复合结构102的制造环境172。图1示意性地示出了复合结构102的后处理和后脱模情况,其中复合结构102从心轴104移除。
图2至图3示意性地示出了复合叠层152的处理情况,其中复合叠层152位于心轴104上以被真空袋组件202覆盖(例如,在图2和图3中示出了真空袋组件202与心轴104和复合叠层152分离)。
图4至图6以及图9至图20示意性地示出了复合叠层152的处理情况,其中复合叠层152位于心轴104上并被真空袋组件202覆盖,并且其中在心轴104和真空袋组件202之间形成真空密封部190以形成围绕复合叠层152的密封真空腔室184。
在一个或多个示例中,在树脂浸渍操作期间使用设备100,其中树脂基质浸渍透过由设备100支撑和密封的复合叠层152(例如,干预制件)。在一个或多个示例中,在压紧操作期间使用设备100,其中压紧压力被施加到由设备100支撑和密封的复合叠层152(例如,湿叠层)。在一个或多个示例中,在压实操作期间使用设备100,其中,低至中等压实热和低至中等压实压力中的至少一者被施加到由设备100支撑和密封的复合叠层152。在一个或多个示例中,在固化操作期间使用设备100,其中,中等至高固化热和中等至高固化压力中的至少一者被施加到由设备100支撑和密封的复合叠层152。在一个或多个示例中,设备100可与处理设备192一起使用,处理设备例如高压釜、烘箱、热毯或加热灯,以施加热和压力中的至少一者。
参考图1至图8,在一个或多个示例中,心轴104被构造成支撑复合叠层152。真空袋组件202被构造成施加在复合叠层152上面。心轴104和真空袋组件202被构造成沿着在心轴104的一部分和真空袋组件202的一部分之间的表面界面166(图1、图4和图5)围绕复合叠层152而密封到彼此。将心轴104和真空袋组件202密封在一起,在心轴104和真空袋组件202之间形成真空密封部190(图1、图4和图5)。真空密封部190围绕复合叠层152形成(或限定)由心轴104和真空袋组件202形成的密封真空腔室184(图1、图4和图5)的周边,使得在处理期间压缩力可被施加到复合叠层152。
如本文所用,术语“密封”、“被密封”、“密封”和类似术语通常是指气密密封。如可了解,虽然在许多实现方式中通常需要真正气密密封,但在一些实现方式中,基本气密密封可以是足够的。因此,本文所述的密封件为相关的实现方式提供了合适水平的密封,但其并不严格限于真正气密密封。
在一个示例中,心轴104被构造成成形复合叠层152的内模线170(IML)(图1),并且因此成形复合结构102的内表面(内模线)。在这些示例中,真空袋组件202被施加到复合叠层152的外模线156(OML)(图1),并且被构造成成形复合叠层152的外模线156,并因此成形复合结构102的外表面(外模线)。
在另一个示例中,心轴104被构造成成形复合叠层152的外模线156(图1),并且因此成形复合结构102的外表面(外模线)。在这些示例中,真空袋组件202被施加到复合叠层152的内模线170(图1),并且被构造成成形复合叠层152的内模线170,并且因此成形复合结构102的内表面(内模线)。
参考图1至图7,心轴104是被构造成形成复合结构102的任何合适的工具。心轴104由任何合适的材料制成。心轴104具有各种形状、尺寸或复杂性中的任一种,这取决于所制造的复合结构102(例如,零件或部件)。心轴104包括加工表面106,复合叠层152被构造成支撑在该加工表面上。
在一个或多个示例中,加工表面106具有与复合叠层152的、以及因此复合结构102的内模线170(图1)互补的轮廓。在一个或多个示例中,加工表面106具有与复合叠层152的、以及因此复合结构102的外模线156(图1)互补的轮廓。
在一个或多个示例中,心轴104的加工表面106基本上是平面的(例如,平坦的)(例如,如图2至图5所示)。在这些示例中,心轴104用于形成基本上平面的或具有基本上平面表面的复合结构102,例如但不限于飞行器的复合面板或复合翼梁或纵梁。
在一个或多个示例中,心轴104的加工表面106是圆柱形的(例如,如图6和图7所示)。在这些示例中,心轴104用于形成具有基本上圆柱形或管状形状的复合结构102,例如但不限于飞行器机身的复合筒体的区段。
在一个或多个示例中,心轴104的加工表面106可以在一个或多个方向上具有其它曲率或其它闭合横截面形状(未明确示出)。
参考图1至图6和图8,在一个或多个示例中,真空袋组件202包括真空袋112和垫板118。垫板118联接到真空袋112。在一个或多个示例中,垫板118用作真空袋组件202的主要处理表面,该垫板覆盖整个复合叠层152,并且真空袋112与垫板118集成并且从垫板118的周边边缘154延伸以产生真空封闭,同时有利于真空袋组件202(例如真空袋112)在心轴104的复合特征和/或动态特征上的悬垂性。
垫板118和真空袋112经由任何合适的方法或技术联接在一起。在一个或多个示例中,垫板118和真空袋112之间的接触和结合发生在边缘界面处,例如沿着垫板118的周边边缘154。在这些示例中,真空袋112的一部分例如在边缘界面处与垫板118的一部分重叠(例如,覆盖)。在一个或多个示例中,垫板118和真空袋112之间的接触和结合发生在整个垫板118上面。在这些示例中,真空袋112完全与垫板118重叠(例如,覆盖)。
说明性的示例描述了真空袋组件202,该真空袋组件包括真空袋112和垫板118。然而,在其它示例中,处理复合叠层152以形成复合结构102不需要垫板118。这样,在一个或多个示例中,真空袋组件202仅包括真空袋112。例如,在不需要或不期望复合叠层152的表面的成形和变平滑(例如,通过使用垫板)的实现方式中,真空袋组件202可以完全由真空袋112形成。
参考图2至图6和图8,真空袋112包括弹性膜114。弹性膜114被构造成披盖在心轴104的加工表面106的至少一部分上面并与心轴104的加工表面106的所述至少一部分共形,使得复合叠层152位于心轴104和真空袋组件202之间。弹性膜114的一部分被构造成经由真空沿着边缘密封界面密封地联接到心轴104的加工表面106,以形成真空密封部190(图4和图5)。
在一个或多个示例中,弹性膜114由硅树脂制成。在一个或多个示例中,弹性膜114由合成橡胶制成。在一个或多个示例中,弹性膜114由含氟聚合物弹性体制成。在一个或多个示例中,弹性膜114由含氟弹性体材料制成,例如
Figure BDA0003546911140000111
在其它示例中,弹性膜114由任何其它合适的弹性材料或材料的组合制成。
在一个或多个示例中,垫板118包括周边边缘154(图2至图5和图8)和垫板表面204(图4和图5)。在一个或多个示例中,弹性膜114联接到垫板118,并且从垫板118的周边边缘154的至少一部分延伸。在一个或多个示例中,弹性膜114可以从垫板118的整个周边边缘154延伸(例如,如图2和图3所示)。
垫板118被构造成被施加在由心轴104支撑的复合叠层152上面,例如施加到复合叠层152的外模线156(图1)或内模线170(图1),使得当弹性膜114被密封到心轴104时(例如,如图4和图5所示),复合叠层152位于垫板118和心轴104之间。
在一个或多个示例中,垫板118的至少一部分,例如垫板表面204(图4和图5),被构造(例如,成形和定尺寸)成接触复合叠层152,并且弹性膜114被构造(例如,成形和定尺寸)成围绕复合叠层152而接触心轴104。在一个或多个示例中,垫板表面204被适当地定尺寸和成形,并且具有适当的表面光滑度,以向复合结构102的表面提供期望的形状和光滑度。
在一个或多个示例中,垫板118延伸超过复合叠层152的外围边缘(例如,如图4和图5所示)。在一个或多个示例中,牺牲材料198(例如,如图4和图5所示)位于复合叠层152的外围边缘200周围和/或从复合叠层152的外围边缘200延伸,以降低垫板118的几何复杂性和/或防止垫板118在周边逐渐向下(step down)弯曲。在一个或多个示例中,弹性膜114的一部分披盖在牺牲材料198上面(例如,超过复合叠层152的外围边缘200),使得弹性膜114的一部分接触围绕复合叠层152的牺牲材料198,并且弹性膜114的一部分围绕牺牲材料198而接触心轴104(例如,如图4和图5所示)。在一个或多个示例中,弹性膜114固有地能够从牺牲材料198释放,或者释放涂层(未示出)被施加到弹性膜114的接触牺牲材料198的部分。
垫板118通常由基本上没有表面缺陷的宽件(例如,片)材料制成。在处理期间,垫板118的垫板表面204(图4和图5)用于紧密接触复合叠层152的表面,以建立复合结构102的模线,并为复合结构102提供光滑表面(例如,外表面)。
取决于制造的复合结构102(例如,零件或部件),垫板118可以具有任何形状、尺寸或复杂性。在一个或多个示例中,垫板118是刚性的,并且具有与复合结构102的表面(例如,外模线)的期望形状匹配的轮廓形状。在一个或多个示例中,垫板118可以是至少稍微柔性的,使得垫板118与复合叠层152的表面共形。
在一个或多个示例中,垫板118是平面的。在一个或多个示例中,垫板118在一个或多个方向上具有曲率。在一个或多个示例中,垫板118具有各种其它复杂形状中的任何一种。
在一个或多个示例中,真空袋组件202包括多于一个垫板,例如垫板118和第二垫板120(例如,如图8和图20所示)。在一个或多个示例中,真空袋112的连接部分240(例如,弹性膜114)在垫板118的周边边缘154的一部分和第二垫板120的第二周边边缘242的一部分之间延伸,以将垫板118和第二垫板120互连(例如,如图8所示)。
在一个或多个示例中,真空袋组件202包括任何数量的垫板,例如第三垫板、第四垫板等。在一个或多个示例中,垫板(例如,垫板118、第二垫板120、第三垫板等)中的每一个都联接到同一真空袋112的弹性膜114。
垫板118由任何合适的材料制成。在一个或多个示例中,垫板118由纤维增强聚合物材料构造,例如但不限于碳纤维增强聚合物和碳纤维增强环氧树脂。作为示例,垫板118由碳纤维增强苯并嗪或碳纤维增强双马来酰亚胺制成。在一个或多个示例中,垫板118由金属材料构成,例如但不限于铝。在一个或多个示例中,垫板118由金属合金构成,例如但不限于镍铁合金(例如Invar)。
垫板118和弹性膜114经由任何合适的方法或技术联接在一起。在一个或多个示例中,垫板118和弹性膜114被二次结合在一起。例如,将垫板118和弹性膜114分别固化,然后化学结合(例如,经由粘合剂或其它结合剂)。在一个或多个示例中,垫板118和弹性膜114被共固化。在一个或多个示例中,弹性膜114共结合到垫板118。在一个或多个示例中,垫板118和弹性膜114经由机械附接、例如紧固件连接在一起。
真空袋组件202的真空袋112(例如,弹性膜114)被构造成基本上不可渗透,以防止气体穿过真空袋组件202。真空袋组件202的垫板118被构造成基本上不可渗透,以防止气体穿过真空袋组件202。在真空袋组件202包括真空袋112和垫板118的示例中,真空袋112(例如,弹性膜114)和垫板118联接在一起所沿着的区域是基本上不可渗透的,以防止气体在真空袋112和垫板118之间穿过。这样,真空袋组件202用作传统的可消耗真空或压缩袋的可重复使用的替代。
在一个或多个示例中,在垫板118和弹性膜114之间的接触和结合发生在边缘界面处,例如沿着垫板118的周边边缘154。在一个或多个示例中,弹性膜114的一部分在边缘界面处与垫板118的一部分重叠(例如,覆盖)。垫板118和弹性膜114的重叠部分联接(例如,结合)在一起,使得弹性膜114的一部分从垫板118的周边边缘154延伸。这些示例有利地减小了真空袋组件202的总重量。
在一个或多个示例中,垫板118和弹性膜114之间的接触和结合发生在整个垫板118上面。在一个或多个示例中,弹性膜114与垫板118完全重叠(例如,覆盖)。垫板118和弹性膜114的重叠部分联接(例如,结合)在一起,使得弹性膜114的一部分从垫板118的周边边缘154延伸。这些示例有利地改善了真空袋组件202的不渗透性,并改善了弹性膜114和垫板118之间的密封的完整性。
再次参考图1,在一个或多个示例中,心轴104与真空袋组件202之间的表面界面166包括真空通道158和与真空通道158流体连通的真空端口160。真空袋组件202被构造成响应于经由真空端口160施加到真空通道158的真空而沿着真空通道158被密封到心轴104。在一个或多个示例中,真空袋112的一部分被构造成响应于经由真空端口160施加到真空通道158的真空而沿着真空通道158被密封到心轴104。
在一个或多个示例中,设备100包括真空源178。在一个或多个示例中,真空源178包括一个或多个真空泵。真空源178联接到真空端口160,并与真空通道158流体连通。在一个或多个示例中,真空端口160经由多个真空管线与真空源178流体连通。真空源178被构造成抽出位于真空通道158内的气体以获得真空袋112与心轴104之间的附着。
在一个或多个示例中,表面界面166由心轴104的加工表面106和真空袋组件202的装袋表面168形成。在一个或多个示例中,装袋表面168是真空袋112的与心轴104的加工表面106相对并接触的表面。在真空袋组件202被定位在复合叠层152上面且装袋表面168与加工表面106接触的情况下(例如,如图4和图5所示),表面界面166响应于施加到真空通道158的真空而沿真空通道158在真空袋组件202和心轴104之间形成真空密封部190(图1)或密封边界。
参考图2和图4,在一个或多个示例中,心轴104包括形成在加工表面106中的心轴真空通道108和穿过加工表面106形成并且与心轴真空通道108流体连通的心轴真空端口110。心轴真空通道108是真空通道158(图1)的示例,并且心轴真空端口110是真空端口160(图1)的示例。在这些示例中,真空源178(图1)联接到心轴真空端口110并且与心轴真空通道108流体连通。
在一个或多个示例中,真空袋组件202(例如,真空袋112的)的边缘部分116被构造成响应于经由心轴真空端口110施加到心轴真空通道108的真空而沿着心轴真空通道108被密封到加工表面106。这样,响应于经由心轴真空端口110施加到心轴真空通道108的真空,在心轴104和真空袋组件202之间形成包围复合叠层152的密封真空腔室184(图4)。密封真空腔室184的周边或边界由心轴104的加工表面106和真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116的装袋表面168之间的真空密封部190(图4)沿着心轴真空通道108形成。
参考图3和图5,在一个或多个示例中,真空袋组件202包括形成在真空袋112的装袋表面168中的装袋真空通道162,以及穿过装袋表面168形成并与装袋真空通道162流体连通的装袋真空端口164。装袋真空通道162是真空通道158(图1)的示例,装袋真空端口164是真空端口160(图1)的示例。在图3中,以虚线示出装袋真空通道162和装袋真空端口164,以示出形成在真空袋组件202(例如,真空袋112)的边缘部分116的装袋表面168(例如,下表面)中的装袋真空通道162和装袋真空端口164。
在一个或多个示例中,真空袋组件202的边缘部分116被构造成响应于经由装袋真空端口164施加到装袋真空通道162的真空而沿着装袋真空通道162被密封到加工表面106。这样,响应于经由装袋真空端口164施加到装袋真空通道162的真空,在心轴104和真空袋组件202之间形成包围复合叠层152的密封真空腔室184(图5)。密封真空腔室184的周边由心轴104的加工表面106和真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116的装袋表面168之间的真空密封部190(图5)沿着装袋真空通道162形成。
在设备100的一个或多个示例(未明确示出)中,心轴104包括形成在加工表面106中的心轴真空通道108(例如,如图2和图4所示)和心轴真空端口110(例如,如图2和图4所示),真空袋组件202包括形成在装袋表面168中的装袋真空通道162(例如,如图3和图5所示)和装袋真空端口164(例如,如图3和图5所示)。在这些示例中,心轴真空通道108和装袋真空通道162的组合是真空通道158(图1)的示例,而心轴真空端口110和装袋真空端口164的组合是真空端口160(图1)的示例。
在包括心轴104中的心轴真空通道108/心轴真空端口110(例如,如图2和图4所示)和真空袋组件202中的装袋真空通道162/装袋真空端口164(例如,如图3和图5所示)两者的设备100的示例中,心轴真空通道108和装袋真空通道162彼此远离间隔开,或者以其它方式适当地定位,使得它们之间没有重叠或相交。在这些示例中,真空袋组件202被构造成响应于施加到心轴真空通道108的真空而沿着心轴真空通道108被密封到心轴104的加工表面106,并且加工表面106被构造成响应于施加到装袋真空通道162的真空而沿着装袋真空通道162被密封到真空袋组件202。这样,响应于分别经由心轴真空端口110和装袋真空端口164施加到心轴真空通道108和装袋真空通道162的真空,由心轴104和真空袋组件202形成包围复合叠层152的密封真空腔室184。使用心轴真空通道108和装袋真空通道162两者来形成密封真空腔室184的周边,在心轴104的加工表面106与真空袋组件202的边缘部分116的装袋表面168之间的真空密封部190(例如,双真空密封部)中提供了冗余。
在一个或多个示例中,真空通道158(例如,心轴真空通道108和/或装袋真空通道162)具有任何合适的构造。真空通道158形成心轴104和真空袋组件202之间的真空密封部190的周边。
在一个或多个示例中,真空通道158是连续的并且形成真空密封部190的整个周边,例如用于处理平面的、弯曲的或具有开放的横截面形状的复合结构102。如图2所示,在一个或多个示例中,心轴真空通道108是连续的,并且包括形成在加工表面106中的一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段,该一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段形成真空密封部190的整个周边。如图3所示,在一个或多个示例中,装袋真空通道162是连续的,并且包括形成在装袋表面168中的一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段,该一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段形成真空密封部190的整个周边。
在一个或多个示例中,真空通道158是连续的并且形成真空密封部190的周边的一部分,诸如用于处理具有闭合横截面形状的复合结构102。如图5所示,在一个或多个示例中,心轴真空通道108是连续的,并且包括在心轴104的第一心轴端182处形成在加工表面106中的一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段,该一个或多个线性通道节段和/或一个或多个弯曲通道节段形成真空密封部190的周边的第一部分。心轴104还包括在心轴104的相对的第二心轴端186(图6)处形成在加工表面106中的另一心轴真空通道108(例如,多个心轴真空通道中的第二心轴真空通道),所述另一心轴真空通道形成真空密封部190的周边的第二部分。图7中仅示出了心轴104的第一心轴端182和与第一心轴端182相关联的心轴真空通道108。应当认识到,心轴104的第二心轴端186和与第二心轴端186相关联的心轴真空通道108具有与图7所示的构造基本上相似的构造。
说明性示例将表面界面166描绘为包括一个真空通道158(例如,一个心轴真空通道108和/或一个装袋真空通道162)和一个真空端口160(例如,一个心轴真空端口110和/或一个装袋真空端口164)。然而,在其它示例中,表面界面166可包括任何数量的真空通道158和任何数量的相关联的真空端口160。
图6至图8示意性地示出了用于形成具有闭合横截面(例如管状形状)的复合结构102的设备100的示例,该复合结构例如但不限于机身筒体区段。在一个或多个示例中,心轴104被构造成定位在烘箱或高压釜(例如,处理设备192)内。在一个或多个示例中,心轴104由可移动平台或处理推车(例如,如图6所示)支撑。真空袋组件202(图6和图8)定位在复合叠层152(图7)上面,使得垫板118被施加到复合叠层152的表面,并且真空袋组件202的边缘部分116(图6和图8)(例如,从垫板118的周边边缘154延伸的真空袋112)在心轴104的第一心轴端182(图6和图7)和第二心轴端186(图6)这二者处与加工表面106(图7)接触。在真空袋组件202的边缘部分116的装袋表面168(图8)与心轴104的加工表面106接触的情况下,向心轴真空通道108(图7)施加真空产生负压(例如,抽吸),该负压实现并维持真空袋组件202与心轴104之间的附着。
图9示意性地示出了心轴104的一部分和真空袋组件202在表面界面166处的一部分的示例。在一个或多个示例中,诸如图9所示,真空通道158和真空端口160形成在心轴104的加工表面106中(例如,心轴真空通道108和心轴真空端口110)。在这些示例中,真空袋112从垫板118的周边边缘154延伸,并定位成与加工表面106接触,使得真空袋组件202的边缘部分116位于心轴真空通道108上面。施加到心轴真空通道108的真空将真空袋组件202(例如,真空袋112)的边缘部分116附着到心轴104。
替代地或另外地,在一个或多个示例中,真空通道158和真空端口160形成在真空袋组件202的装袋表面168中(例如,装袋真空通道162和装袋真空端口164),其构造与图9中所示的构造基本相同。在这些示例中,真空袋112从垫板118的周边边缘154延伸,并定位成与加工表面106接触,使得包括装袋真空通道162的真空袋组件202的边缘部分116位于心轴104的加工表面106上面。施加到装袋真空通道162的真空将真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116附着到心轴104。
在对真空通道158(例如,心轴真空通道108和/或装袋真空通道162)施加真空之后,在真空袋组件202和心轴104之间产生真空密封部190,并且通过真空袋组件202和心轴104围绕复合叠层152形成密封真空腔室184。在一个或多个示例中,心轴104还包括多个处理真空端口180。通常,处理真空端口180在密封真空腔室184内朝向心轴104的端部定位,例如在支撑在心轴104上的复合叠层152的周边边界与形成在真空袋组件202和心轴104之间的真空密封部190之间。真空源(例如,真空源178)联接到处理真空端口180,并且与密封真空腔室184流体连通。真空源178被构造成经由处理真空端口180从密封真空腔室184内抽出气体并且在密封真空腔室184内产生负压。抽出真空袋组件202和心轴104之间的气体促进真空袋组件202外部的更高压力,从而推动真空袋组件202(例如,垫板118)使之抵靠复合叠层152的外表面,并导致复合叠层152压靠心轴104的加工表面106。另外,抽出真空袋组件202和心轴104之间的气体移除了在处理期间可能从复合叠层152逸出的空气、水蒸气和/或其它挥发物。
再次参考图5,在一个或多个示例中,真空源178经由心轴歧管188联接到心轴104。处理真空端口180经由多个真空管线与心轴歧管188流体连通以将真空施加到密封真空腔室184。在一个或多个示例中,心轴真空端口110还联接到心轴歧管188并与心轴歧管188流体连通,以将真空施加到心轴真空通道108。
在一个或多个示例中,设备100使用相同的真空源(例如,真空源178)来产生将真空袋组件202和心轴104密封在一起的真空,并且在密封真空腔室184内产生负压。在其它示例中,设备100使用不同(例如,专用)真空源来产生将真空袋组件202与心轴104密封在一起的真空,并且在密封真空腔室184内产生负压。
图10示意性地示出了表面界面166的示例。在一个或多个示例中,真空通道158包括多个主凹槽130和多个跨接凹槽132。多个跨接凹槽132在多个主凹槽130之间延伸。多个主凹槽130彼此流体连通,并且经由多个跨接凹槽132与真空端口160流体连通。多个主凹槽130和多个跨接凹槽132用作通气通道或通气系统,并在形成在真空袋组件202和心轴104之间并且形成真空密封部190的周边真空腔室206内分配真空。
在一个或多个示例中,周边真空腔室206由加工表面106、装袋表面168和真空通道158(例如,多个主凹槽130)形成。真空经由真空通道158被施加到周边真空腔室206以形成真空密封部190。周边真空腔室206形成密封真空腔室184的周边边界的一部分。密封真空腔室184与周边真空腔室206流体隔离。
在一个或多个示例中,跨接凹槽132中的至少一个在直接相邻(例如,并排)的每对主凹槽130之间延伸,使得主凹槽130中的每一个与其它主凹槽130和真空端口160流体连通。多个跨接凹槽132提供用于从多个主凹槽130中的每一个内移除气体的流体路径。
多个主凹槽130增加了心轴104和真空袋组件202之间的界面区域。多个主凹槽130还在真空通道158内提供冗余。例如,如果真空袋组件202和心轴104之间的真空密封部190的一部分沿着主凹槽130中的一个主凹槽被破坏,则沿着主凹槽130中的另一个主凹槽来维持真空袋组件202和心轴104之间的真空密封部190。另外,来自真空袋组件202周围的大气的气体在气体进入形成在真空袋组件202和心轴104之间的密封真空腔室184之前在其进入真空密封部190的被破坏部分的主凹槽130时经由跨接凹槽132被真空端口160抽出。
应当理解,图10所示的真空通道158和真空端口160的示例可应用于心轴真空通道108和心轴真空端口110的示例(例如,如图2和图4所示)以及装袋真空通道162和装袋真空端口164的示例(例如,如图3和图5所示)。
因此,垫板118提供了用于建立复合结构102的模线的可重复使用的处理表面。真空袋112为真空袋组件202提供可重复使用的悬垂式边缘(例如,边缘部分116)。诸如心轴真空通道108(例如,如图2、图4、图7和图9所示)和/或装袋真空通道162(例如,如图3和图5所示)的真空通道158(图1)提供了一种机构,以将真空袋组件202可重复且可靠地密封到心轴104,并围绕复合叠层152形成密封真空腔室184。因此,使用真空袋组件202有利地消除了通常用于复合处理中使用的常规真空袋的边缘密封的大部分消耗材料,如果不是全部的话。
在将真空袋组件202的边缘部分116密封到心轴104之后将垫板118放置在复合叠层152上面并形成真空腔室184,经由真空通道158(例如,心轴真空通道108(例如,如图4和图11所示)和/或装袋真空通道162(例如,如图5和图12所示))形成周边真空腔室206(例如,如图4、图5、图11和图12所示)。周边真空腔室206位于心轴104和真空袋组件202的周边区域处,并且不同于围绕复合叠层152的真空腔室184。真空通道158(例如,心轴真空通道108和/或装袋真空通道162)使得沿着心轴104和真空袋组件202的周边的区域能够被抽空,从而允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104。真空通道158仅位于心轴104和真空袋组件202的周边区域中,并且不离开该区域并进入密封真空腔室184中或在另一方向上超过周边区域。因此,真空袋组件202的边缘部分116被向下夹紧到心轴104,形成边缘密封件。在一个或多个示例中,也称为通气通道的多个主凹槽130和多个跨接凹槽132(例如,如图9至图12所示)形成至少两个边缘密封件。
图11示意性地示出了由真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间的表面界面166形成的真空密封部190(例如,周边边缘密封件)的示例。真空袋组件202被放置在复合叠层152和心轴104上面,使得垫板118定位在复合叠层152上面,并且真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116被披盖在心轴104的加工表面106上面。
通过从心轴真空通道108内抽出气体,从而允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104,在心轴104和真空袋组件202的边缘部分116之间形成周边真空腔室206。密封真空腔室184由心轴104、真空袋组件202以及位于心轴104和真空袋组件202之间的真空密封部190形成。密封真空腔室184围绕复合叠层152以用于处理复合叠层152。
在一个或多个示例中,心轴真空通道108包括多个(例如,三个)主凹槽130和在多个主凹槽130之间延伸的多个跨接凹槽132。主凹槽130中的至少一个与心轴真空端口110流体连通。多个主凹槽130彼此流体连通,并经由多个跨接凹槽132与心轴真空端口110流体连通。
图12示意性地示出了由真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间的表面界面166形成的真空密封部190(例如,周边边缘密封件)的另一示例。真空袋组件202被放置在复合叠层152和心轴104上面,使得垫板118定位在复合叠层152上面,并且真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116被披盖在心轴104的加工表面106上面。
通过从装袋真空通道162内抽出气体,从而允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104,在心轴104和真空袋组件202的边缘部分116之间形成周边真空腔室206。密封真空腔室184由心轴104、真空袋组件202以及位于心轴104和真空袋组件202之间的真空密封部190形成。密封真空腔室184围绕复合叠层152以用于处理复合叠层152。
在一个或多个示例中,装袋真空通道162包括多个主凹槽130和在多个主凹槽130之间延伸的多个跨接凹槽132。主凹槽130中的至少一个与装袋真空端口164流体连通。多个主凹槽130彼此流体连通,并经由多个跨接凹槽132与装袋真空端口164流体连通。
图13至图19示意性地示出了由真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间的表面界面166形成的真空密封部190(例如,周边边缘密封件)的其它示例。真空袋组件202被放置在复合叠层152和心轴104上面,使得垫板118定位在复合叠层152上面,并且真空袋组件202(例如真空袋112)的边缘部分116被披盖在心轴104的加工表面106上面。
通过从心轴真空通道108内抽出气体,从而允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104,在心轴104和真空袋组件202的边缘部分116之间形成周边真空腔室206。密封真空腔室184由心轴104、真空袋组件202以及位于心轴104和真空袋组件202之间的真空密封部190形成。密封真空腔室184围绕复合叠层152以用于处理复合叠层152。
在一个或多个示例中,真空袋组件202包括加强件134。在一个或多个示例中,加强件134联接到真空袋组件202(例如,真空袋112)的边缘部分116,与装袋表面168相反。
加强件134增加了用于形成真空密封部190的真空袋组件202的边缘部分116的刚度。在一个或多个示例中,加强件134由刚性或半刚性材料制成。加强件134由任何合适的材料制成。在一个或多个示例中,加强件134由纤维增强聚合物制成。
在一个或多个示例中,加强件134被构造成横跨形成在心轴104的加工表面106中的心轴真空通道108定位。例如,加强件134适当地位于真空袋组件202的边缘部分116上,使得在真空袋组件202被施加在复合叠层152上面的情况下,加强件134延伸横跨或横过心轴真空通道108。
在一个或多个示例中,加强件134联接到真空袋112的弹性膜114。例如,加强件134联接到弹性膜114的与装袋表面168相反的表面。
在一个或多个示例中,加强件134集成在真空袋112(例如,弹性膜114)内。例如,加强件134由在真空袋组件202的边缘部分116处的弹性膜114的加厚区段形成,该加强件为真空袋组件202的边缘部分116的至少一个区段提供刚性。
参考图13至图18,在一个或多个示例中,心轴104包括一对密封凹槽136(分别标识为第一密封凹槽136a和第二密封凹槽136b)。一对密封凹槽136形成在加工表面106中,在心轴真空通道108旁边,使得心轴真空通道108位于一对密封凹槽136之间,并与所述一对密封凹槽136分离。在一个或多个示例中,第一密封凹槽136a定位成与心轴真空通道108的一侧(例如,第一侧)相邻并沿心轴真空通道108的一侧延伸,并且第二密封凹槽136b定位成与心轴真空通道108的相对侧(例如,第二侧)相邻并沿心轴真空通道108的相对侧延伸。
在一个或多个示例中,真空袋112包括一对密封件138(分别标识为第一密封件138a和第二密封件138b)。该对密封件138联接到真空袋组件202的边缘部分116。在一个或多个示例中,该对密封件138在真空袋组件202的边缘部分116处联接到装袋表面168并从装袋表面168延伸。当真空袋组件202的边缘部分116被披盖在心轴104的加工表面106上面时,该对密封件138中的每一个被构造成由该对密封凹槽136中的对应一个接收。该对密封件138被构造成响应于施加到心轴真空通道108的真空而被密封在该对密封凹槽136内(例如,与该对密封凹槽136形成另一边缘密封件),以在心轴104和真空袋组件202的边缘部分116之间形成周边真空腔室206。例如,该对密封件138中的每一个的至少一部分插入该对密封凹槽136中的对应一个内并与该对密封凹槽136中的对应一个配合以形成密封件。
当通过从装袋真空通道162内抽出气体而在心轴104和真空袋组件202的边缘部分116之间形成周边真空腔室206时,大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104,并将该对密封件138密封在该对密封凹槽136内。因此,在一个或多个示例中,该对密封件138和该对密封凹槽136形成周边真空腔室206的外边界。在一个或多个示例中,第二密封件138b和第二密封凹槽136形成密封真空腔室184的外边界。
密封件138和密封凹槽136具有任何合适的横截面形状。密封件138由任何合适的材料制成。在一个或多个示例中,密封件138由与真空袋112的弹性膜114相同的材料制成。在一个或多个示例中,密封件138由与弹性膜114的材料不同的材料制成。在一个或多个示例中,该对密封件138和该对密封凹槽136具有有利于密封界面的互补几何形状。
在一个或多个示例中(未明确示出),心轴104不包括该对密封凹槽136。在这些示例中,该对密封件138中的每一个被构造成接触心轴104的加工表面106。该对密封件138被构造成响应于施加到心轴真空通道108的真空而与加工表面106形成密封件。例如,真空抽出由真空袋组件202的边缘部分116、心轴104和密封件138约束的气体,从而允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116夹紧到心轴104。
在一个或多个示例中,该对密封件138在周边真空腔室206中提供冗余,其在真空袋组件202和心轴104之间形成真空密封部190,该对密封件在处理期间还形成围绕复合叠层152的真空腔室184的周边。例如,该对密封件138提供真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间的边缘密封接触的附加点。在一个或多个示例中,密封件138和密封凹槽136之间的压力增强会在形成周边真空腔室206的区域中产生压力增强件。
在一个或多个示例中,该对密封凹槽136防止在密封件138和心轴104之间的密封界面处对心轴104的加工表面106的损坏或磨损降低真空密封部190的有效性。例如,该对密封凹槽136为该对密封件138提供密封界面表面,与支撑复合叠层152并且在处理复合叠层152之后被例行地清洁的心轴104的剩余加工表面106相比,该密封界面表面较不易受损坏或磨损影响。
在一个或多个示例中,加强件134延伸横跨该对密封件138。例如,加强件134适当地位于真空袋组件202的边缘部分116上,使得加强件134延伸横跨或横过该对密封件138,以向真空袋组件202的边缘部分116的包括该对密封件138的至少一个区段提供增加的刚度。
参考图14至图17和图19,在一个或多个示例中,设备100包括紧固装置140。紧固装置140被构造成将机械夹紧力施加到真空袋组件202的边缘部分116以将真空袋组件202的边缘部分116保持为抵靠心轴104的加工表面106。例如,真空袋组件202的边缘部分116被夹紧在紧固装置140和心轴104之间。紧固装置140包括被构造成将机械夹紧力施加到真空袋组件202的边缘部分116的任何装置或机构。
在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成将机械夹紧力施加到加强件134,以将真空袋组件202的边缘部分116保持为抵靠心轴104的加工表面106。如图14和图17所示,在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成在与第一密封件138a远离间隔开的位置处接合真空袋组件202的边缘部分116。如图15所示,在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成在位于第一密封件138a上面的位置处接合加强件134。如图16所示,在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成在位于第一密封件138a和第二密封件138b上面的位置处接合加强件134。如图19所示,在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成接合真空袋组件202的超出加强件134的边缘部分116。
在一个或多个示例中,紧固装置140防止真空袋组件202的边缘部分116在复合叠层152的处理期间从心轴104的加工表面106剥离,例如由于处理设备192(例如,高压釜)内的加压空气的循环。在一个或多个示例中,由紧固装置140施加到真空袋组件202的边缘部分116的机械夹紧力足以在真空袋组件202和心轴104之间形成另一边缘密封件。在一个或多个示例中,紧固装置140在周边真空腔室206中提供冗余,其在真空袋组件202和心轴104之间形成真空密封部190。
参考图14至图16,在一个或多个示例中,紧固装置140包括机械夹具212或采取机械夹具212的形式,该机械夹具被构造成在夹紧状态与未夹紧状态之间被手动或自动致动。在一个或多个示例中,机械夹具212包括夹紧臂216和联接到夹紧臂216的夹具致动器214。夹具致动器214被构造成使夹紧臂216在夹紧状态与未夹紧状态之间移动,在夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116被夹紧在夹紧臂216与心轴104之间,在未夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116从夹紧臂216与心轴104之间被释放。
参考图17,在一个或多个示例中,紧固装置140包括机械紧固件218,该机械紧固件被构造成将真空袋组件202的边缘部分116固定到心轴104。在一个或多个示例中,机械紧固件218包括螺栓220和螺母222。在一个或多个示例中,螺栓220联接到心轴104并且被构造成穿过真空袋组件202的边缘部分116。螺母222被构造成在夹紧状态和未夹紧状态之间螺纹联接到螺栓220,在夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116被夹紧在螺母222和心轴104之间,在未夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116从螺母222和心轴104之间释放。
参考图19,在一个或多个示例中,紧固装置140包括加压夹具224,该加压夹具被构造成在夹紧状态和未夹紧状态之间被致动。在一个或多个示例中,加压夹具224包括可膨胀构件228(例如,球形物)和与可膨胀构件228流体连通的压力源226。压力源226被构造成使可膨胀构件228膨胀和加压以将夹紧臂216移动到夹紧状态,在夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116被夹紧在可膨胀构件228和心轴104之间。压力源226被构造成使可膨胀构件228缩小和减压,以使可膨胀构件228移动到未夹紧状态,在未夹紧状态中,真空袋组件202的边缘部分116从可膨胀构件228和心轴104之间被释放。
在一个或多个示例中,可膨胀构件228被构造成被加压到大于真空袋组件202周围的大气压力的压力。在一个或多个示例中,在复合结构102的处理期间,处理设备192(图1)内部的压力可以增加到大约90PSI。可膨胀构件228被加压(例如,膨胀)使得其接触真空袋组件202的边缘部分116并且将大约125PSI的力施加到真空袋组件202以将真空袋组件202夹紧到心轴104。
参考图14,在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成在第一密封件138a和第二密封件138B上面接合真空袋组件202的边缘部分116、诸如加强件134。在一个或多个示例中,夹紧臂216被构造成横过该对密封件138、该对凹槽136和心轴真空通道108。
参考图14至图17,在一个或多个示例中,真空袋组件202包括衬垫194。衬垫194位于真空袋组件202的边缘部分116上。在一个或多个示例中,紧固装置140被构造成接触衬垫194并向衬垫194施加力。衬垫194保护真空袋组件202在夹紧期间免受损坏,并且提供由紧固装置140施加到真空袋组件202的边缘部分116的更均匀分布的夹紧力。
在一个或多个示例中,衬垫194联接到真空袋组件202的真空袋112的弹性膜114的与装袋表面168相反的表面或联接到加强件134。在一个或多个示例中,衬垫194集成在真空袋组件202的真空袋112的弹性膜114内,例如弹性膜114的加厚区段内。在一个或多个示例中,衬垫194集成在加强件134内,例如加强件134的加厚区段内。
参考图18,在一个或多个示例中,心轴104包括形成在加工表面106中的第二心轴真空通道128和穿过加工表面106形成的第二心轴真空端口174。第二心轴真空通道128是真空通道158(图1)的示例,并且第二心轴真空端口174是真空端口160(图1)的示例。虽然未明确示出,但在一个或多个示例中,心轴真空通道108和第二心轴真空通道128中的至少一者包括多个主凹槽130和多个跨接凹槽132(例如,如图10所示)。
在一个或多个示例中,第二心轴真空通道128与心轴真空通道108远离间隔开并且与心轴真空通道108并排地延伸。在一个或多个示例中,心轴真空通道108和第二心轴真空通道128位于形成在加工表面106中的该对密封凹槽136之间。在一个或多个示例中,第二心轴真空通道128在周边真空腔室206中提供冗余,其在真空袋组件202和心轴104之间形成真空密封部190。例如,第二心轴真空通道128提供真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间的边缘密封接触的附加点。
在一个或多个示例中,心轴104还包括可膨胀密封件142。在一个或多个示例中,心轴104包括凹部176,并且可膨胀密封件142位于凹部176内。在一个或多个示例中,可膨胀密封件142位于心轴真空通道108和第二心轴真空通道128之间。
在一个或多个示例中,可膨胀密封件142被构造成膨胀和加压,以在心轴真空通道108和第二心轴真空通道128之间对着真空袋组件202的边缘部分116的装袋表面168(例如,与加强件134相反)施加力,同时将真空施加到心轴真空通道108和第二心轴真空通道128。在一个或多个示例中,可膨胀密封件142在周边真空腔室206中提供另一冗余,其在真空袋组件202和心轴104之间形成真空密封部190。例如,第二心轴真空通道128提供真空袋组件202的边缘部分116和可膨胀密封件142之间的边缘密封接触的附加点。
在一个或多个示例中,可膨胀密封件142被构造成膨胀到小于真空袋112周围的大气压力的压力。在一个或多个示例中,在复合结构102的处理期间,处理设备192(图1)内部的压力可以增加到大约90PSI。可膨胀密封件142被加压(例如,膨胀)以使其接触真空袋组件202的边缘部分116并向装袋表面168施加与由大气施加的力相反的约75PSI的力。
参考图19,在一个或多个示例中,真空袋组件202包括一个密封件138,该密封件被构造成接触与心轴真空通道108相邻并在心轴真空通道108旁边的心轴104的加工表面106。在这些示例中,紧固装置140被构造成与密封件138相反地对真空袋组件202的边缘部分116施加夹紧力。在这些示例中,周边真空腔室206包括由密封件138和通过紧固装置140夹紧到心轴104的真空袋组件202的边缘230形成的冗余外边缘密封边界。
在一个或多个示例中,心轴104包括形成在加工表面106中的密封凹槽136。密封凹槽136定位成与心轴真空通道108相邻并与心轴真空通道108并排地延伸,与紧固装置140相反。密封件138被构造成响应于施加到心轴真空通道108的真空而被密封在密封凹槽136内。
图13至图17和图19示出了设备100的示例,其中真空通道158和真空端口160(例如,如图1和图10所示)位于心轴104上(例如,心轴104包括心轴真空通道108和心轴真空端口110)。虽然未明确示出,但在设备100的一个或多个示例中,真空通道158和真空端口160位于真空袋组件202上(例如,真空袋组件202包括装袋真空通道162和装袋真空端口164(例如,如图3和图5所示))。在这些示例中,加强件134横跨形成在真空袋组件202的边缘部分116的装袋表面168中的装袋真空通道162定位。例如,加强件134适当地位于真空袋组件202的边缘部分116上,使得在真空袋组件202施加在复合叠层152上面的情况下,加强件134延伸横跨或横过装袋真空通道162。另外,在这些示例中,该对密封件138在装袋真空通道162旁边联接到真空袋组件202的装袋表面168。装袋真空通道162位于该对密封件138之间。例如,第一密封件138a沿装袋真空通道162的第一侧定位,第二密封件138b沿装袋真空通道162的第二侧定位、与第一密封件138a相反。
参考图6至图8,在一个或多个示例中,真空袋组件202被构造成围绕具有管状形状的心轴104缠绕(例如,如图6和图7所示)。在这些示例中,真空袋组件202包括第二垫板120(例如,如图6和图8所示)。第二垫板120经由真空袋112的连接部分240连接到垫板118(例如,如图8所示)。垫板118(例如,如图6和图8所示)被构造成施加到(例如,用于成形和变平滑)支撑在心轴104上的复合叠层152(图7)的第一部分。第二垫板120被构造成施加到(例如,用于成形和变平滑)复合叠层152的第二部分。第二垫板120可以具有任何形状、尺寸或复杂性,并且可以由任何合适的材料制成,例如与垫板118相同的材料。
参考图6和图8,在一个或多个示例中,当真空袋组件202围绕心轴104周向地缠绕时,真空袋组件202被构造成在心轴104的第一心轴端182处沿着第一周向真空密封部190a(例如,如图6中所示)以环向方式密封到心轴104,并且真空袋组件202被构造成在心轴104的第二心轴端186处沿着第二周向真空密封部190b(例如,如图6中所示)以环向方式密封到心轴104。
在一个或多个示例中,真空袋组件202包括延伸部分126(例如,如图6和图8所示)。真空袋组件202的延伸部分126由真空袋112(例如,弹性膜114)形成,该真空袋从垫板118的周边边缘154的一部分延伸。当真空袋组件202围绕心轴104周向地缠绕时,真空袋组件202的延伸部分126被构造成沿着在第一心轴端182和第二心轴端186之间延伸的纵向真空密封部190c与真空袋组件202的另一部分(例如,第二垫板120的一部分)重叠并密封到真空袋组件202的所述另一部分。因此,密封真空腔室184(图1)围绕复合叠层152(图1和图7)形成,并且由心轴104、真空袋组件202、第一周向真空密封部190a、第二周向真空密封部190b和纵向真空密封部190c界定。
参考图20,在一个或多个示例中,第二垫板120包括联接表面122。当延伸部分126放置在第二垫板120上面时,第二表面界面238形成在第二垫板120和真空袋组件202的延伸部分126之间。第二表面界面238包括第二真空通道124。在一个或多个示例中,第二真空通道124形成在第二垫板120的联接表面122中(例如,垫板真空通道)。在一个或多个示例中,第二真空通道124形成在真空袋组件202的延伸部分126的装袋表面168中(例如,第二装袋真空通道)。
在一个或多个示例中,第二真空通道124具有基本上与真空通道158(图1和图8)的构造和功能类似的构造和功能,并且被构造成形成将真空袋组件202的延伸部分126连结到真空袋组件202的其余部分的真空密封部190(例如,纵向真空密封部190c)(图6)。在一个或多个示例中,第二真空通道124包括多个主凹槽130和多个跨接凹槽132(例如,如图10所示),该多个主凹槽130和多个跨接凹槽132用作通气系统以帮助扩散真空。
在一个或多个示例中,真空袋组件202的延伸部分126是真空袋112的弹性膜114的区段。在一个或多个示例中,延伸部分126被构造成响应于施加到第二真空通道124的真空而沿着第二真空通道124被密封到第二垫板120的联接表面122。在一个或多个示例中,在真空袋组件202的延伸部分126定位在第二垫板120上面并且延伸部分126的装袋表面168与联接表面122接触(例如,如图20所示)的情况下,装袋表面168和联接表面122之间的第二表面界面238响应于施加到第二真空通道124的真空而沿着第二真空通道124在真空袋组件202的延伸部分126和真空袋组件202的第二垫板120之间形成真空密封部190或密封边界。
在一个或多个示例中,真空袋组件202被放置在复合叠层152和心轴104上面,使得垫板118被定位在复合叠层152的一部分上面,第二垫板120被定位在复合叠层152的另一部分上面,并且延伸部分126被披盖在第二垫板120的联接表面122上面。通过从第二真空通道124内抽出气体,在第二垫板120和真空袋组件202的延伸部分126之间形成接合真空腔室232,从而允许大气压力将真空袋组件202的延伸部分126夹紧到第二垫板120。
因此,真空袋组件202的边缘部分116与心轴104之间的由第一周向真空密封部190a和第二周向真空密封部190b形成的接合部(例如,如图6所示)由专用于密封的相关联周边真空腔室206(例如,如图11至图19所示)形成。真空袋组件202的延伸部分126和真空袋组件202的第二垫板120之间的由纵向真空密封部190c(例如,如图6所示)形成的接合部由专用于密封的接合真空腔室232(例如,如图20所示)形成。围绕复合叠层152的密封真空腔室184(例如,如图1、图4、图5和11至图20所示)与周边真空腔室206和接合真空腔室232分离,并且专用于处理复合叠层152。
虽然未明确示出,但在一个或多个示例中,真空袋组件202包括第二真空通道124(例如,另一装袋真空通道162)和形成在真空袋组件202的延伸部分126的装袋表面168中的另一装袋真空端口164。在这些示例中,真空袋组件202的延伸部分126被构造成响应于施加到装袋真空通道162的真空而沿着第二真空通道124被密封到第二垫板120的联接表面122。例如,在真空袋组件202的延伸部分126定位在第二垫板120上面并且装袋表面168与联接表面122接触的情况下,装袋表面168和联接表面122之间的第二表面界面238响应于施加到第二真空通道124的真空而沿着装袋真空通道162在真空袋组件202和第二垫板120之间形成真空密封部190或密封边界。这种布置可以是有利的,因为它使得能够通过真空袋组件202而不是通过第二垫板120施加真空。
在一个或多个示例中,真空袋组件202包括位于真空袋组件202的延伸部分126上的加强件134。在一个或多个示例中,第二垫板120包括该对密封凹槽136,真空袋112包括位于真空袋组件202的延伸部分126上的该对密封件138。该对密封件138被构造成响应于在接合真空腔室232内施加真空而在该对密封凹槽136内形成边缘密封件。
参考图6和图8,在一个或多个示例中,真空袋组件202可以是包括通过真空袋112(例如弹性膜114)互连的多于一个的垫板(例如垫板118和第二垫板120)的单个构件。例如,真空袋组件202可围绕心轴104缠绕(例如,如图6所示),使得真空袋组件202的第一纵向边缘234与真空袋组件202的第二纵向边缘236重叠,并且使得真空袋组件202的延伸部分126与第二垫板120的一部分重叠并真空密封到第二垫板120的一部分,如上所述。
在一个或多个示例中(未明确示出),设备100包括多个单独的(离散的)真空袋组件202,真空袋组件202中的每一个包括垫板118和从垫板118的周边边缘154的至少一部分延伸的真空袋112。在这些示例中,真空袋组件202中的一个的延伸部分126被构造成与真空袋组件202中的另一个的垫板118重叠并被真空密封到真空袋组件202中的另一个的所述垫板118,如上所述。
在一个或多个示例中,真空袋组件202被构造成处理采取飞行器的全筒体区段的形式的复合结构102(例如,如图6所示),其中真空袋组件202大致等于心轴104的纵向长度,如上文所述。
在一个或多个示例中(未明确示出),真空袋组件202被构造成处理采用飞行器的半筒体机身区段的形式的复合结构102,例如,其中真空密封部190(例如,如图4、图5和图11至图19所示)沿纵向半筒体区段边缘纵向延伸。
在一个或多个示例中(未明确示出),真空袋组件202被构造成处理采取飞行器的全筒体区段部分的形式的复合结构102,例如,其中真空密封部190(例如,另一周向真空密封部)在心轴104的第一心轴端182与第二心轴端186(图6)之间的中跨某处在环向方向上延伸。因此,在一个或多个示例中,真空袋组件202小于心轴104的纵向长度,例如为心轴104的长度的一半或三分之一,然后经由环向接头被连结,其中真空密封部190(例如,如图20所示)周向延伸以将真空袋组件202连结到相邻的真空袋组件202。
在一个或多个示例中,真空袋组件202被构造成处理采取面板的形式的复合结构102,并且加强件(例如,帽形纵梁)联接到面板或具有闭合横截面形状的带有开放内部的另一部件。
参考图19和图20,在一个或多个示例中,心轴104包括心轴囊袋144。心轴囊袋144是可膨胀的,并且被构造成当被加压(例如膨胀)时位于由面板和加强件的闭合横截面形状形成的开放内部内。例如,心轴囊袋144位于由面板和加强件的闭合横截面形状形成的中空空间内(例如,在帽形纵梁内),以防止加强件(例如,纵梁)在处理期间被压坏。在一个或多个示例中,囊袋装配到纵向延伸的纵梁中的每一个中。在复合叠层152的处理期间,囊袋被加压以帮助保持中空纵梁(例如帽形纵梁)预制件在处理期间不被压坏。
在一个或多个示例中,心轴104还包括形成在心轴囊袋144中的囊袋排气孔146。囊袋排气孔146使得心轴囊袋144能够被加压,使得心轴囊袋144填充由面板和加强件的闭合横截面形状形成的中空空间。在一个或多个示例中,心轴囊袋144经由囊袋排气孔146与处理设备192(图1)内的加压大气流体连通,以对心轴囊袋144加压(例如,膨胀)(例如,通向高压釜内的环境/大气)。在一个或多个示例中,心轴歧管188(例如,如图7所示)被构造成将加压气体经由囊袋排气孔146例如从外部加压系统引导到心轴囊袋144。
参考图19,在一个或多个示例中,真空袋112包括排气配件148。排气配件148延伸穿过真空袋组件202,例如穿过真空袋112的弹性膜114。排气配件148被构造成联接到囊袋排气孔146,使得心轴囊袋144与真空袋组件202外部的大气流体连通,诸如处理设备192(图1)(例如,高压釜)内的大气。
参考图20,在一个或多个示例中,心轴104包括心轴排气孔150。心轴排气孔150与囊袋排气孔146流体连通。排气配件148被构造成延伸穿过心轴排气孔150。排气配件148还被构造成联接到囊袋排气孔146,使得心轴囊袋144与心轴104外部的大气流体连通,例如处理设备192(图1)(例如,高压釜)内的大气。
本文还公开了使用设备100处理复合结构102的方法。
参考图23,作为示例,本公开还涉及处理复合结构102的方法1000。总体上参考图1至图22,在一个或多个示例中,使用所公开的设备100来执行方法1000的实现方式。
根据所公开的方法1000执行的处理包括任何合适的制造过程,其中使用热、压力或热和压力的组合来处理复合结构102。在一个或多个示例中,方法1000被引入树脂浸渍过程,其中复合叠层152在真空压力下用树脂基质浸渍。在一个或多个示例中,方法1000被引入压紧过程,其中复合叠层152被压紧以移除截留的空气。在一个或多个示例中,方法1000被引入压实过程,其中在适度的热和压力和/或真空下压实厚的复合叠层152以移除大部分空气,以确保安置在工具上,并且防止褶皱。在一个或多个示例中,方法1000被引入固化过程,其中通过在热和压力和/或真空下的化学反应来改变热固性树脂的性质。
在一个或多个示例中,方法1000包括将复合叠层152支撑在心轴104的加工表面106上的步骤(框1002)。
在一个或多个示例中,方法1000包括将真空袋组件202定位在复合叠层152上面的步骤(框1004)。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋组件202定位在复合叠层152上面的步骤(框1004)包括将真空袋组件202的联接到真空袋112的垫板118定位在复合叠层152上面的步骤(框1006)。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋组件202定位在复合叠层152上面的步骤(框1004)包括将从垫板118的周边边缘154的至少一部分延伸的真空袋112披盖(例如,施加)在心轴104上面的步骤(框1008)。例如,真空袋组件202的边缘部分116被披盖在心轴104的加工表面106的一部分上面,使得真空通道158位于真空袋组件202的边缘部分116的装袋表面168和心轴104的加工表面106之间。
在一个或多个示例中,垫板118用作真空袋组件202的主要处理表面,该主要处理表面覆盖整个复合叠层152,并且真空袋112与垫板118集成并且从垫板118的周边边缘154延伸以产生真空封闭,同时有利于真空袋组件202(例如真空袋112)在心轴104的复杂特征和/或动态特征上的悬垂性。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋112披盖在心轴104上面的步骤(框1008)包括将真空袋组件202的边缘部分116放置成在形成于加工表面106中的心轴真空通道108上面与加工表面106的部分接触的步骤(例如,如图4、图9和图11至图19所示)。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋112披盖在心轴104上面的步骤(框1008)包括将包括装袋真空通道162(例如,如图5所示)的真空袋组件202的边缘部分116放置成与心轴104的加工表面106的一部分接触的步骤。
在一个或多个示例中,方法1000包括将真空施加到真空通道158的步骤(框1010)。例如,真空经由与真空通道158流体连通的真空端口160被施加到真空通道158。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空施加到真空通道158的步骤(框1010)包括经由形成在加工表面106中并与心轴真空通道108流体连通的心轴真空端口110将真空施加到心轴真空通道108的步骤。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空施加到真空通道158的步骤(框1010)包括经由形成在装袋表面168中并与装袋真空通道162流体连通的装袋真空端口164将真空施加到装袋真空通道162的步骤。
在一个或多个示例中,方法1000包括在真空袋112和心轴104之间形成真空密封部190的步骤(框1012)。例如,在心轴104的加工表面106和真空袋112的装袋表面168之间并沿着真空通道158形成真空密封部190。
在一个或多个示例中,真空袋组件202的边缘部分116经由在形成真空密封部190时施加到真空通道158的真空沿着真空通道158真空密封到加工表面106。
在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括经由施加到心轴真空通道108的真空沿着心轴真空通道108将真空袋112的真空袋组件202的边缘部分116密封到加工表面106的步骤。
在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括经由施加到装袋真空通道162的真空沿着装袋真空通道162将真空袋112的真空袋组件202的边缘部分116密封到加工表面106的步骤。
在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括形成周边真空腔室206的步骤(框1014)和响应于将真空施加到真空通道158的步骤(框1010)而降低周边真空腔室206内的压力的步骤(框1016)。例如,周边真空腔室206由心轴104的加工表面106、真空袋112的装袋表面168和真空通道158形成。通过响应于将真空施加到真空通道158而从周边真空腔室206内抽出气体来实现降低周边真空腔室206内的压力。
因此,将真空施加到真空通道158产生周边真空腔室206(例如,如图1、图4、图5和图11至图19中所示)并且从周边真空腔室206内抽出气体。周边真空腔室206内压力的降低允许大气压力将真空袋组件202的边缘部分116和心轴104夹紧在一起,且在真空袋组件202的边缘部分116和心轴104之间形成真空密封部190(例如,如图1、图4、图5和图11至图19中所示)。
在一个或多个示例中,方法1000包括形成包围复合叠层152的密封真空腔室184的步骤(框1018)。密封真空腔室184由心轴104、真空袋组件202和真空密封部190形成。周边真空腔室206以及因此真空密封部190形成围绕复合叠层152的密封真空腔室184的周边边界的一部分。密封真空腔室184与周边真空腔室206流体隔离。
在一个或多个示例中,方法1000包括降低形成在真空袋组件202和心轴104之间的密封真空腔室184内的压力的步骤(框1020)。例如,通过经由形成在心轴104中的处理真空端口180抽出位于密封真空腔室184内的气体来执行密封真空腔室184内压力的降低。
在一个或多个示例中,在形成了真空密封部190并且密封真空腔室184内的压力降低了的情况下,方法1000包括将升高的温度施加到复合叠层152的步骤(框1022)。在一个或多个示例中,在形成了真空密封部190并且密封真空腔室184内的压力降低了的情况下,方法1000包括将升高的压力施加到复合叠层152的步骤。在一个或多个示例中,方法1000包括施加升高的温度的步骤(框1022)和施加升高的压力的步骤(框1024)。在一个或多个示例中,使用处理设备192(例如,高压釜)来执行热和/或压力的施加。例如,高压釜内和密封真空腔室184周围的气体的温度和/或压力增加,使得真空袋组件202被向下压在复合叠层152上。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将压力施加到复合叠层152的步骤(框1024)包括使用真空袋组件202的垫板118将压力施加到复合叠层152的外模线156的步骤。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋组件202定位在复合叠层152上面的步骤(方框1004)包括将真空袋组件202的第二垫板120定位在复合叠层152上面的步骤(方框1026)。例如,垫板118定位在复合叠层152的第一部分上面,第二垫板120定位在复合叠层152的第二部分上面。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋组件202定位在复合叠层152上面的步骤(框1004)包括将真空袋组件202的从垫板118的周边边缘154的一部分延伸的真空袋112披盖在第二垫板120的一部分上面的步骤(框1028)。例如,真空袋组件202的延伸部分126被披盖在第二垫板120的联接表面122的一部分上面,使得第二真空通道124位于真空袋组件202的延伸部分126的装袋表面168和第二垫板120的联接表面122之间。
在一个或多个示例中,方法1000包括将真空施加到第二真空通道124的步骤(框1030)。例如,真空经由与第二真空通道124流体连通的第二真空端口被施加到第二真空通道124。
在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括形成接合真空腔室232的步骤(框1032)和响应于将真空施加到第二真空通道124的步骤(框1030)而降低接合真空腔室232内的压力的步骤(框1034)。例如,接合真空腔室232由第二垫板120的联接表面122、真空袋112的装袋表面168(例如真空袋组件202的延伸部分126)和第二真空通道124形成。通过响应于将真空施加到第二真空通道124而从接合真空腔室232内抽出气体来实现降低接合真空腔室232内的压力。
因此,将真空施加到第二真空通道124产生接合真空腔室232(例如,如图20所示)并从接合真空腔室232内抽出气体。接合真空腔室232内的压力的降低允许大气压力将真空袋组件202的延伸部分126和第二垫板120夹紧在一起,并在真空袋组件202的延伸部分126和第二垫板120之间形成真空密封部190(例如,如图20所示)。密封真空腔室184由心轴104、真空袋组件202和真空密封部190形成。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋112披盖在心轴104上面的步骤(框1008)包括将联接到真空袋组件202的边缘部分116的该对密封件138与形成在心轴104的加工表面106中的该对密封凹槽136配合和接合的步骤。在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括将联接到真空袋组件202的边缘部分116的该对密封件138密封在形成于心轴104的加工表面106中的该对密封凹槽136内的步骤。
在一个或多个示例中,根据方法1000,将真空袋112披盖在第二垫板120上面的步骤(框1028)包括将联接到真空袋组件202的延伸部分126的该对密封件138与形成在第二垫板120的联接表面122中的该对密封凹槽136配合和接合的步骤。在一个或多个示例中,根据方法1000,形成真空密封部190的步骤(框1012)包括将联接到真空袋组件202的延伸部分126的该对密封件138密封在形成于第二垫板120的联接表面122中的该对密封凹槽136内的步骤。
在一个或多个示例中,方法1000包括将夹紧力施加到真空袋组件202的步骤(框1036)。例如,夹紧力被施加到真空袋112以将真空袋组件202的边缘部分116保持为抵靠心轴104的加工表面106。在一个或多个示例中,夹紧力通过紧固装置140被施加到真空袋组件202的边缘部分116。
在一个或多个示例中,方法1000包括将心轴104的心轴囊袋144构造成与真空袋组件202外部的大气流体连通的步骤(框1038)。例如,心轴囊袋144被加压(例如,膨胀)以填充由面板和加强件的闭合横截面形状形成的中空空间。
本文还公开了使用方法1000处理的复合结构102。
现在参考图24和图25,设备100和方法1000的示例可以用在如图24的流程图所示的飞行器制造和维修方法1100以及如图25示意性示出的飞行器1200的背景中。
参考图25,在一个或多个示例中,飞行器1200包括机身1202和多个高级系统1204。高级系统1204的示例包括推进系统1208、电气系统1210、液压系统1212和环境系统1214中的一种或多种。在其它示例中,飞行器1200可以包括任何数量的其它类型的系统,诸如通信系统、引导系统等。
使用设备100或根据方法1000制造的复合结构102可以是飞行器1200的结构、组件、子组件、部件、零件或任何其它部分中的任何一者,诸如机身1202的一部分、内饰1206和一个或多个高级系统1204。例如,复合结构102可以是飞行器翼梁、机翼区段、机身筒体区段、内部面板、外部蒙皮面板等中的任何一种。
参考图24,在预生产期间,方法1100包括飞行器1200的规格和设计(框1102)以及材料采购(框1104)。在飞行器1200的生产期间,进行飞行器1200的部件和子组件制造(框1106)和系统集成(框1108)。此后,飞行器1200通过认证和交付(框1110)以投入服役(框1112)。日常维护和维修(框1114)包括飞行器1200的一个或多个系统的修改、重新构造、整修等。
图24中所示的方法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)执行或实行。为了本说明书的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数量的航天器制造商和主系统转包商;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;并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、维修组织等。
本文示出和描述的设备100和方法1000的示例可以在图24所示的流程图中示出的制造和维修方法1100的任何一个或多个阶段期间使用。在示例中,所公开的设备100和方法1000的实现方式可以形成部件和子组件制造(框1106)和/或系统集成(框1108)的一部分。例如,使用所公开的设备100和方法1000的实现方式组装飞行器1200、机身1202和/或其部件可以对应于部件和子组件制造(框1106),并且可以以类似于在飞行器1200在服役中时制备的部件或子组件的方式来制备(框1112)。此外,所公开的设备100和方法1000的实现方式可以在系统集成(框1108)以及认证和交付(框1110)期间使用。类似地,例如但不限于,当飞行器1200在服役中时(框1112)以及在维护和维修期间(框1114)可以利用所公开的设备100和方法1000的实现方式。
因此,参考图1至图23,还公开了一种使用设备100制造飞行器1200(图25)的一部分的方法。还公开了根据方法1000制造的飞行器1200的一部分。
尽管示出了航空航天示例,但是本文公开的示例和原理可以应用于其它行业,诸如汽车行业、航天行业、建筑行业以及其它设计和制造行业。因此,除了飞行器之外,本文公开的示例和原理可以应用于其它交通工具(例如,陆地交通工具、海洋交通工具、太空交通工具等)的复合结构和独立结构。
如本文所使用的,“被构造成”执行指定功能的系统、设备、装置、结构、物品、元件、部件或硬件实际上能够在没有任何改变的情况下执行指定功能,而不是仅具有在进一步修改之后执行指定功能的潜力。换句话说,为了执行指定功能的目的,特别地选择、创建、实现、利用、编程和/或设计“被构造成”执行指定功能的系统、设备、装置、结构、物品、元件、部件或硬件。如本文所使用的,“被构造成”表示使得系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件能够在不进一步修改的情况下执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性。为了本公开的目的,被描述为“被构造成”执行特定功能的系统、设备、装置、结构、物品、元件、部件或硬件可以另外地或替代地被描述为“适于”和/或“操作为”执行该功能。
除非另外指出,术语“第一”、“第二”、“第三”等在此仅用作标记,并且不旨在对这些术语所指的项目施加顺序、位置或层次要求。此外,例如对“第二”项的引用不要求或排除例如“第一”或较低编号的项和/或例如“第三”或较高编号的项的存在。
出于本公开的目的,术语“被联接”、“联接”和类似术语是指彼此连结、链接、紧固、附接、连接、连通或以其它方式(例如,机械地、电气地、流体地、光学地、电磁地)相关联的两个或更多个元件。在各种示例中,元件可以直接或间接地关联。作为示例,元件A可以直接与元件B相关联。作为另一示例,元件A可以例如经由另一元件C与元件B间接关联。因此,也可以存在除了图中所示的那些之外的联接。
如本文所用,术语“大约”是指或表示接近但不精确地接近仍执行期望功能或实现期望结果的所述条件的条件。作为示例,术语“大约”是指在可接受的预定公差或精度内的条件,例如指在所述条件的10%内的条件。然而,术语“大约”不排除确切地为所述条件的条件。如本文所用,术语“基本上”是指基本上为执行所需功能或实现所需结果的所述条件的条件。
在图1和图23中,参考以上,框可以表示其功能元件、特征或部件,并且连接各框的线不一定暗示任何特定结构。因此,可以对所示结构进行修改、添加和/或省略。另外,本领域技术人员将理解,并非以上提及的所有在图1至图22和图25中描述和示出的元件都需要包括在每个示例中,并且并非所有在此描述的元件都必须在每个说明性示例中示出。除非另有明确说明,以上提及的图1至图22和图25中描绘的示例的示意图不意味着暗示关于说明性示例的结构限制。相反,尽管指出了一个说明性结构,但是应当理解,该结构可以在适当的时候进行修改。
在以上所提及的图23和图24中,框可表示操作、步骤和/或其部分,并且连接各框的线不暗示操作或其部分的任何特定次序或依赖性。将理解,并非必须表示各种所公开的操作之间的所有依赖性。图23和图24以及描述本文阐述的公开方法的操作的伴随公开不应被解释为必须确定执行操作的顺序。相反,尽管指示了一个说明性顺序,但是应当理解,可以在适当的时候修改操作的顺序。因此,可以对所示操作进行修改、添加和/或省略,并且可以以不同的顺序或同时执行某些操作。另外,本领域技术人员将理解,不需要执行所描述的所有操作。
此外,在整个本说明书中对特征、优点或本文所使用的类似语言的引用并不暗示可以用本文所公开的示例实现的所有特征和优点应当是或在任何单个示例中。相反,涉及特征和优点的语言被理解为意味着结合示例描述的特定特征、优点或特性被包括在至少一个示例中。因此,贯穿本公开使用的特征、优点和类似语言的讨论可以但不一定指代相同的示例。
1.一种用于处理复合结构102的设备100,所述设备100包括:
心轴104,所述心轴包括加工表面106,所述加工表面被构造成支撑复合叠层152;
真空袋组件202,所述真空袋组件被构造成放置在所述心轴104上面并且包括:
垫板118,所述垫板包括周边边缘154;以及
真空袋112,所述真空袋从所述垫板118的所述周边边缘154延伸,并且包括装袋表面168;以及
真空通道158,所述真空通道形成在所述心轴104的所述加工表面106和所述真空袋112的所述装袋表面168这二者中的至少一者中,
其中:
当所述真空袋112放置在所述心轴104上面并且将真空施加到所述真空通道158时,沿着所述真空通道158在所述真空袋112和所述心轴104之间形成真空密封部190;并且
所述心轴104、所述真空袋组件202和所述真空密封部190形成包围所述复合叠层152的密封真空腔室184。
2.条款1所述的设备100,其中,所述真空通道158包括:
多个主凹槽130;以及
多个跨接凹槽132,所述多个跨接凹槽在所述多个主凹槽130之间延伸,使得所述多个主凹槽130经由所述多个跨接凹槽132彼此流体连通。
3.条款2所述的设备100,其中:
由所述加工表面106、所述装袋表面168和所述真空通道158形成周边真空腔室206;
经由所述真空通道158将真空施加到所述周边真空腔室206以形成所述真空密封部190;
所述周边真空腔室206形成所述密封真空腔室184的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室184与所述周边真空腔室206流体隔离。
4.条款1至3中任一项所述的设备100,其中:
所述加工表面106被构造成支撑复合叠层152;并且
所述垫板118包括垫板表面204,所述垫板表面被构造成接触所述复合叠层152的与所述加工表面106相反的表面。
5.条款4所述的设备100,其中:
所述真空袋组件202还包括由所述真空袋112形成的边缘部分116,所述边缘部分从所述垫板118的所述周边边缘154的一部分延伸;并且
所述真空袋组件202的所述边缘部分116被构造成被披盖在所述加工表面106的一部分上面,并且响应于施加到所述真空通道158的所述真空而沿着所述真空通道158被密封到所述加工表面106。
6.条款5所述的设备100,其中,至少形成所述真空袋组件202的所述边缘部分116的所述真空袋112包括弹性膜114。
7.条款5或6所述的设备100,其中:
所述真空袋组件202还包括联接到所述边缘部分116的加强件134;并且
当所述真空袋组件202的所述边缘部分116被披盖在所述心轴104的所述加工表面106上面时,所述加强件134横跨所述真空通道158定位。
8.条款5至7中任一项所述的设备100,其中:
所述心轴104还包括形成在所述加工表面106中的一对密封凹槽136;
所述真空袋组件202包括联接到所述真空袋组件202的所述边缘部分116的一对密封件138;
所述一对密封凹槽136位于所述真空通道158旁边,使得所述真空通道158位于所述一对密封凹槽136之间;
所述一对密封件138被构造成当所述真空袋组件202的所述边缘部分116被披盖在所述心轴104的所述加工表面106上面时被接收在所述一对密封凹槽136内;并且
响应于施加到所述真空通道158的所述真空,所述一对密封件138与所述一对密封凹槽136形成密封。
9.条款8所述的设备100,所述设备还包括紧固装置140,所述紧固装置被构造成将夹紧力施加到所述真空袋组件202的所述边缘部分116以将所述真空袋组件202保持为抵靠所述心轴104的所述加工表面106。
10.条款9所述的设备100,其中,所述紧固装置140被构造成在所述一对密封件138中的至少一个密封件上面接合所述真空袋组件202的所述边缘部分116。
11.条款8所述的设备100,其中:
所述真空通道158包括:
心轴真空通道108,所述心轴真空通道形成在所述加工表面106中;以及
第二心轴真空通道128,所述第二心轴真空通道形成在所述加工表面106中并且与所述心轴真空通道108间隔开;
所述心轴真空通道108和所述第二心轴真空通道128位于形成在所述加工表面106中的所述一对密封凹槽136之间;
所述心轴104还包括位于所述心轴真空通道108和所述第二心轴真空通道128之间的可膨胀密封件142;并且
所述可膨胀密封件142被构造成当所述真空被施加到所述心轴真空通道108和所述第二心轴真空通道128时被加压以对着所述真空袋组件202的所述边缘部分116施加力。
12.条款1至11中任一项所述的设备100,其中:
所述真空袋组件202还包括:
第二垫板120,所述第二垫板联接到所述真空袋112并且包括联接表面122;
延伸部分126,所述延伸部分由所述真空袋112形成,并从所述垫板118的所述周边边缘154的一部分延伸;以及
第二真空通道124,所述第二真空通道形成在所述第二垫板120的所述联接表面122和所述真空袋组件202的所述延伸部分126的所述装袋表面168这二者中的至少一者中;并且
所述真空袋组件202的所述延伸部分126被构造成被披盖在所述第二垫板120的一部分上面,并且响应于施加到所述第二真空通道158的真空而沿着所述第二真空通道124被密封到所述第二垫板120。
13.条款1至12中任一项所述的设备100,其中:
所述心轴104还包括心轴囊袋144和形成在所述心轴囊袋144中的囊袋排气孔146;
所述真空袋组件202还包括延伸穿过所述真空袋112的排气配件148;并且
所述排气配件148被构造成联接到所述囊袋排气孔146,使得所述心轴囊袋144与所述真空袋组件202外部的大气流体连通。
14.条款1至13中任一项所述的设备100,其中,所述心轴104还包括:
心轴囊袋144;
囊袋排气孔146,所述囊袋排气孔形成在所述心轴囊袋144中;
心轴排气孔150,所述心轴排气孔与所述囊袋排气孔146流体连通;以及
排气配件148,所述排气配件被构造成延伸穿过所述心轴排气孔150并且被联接到所述囊袋排气孔146,使得所述心轴囊袋144与所述心轴104外部的大气流体连通。
15.一种使用任何前述条款所述的设备100处理复合结构102的方法。
16.一种用于处理复合结构102的心轴104,所述心轴104包括:
加工表面106,复合叠层152被构造成支撑在所述加工表面上;以及
心轴真空通道108,所述心轴真空通道形成在所述加工表面106中,
其中:
响应于施加到所述心轴真空通道108的真空,在所述加工表面106与放置在所述复合叠层152和所述心轴104上面的真空袋组件202的边缘部分116之间形成真空密封部190;并且
由所述心轴104、所述真空袋组件202和所述真空密封部190形成包围所述复合叠层152的密封真空腔室184。
17.一种用于处理复合结构102的真空袋组件202,所述真空袋组件202包括:
垫板118,所述垫板包括周边边缘154并且被构造成被施加到由心轴104支撑的复合叠层152;
弹性膜114,所述弹性膜联接到所述垫板118并且从所述垫板118的所述周边边缘154延伸,所述弹性膜114包括装袋表面168并且被构造成被施加到所述心轴104;以及
装袋真空通道162,所述装袋真空通道形成在所述装袋表面168中,
其中:
响应于施加到所述装袋真空通道162的真空,在所述心轴104的加工表面106与所述弹性膜114之间形成真空密封部190;并且
由所述真空袋组件202、所述心轴104和所述真空密封部190形成包围所述复合叠层152的密封真空腔室184。
18.一种处理复合结构102的方法1000,所述方法1000包括:
将复合叠层152支撑在心轴104的加工表面106上;
将真空袋组件202的垫板118定位在所述复合叠层152上面;
将所述真空袋组件202的真空袋112披盖在所述加工表面106的一部分上面,所述真空袋从所述垫板118的周边边缘154延伸;
将真空施加到形成在所述心轴104的所述加工表面106和所述真空袋112的装袋表面168这二者中的至少一者中的真空通道158;
在所述心轴104的所述加工表面106与所述真空袋112的所述装袋表面168之间并且沿着所述真空通道158形成真空密封部190;以及
形成密封真空腔室184,所述密封真空腔室利用所述心轴104、所述真空袋组件202和所述真空密封部190包围所述复合叠层152。
19.条款18所述的方法1000,所述方法还包括降低所述密封真空腔室184内的压力。
20.条款19所述的方法1000,所述方法还包括:在形成了所述真空密封部190并且所述密封真空腔室192内的压力降低了的情况下,将升高的温度和升高的压力中的至少一者施加到所述复合叠层152。
21.条款18至20中任一项所述的方法1000,所述方法还包括向所述真空袋112施加夹紧力以将所述真空袋组件202的边缘部分116保持为抵靠所述心轴104的所述加工表面106。
22.条款18至21中任一项所述的方法1000,其中:
形成所述真空密封部190包括:
利用所述心轴104的所述加工表面106、所述真空袋112的所述装袋表面168和所述真空通道158形成周边真空腔室206;以及
响应于将真空施加到所述真空通道158而降低所述周边真空腔室206内的压力;
所述周边真空腔室206形成所述密封真空腔室184的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室184与所述周边真空腔室206流体隔离。
23.条款18至22中任一项所述的方法1000,所述方法还包括:
将所述真空袋组件202的第二垫板120定位在所述复合叠层152上面;
将所述真空袋组件202的所述真空袋112披盖在所述第二垫板120的一部分上面,所述真空袋从所述垫板118的所述周边边缘154的一部分延伸;
将真空施加到第二真空通道124,所述第二真空通道形成在所述第二垫板120的联接表面122和所述真空袋112的所述装袋表面168这二者中的至少一者中;以及
在所述第二垫板120的所述联接表面122和所述真空袋112的所述装袋表面168之间形成所述真空密封部190。
24.一种使用以上条款所述的方法1000处理的复合结构102。
一个示例的所描述的特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个其它示例中。相关领域的技术人员将认识到,可以在没有特定示例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本文描述的示例。在其它情况下,在某些示例中可以认识到可能不是在所有示例中都存在的附加特征和优点。此外,尽管已经示出和描述了设备100和方法1000的各种示例,但是本领域技术人员在阅读说明书时可以想到修改。本申请包括这些修改,并且仅由权利要求的范围来限定。

Claims (15)

1.一种用于处理复合结构(102)的设备(100),所述设备(100)包括:
心轴(104),所述心轴包括加工表面(106),所述加工表面被构造成支撑复合叠层(152);
真空袋组件(202),所述真空袋组件被构造成放置在所述心轴(104)上面并且包括:
垫板(118),所述垫板包括周边边缘(154);以及
真空袋(112),所述真空袋从所述垫板(118)的所述周边边缘(154)延伸并且包括装袋表面(168);以及
真空通道(158),所述真空通道形成在所述心轴(104)的所述加工表面(106)和所述真空袋(112)的所述装袋表面(168)这二者中的至少一者中,
其中:
当所述真空袋(112)被放置在所述心轴(104)上面并且向所述真空通道(158)施加真空时,沿着所述真空通道(158)在所述真空袋(112)与所述心轴(104)之间形成真空密封部(190);并且
所述心轴(104)、所述真空袋组件(202)和所述真空密封部(190)形成包围所述复合叠层(152)的密封真空腔室(184)。
2.根据权利要求1所述的设备(100),其中,所述真空通道(158)包括:
多个主凹槽(130);以及
多个跨接凹槽(132),所述多个跨接凹槽在所述多个主凹槽(130)之间延伸,使得所述多个主凹槽(130)经由所述多个跨接凹槽(132)彼此流体连通。
3.根据权利要求2所述的设备(100),其中:
由所述加工表面(106)、所述装袋表面(168)和所述真空通道(158)形成周边真空腔室(206);
经由所述真空通道(158)将所述真空施加到所述周边真空腔室(206)以形成所述真空密封部(190);
所述周边真空腔室(206)形成所述密封真空腔室(184)的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室(184)与所述周边真空腔室(206)流体隔离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(100),其中:
所述加工表面(106)被构造成支撑所述复合叠层(152);并且
所述垫板(118)包括垫板表面(204),所述垫板表面被构造成接触所述复合叠层(152)的与所述加工表面(106)相反的表面。
5.根据权利要求4所述的设备(100),其中:
所述真空袋组件(202)还包括由所述真空袋(112)形成的边缘部分(116),所述边缘部分从所述垫板(118)的所述周边边缘(154)的一部分延伸;并且
所述真空袋组件(202)的所述边缘部分(116)被构造成被披盖在所述加工表面(106)的一部分上面,并且响应于施加到所述真空通道(158)的所述真空而沿着所述真空通道(158)被密封到所述加工表面(106)。
6.根据权利要求5所述的设备(100),其中,至少形成所述真空袋组件(202)的所述边缘部分(116)的所述真空袋(112)包括弹性膜(114),
或其中:
所述真空袋组件(202)还包括联接到所述边缘部分(116)的加强件(134);并且
当所述真空袋组件(202)的所述边缘部分(116)被披盖在所述心轴(104)的所述加工表面(106)上面时,所述加强件(134)横跨所述真空通道(158)定位,
或其中:
所述心轴(104)还包括形成在所述加工表面(106)中的一对密封凹槽(136);
所述真空袋组件(202)包括联接到所述真空袋组件(202)的所述边缘部分(116)的一对密封件(138);
所述一对密封凹槽(136)位于所述真空通道(158)旁边,使得所述真空通道(158)位于所述一对密封凹槽(136)之间;
所述一对密封件(138)被构造成,当所述真空袋组件(202)的所述边缘部分(116)被披盖在所述心轴(104)的所述加工表面(106)上面时,所述一对密封件被接收在所述一对密封凹槽(136)内;并且
响应于施加到所述真空通道(158)的所述真空,所述一对密封件(138)与所述一对密封凹槽(136)形成密封。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备(100),其中:
所述真空袋组件(202)还包括:
第二垫板(120),所述第二垫板联接到所述真空袋(112)并且包括联接表面(122);
延伸部分(126),所述延伸部分由所述真空袋(112)形成并且从所述垫板(118)的所述周边边缘(154)的一部分延伸;以及
第二真空通道(124),所述第二真空通道形成在所述第二垫板(120)的所述联接表面(122)和所述真空袋组件(202)的所述延伸部分(126)的所述装袋表面(168)这二者中的至少一者中;并且
所述真空袋组件(202)的所述延伸部分(126)被构造成被披盖在所述第二垫板(120)的一部分上面,并且响应于施加到所述第二真空通道(158)的真空而沿着所述第二真空通道(124)被密封到所述第二垫板(120)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备(100),其中:
所述心轴(104)还包括心轴囊袋(144)和形成在所述心轴囊袋(144)中的囊袋排气孔(146);
所述真空袋组件(202)还包括延伸穿过所述真空袋(112)的排气配件(148);并且
所述排气配件(148)被构造成联接到所述囊袋排气孔(146),使得所述心轴囊袋(144)与所述真空袋组件(202)外部的大气流体连通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备(100),其中,所述心轴(104)还包括:
心轴囊袋(144);
囊袋排气孔(146),所述囊袋排气孔形成在所述心轴囊袋(144)中;
心轴排气孔(150),所述心轴排气孔与所述囊袋排气孔(146)流体连通;以及
排气配件(148),所述排气配件被构造成延伸穿过所述心轴排气孔(150)并且被联接到所述囊袋排气孔(146),使得所述心轴囊袋(144)与所述心轴(104)外部的大气流体连通。
10.一种处理复合结构(102)的方法(1000),所述方法(1000)包括:
将复合叠层(152)支撑在心轴(104)的加工表面(106)上;
将真空袋组件(202)的垫板(118)定位在所述复合叠层(152)上面;
将所述真空袋组件(202)的真空袋(112)披盖在所述加工表面(106)的一部分上面,所述真空袋从所述垫板(118)的周边边缘(154)延伸;
将真空施加到真空通道(158),所述真空通道形成在所述心轴(104)的所述加工表面(106)和所述真空袋(112)的装袋表面(168)这二者中的至少一者中;
在所述心轴(104)的所述加工表面(106)与所述真空袋(112)的所述装袋表面(168)之间并且沿着所述真空通道(158)形成真空密封部(190);以及
形成密封真空腔室(184),所述密封真空腔室利用所述心轴(104)、所述真空袋组件(202)和所述真空密封部(190)包围所述复合叠层(152)。
11.根据权利要求10所述的方法(1000),所述方法还包括降低所述密封真空腔室(184)内的压力。
12.根据权利要求11所述的方法(1000),所述方法还包括,在形成了所述真空密封部(190)并且降低了所述密封真空腔室(192)内的压力的情况下,将升高的温度和升高的压力这二者中的至少一者施加到所述复合叠层(152)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法(1000),所述方法还包括向所述真空袋(112)施加夹紧力以将所述真空袋组件(202)的边缘部分(116)保持为抵靠所述心轴(104)的所述加工表面(106)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法(1000),其中:
形成所述真空密封部(190)包括:
利用所述心轴(104)的所述加工表面(106)、所述真空袋(112)的所述装袋表面(168)和所述真空通道(158)形成周边真空腔室(206);以及
响应于将真空施加到所述真空通道(158)而降低所述周边真空腔室(206)内的压力;
所述周边真空腔室(206)形成所述密封真空腔室(184)的周边边界的一部分;并且
所述密封真空腔室(184)与所述周边真空腔室(206)流体隔离。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法(1000),所述方法还包括:
将所述真空袋组件(202)的第二垫板(120)定位在所述复合叠层(152)上面;
将所述真空袋组件(202)的所述真空袋(112)披盖在所述第二垫板(120)的一部分上面,所述真空袋从所述垫板(118)的所述周边边缘(154)的一部分延伸;
将真空施加到第二真空通道(124),所述第二真空通道形成在所述第二垫板(120)的联接表面(122)和所述真空袋(112)的所述装袋表面(168)这二者中的至少一者中;以及
在所述第二垫板(120)的所述联接表面(122)和所述真空袋(112)的所述装袋表面(168)之间形成所述真空密封部(190)。
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