CN111300695B - 用于固化热固性复合材料的方法和*** - Google Patents

用于固化热固性复合材料的方法和*** Download PDF

Info

Publication number
CN111300695B
CN111300695B CN201911152787.2A CN201911152787A CN111300695B CN 111300695 B CN111300695 B CN 111300695B CN 201911152787 A CN201911152787 A CN 201911152787A CN 111300695 B CN111300695 B CN 111300695B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermoset composite
composite component
heating
heating assembly
curing
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.)
Active
Application number
CN201911152787.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111300695A (zh
Inventor
M·R·马特森
J·F·斯波尔丁
B·A·M·沃斯
A·W·布鲁姆-希伯
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.)
Boeing Co
Original Assignee
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 Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN111300695A publication Critical patent/CN111300695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111300695B publication Critical patent/CN111300695B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0227—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using pressure vessels, e.g. autoclaves, vulcanising pans
    • 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
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/06—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using radiation, e.g. electro-magnetic waves, induction heating
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C2035/0283—Thermal pretreatment of the plastics material
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0811—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using induction
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0811—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using induction
    • B29C2035/0816—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using induction using eddy currents
    • 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
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/006—Degassing moulding material or draining off gas during moulding
    • B29C37/0064—Degassing moulding material or draining off gas during moulding of reinforced material
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/02—Induction heating
    • H05B2206/023—Induction heating using the curie point of the material in which heating current is being generated to control the heating temperature

Abstract

本公开涉及用于固化热固性复合材料的方法和***。一种用于固化热固性复合材料部件的方法包括以下步骤：将复合材料部件放置在加热组件内并且使用所述加热组件加热所述复合材料部件；将所述加热组件布置在加压容器内并且施加固结压力；从所述加压容器中取出所述加热组件并且使用所述加热组件来冷却所述复合材料部件。

Description

用于固化热固性复合材料的方法和***
技术领域
本公开总体上涉及热固性复合材料部件的制造，并且更具体地，涉及用于热固性复合材料部件的热加压固化的方法和***。
背景技术
聚合物复合材料是通过将两种或更多种功能组分相组合而形成的韧性高、重量轻的材料，诸如结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。热固性复合材料部件的制造通常需要施加压力和热二者来完成固化和固结过程。例如，可使用不同的压力和温度分布图(即，随时间而变化)来处理热固性复合材料部件。通常，热固性复合材料部件的固化是在加压高压釜中进行的，在高压釜中，在向热固性复合材料部件施加固结压力之前或同时，热源(诸如电阻加热元件)向热固性复合材料供应热。在整个固化周期内施加固结压力之前，提高高压釜温度和加热热固性复合材料部件所需的时间显著影响生产率。因此，需要通过提供处理热固性复合材料部件的更有效***和方法来减少热固性复合材料部件的固化周期。
发明内容
该概述仅旨在引入本公开的一个或更多个实现方式的一些方面的简化概述。该概述不是泛泛的概述，也不旨在标识本教导的关键或重要元素，也不旨在描述本公开的范围。确切地，其目的仅仅是以简化形式提出一个或更多个概念作为以下具体实施方式的序言。
可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的方法来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该方法包括以下步骤：将热固性复合材料部件放置在加热组件内；使用所述加热组件将所述热固性复合材料部件加热至预定温度；将所述加热组件放置在加压容器内；使用所述加压容器向所述热固性复合材料部件施加固结压力，直到所述热固性复合材料部件的固化完成；从所述加压容器中取出所述加热组件；并且使用所述加热组件冷却所述热固性复合材料部件。
所述加热组件可包括固化工具，该固化工具被配置为接纳所述热固性复合材料部件。
所述加热组件还可包括一个或更多个加热毯，所述一个或更多个加热毯被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的所述一部分对应的一部分，其中，所述一个或更多个加热毯被配置为将所述热固性复合材料部件的所述至少一部分加热至所述预定温度。
所述固化工具可包括加热元件并且可被配置为将设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。
所述固化工具可包括包括导热工具表面，并且所述导热工具表面包括被配置为接触所述热固性复合材料部件的所述至少一部分的第一表面和被配置为接触所述一个或更多个加热毯的至少一部分的第二表面，使得由所述一个或更多个加热毯产生的热通过所述导热工具表面传输，以将所述热固性复合材料部件的与所述导热工具表面接触的所述至少一部分加热至所述预定温度。
所述一个或更多个加热毯中的至少一个可以是包括智能承受器的感应加热毯，并且所述智能承受器可以具有与所述预定温度对应的居里温度。
在达到所述预定温度之后，可向所述热固性复合材料部件施加固结压力。
所述加热组件可在所述加压容器内加热所述热固性复合材料部件。
所述加热组件可以是用于加热所述热固性复合材料部件的源。
可在所述热固性复合材料部件冷却之前从所述加压容器中取出所述加热组件，并且所述热固性复合材料部件可在所述加压容器外部完成冷却。
在将所述加热组件放置在所述加压容器内之前，所述加热组件可将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。
在将所述加热组件放置在所述加压容器内之后，所述加热组件可将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。
所述预定温度可以是沿着所述热固性复合材料部件的固化温度分布的一个或更多个温度，并且所述固结压力可以是沿着所述热固性复合材料部件的固化压力分布施加的一个或更多个压力。
可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的方法来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该方法包括以下步骤：将热固性复合材料部件放置在加热组件内并且根据所述热固性复合材料部件的温度分布来加热所述热固性复合材料部件；当所述热固性复合材料部件达到预定温度时将所述热固性复合材料部件放置在加压容器内并且根据所述热固性复合材料部件的压力分布向所述热固性复合材料部件施加固结压力；并且从所述加压容器中取出所述热固性复合材料部件并且冷却所述热固性复合材料部件。
所述加热组件可以是用于所述热固性复合材料部件的唯一热源。
所述加热组件可包括一个或更多个加热毯，所述一个或更多个加热毯被配置为加热所述热固性复合材料部件的至少一部分。
所述热固性复合材料部件的加热可在所述加压容器的外部开始，并且所述热固性复合材料部件可在所述加压容器外部完成冷却。
可通过提供一种用于固化热固性复合材料部件的***来实现本公开中实施的前述和/或其他方面和效用，该***包括：加热组件；以及加压容器；其中，所述加热组件被配置为接纳热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件加热至预定温度，并且其中，所述加压容器被配置为当所述加热组件被放置在所述加压容器内时向所述热固性复合材料部件施加固结压力。
所述加热组件可包括固化工具，所述固化工具用于接纳所述热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。
所述固化组件可包括受热表面，所述受热表面被配置为接触所述热固性复合材料部件并且将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。
所述固化组件可包括导热表面，所述导热表面被配置为接触所述热固性复合材料部件并且通过传输热将所述热固性复合材料部件的至少一部分加热至所述预定温度。
所述加热组件还可包括感应加热毯，所述感应加热毯被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与所述热固性复合材料部件的所述一部分对应的一部分，并且将所述热固性复合材料部件的所述至少一部分加热至所述预定温度。
所述加热组件可被配置为在所述加压容器外部和在所述加压容器内加热所述热固性复合材料部件。
所述加热组件可被配置为在将所述加热组件放置在所述加压容器内之前，将所述热固性复合材料部件加热至所述预定温度。
所述加热组件可被配置为在所述热固性复合材料部件完全冷却之前被从所述加压容器中取出，并且可在所述加压容器外部通过所述加热组件冷却热固性复合材料部件。
根据下文中提供的具体描述，其他应用领域将会变得显而易见。应该理解，在指示本发明的优选实施方式的同时，具体实施方式和具体示例旨在仅是例示目的，而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
并入且构成本说明书的一部分的附图例示了本教导的实现方式，并且与描述一起用于说明本公开的原理。在附图中：
图1例示了根据本公开的实现方式的用于固化热固性复合材料部件的***。
图2例示了如图1中的被指定为“图2”的区域的剖视图。
图3例示了根据本公开的实现方式的加热毯的立体图。
图4是图3的加热毯和关联的功率和控制***的示意性例示。
图5例示了图4的剖视图。
图6例示了图5中的被指定为“图6”的区域。
图7例示了根据本公开的实现方式的固化热固性复合材料部件的方法。
图8和图9A至图9D例示了根据本公开的实现方式的固化热固性复合材料部件的方法。
图10例示了飞机制造和保养方法的流程图。
图11例示了飞机的框图。
应该注意，附图的一些细节已被简化并且被绘制以促进对本教导的理解，而不是维持严格的结构准确性、细节和比例。
具体实施方式
现在，将详细参照本教导的示例性实现方式，在附图中例示了这些实现方式的示例。通常，将在附图中通篇使用相同的参考标号来表示相同或相似的部件。
通常，通过使热固性复合材料部件根据预定固化方案经受热和压力的组合来将热固性复合材料部件固化，预定固化方案指定了所施加的压力、温度和保持压力和温度的持续时间。这些方案温度和压力有时被称为固化温度分布和固结压力分布。
相对于纤维增强的热固性聚合物复合材料部件，固化通常是指施加热和/或压力，以使纤维增强的热固性聚合物复合材料部件的纤维交联和固结。尽管热固性树脂可以在不施加压力的情况下部分固化(即交联)，但是通常这会导致固化不良的部件。因此，如本文中使用的，术语“固化”和“固化的”包括既施加热(以固化/交联)又施加压力(以固结)纤维增强的热固性聚合物复合材料部件，诸如本公开的热固性复合材料部件。
如下所述，发明人已开发了需要施加热和压力二者的用于固化热固性复合材料部件的新***和方法。尽管以下是针对热固性复合材料部件描述了***和方法，但是请注意，本公开不限于此。下述的***和方法适用于需要施加热和压力来固化的其他材料，诸如，固化用于结构结合的粘合剂并且固结热塑性纤维增强复合材料。
如图1中例示的，在本公开的一个实现方式中，用于固化热固性复合材料部件 100的***1可包括加热组件200和加压容器300。加热组件200可被配置为接纳热固性复合材料部件100，并且将热固性复合材料部件100加热至预定温度(例如，固化温度)或者根据固化热固性复合材料部件100所需的固化温度分布对热固性复合材料部件100进行加热。加压容器300可被配置为当加热组件200放置在加压容器300 内时，例如，在热固性复合材料部件100已达到固化温度或固化温度分布的特定温度之后，向热固性复合材料部件100施加固结压力或固结压力分布。
热固性复合材料部件100可包括纤维增强的聚合物树脂(诸如碳纤维环氧化物或必须被加热到预选温度以实现固化的其他热固性材料)的层压板。例如，如图1至图 2中例示的，热固性复合材料部件100可包括具有夹在内面片材160和外面片材180 之间的蜂窝芯140的夹层板。在一个实现方式中，蜂窝芯140在预定温度下是稳定的。内面片材160和外面片材180中的每个可包括纤维增强的热固性树脂(诸如碳纤维环氧化物)的多个层压板(未示出)。然而，请注意，尽管在图1至图2中例示了一种类型的热固性复合材料部件100，但是本公开不限于此，并且热固性复合材料部件100 有可能具有各式各样的其他构造和几何形状。
固结是复合材料制品的固化过程中的重要步骤。通常，在处理复合材料制品期间施加固结压力，以除去因热固性树脂的交联反应产生的滞留空气或挥发物。固结过程还有助于确保最终固化的复合材料制品内纤维与树脂紧密接触。
因此，在一些实现方式中，加压容器300被构造为向热固性复合材料部件100 施加预定压力。例如，加压容器300可被配置为在预定时段内向热固性复合材料部件 100施加固结压力。在一个实现方式中，仅在将热固性复合材料部件100加温至预定温度(诸如固化温度)之后，用于施加固结压力的预定时段才开始。在其他实现方式中，在将热固性复合材料部件100加温至预定温度之前，用于施加固结压力的预定时段开始。在一些实现方式中，还可根据温度和压力分布随时间和温度来增大或减小压力大小。
在一个实现方式中，固结压力为500psi或更低、400psi或更低或300psi或更低。在另一个实现方式中，固结压力为约100psi至约750psi。在一个实现方式中，固结压力可以为约大气压至约500psi。
在一些实现方式中，加热组件200是被配置为将热固性复合材料部件100加热至预定温度的唯一部件。因此，在一些实现方式中，加热组件是用于加热热固性复合材料部件的源。在其他实现方式中，加压容器300未被配置为加热热固性复合材料部件 100。在其他实现方式中，加压容器300不包括能够将热固性复合材料部件100加热至预定温度(诸如，固化温度)的加热元件。在一些实现方式中，加压容器300可以是具有加热能力的高压釜，然而，加压容器300却不用于加热热固性复合材料部件 100。
在一个实现方式中，预定温度或温度分布可从恰好高于室温(80°F)至约820°F。在其他实现方式中，预定温度或温度分布可从恰好高于室温(80°F)至约350°F。
加压容器300可包括固化架310以支撑加热组件200。在一些实现方式中，加压容器300和/或固化架310还可包括电源以向加压容器300内的加热组件200供应电力。
为了增加多个热固性复合材料部件100的处理速率，在一些实现方式中，加压容器300包括一个或更多个加压室350(参见图9A至图9D中的加压室351-352)。
加压容器300还可包括在一个或更多个加压室350之间的气闸(参见图9A至图9D中的气闸353、354、355)，以促进各自支撑热固性复合材料部件100的各个加热组件200移动通过加压室300。例如，参见下面相对于方法900描述的该过程。
在一个实现方式中，加热组件200包括固化工具210以及一个或更多个加热毯220。加热组件可被配置为移动到加压容器300中，并且加压容器300可包括固化架 310以将加热组件200支撑在加压容器300内部。
在一些实现方式中，***1包括车(未例示)以将加热组件200运送到加压容器 300中和/或在加压容器300内运送加热组件200。例如，车可支撑加热组件200，并且提供用于为加热组件200供电的车载电源(例如，交流电源)。在其他实现方式中，车可被配置为连接到加压容器300的电源，以在处于加压容器300内时向加热组件 200提供电力。在其他实现方式中，车可向加热组件提供车载真空源。车可被配置为在轨道或高架上移动，并且加压容器300可被配置为允许车移动到加压容器300中和在加压容器300内移动。在一些实现方式中，车可以是自推进的。
固化工具210可被配置为在固化过程期间接纳并支撑热固性复合材料部件100。例如，固化工具210可具有形状基本上与热固性复合材料部件100的形状匹配的接纳面。
在一些实现方式中，固化工具210可被加热。例如，固化工具210可包括受热工具表面214。受热工具表面214可设置在接纳面上并且可覆盖接纳面的至少一部分。受热工具表面214可被配置为接触由固化工具210支撑的热固性复合材料部件100 的至少一部分。
受热工具表面214可包括包围感应加热电路的合适树脂(诸如环氧树脂或双马来酰亚胺(BMI))的刚性层。树脂的刚性层可形成受热工具表面214的上表面，并且可被配置为与设置在固化工具210上的热固性复合材料部件100的下表面匹配。在其他实现方式中，可采用其他树脂来制造受热工具表面214，所述其他树脂包括但不限于聚苯并恶嗪(BXA)。
感应加热电路可包括多个感应线圈电路，并且受热工具表面214可被配置为将热固性复合材料部件100的至少一部分加热至预定温度(诸如固化温度或温度分布)。尽管一些实现方式使用感应加热来加热固化工具210，但是本公开不限于此，并且可使用其他加热方法来加热，诸如电阻加热、强制空气、受热的油等。
在其他实现方式中，受热工具表面214是导热工具表面，并且被设置成与受热工具表面214接触的加热毯220加热。例如，受热工具表面214的第一表面可与热固性复合材料部件100的至少一部分接触，而受热工具表面214的另一相对的第二表面可与一个或更多个加热毯220的至少一部分接触。因此，来自一个或更多个加热毯220 的热可通过受热工具表面214传导，以加热固性复合材料部件100的至少一部分。
如图1至图2中例示的，热固性复合材料部件100可设置在固化工具210上，并且与受热工具表面214接触的热固性复合材料部件100的至少一部分因受热工具表面 214要么直接地要么间接地被一个或更多个加热毯220加热。
一个或更多个加热毯220可被配置为加热由固化工具210支撑的热固性复合材料部件100的至少一部分。例如，如图1至图2中例示的，一个或更多个加热毯220 可设置在放置在固化工具210的上表面上的热固性复合材料部件100的正上方，以接触并直接加热固性复合材料部件100。在其他实现方式中，一个或更多个加热毯220 可设置成加热固化工具210的被暴露的外部表面，以间接加热热固性复合材料部件 100。
如将在下面更详细讨论的，一个或更多个加热毯220通过电感应产生热，并且所产生的热主要通过传导而传递到热固性复合材料部件100和/或固化工具210，尽管根据热固性复合材料部件100的几何形状、固化工具210和/或一个或更多个加热毯220 的放置，也可通过对流和辐射来传递热。在一个实现方式中，一个或更多个加热毯 220中的至少一个是感应加热毯。
一个或更多个加热毯220可由柔性材料形成，柔性材料允许这些加热毯基本上适形于热固性复合材料部件100或固化工具210的几何形状。
一个或更多个加热毯220可采用各种加热技术中的任一种来产生将热固性复合材料部件加热至的预定温度(诸如固化温度或温度分布)所必需的热。例如，在图3 至图6中例示了加热毯220的一种合适实现方式的细节，其中，将磁性材料的磁特性与高频交流电力的施加相结合，以产生热。在该示例性实现方式中，加热毯220包括形成外壳242的上面片材246和下面片材248，外壳242具有填充有导热基质250(图 5)的内部244。上面片材246和下面片材248优选地由拥有相对高的热导率和相对低的电导率的柔性的弹性材料形成。例如，上面片材246和下面片材248可包含硅树脂、橡胶、聚氨酯或其他合适的弹性体，这些弹性体为外壳242赋予尺寸稳定性，同时保持足够的柔性以允许加热毯220适形于热固性复合材料部件100的表面的至少一部分和/或包括规则或成轮廓的表面的固化工具210的至少一部分。在一个实现方式中，基质250包含浇铸在感应加热元件252周围的弹性体。然而，在其他实现方式中，加热毯220可以不是柔性的，并且壳体242可被形成为适合特定应用或热固性复合材料部件100的永久的非柔性形状。
如上所述，感应加热元件252可被内置在基质250内。感应加热元件252可包括同轴布置的电导体254和环绕承受器套筒256。电导体254可包括例如但不限于其上套有螺旋型承受器的利兹线。承受器套筒256可基本上遍及电导体254的整个长度。电导体254与承受器套筒256之间的轴向间隔使承受器套筒256与电导体254电绝缘。在所公开的实现方式中，感应加热元件252以具有大体平行支脚255的蛇形图案布置，但是其他图案和布局布置是可能的。尽管在示例性实现方式中仅示出了单个感应加热元件252，但是其他实现方式可包括多个感应加热元件252。承受器套筒256因流过电导体254的交流电而被感应加热。被感应加热的承受器套筒256将热传导到基质 250，基质250进而将热通过外壳242传导到与加热毯220接触的热固性复合材料部件100和/或固化工具210(图1和图2)。
基质250可包括铁磁性或超顺磁性颗粒(未示出)，以帮助加热基质250。在采用铁磁性颗粒的情况下，通过铁磁性颗粒的磁滞加热将基质250加热至基本上低于颗粒的居里温度的温度。在将超顺磁性颗粒掺入基质250中的情况下，通过与超顺磁性颗粒的尺寸或直径相关的居里温度范围的对应的超顺磁性颗粒的弛豫加热来产生通过基质250传导的热。
特别地参照图4，合适的布线258将加热元件252连接到可以是便携式电源或固定电源的交流电源264。电源264连接到电力来源，诸如(例如)但不限于常规的60Hz、 110伏或220伏的插座(未示出)。电源264向电导体254供应交流电流，交流电流优选地在大致1,000Hz至大致300,000Hz的范围内，尽管更高频率是可能的。一个或更多个热传感器262可位于加热毯220和结构之间，热传感器262被贴着该结构布置，以监视该结构的温度，以便便于对供应到电导体254的交流电流的大小或频率进行调节。可由合适控制器260基于由热传感器262监视的温度来调节电源264。
如图5和图6中所示，承受器套筒256由具有居里温度的磁性材料形成。承受器套筒256可被形成为圆柱形布置的固体或整体部件，优选地由编织材料以围绕电导体 254的套筒构造形成，以增强加热毯220的柔性。
交流电流过导体254造成产生围绕承受器套筒256的磁场268。由于电导体254 暴露于磁场268而在导体254内产生涡电流270，并且这些涡电流270引起承受器套筒256被感应加热。然后，来自承受器套筒256的热通过基体材料250和外壳242 传导到热固性复合材料部件100和/或固化工具210(图1和图2)或其他结构。形成承受器套筒256的磁性材料优选地具有高的磁导率和居里温度，居里温度对应于热固性复合材料部件100将被加热毯220加热达到的期望温度，即，热固性复合材料部件 100的固化温度。承受器套筒256和导体254优选地被确定大小并且被配置为，使得在低于承受器套筒256的居里温度的温度下，磁场268由于承受器套筒256的磁导率而集中在承受器套筒256中。
承受器套筒256在施加交流电流期间继续升温，直到形成承受器套筒256的磁性材料达到居里温度为止。在达到居里温度后，承受器套筒256变为非磁性的，此时磁场268不再集中在承受器套筒256中。感生涡电流270和相关的电阻性加热减小至足以将承受器套筒256的温度保持在居里温度的水平，因此，热固性复合材料部件100 和/或固化工具210在固化周期的持续时间内保持加热至所期望的固化温度，此时从电导体254中取出了交流电流。
这里应该注意，图3至图6仅例示了加热毯220的几种可能构造中的一种。其他构造是可能的。例如而非限制，承受器套筒256可包括套在李兹线(导体254)上的弹簧形线圈。另选地，加热毯220可包括编织设计，其中，一个编织方向包括利兹线 254，并且另一编织方向包括智能承受器线。此外，在其他实现方式中，智能承受器 256可被封装在由利兹线形成的扁平螺线管线圈(未示出)中。
如图1至图2中例示的，在一些实现方式中，热固性复合材料部件100可设置在固化工具210上，并且一个或更多个加热毯220可设置在热固性复合材料部件100 的正上方，或者与固化工具210的支撑热固性复合材料部件100的一些部分接触，使得热固性复合材料部件100的与一个或更多个加热毯220直接或间接接触的至少一部分被一个或更多个加热毯220加热。
加热组件200可包括真空袋组件(未例示)。在一些实现方式中，真空袋组件可被安装在一个或更多个加热毯220上方。例如，真空袋组件可包括覆盖所述一个或更多个加热毯220中的至少一个的装袋膜，可借助密封剂将加热毯220密封到固化工具 210和/或热固性复合材料部件100的上表面。在一些实现方式中，从真空袋组件抽真空，以施加负压并抽出可能因热固性复合材料部件100的固化过程而产生的挥发物和其他气体。在其他实现方式中，真空袋组件被放置并密封在所述一个或更多个加热毯220中的至少一个上方，以在固化过程期间将热固性复合材料部件100贴着固化工具 210压紧。在其他实现方式中，真空袋组件可被直接安装在热固性复合材料部件100 上方，并且可不覆盖一个或更多个加热毯220。
在一些实现方式中，车为真空袋组件提供真空源。
图7例示了根据本公开的实现方式的固化热固性复合材料部件的方法。
如图7中例示的，在操作810中，用于固化热固性复合材料部件100的方法可先开始将热固性复合材料部件100放置在加热组件200中。
操作810可包括将未固化的热固性复合材料部件100放置在固化工具210上。在一些实现方式中，还可将一个或更多个加热毯220放置成要么在热固性复合材料部件 100的至少一部分上方，要么与固化工具210的支撑热固性复合材料部件100的至少一些部分接触。在一些实现方式中，热固性复合材料部件100的至少一部分设置在固化工具210的受热工具表面214上方。
在操作820中，使用加热组件200将热固性复合材料部件100加热至预定温度。在一些实现方式中，预定温度是对应于热固性复合材料部件100的组成的固化温度。在其他实现方式中，预定温度对应于沿着热固性复合材料部件100的固化温度分布的温度。
在操作830中，施加固结压力。在一些实现方式中，一旦热固性复合材料部件 100已达到预定温度并且通过加压容器300施加固结压力，加热组件200就在加压容器300内移动。在其他实现方式中，在热固性复合材料部件100已达到预定温度并且在加压容器300内被加热组件200加热至预定温度之前，加热组件200在加压容器 300内移动。接着，一旦达到预定温度，由加压容器300施加固结压力。
在一些实现方式中，通过加热组件200对热固性复合材料部件100进行的加热完全发生在加压容器300的外部。在其他实现方式中，通过加热组件200对热固性复合材料部件100进行的加热部分发生在加压容器300的外部。例如，在一些实现方式中，在将加热组件200放置在加压容器300内之前，将热固性复合材料部件100加热至使树脂能容易流动(也就是说，在降低的树脂粘度的情况下流动)的点。
在操作840中，通过加热组件200将热固性复合材料部件100在预定时间内保持在预定温度下。例如，在一个实现方式中，热固性复合材料部件100被保持在预定温度下达与在加压容器300内施加固结压力对应的时间段。在另一个实现方式中，在加压容器300内施加固结压力期间以及在施加固结压力之后，热固性复合材料部件100 在加压容器300外部被保持在预定温度下达一定时间段。
在操作850中，让热固性复合材料部件100在加热组件200上冷却并且从加热组件200取出热固性复合材料部件100。例如，在一个实现方式中，加热组件200逐渐减少施加到热固性复合材料部件100的热，以将热固性复合材料部件100的温度从预定温度降低。在一些实现方式中，在加热组件处于加压容器300内时发生温度降低。一旦热固性复合材料部件100的温度已充分降低，就可从加压容器300中取出加热组件200，以让热固性复合材料部件100进一步完全冷却。在其他实现方式中，可在热固性复合材料部件100仍然处于预定温度下或处于该预定温度左右并且让热固性复合材料部件100在加压容器300外部冷却时，可从加压容器300中取出加热组件200。例如，在一些实现方式中，热固性复合材料部件100在预定温度下或预定温度左右是稳定的。因此，可在升高的温度下从加压容器300中取出热固性复合材料部件100，并且让热固性复合材料部件100在加压容器300外部冷却。
图8和图9A至图9D例示了根据本公开的实现方式的固化热固性复合材料部件的方法。如图8和图9A至图9D中例示的，可使用多室加压容器300，以允许有更高的固化热固性复合材料部件100的处理速率。
在操作910中，方法可先开始将第一热固性复合材料部件101放置在第一加热组件201中(参见图9A)。
在操作920中，第一热固性复合材料部件101被第一加热组件201加热至预定温度，并且被放置在加压容器300的第一加压室351内(参见图9B)。在一个实现方式中，在将第一加热组件201移动到第一加压室351内之前，第一加热组件201将第一热固性复合材料部件101加热至预定温度。在另一实现方式中，在将第一加热组件 201移动到第一加压室351内之后，第一加热组件201将第一热固性复合材料部件101 加热至预定温度。
在操作930中，在第一加压室351内向第一热固性复合材料部件101施加固结压力。同时，将第二热固性复合材料部件102放置在第二加热组件202中，并且在加压容器300的外部进行加热(参见图9B)。
在操作940中，使用气闸353-355，将第一热固性复合材料部件101移动到第二加压室352并且将第二热固性复合材料部件102移动到第一加压室351内(参见图9C)。
在一个实现方式中，在将第二加热组件202移动到第一加压室351内之前，第二加热组件202将第二热固性复合材料部件102加热至预定温度。在另一实现方式中，在将第二加热组件202移动到第一加压室351内之后，第二加热组件202将第二热固性复合材料部件102加热至预定温度。
在操作940中，在第一加压室351内向第二热固性复合材料部件102施加固结压力。同时，第一热固性复合材料部件101在第二加压室352内被第一加热组件201 冷却。
在一些实现方式中，在预定时间段内通过第一加压室351和第二加压室352中的至少一个向第一热固性复合材料部件101和第二热固性复合材料部件102施加加压压力。在其他实现方式中，在预定时间段内通过第一加压室351和第二加压室352中的一个施加加压压力。
在操作950中，从加压容器300的第二加压室352中取出第一热固性复合材料部件并让它冷却(参见图9D)。例如，在一些实现方式中，当第一热固性复合材料部件 101充分冷却时，从第二加压室352中取出它并让它在加压容器300外部完全冷却。同时，将第二热固性复合材料部件102移动到第二加压室352，以让随后的受热的热固性复合材料部件进入加压容器300(参见图9D)。在一些实现方式中，气闸353-355 的使用允许热固性复合材料部件在加压容器300内移动，而无需使压力上下循环。也就是说，在一些实现方式中，在第一热固性复合材料部件和第二热固性复合材料部件在加压容器300内移动期间以及在将任何随后的受热的热固性复合材料部件引入加压容器300中期间，加压容器300内的压力保持在固结压力下或者遵循固化压力分布。
因此，在一些实现方式中，通过使用加热组件200在加压容器300外部加热和冷却热固性复合材料部件100，热固性复合材料部件100的固化周期可被优化并且减压容器300内花费的时间可被最小化。
另外，本公开包括如以下罗列条款中描述的示例：
条款A1.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的方法(1000)，该方法包括以下步骤：将热固性复合材料部件(100)放置在加热组件(200)内；使用所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度；将所述加热组件(200)放置在加压容器(300)内；使用所述加压容器(300)向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力；从所述加压容器(300)中取出所述加热组件 (200)；并且使用所述加热组件(200)冷却所述热固性复合材料部件(100)。
条款A2.根据条款A1所述的方法(1000)，其中，所述加热组件(200) 包括：固化工具(210)，该固化工具(210)被配置为接纳所述热固性复合材料部件 (100)。
条款A3.根据条款A2所述的方法(1000)，其中，所述加热组件(200) 还包括：一个或更多个加热毯(220)，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为覆盖设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分或者覆盖所述固化工具(210)的与设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的一部分对应的一部分，其中，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款A4.根据条款A2或A3所述的方法(1000)，其中，所述固化工具(210)包括加热元件(252)并且被配置为将设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款A5.根据条款A2、A3或A4所述的方法(1000)：其中，所述固化工具(210)包括导热工具表面(214)，并且其中，所述导热工具表面(214)包括被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分的第一表面(214)和被配置为接触所述一个或更多个加热毯(220)的至少一部分的第二表面(214)，使得由所述一个或更多个加热毯(220)产生的热通过所述导热工具表面(214)传输，以将所述热固性复合材料部件(100)的与所述导热工具表面(214)接触的至少一部分加热至所述预定温度。
条款A6.根据条款A3、A4或A5所述的方法(1000)，其中，所述加热毯(220)是包括智能承受器的感应加热毯(220)，并且其中，所述智能承受器具有与所述预定温度对应的居里温度。
条款A7.根据条款A1至A6中任一项所述的方法(1000)，其中，在达到所述预定温度之后，向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力。
条款A8.根据条款A1至A7中任一项所述的方法(1000)，其中，所述加热组件(200)在所述加压容器(300)内加热所述热固性复合材料部件(100)。
条款A9.条款A1至A8中任一项所述的方法(1000)，其中，所述加压容器(300)没有加热元件(252)，并且其中，所述加热组件(200)是用于加热所述热固性复合材料部件(100)的唯一源。
条款A10.根据条款A1至A9中任一项所述的方法(1000)，其中，在所述热固性复合材料部件(100)冷却之前，从所述加压容器(300)中取出所述加热组件(200)，并且所述热固性复合材料部件(100)的冷却是在所述加压容器(300) 外部完成的。
条款A11.根据条款A1至A10中任一项所述的方法(1000)，其中，在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之前，所述加热组件(200) 将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
条款A12.根据条款A1所述的方法(1000)，其中，在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之后，所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
条款B1.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的***(1)，该***(1)包括：加热组件(200)；以及加压容器(300)；其中，所述加热组件(200)被配置为接纳热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度，并且其中，所述加压容器(300)被配置为当所述加热组件(200)被放置在所述加压容器(300)内时向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力。
条款B2.根据条款B1所述的***(1)，其中，所述加热组件(200)包括：固化工具，该固化工具用于接纳所述热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款B3.根据条款B2所述的***(1)，其中，所述固化工具包括受热表面(214)，所述受热表面(214)被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款B4.根据条款B2或B3所述的***(1)，其中，所述固化工具包括导热表面(214)，所述导热表面(214)被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)并且通过传输热将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款B5.根据条款B2、B3或B4所述的***(1)，其中，所述加热组件(200) 还包括：感应加热毯(220)，该感应加热毯(220)被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与所述热固性复合材料部件(100)的一部分对应的一部分，并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
条款B6.根据条款B1至B5中任一项所述的***(1)，其中，所述加热组件(200) 被配置为在所述加压容器(300)外部和在所述加压容器(300)内加热所述热固性复合材料部件(100)。
条款B7.根据条款B1至B6中任一项所述的***(1)，其中，所述加热组件(200) 被配置为在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之前将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
条款B8.根据条款B1至B7中任一项所述的***(1)，其中，所述加热组件(200) 被配置为在所述热固性复合材料部件(100)完全冷却之前被从所述加压容器(300) 取出，并且所述热固性复合材料部件(1000)通过所述加热组件(200)在所述加压容器(300)外部冷却。
本公开的实施方式可发现在各种潜在应用中使用，特别是在运输行业中，包括例如航空航天、船舶、汽车应用以及进行热固性复合材料部件的热固化的其他应用。因此，现在参照图10和图11，可在如图10中所示的飞机制造和保养方法1000和如图 11中所示的飞机2000的背景下使用本公开的实现方式。在生产前过程中，示例性方法1000可包括飞机2000的规格和设计1102及材料采购1104。在生产过程中，进行飞机2000的部件和子组件制造1106以及***集成1108。此后，飞机2000可经过检定和交付1110，以便投入服役1112。在由客户投入使用期间，飞机2000被安排进行例行维护和保养1114，也可包括改造、重构、翻新等。
可由***集成商、第三方及/或运营方(例如，客户)进行或执行方法1000的各个过程。为了本描述之目的，***集成商可包括但不限于任一数量的飞机制造商与主***分包商；第三方可包括但不限于任一数量的供应商、转包商以及供货商；并且运营方可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图11中国所示，用例示性方法1000生产的飞机2000可包括具有多个高级***2118和内部2120的机身2116。高级***2118的示例包括推进***2122、电气***2124、液压***2126和环境***2128中的一个或更多个。可包括任何数量的其他***。尽管示出了航空航天的示例，但是本公开的原理可应用于诸如海事和汽车工业这样的其他工业。
可在制造和保养方法1000的任一个或更多个阶段期间采用本文中实施的***和方法。例如，能以类似飞机2000在服役中时生产部件或子组件的方式，制成或制造对应于制造过程1106的部件或子组件。另外，可在生产阶段1106和1108期间，例如，通过大幅地加快飞机2000的装配或减少飞机2000的成本，利用一个或更多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，可在飞机2000在服役中时利用设备实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或更多个，例如而不限于维护和保养1114。
尽管阐述本教导的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体示例中阐述的数值被尽可能精确地报告。然而，任何数值都固有地包含某些误差，这些误差必定是由它们相应的测试测量中发现的标准偏差引起的。此外，将理解本文中公开的所有范围涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，“小于10”的范围可包括介于最小值0 和最大值10之间(包括0和10)的任何和所有子范围，即，最小值等于或大于0且最大值等于或小于10的任何和所有子范围(例如，1至5)。在某些情况下，所规定的参数的数值可取负值。在这种情况下，被规定为“小于10”的范围的示例值可采用负值，例如，–1、-2、-3、-10、-20、-30等。
尽管已针对一个或更多个实现方式例示了本教导，但是在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下，可对所例示示例进行变更和/或修改。例如，将理解，尽管处理被描述为一系列动作或事件，但是本教导不受这些动作或事件的顺序的限制。某些动作可能以不同顺序发生和/或与本文所述之外的其他动作或事件同时发生。另外，按照本教导的一个或更多个方面或实现方式，可能不需要所有处理阶段来实现方法。将理解，可添加结构部件和/或处理阶段，或者可取出或修改现有的结构部件和/或处理阶段。此外，本文中描述的一个或更多个动作可在一个或更多个单独的动作和/或阶段中执行。此外，就在具体实施方式和权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”或其变型的程度而言，这些术语旨在按与术语“包括”类似的方式被包括。术语“至少一个”用于意指可选择所列出条目中的一个或更多个。如本文中使用的，相对于诸如(例如)A和B这样的条目列表的术语“中的一个或更多个”意指仅A、仅B 或A和B。另外，在本文中的讨论和权利要求书中，相对于两种材料(一个在另一个“上”)使用的术语“上”意指材料之间的至少某个某种接触，而“上方”意指材料接近，但是有可能有一个或更多个附加居间材料，使得可能接触但并不需要。“上”或“上方”意味着本文中所使用的任何方向性。术语“共形”描述了通过共形材料保持下层材料的角度的涂覆材料。术语“约”指示所列出的值可有所改变，只要该改变没有导致处理或结构与所例示实现方式不一致。最后，“示例性”指示该描述被用作示例，而不是意味着它是理想的。此外，在考虑到本文中公开的本发明的说明书和实践的情况下，本发明的其他实现方式对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
在本申请中使用的相对位置的术语是基于与工件的常规平面或工作表面平行的平面定义的，而与工件的方位无关。在本申请中使用的术语“水平”或“横向”被定义为与工件的常规平面或工作表面平行的平面，而与工件的方位无关。术语“垂直”是指垂直于水平的方向。相对于传统的平面或工作面，将诸如“上”、“侧”(如在“侧壁”中)、“高”、“低”、“上方”、“顶”和“下”这样的术语相对于常规平面或工作表面被定义为在工件的顶表面上，而与工件的方位无关。
说明书和示例仅仅旨在被认为是示例性的，由随附权利要求书指示本教导的真实范围和精神。

Claims (14)

1.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的方法(800、900、1000)，该方法包括以下步骤：
将热固性复合材料部件(100)放置在加热组件(200)内；
使用所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度；
在使用所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度之后，将所述加热组件(200)放置在加压容器(300)内；
使用所述加压容器(300)向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力；
从所述加压容器(300)中取出所述加热组件(200)；并且
使用所述加热组件(200)冷却所述热固性复合材料部件(100)。
2.根据权利要求1所述的方法(800、900、1000)，其中，所述加热组件(200)包括：
固化工具(210)，该固化工具(210)被配置为接纳所述热固性复合材料部件(100)。
3.根据权利要求2所述的方法(800、900、1000)，其中，所述加热组件(200)还包括：
一个或更多个加热毯(220)，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为覆盖设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分或者覆盖所述固化工具(210)的与设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的一部分对应的一部分，
其中，所述一个或更多个加热毯(220)被配置为将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
4.根据权利要求2或3所述的方法(800、900、1000)，其中，所述固化工具(210)包括加热元件(252)并且被配置为将设置在所述固化工具(210)上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
5.根据权利要求2或3所述的方法(800、900、1000)，
其中，所述固化工具(210)包括导热工具表面(214)，并且
其中，所述导热工具表面(214)包括被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分的第一表面(214)和被配置为接触所述一个或更多个加热毯(220)的至少一部分的第二表面(214)，
使得由所述一个或更多个加热毯(220)产生的热通过所述导热工具表面(214)传输，以将所述热固性复合材料部件(100)的与所述导热工具表面(214)接触的至少一部分加热至所述预定温度。
6.根据权利要求1或2所述的方法(800、900、1000)，其中，在达到所述预定温度之后，向所述热固性复合材料部件(100)施加所述固结压力。
7.根据权利要求1或2所述的方法(800、900、1000)，其中，所述加热组件(200)在所述加压容器(300)内加热所述热固性复合材料部件(100)。
8.根据权利要求1或2所述的方法(800、900、1000)，其中，在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之前，所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
9.根据权利要求1或2所述的方法(800、900、1000)，其中，在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之后，所述加热组件(200)将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
10.一种用于固化热固性复合材料部件(100)的***(1)，该***包括：
加热组件(200)；以及
加压容器(300)；
其中，所述加热组件(200)被配置为接纳热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)加热至预定温度，
其中，所述加压容器(300)被配置为当所述加热组件(200)被放置在所述加压容器(300)内时向所述热固性复合材料部件(100)施加固结压力，并且
其中，所述加热组件(200)被配置为在将所述加热组件(200)放置在所述加压容器(300)内之前将所述热固性复合材料部件(100)加热至所述预定温度。
11.根据权利要求10所述的***(1)，其中，所述加热组件(200)包括：
固化工具，该固化工具用于接纳所述热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
12.根据权利要求11所述的***(1)，其中，所述固化工具包括受热表面(214)，所述受热表面(214)被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
13.根据权利要求11所述的***(1)，其中，所述固化工具包括导热表面(214)，所述导热表面(214)被配置为接触所述热固性复合材料部件(100)并且通过传输热将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
14.根据权利要求11所述的***(1)，其中，所述加热组件(200)还包括：
感应加热毯(220)，该感应加热毯(220)被配置为覆盖设置在所述固化工具上的所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分或者覆盖所述固化工具的与所述热固性复合材料部件(100)的一部分对应的一部分，并且将所述热固性复合材料部件(100)的至少一部分加热至所述预定温度。
CN201911152787.2A 2018-12-12 2019-11-22 用于固化热固性复合材料的方法和*** Active CN111300695B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/218,169 2018-12-12
US16/218,169 US20200196402A1 (en) 2018-12-12 2018-12-12 Method and system for curing of thermoset composites

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111300695A CN111300695A (zh) 2020-06-19
CN111300695B true CN111300695B (zh) 2023-03-07

Family

ID=68696238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911152787.2A Active CN111300695B (zh) 2018-12-12 2019-11-22 用于固化热固性复合材料的方法和***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200196402A1 (zh)
EP (1) EP3666487A1 (zh)
JP (1) JP2020114660A (zh)
CN (1) CN111300695B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11642859B2 (en) * 2020-05-04 2023-05-09 The Boeing Company Systems and methods for manufacturing large contoured parts from thermoplastic laminate sheets
US20220396012A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-15 The Boeing Company Inductively heated slip sheet and methods of using

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140231402A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-21 The Boeing Company Induction Heating Augmentation for Thermal Curing
US9314975B1 (en) * 2013-04-25 2016-04-19 The Boeing Company High rate fabrication of compression molded components
US20160157302A1 (en) * 2009-12-15 2016-06-02 The Boeing Company Curing composites out-of-autoclave using induction heating with smart susceptors
US20160159057A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 The Boeing Company Forming of staged thermoset composite materials

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040195716A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Bergmann Blaise F. Method and system for utilizing low pressure for perforating and consolidating an uncured laminate sheet in one cycle of operation
JP5292445B2 (ja) * 2010-11-26 2013-09-18 株式会社芦田製作所 オートクレーブ成形方法及びオートクレーブ成形装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160157302A1 (en) * 2009-12-15 2016-06-02 The Boeing Company Curing composites out-of-autoclave using induction heating with smart susceptors
US20140231402A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-21 The Boeing Company Induction Heating Augmentation for Thermal Curing
US9314975B1 (en) * 2013-04-25 2016-04-19 The Boeing Company High rate fabrication of compression molded components
US20160159057A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 The Boeing Company Forming of staged thermoset composite materials

Also Published As

Publication number Publication date
US20200196402A1 (en) 2020-06-18
JP2020114660A (ja) 2020-07-30
EP3666487A1 (en) 2020-06-17
CN111300695A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10220579B2 (en) Integrated smart susceptor heater blanket debulk system for composites
US10940651B2 (en) Large scale smart susceptor heater blankets requiring multi zone control
US9277594B2 (en) Induction heating augmentation for thermal curing
US10000026B2 (en) Composite induction consolidation apparatus and method
EP3169140B1 (en) Highly formable smart susceptor blankets
CN111300695B (zh) 用于固化热固性复合材料的方法和***
JP7211790B2 (ja) マンドレルの上のカウルを有する誘導加熱セル、及びそれを使用する方法
US5412185A (en) Induction heating of polymer matrix composites in an autoclave
EP3915750A1 (en) System and method for curing thermoset composites
CN109982463B (zh) 包含具有非磁性金属芯的张紧构件的感应加热单元
US11279100B2 (en) Polymer matrix composite repair
US20220396012A1 (en) Inductively heated slip sheet and methods of using
US20240066762A1 (en) Curing Composites Out-Of-Autoclave Using Induction Heating with Smart Susceptors
CN115534352A (zh) 感应加热滑片及其使用方法

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