用于加热部件的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于加热部件的设备和方法。通过由工具系统的表面至少部分地围绕部件来加热部件，同时散热器系统相对于部件定位。在加热部件的过程中，改变散热器系统和部件之间的热传导。

【技术实现步骤摘要】
用于加热部件的设备和方法
本公开总体涉及加热部件，并且具体地，涉及加热复合部件。更加具体地，本公开涉及用于在加热部件的过程中动态地控制对复合部件的加热的方法和设备。
技术介绍
部件的制造有时可包括固化部件。部件的固化可以通过向部件施加热量、压力或两者来进行。作为一个实例，部件可以放置在工具上或放置在工具内并且然后使用烘箱加热。在另一个实例中，部件可以放置在工具上或放置在工具内并且然后使用高压釜加热和加压。在部件的固化过程中，部件的几何形状的变化会影响传热率。例如，在使用高压釜、压力室、烘箱或其他类型的加热系统时，固化具有不均匀的形状的部件会比预期的更困难。不具有均质(homogenous)截面的部件会被认为是具有不均匀的形状。作为一个具体实例，不均匀的部件可具有沿着从部件的一端至部件的另一端延伸的轴线变化的截面形状和构造。这类的部件和工具的截面形状和构造会使得改变部件和工具的温度所需要的热能的量变化。例如，在高压釜内固化部件时，根据部件的形状和尺寸，高压釜内部的气流可具有相对于部件上的不同位置的不同速度。这些不同的气流速度会造成从高压釜内部的空气至部件的不同的传热率。部件的加热较快的部分会比部件的加热较慢的部分更快地达到部件的最大固化温度。作为一个具体实例，在将飞机的水平稳定器在高压釜中固化时，与围绕整体加强件(形成水平稳定器内的通道)的气流相比，气流会更快地通过水平稳定器的外表面。因此，加强件会以比部件的外表面更慢的速率固化。此外，满足关于温度和固化速率的固化要求会比预期的更困难。因此，期望的是，具有考虑到至少某些以上所讨论的问题以及其它可能的问题的方法和设备。
技术实现思路
在一个示例性实施方式中，一种设备包括工具系统的表面、散热器以及可熔层。工具系统的表面位于部件的至少一部分的周围。散热器相对于部件定位，以便在加热部件的过程中相对于部件上的一组位置控制空气和部件之间的热传递。可熔层将散热器附接至表面，其中可熔层被构造为在加热部件的过程中在选定的熔化温度下熔化。在另一个示例性实施方式中，一种设备包括工具系统和散热器系统。工具系统具有位于部件的至少一部分的周围的表面。散热器相对于部件定位，以便在部件的固化过程中控制空气和部件之间的热传递。散热器系统包括散热器和可熔层。散热器相对于部件定位，以便在加热部件的过程中相对于部件上的一组位置控制空气和部件之间的热传递。可熔层将散热器附接至表面，其中可熔层被构造为在加热部件的过程中在选定的熔化温度下熔化。在又一个示例性实施方式中，提供一种用于加热部件的方法。通过由工具系统的表面至少部分地围绕部件来加热部件，同时散热器系统相对于部件定位。在加热部件的过程中改变散热器系统和部件之间的热传导。在又一个示例性实施方式中，提供一种用于加热部件的方法。基于散热器系统相对于部件的定位，以相对于部件上的多个位置的多个传热率在加热系统内加热部件。在加热部件的过程中，当散热器系统中的至少一个可熔层达到选定的熔化温度时，改变多个传热率中的至少一个。上述特征和功能可在本公开的各个实施方式中独立实现，或者可结合在其他实施方式中，其中所述实施方式的更多细节可参考以下说明和附图了解。附图说明在所附权利要求中阐述了示例性实施方式的被确信为新颖性特征的特性。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的示例性实施方式的以下详细描述，将充分理解示例性实施方式以及使用的优选模式、进一步的目的和特征，其中：图1是根据示例性实施方式的框图形式的固化环境的示意图；图2是根据示例性实施方式的高压釜的等距视图的示意图；图3是根据示意性实施方式的支撑结构、工具系统和部件的端视图的示意图；图4是根据示例性实施方式的高压釜的内部的另一个等距视图的示意图；图5是根据示意性实施方式的散热器系统、工具系统和部件的端视图的示意图；图6是根据示例性实施方式的不均匀的部件的侧视图的示意图；图7是根据示例性实施方式的流程图形式的加热部件的过程的示意图；图8是根据示例性实施方式的流程图形式的加热部件的过程的示意图；图9是根据示例性实施方式的流程图形式的加热部件的过程的示意图；图10是根据示例性实施方式的流程图形式的控制部件的加热的过程的示意图；图11是根据示例性实施方式的流程图形式的控制部件的加热的过程的示意图；图12是根据示例性实施方式的框图形式的飞机制造和保养(service)方法的示意图；以及图13是根据示意性实施方式的框图形式的飞机的示意图。具体实施方式示例性实施方式认识到并考虑到不同的因素。例如，示例性实施方式认识到并考虑到期望具有用于控制部件的加热的方法和设备。具体地，示例性实施方式认识到期望控制不均匀的部件的加热，以使得可以满足关于温度和固化速率的固化要求。因此，示例性实施方式提供一种用于动态地控制部件的加热的方法。在一个示例性实例中，通过由工具系统的表面至少部分地围绕部件来加热部件。散热器系统和部件之间的热传导在加热部件的过程中改变。在一个示例性实例中，基于散热器系统相对于部件的定位，部件以相对于部件上的多个位置的多个传热率在加热系统内加热。散热器通过可熔层附接至部件。在加热部件的过程中，当可熔层的至少一个部分达到选定的熔化温度时，多个传热率中的至少一个传热率改变。在一些示例性实例中，用于将散热器系统附接至部件的可熔层的熔化可以使得在加热部件的过程中散热器和部件之间的热传导增加。以这种方式，可熔层的熔化可以增加从部件至空气的热传递，这可以减慢部件的总体固化速率。在其他示例性实例中，可熔层的熔化可以减少散热器系统和部件上的一组位置之间的热传导，从而减少在该组位置处从空气至部件的热传递。现参考附图，并且具体地参考图1，根据示例性实施方式以框图形式示出固化环境的示意图。在这个示例性实例中，固化环境100可以是部件102可以使用加热系统104固化的一个环境的实例。在一个示例性实例中，加热系统104采用高压釜106的形式。在其他示例性实例中，加热系统104可以采用压力室、烘箱或某些其它类型的加热系统的形式。根据实施方式，加热系统104可包括烘箱、高压釜、加热器、感应加热器、电阻器、基座或可以用于加热的其它类型的装置中的至少一个。部件102可以采用复合部件108的形式。在一个示例性实例中，复合部件108可以采用飞机部件110的形式。在其他示例性实例中，复合部件108可以采用汽车部件、航天器部件、船舶部件、结构部件或某些其它类型的部件的形式。部件102可以使用工具系统112固化。工具系统112可以用于将部件102支撑在加热系统104内。在一个示例性实例中，工具系统112包括工具114和袋子(bag)116。部件102可以放置在工具114上或放置在工具内，使得工具114在固化过程中支撑部件102。在一些情况下，工具114可以称为模具。袋子116可以用于封装部件102并气密密封部件102。换言之，袋子116可以用于形成部件102周围的气密环境。在一些示例性实例中，袋子116可以封装部件102并且可以接触工具114而不封装工具114。例如但不具有限制性的，袋子116可以放置在部件102上，而部件102放置在工具114的顶部上。在其他示例性实例中，袋子116可以封装部件102和工具114两者。根据实现方式，工具系统112可具有由工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热部件的设备，包括：工具系统(112，205)的表面(120，217)，位于部件(102，204)的至少一部分周围；散热器(128，220，404)，相对于所述部件(102，204)定位，以便在加热所述部件(102，204)的过程中相对于所述部件(102，204)上的一组位置(134)控制空气和所述部件(102，204)之间的热传递；以及可熔层(126，218，402)，将所述散热器(128，220，404)附接至所述表面(120，217)，其中所述可熔层(126，218，402)被构造为在加热所述部件(102，204)的过程中在选定的熔化温度(138)下熔化。

【技术特征摘要】
2015.11.23 US 14/949,3321.一种用于加热部件的设备，包括：工具系统(112，205)的表面(120，217)，位于部件(102，204)的至少一部分周围；散热器(128，220，404)，相对于所述部件(102，204)定位，以便在加热所述部件(102，204)的过程中相对于所述部件(102，204)上的一组位置(134)控制空气和所述部件(102，204)之间的热传递；以及可熔层(126，218，402)，将所述散热器(128，220，404)附接至所述表面(120，217)，其中所述可熔层(126，218，402)被构造为在加热所述部件(102，204)的过程中在选定的熔化温度(138)下熔化。2.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述选定的熔化温度(138)被选定为使得，当所述可熔层(126，402)达到所述选定的熔化温度(138)时，所述部件(102，204)比空气热。3.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，402)的熔化减小所述散热器(128，404)与所述工具系统(112，205)的所述表面(120，217)之间的分离距离，从而增加所述散热器(128，404)和所述部件(102，204)之间的热传导，以允许热量从部件(102，204)传递至空气。4.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，402)的熔化增加所述可熔层(126，402)与所述表面(120，217)之间以及所述可熔层(126，402)与所述散热器(128，404)之间接触的表面(120，217)的面积，从而增加所述散热器(128，404)与所述部件(102，204)之间的热传导，以允许热量从所述部件(102，204)传递至空气。5.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，在加热所述部件(102，204)的过程中，所述可熔层(126，218)的熔化使得所述可熔层(126，218)，并且因此使得所述散热器(128，220)与所述工具系统(112，205)的所述表面(120，217)分开。6.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，218，402)包括：一组可熔部分(132)，其中所述一组可熔部分(132)中的每个可熔部分(136)相对于所述部件(102，204)上的所述一组位置(134)中的对应位置(137)附接至所述表面(120，217)。7.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述散热器(128，220，404)包括：一组部分(140)，其中所述一组部分(140)中的每个部分包括多个导热元件(141，304，306，406)并且相对于所述部件(102，204)上的所述一组位置(134)中的对应位置(137)定位。8.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，进一步包括：所述工具系统(112，205)。9.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述部件(102，204)是复合部件(108)。10.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，进一步包括：加热系统(104)，用于加热所述部件(102，204)。11.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，218)包括：一组可熔部分(132)，其中所述一组可熔部分(132)中的至少一个可熔部分(136)的选定的熔化温度(138)在225华氏度和285华氏度之间。12.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，402)包括：一组可熔部分(132)，其中所述一组可熔部分(132)中的至少一个可熔部分(136)的选定的熔化温度(138)在315华氏度和350华氏度之间。13.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，402)包括：一组可熔部分(132)，其中所述一组可熔部分(132)中的至少一个可熔部分(136)的选定的熔化温度(138)在350华氏度以上。14.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述散热器(128，220，404)包括：多个导热元件(141，304，306，406)。15.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述可熔层(126，218，402)包括焊接材料(130)。16.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，所述选定的熔化温度(138)被选定为使得，当所述可熔层(126，402)达到所述选定的熔化温度(138)时，所述部件(102，204)比空气热；其中所述可熔层(126，402)的熔化减小所述散热器(128，404)与所述工具系统(112，205)的所述表面(120，217)之间的分离距离，从而增加所述散热器(128，404)和所述部件(102，204)之间的热传导，以允许热量从所述部件(102，204)传递至空气；并且其中所述可熔层(126，402)包括：一组可熔部分(132)，其中所述一组可熔部分(132)中的每个可熔部分(136)相对于所述部件(102，204)上的所述一组位置(134)中的对应位置(137)附接至所述表面(120，217)，并且其中所述一组可熔部分(132)中的至少一个可熔部分(136)的选定的熔化温度(138)在315华氏度和350华氏度之间。17.根据权利要求1所述的用于加热部件的设备，其中，在加热所述部件(102，204)的过程中，所述可熔层(126，218)的熔化使得所述可熔层(126，218)，并且因此使得所述散热器(128，220)与所述工具系统(112，205)的所述表面(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：基思·丹尼尔·洪费尔德，史蒂文·迈克尔·休丘克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US