用于复合材料制品的脊形边缘通气装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了系统和方法用于增强用于复合材料制造的边缘通气装置。一个示例性实施方式是一种装置，该装置包括促进复合材料部件的制造的边缘通气装置。边缘通气装置包括：本体；脊部，沿着本体的长度布置，每个脊部限定垂直于本体的纵向轴线的圆弧；以及开口，沿着本体布置，允许空气进入沿着本体的长度延伸的中空内部。由脊部限定的圆弧抵抗施加于边缘通气装置的压缩负载并且防止中空内部在制造复合材料部件期间在由真空袋施加至边缘通气装置的压力下塌陷。

Ridge shaped edge ventilation device for composite products

The present invention provides systems and methods for enhancing edge venting devices for the manufacture of composite materials. An exemplary embodiment is a device comprising an edge breather that promotes the manufacture of composite material components. The ventilation device comprises a body; the edge of the ridge, arranged along the length of the body, each ridge portion defining a longitudinal axis perpendicular to the arc of the body; and an opening arranged along the body, allowing air to enter the hollow interior extending along the length of the body. An arc defined by the ridge resists the compression load applied to the edge aeration device and prevents the hollow interior from collapsing under the pressure exerted by the vacuum bag to the edge breather during the manufacture of the composite parts.

【技术实现步骤摘要】
用于复合材料制品的脊形边缘通气装置
本公开涉及制造领域，且具体地，涉及复合材料(composite，复合)真空袋制造工艺。
技术介绍
许多复合材料部件(例如，碳纤维制品，诸如飞机机翼)经由真空袋制造工艺制造。使用这些技术，使组成材料的层/板层铺放并且固化以结合(consolidate，合并)成复合材料部件。为了确保层结合成期望形状，将层放置在真空袋内。真空袋抵靠工作工具(例如，模具)的表面施加压力以使层形成轮廓并结合，并且以去除层内存在的挥发性化合物。作为该工艺的一部分，将被称为通气装置(breather)的柔软部件放置在复合材料部件附近。这些通气装置提供用于空气和气体挥发物离开真空袋的通路。然而，行业继续寻找用于通气装置的降低成本和/或提高质量的增强设计。
技术实现思路
本文中描述的实施方式包括用于复合材料部件的增强边缘通气装置。具体地，边缘通气装置设计成具有抵抗由真空袋施加的压碎力(crushingforce)和由高压釜施加的热的刚性截面。同时，本文中描述的至少一些边缘通气装置沿着它们的长度基本上是柔性的。这确保了边缘通气装置对于一部件保持任何合适的形状(甚至弯曲形状)，同时还抵抗在固化部件时施加的很大的压碎力和高温(例如，在高压釜中的数百华氏度下，由真空袋施加的90磅/平方英寸(PSI)的负压)。而且，因为边缘通气装置基本上没有由于固化工艺而损坏，所以它们可以在复合材料部件的生产期间多次利用以节省成本。一个示例性实施方式是一种装置，该装置包括促进复合材料部件的制造的边缘通气装置。边缘通气装置包括：本体；脊部，沿着本体的长度布置，每个脊部限定垂直于本体的纵向轴线的圆弧；以及开口，沿着本体布置，允许空气进入沿着本体的长度延伸的中空内部。由脊部限定的圆弧抵抗施加于边缘通气装置的压缩负载并且防止中空内部在复合材料部件的制造期间在由真空袋施加至边缘通气装置的压力下塌陷(collapse，倒塌)。另一示例性实施方式是一种装置，该装置包括促进复合材料部件的制造的真空端口。真空端口包括：本体；配件，位于本体内，接收真空软管；以及中空通路，由本体限定，穿透本体的侧壁并且切穿本体的底部部分。真空端口还包括将通路耦接至配件以允许空气从通路自由移动至配件的通道。通路的尺寸形成为覆盖边缘通气装置，并当端口放置在边缘通气装置的顶上时不压缩边缘通气装置。另一示例性实施方式是一种系统，该系统包括：复合材料制造模具；复合材料部件，放置在模具的顶上；以及边缘通气装置，符合复合材料部件的周界。边缘通气装置具有刚性截面。真空袋放置在边缘通气装置的顶上并且密封至模具。真空端口穿透真空袋，并且提供空气离开边缘通气装置并移动到真空端口中的路径。又一示例性实施方式是一种方法。该方法包括将复合材料部件放置在模具上，并且使具有刚性截面的边缘通气装置符合复合材料部件的周界。该方法还包括在真空室内抽出至少一个大气的负压，抵抗由负压施加至边缘通气装置的压碎力以防止边缘通气装置的中空内部收缩，并且通过边缘通气装置将挥发性气体从复合材料部件抽出并离开真空室。其他示例性实施方式(例如，与上述实施方式有关的方法以及计算机可读介质)可在下面进行描述。已经论述的特征、功能以及优点可以各种实施方式独立地实现，或者可以与其他实施方式进行结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图而看到。附图说明现仅通过实例、并且参考附图来描述本公开的一些实施方式。在所有附图上，相同的参考数字表示相同的元件或者相同类型的元件。图1是一示例性实施方式中的真空袋制造系统的图示。图2至图5是示出了一示例性实施方式中的真空袋制造系统的制备的截面图。图6至图9示出了一示例性实施方式中的边缘通气装置的第一样式。图10至图11示出了一示例性实施方式中的边缘通气装置的第一样式的变型。图12至图15示出了一示例性实施方式中的边缘通气装置的第二样式。图16至图17示出了一示例性实施方式中的边缘通气装置的第二样式的变型。图18至图21示出了一示例性实施方式中的用于从边缘通气装置抽出空气的真空端口。图22是一示例性实施方式中的完整真空袋制造系统的图示。图23是示出了一示例性实施方式中的利用真空袋制造系统的方法的流程图。图24是一示例性实施方式中的边缘通气装置的框图。图25是一示例性实施方式中的另一边缘通气装置的框图。图26是一示例性实施方式中的真空端口的框图。图27是一示例性实施方式中的飞机生产和服务方法的流程图。图28是一示例性实施方式中的飞机的框图。具体实施方式附图及以下描述示出了本公开的具体示例性实施方式。因此将理解，尽管本文中没有明确描述或示出，但本领域技术人员将能够设计体现本公开的原理并且包括在本公开的范围内的各种配置。此外，在本文中描述的任何实例旨在帮助理解本公开的原理，并且将解释为并不限于这样具体陈述的实例和条件。因此，本公开不限于如下所述的具体实施方式或实例，而是由权利要求和他们的等同物来限定。图1是一示例性实施方式中的真空袋制造系统100的框图。系统100包括能够利用真空袋技术结合和/或固化复合材料部件(例如，诸如飞机机翼或者任何其他合适的部件的纤维增强复合材料部件)的部件和/或设备的任何组合。系统100已增强，以利用具有刚性截面的边缘通气装置130、132、134、136，该刚性截面抵抗在固化工艺期间施加的压碎压力和热(例如，数百°F和/或90PSI)，而且还限定空气和挥发性气体可穿过以离开系统100(例如，经由真空软管160)的中空内部。与柔软的边缘通气装置不同，本文中描述的边缘通气装置在施结合化压力和热时没有压碎或收缩。在这个实施方式中，系统100包括刚性工具110(例如，模具)。部件140在制造期间符合工具110的上表面。如在图1中所示，部件140经由真空袋120在工具110上保持就位，真空袋120经由边缘密封剂220粘附/密封至工具110。真空袋120覆盖部件140、以及边缘通气装置130、132、134及136。边缘通气装置130、132、134、136具有作为来自固化工艺的空气和挥发性气体从部件140移出的通路的中空内部。空气和挥发性气体经由端口150离开真空袋120，端口150与真空管线160耦接。在这个实施方式中，真空管线160由真空泵170提供动力。在一个实施方式中操作时，真空泵170可在真空袋120上产生约一个大气压的负压。负压迫使真空袋120抵靠部件140以使部件140符合工具110。负压还引起真空袋120紧紧地符合边缘通气装置130、132、134、136。这通过在部件140结合时保持部件140紧紧地抵靠工具110的轮廓来提供益处，并且还由于可抽出在部件140的加工期间可能存在的挥发性气体和气泡而提供益处。因此，部件140的加工可以包括固化、结合和/或抽出挥发物，并且可进一步包括大量的压力和/或热的施加。系统100的边缘通气装置130、132、134、136已增强，以呈现一几何结构，该几何结构在真空袋120施加的压力下抵抗塌陷。即，边缘通气装置130、132、134及136相对于施加至它们的截面的压碎力是刚性的，并且当真空袋120向它们的截面施加压碎压力时能够抵抗(或者完全防止)变形。在一些实施方式中，这些边缘通气装置130、132、134、136沿着它们的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：边缘通气装置，被配置为促进复合材料部件的制造，所述边缘通气装置包括：本体；脊部，沿着所述本体的长度布置，每个脊部限定垂直于所述本体的纵向轴线的圆弧；以及开口，沿着所述本体布置，所述开口允许空气进入沿着所述本体的长度延伸的中空内部，由所述脊部限定的所述圆弧抵抗施加于所述边缘通气装置的压缩负载并且防止所述中空内部在所述复合材料部件的制造期间在由真空袋施加至所述边缘通气装置的压力下塌陷。

【技术特征摘要】
2016.01.07 US 14/990,7361.一种装置，包括：边缘通气装置，被配置为促进复合材料部件的制造，所述边缘通气装置包括：本体；脊部，沿着所述本体的长度布置，每个脊部限定垂直于所述本体的纵向轴线的圆弧；以及开口，沿着所述本体布置，所述开口允许空气进入沿着所述本体的长度延伸的中空内部，由所述脊部限定的所述圆弧抵抗施加于所述边缘通气装置的压缩负载并且防止所述中空内部在所述复合材料部件的制造期间在由真空袋施加至所述边缘通气装置的压力下塌陷。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述本体包括具有固体外表面的波纹管，所述脊部与所述外表面成一体，所述外表面进一步包括布置在所述脊部之间的沟槽，并且所述开口包括沿着所述本体的长度布置的孔，所述孔从所述外表面穿透到所述中空内部中。3.根据权利要求2所述的装置，其中：所述边缘通气装置的截面形状是“D”形。4.根据权利要求2所述的装置，其中：所述边缘通气装置的截面形状是椭圆形。5.根据权利要求4所述的装置，其中：所述边缘通气装置的截面形状是圆形。6.根据权利要求2所述的装置，其中：所述边缘通气装置被配置为当符合曲率半径为三英寸或更大的纵向弯曲部时保持所述边缘通气装置的形状。7.根据权利要求2所述的装置，其中：所述孔彼此是基本上共线的，并且布置在所述沟槽内。8.根据权利要求2所述的装置，其中：所述边缘通气装置的基底符合复合材料制造模具的表面。9.根据权利要求1所述的装置，其中：所述本体包括围绕所述中空内部形成为多个卷绕件的一股线材，所述脊部各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·杰弗里·斯蒂芬森，杰克·亚当·里夫斯，小威廉·H·英格拉姆，查尔斯·W·托马斯，卡尔·M·纳尔逊，卡梅伦·邦奇，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US