專利名稱：一體加強的、可再用的真空袋及其制造方法
技術領域：
本發明總的涉及用于制造復合部件的設備，特別是涉及用于壓制復合部件敷層的
真空袋。
背景技術：
柔性真空袋可以在各種應用中用來處理部件。在復合エ業中，真空袋用于利用在袋內抽出的真空對部件施加大氣壓カ以加固、層壓、模制或結合復合部件。該袋包括柔性膜片或薄膜，該柔性膜片或薄膜可以是擠壓的諸如尼龍的聚合物薄膜。聚合物薄膜型真空袋通常是不可再用的并且在毎次使用之后必需丟棄，因此意味 著再發生生產成本。可再用型真空袋是已知的，它利用橡膠涂覆的織物或薄膜，但是這些類型的袋通常利用加強結構，比較復雜、沉重并且制造比較昂貴。例如，可再使用的弾性型真空袋利用金屬化加強框架制造。需要分開的結合操作以使袋薄膜、密封件和框架相互附接。每個組件分開制造，并且用于生產袋的工具必需超過一定尺寸，以便在制造期間允許袋薄膜收縮。因此，需要改進可再用的一體加強的真空袋，以減少制造它的所需要的步驟，同時減輕袋的重量和復雜性。
發明內容
本公開的實施例提供ー種一體加強的、可再用的真空袋，以及制造該真空袋的相關方法，這種制造方法減少制造步驟和部件的數目，因而減少成本。該袋用封裝在袋薄膜中的剛性的周邊框架一體加強，因而不需要將加強件連接于袋薄膜的単獨操作。周邊的袋密封件可以與袋薄膜一體地形成，因而不需要將密封件連接于袋組件的単獨的結合/粘結操作。在一個實施例中，該可再用的真空袋可以制造在用于敷層和/或固化復合部件的敷層工具上，因此不需要制造真空袋的単獨的工具。可以制造比較大的輕重量可再用真空袋并且避免需要沉重的外支撐框架。根據ー個公開的實施例，提供一種用于處理部件的真空袋，該真空袋包括柔性薄膜和大體剛性的框架。該薄膜適于設置在部件上，而框架封裝在該薄膜內。該袋可以包括諸如在室溫下可固化的RTV硅樹脂的弾性體材料。該框架可以包括圍繞該薄膜的周邊延伸并具有被薄膜覆蓋的側面的復合材料。該真空袋還可以包括在處理部件期間用于將薄膜抵靠表面密封的密封件。該密封件可以與薄膜一體地形成或，可選地，可以結合/粘結在框架上。根據另ー個公開的實施例，用于處理部件的一體加強的、可再用的真空袋包括具有圍繞其周邊一體地加強的柔性薄膜。該袋還可以包括與薄膜一體形成并且圍繞該薄膜的周邊延伸的密封件，用于在處理部件期間將該薄膜抵靠表面密封。該加強件可以包括封裝在薄膜中的大體剛性的框架，該薄膜可以包括硫化的弾性體。根據又ー個實施例，提供一種制造用于處理部件的真空袋的方法。該方法包括，形成柔性薄膜，和將大體剛性的框架封裝在該薄膜內。形成薄膜可以包括用弾性體涂覆エ具表面，封裝框架包括將框架放置在弾性體涂層上并且在該框架上施加另外的弾性體。該方法還包括與該薄膜一體地形成密封件。形成密封件可以包括將密封元件放置在工具表面上，并且形成薄膜可以包括將弾性體涂層噴射在工具表面上，覆蓋該密封件。該方法還可以包括共固化該密封件和弾性體涂層。根據再ー個實施例，提供一種制造用于處理部件的一體加強的、可再用的真空袋的方法，該方法包括，制造大體剛性的框架，并且通過將弾性體第一涂層噴射在工具表面上形成薄膜。該方法還包括將該框架放置在該薄膜上，并且通過將弾性體第二涂層噴射在該框架上和薄膜上用弾性體覆蓋該框架。該方法還包括共固化該第一和第二弾性體涂層。該方法還可以包括將密封件放置在工具表面上，其中噴射第一涂層包括將弾性體噴射在密封件上，并且共固化該第一和第二涂層以及該密封件。總之，根據本發明的一方面提供一種用于處理部件的真空袋，該真空袋包括適于 放置在該部件上的柔性薄膜；和封裝在該薄膜內的大體剛性的框架。 有利的是，在該真空袋中，該薄膜是弾性體材料。有利的是，在該真空袋中，該薄膜是RTV硅樹脂。有利的是，在該真空袋中，該框架是復合材料。有利的是，在該真空袋中，該框架封裝在該薄膜內。有利的是，該真空袋還包括在部件處理期間用于將薄膜抵靠表面密封的密封件。有利的是，在該真空袋中，密封件與薄膜一體地形成。有利的是，在該真空袋中，該密封件被附接于封裝的框架。有利的是，在該真空袋中，該框架具有由該薄膜圍繞的側面。根據本發明的另一方面提供一種用于處理部件的一體加強的、可再用的真空袋，包括具有圍繞其周邊的一體加強件的柔性薄膜。有利的是，該真空袋還包括與薄膜一體的并且圍繞薄膜的周邊延伸的密封件，該密封件用于在部件處理期間將該薄膜抵靠表面密封。 有利的是，在該真空袋中，該加強件包括封裝在該薄膜內的大體剛性的框架。有利的是，在該真空袋中，該薄膜是硫化的弾性體。根據本發明另一方面提供一種制造用于處理部件的真空袋的方法，包括形成柔性薄膜；和將該大體剛性的框架封裝在該薄膜內。有利的是，在該方法中，形成薄膜包括用弾性體涂覆工具表面，封裝框架包括將該框架放置在弾性體涂層上，并且在該框架上施加另外的弾性體。有利的是，該方法還包括形成與該薄膜一體的密封件。有利的是，在該方法中，形成密封件包括將密封元件放置在工具表面上，并且形成薄膜包括在該工具表面上噴射弾性體涂層覆蓋該密封件。有利的是，該方法還包括共固化密封件和弾性體薄膜。根據本發明又一方面的實施例，提供一種制造用于處理部件的一體加強的、可再用的真空袋的方法，包括制造大體剛性的框架；通過將弾性體第一涂層噴射在工具表面上形成薄膜；將框架放置在該薄膜上；通過將弾性體第二涂層噴射在該框架上和薄膜上用彈性體封裝該框架；并且共固化該第一和第二弾性體涂層。
有利的是，該方法還包括將密封件放置在工具表面上，其中噴射該第一涂層包括將弾性體噴射在密封件上；并且共固化該第一和第二涂層和密封件。有利的是，該方法還包括用弾性體形成密封件。有利的是，該方法還包括將該密封件結合于該框架。根據本發明的另一方面，提供一種用于制造一體加強的、可再用的密封袋的方法，該真空袋用于將復合部件敷層壓緊在敷層工具上，該方法包括形成周邊密封件；將該密封件放置在該敷層工具上；通過將在室溫下可固化的RTV硅樹脂噴射在敷層工具上形成柔性的袋薄膜，覆蓋該密封件；制造大體剛性的框架；將該框架放置在敷層工具上，疊加該該薄膜并且與密封件大體對齊；通過將在室溫下可固化的RTV硅樹脂涂層噴射在框架的側面和該薄膜上將該框架封裝在該薄膜內；在室溫下硫化該RTV硅樹脂涂層 ；將硬件附接于該框架；并且將該封裝的框架安裝在該敷層工具上。根據本發明的另一方面，提供ー種一體加強的、可再用的真空袋，該真空袋用于將復合部件敷層壓緊在敷層工具上，該真空袋包括具有底部和三個側面的剛性復合材料框架；用硫化的RTV硅樹脂形成延伸通過該框架的底部并且封裝該框架的三個側面的柔性袋薄膜；用RTV硅樹脂形成密封件用于將該袋薄膜抵靠敷層工具密封，該密封件與該袋薄膜是一體的并且設置在該框架的底部。
有利的實施例的可信特性的新穎性特征在所附權利要求中提出。但是，當結合附圖閱讀時，通過參考本發明的有利實施例的詳細描述將最好地理解有利的實施例以及優選的使用模式、其他目的及其優點。圖I是根據公開實施例的一體加強的、可再用的真空袋的透視圖的圖示。圖2是復合敷層組件的邊緣的剖視圖的圖示，示出安裝在工具上的復合部件敷層上的袋。圖3是用于制造圖I和圖2所示的真空袋的工具的透視圖的圖示。圖4是示出制造具有一體的密封件的可再用的真空袋的方法步驟的流程圖的圖
/Jn o圖5是與袋裝配之前的加強框架的透視圖的圖示。圖6-11是示意地示出圖5的方法的順序步驟的剖視圖的圖示。圖12是示出制造具有結合的密封件的可再用的袋的另ー種方法的步驟的流程圖的圖示。圖13-17是示意地示出圖12的方法的順序步驟的剖視圖的圖示。圖18是飛機制造和維修方法的流程圖的圖示。圖19是飛機的方塊圖的圖示。
具體實施例方式參考圖I和2，公開的實施例涉及ー種一體加強的、可再用的真空袋20，其用于，例如但不限于，將復合部件34加固和/或壓緊在工具30上。該袋20包括大體平面的、彈性的袋薄膜22，該袋薄膜22具有適合特定應用且覆蓋部件34的尺寸，該袋20還包括外框架24和在該外框架下面的周邊密封件26，該密封件26將袋薄膜22抵靠工具表面28密封。框架24可以用諸如復合材料或輕重量的金屬的任何合適的剛性或半剛性的材料制造，并且可以具有諸如把手的27的附件，以幫助處理或操縱袋20。在所示的實施例中，框架24是大致矩形的，但是它可以具有適合于被處理的復合部件34的幾何形狀的其他形狀。如圖2所示，該框架24具有大致矩形的截面，但是其他截面形狀也是可能的。薄膜22向外延伸經過框架24的底部67，并且封裝(32)框架24的側面68、72和頂面70。在薄膜22內的框架24的封裝32主要提供該彈性薄膜的一體加強，使得袋20能夠容易處理和操縱。密封件26圍繞復合部件34的整個周邊延伸，并且在袋薄膜22和工具30的上表面28之間形成氣密密封，使在袋22內抽成真空。正如下面所討論的，在一個實施例中，密封件26與袋22 —體地形成，而在另一個實施例中，密封件26在分開制造的操作中被結合于框架24。 參考圖3，在ー個方法實施例中，真空袋20利用具有大致平坦的工具表面38和周邊槽40的工具36制造。在其他實施例中，真空袋20可以使用用于處理復合部件34的相同的工具30制造。現在集中描述順序地示出制造圖I和圖2所示的真空袋20的ー種方法的步驟的圖4以及圖5-11。在步驟42開始，利用各種制造方法中的任何ー種，包括層壓和固化預浸纖維，制造框架24 (圖5)。在用復合材料形成框架24的情況下，它可以敷設在工具30上(圖2)或工具36上(圖3)。接下來，在步驟44，利用諸如模制或擠壓成希望的截面的弾性體的合適的彈性材料制造周邊密封件26。正如在本文中所用的，“弾性體”和“弾性體的”是指具有類似于橡膠的弾性性質的天然的和合成的聚合物。例如但不限于，弾性體可以包括能夠拉伸并且返回到其原來的形狀而沒有材料變形的熱固性或熱塑性體。在步驟44，密封件26被放置在工具36的槽40中(圖6)，使得密封件26與工具36的上表面38大致是共平面的。槽40有助于在隨后的處理步驟中保持并穩定密封件26。可選地，如圖7所示，在真空袋20直接制造在用于制造復合部件34 (圖2)的工具30上的情況下，墊片58可以圍繞該密封件26放置在工具表面28上，以便在隨后的處理操作中穩定并保持該密封件26。現在再參考圖4，薄膜22 (圖8)通過在工具36的表面38上噴射第一弾性體涂層64而形成。第一涂層64的施加可以通過將弾性體從噴頭62噴射(60)在工具表面38上來進行。第一涂層64在密封件26上延伸。在一個實施例中，第一弾性體涂層64可以包括可噴射的RTV催化的硅樹脂，其可以是在室溫下比較快固化的一部件或兩部件系統，不需要烘箱或高壓釜處理，并且固化后很少或沒有收縮。其他形式的弾性體也是可能的，其中ー些可能需要利用烘箱或其他合適的加熱設備在升高的溫度下固化。在一個實施例中，密封件26使用與用在形成薄膜22的第一弾性體涂層64中的弾性體基本相同的弾性體形成。可以使用用于施加第一涂層64的其他技術，包括但不限于擠壓。在步驟50 (圖4)，框架24放置在薄膜22上，如圖9所示，其中框架底部67與密封件26的周邊位置大致重疊并對齊。接下來，在圖4中的步驟52，框架24通過在框架24的暴露側面68、72和頂面70噴射(60)第二弾性體涂層66用弾性體封裝32 (圖10)。第二涂層66在先前施加的第一涂層54上延伸。因此，在這個實施例中，薄膜22與密封件26和框架24上的封裝32使用基本相同的材料形成，它們在制造過程中在這時未固化。在步驟54，可選地，諸如圖I所示把手27的合適的固件或操作附件可以被附接于框架24。最后，在圖4中的步驟56，薄膜22、框架封裝32和密封件26通過加熱(74)被共固化并硫化。正如在前面所討論的，在利用合適的RTV硅樹脂弾性體的情況下，加熱74可以包括室溫加熱。共固化使薄膜22、圍繞該框架24的封裝32和密封件26結合成連續的、整體的粘彈性的結構。現在集中描述示出制造真空袋20的另ー種方法的步驟的圖12以及圖13-17。在76，制造合適的框架24，其后在78利用噴射(60)、擠壓或其他施加技木通過將弾性體涂層64施加在工具表面38上形成薄膜22 (圖13)。接下來，在步驟80，將框架24 (圖14)放置在薄膜22的外周邊上，與第一弾性體涂層64接觸。在步驟82，通過將第二弾性體涂層66施加在框架24的側面68、72和頂面70，該框架24被封裝32，如圖15所示。第二涂層66可以通過從噴頭62噴射(60)，或通過利用包括但不限于擠壓的其他技術施加。第二涂層66既覆蓋框架24的側面68、72又覆蓋框架24的頂面70，并且與第一涂層64連接/結合并覆蓋第一涂層64，在固化后形成基本一件的整體結構。在圖12中所示的步驟84，薄膜22與包圍框架24的封裝32 —起通過對弾性體涂 層64、66加熱(74)而被固化(圖16)。正如前面在如圖4_11中所示的實施例中所提到的，弾性體可以包括在室溫下固化的RTV硅樹脂。在步驟86，如前所述，合適的固件或附件22可以安裝在框架24上。在圖12中所示的步驟88中，密封件26 (圖17)利用任何合適的技術，例如利用結合粘結劑被結合在框架24下面的薄膜26的下表面24a。密封件26可以用或可以不用與薄膜26相同的材料形成。所公開的實施例可以被用于各種潛在的應用，特別是在運輸行業，包括例如，航空航天、船舶、汽車應用以及可以應用自動敷層設備的其他應用中。因此，現在參考圖18和19，所公開的實施例可以用在如圖18所示的飛機制造和維修方法90和如圖19所示飛機92的背景中。公開的實施例的飛機應用可以包括，例如但不限于，加強部件的敷層，例如但不限于，僅列出以下幾種框架、加強件、艙ロ、梁、桁條。在預生產期間，示范性的方法90可以包括飛機92的規格和設計94以及材料采購96。在生產期間，進行飛機92的部件和子組件制造98和系統集成100。之后，飛機92可以通過驗證和交付102以便投入使用104。在由用戶使用時，飛機92按照規定進行日常維護和維修106，這也可以包括改進、重新配置、重新刷新等。方法90的每個過程可以由系統集成者、第三方和/或操作者(例如用戶)執行或進行。為了這種所述的目的，系統集成者可以包括但不限于許多飛機制造商和主系統子承包商，第三方可以包括但不限于任何數目的賣主、子承包商和供應者；而操作者可以包括航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。如圖19所示，用示范性方法90生產的飛機92可以包括具有多個系統110和內部112的機身108。高水平系統110的例子包括推進系統114、電子系統116、液壓系統118和環境系統120的其中ー個或多于ー個。可以包括任何數目的其他系統。雖然示出航空航天的例子，但是本發明的原理可以用于其他行業，例如船舶和汽車エ業。在生產和維修方法90的ー個或多于ー個階段期間可以采用本文實施的系統和方法。例如，對應于生產過程98的部件或子組件可以用類似于在飛機92處在使用中時生產的部件和子組件的方式生產或制造。還有，在生產階段98和100可以利用一個或多于ー個設備實施例、方法實施例或其組合，例如，通過顯著加快飛機92的裝配或減少飛機92的成本。類似地，在飛機92使用時可以利用設備實施例、方法實施例或其組合中的ー種或多于ー種，例如但不限于維護和維修106。為了說明和描述的目的已經描述了不同的有利的實施例，實施例的描述不是排他的或將實施例限制在所描述的形式。對于本領域的普通技術人員而言許多修改和變化是顯然的。而且不同的有利的實施例與其他不同的實施例相比可以提供不同的優點。選擇并描 述所選的實施例以便最好地說明實施例的原理、實際應用，并且能使本領域的其他技術人員理解具有各種修改的各種實施例的本發明，這些實施例適合于預期的特定的用途。
權利要求
1.一種用于處理部件的真空袋，其包括適于放置在該部件上的柔性薄膜；以及封裝在該薄膜內的大體剛性的框架。
2.根據權利要求I所述的真空袋，其中該薄膜是彈性體材料。
3.根據權利要求I或2所述的真空袋，其中該薄膜是RTV硅樹脂。
4.根據任何前述權利要求所述的真空袋，其中該框架是復合材料。
5.根據任何前述權利要求所述的真空袋，其中該框架被封裝在該薄膜內。
6.根據任何前述權利要求所述的真空袋，還包括在部件處理期間用于將薄膜抵靠表面密封的密封件。
7.根據權利要求6所述的真空袋，其中該密封件與該薄膜一體地形成。
8.根據權利要求6或7所述的真空袋，其中該密封件被附接于該被封裝的框架。
9.根據任何前述權利要求所述的真空袋，其中該框架具有由該薄膜圍繞的側面。
10.一種制造用于處理部件的真空袋的方法，其包括形成柔性的薄膜；以及將該大體剛性的框架封裝在該薄膜內。
11.根據權利要求10所述的方法，其中形成該薄膜包括用彈性體涂覆工具表面；以及封裝框架包括將該框架放置在彈性體涂層上并且將另外的彈性體施加在該框架上。
12.根據權利要求10和11所述的方法，還包括形成與該薄膜一體的密封件。
13.根據權利要求12所述的方法，其中形成該密封件包括將密封元件放置在工具表面上；以及形成該薄膜包括將彈性體涂層噴射在該工具表面上，覆蓋該密封件。
14.根據權利要求12和13的方法，還包括共固化該密封件和彈性體涂層。
全文摘要
本發明公開一種用于處理部件的可再用的真空袋，該真空袋通過將大體剛性的框架封裝在柔性薄膜內來制造。
文檔編號B65D81/20GK102951371SQ20121030868
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月27日 優先權日2011年8月26日
發明者M·K-Q·路易, K·M·達爾, T·D·阿基諾 申請人:波音公司