專利名稱：一種在待加固部件表面敷設(shè)加固件的實施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Ω型中空加固件的實施方法，以及該方法使用的一種型芯。
背景技術(shù)：
在航空領(lǐng)域，人們使用加固件用以增強某些部件的機械特性，例如構(gòu)成機身的面 板。當(dāng)待加固部件和加固件均為金屬件，在它們成型后會通過例如鉚接或粘接的方式
被組裝在一起。為了降低有效載荷質(zhì)量，有趨勢將金屬部件替換成復(fù)合材料部件。按照一種復(fù)合材料部件的組裝技術(shù)，型芯嵌入在待加固部件和加固件之間，它們 在放置型芯時并未聚合，但處于同一周期。該型芯對維持尚未加強的部件處于理想位置直至聚合是必不可少的。根據(jù)FR-2. 576. 546文獻描述的第一種技術(shù)，型芯來自一種集結(jié)塊，由型砂和一種 由酚醛樹脂與一種諸如二異氰酸酯的硬化劑在存在催化劑如胺(優(yōu)選為液態(tài))的情形下相 聚合構(gòu)成的粘合劑所組成。圍繞著型芯形成一體后，該型芯借助于有機溶劑進行解聚。這種方案并不完全令人滿意，因為型芯不可再利用，并且各部分還必須要進行銷 毀。此外，銷毀產(chǎn)生的廢物很難回收或循環(huán)利用。文獻US-5. 387. 098和US-5. 547. 629描述了可重復(fù)利用的型芯。文獻US-5. 387. 098描述了一個具有恒定截面的柔性型芯，其能夠與一個有彎曲 型面的加強肋適配。它有一個由柔性材料尤其是硅酮組成的套筒，套筒內(nèi)層疊有柔性材料 片。根據(jù)情況，所述柔性材料片可以全部由相同材料或者是不同材料組成，以便獲得期望的 膨脹系數(shù)值。根據(jù)該文獻，所有材料片之間通過銷釘相互連接，以防止材料片之間沿著縱向的 任何相互運動。文獻US-5. 547. 629描述了使用一個可重復(fù)利用的型芯來制作直升機螺旋推進器 的型材。根據(jù)該文獻，每個空腔只有一個橡膠型芯。在這兩種情況中，聚合后，所述型芯在它們的一個端部通過拉桿取出。牽拉型芯會引起其截面的收縮，便于其從空腔中移出。盡管這些型芯可以再利用，它們并不完全令人滿意，因為要便于移出型芯，型芯必 須由一種具有相當(dāng)強的延伸系數(shù)的材料制成。然而這類材料的膨脹系數(shù)使其不能獲得所需 的尺寸精度。反過來，倘若選擇的型芯材料使其能夠獲得所需的尺寸精度，由于材料的延伸 系數(shù)小，型芯很難從加固件的空腔中取出。此外，當(dāng)空腔的截面發(fā)生變化，尤其是當(dāng)加固件貼附的面板不平整時，比如在折痕 平緩處，這類型芯不能使用。
發(fā)明內(nèi)容
這樣，本發(fā)明旨在減輕現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提出了一種由于可取出的型芯限定空腔 來放置加固件的方法，該方法可以確保所需的尺寸精度。為此目的，本發(fā)明涉及一種在待加固部件的表面敷設(shè)加固件的實施方法，至少兩 個部件之一是由未完全聚合的復(fù)合材料制成，所述加固件沿著橫向有兩個與表面接觸的接 觸區(qū)，加固件和待加固部件在這兩個接觸區(qū)之間形成了一個通向加固件至少一個端部的空 腔，使用一個具有幾部分的型芯放置在空腔內(nèi)并在聚合后從上述空腔內(nèi)移出，其特征在于， 使用的型芯具有一第一部分至少一第二部分，所述第一部分的膨脹系數(shù)小以確保所需的幾 何精度，所述第二部分的延伸系數(shù)大使得通過牽拉所述第二部分的一個端部來取出所述第 二部分，從而引起其截面的收縮。
說明書中描述了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，但這些說明僅為示例性的，在所附的 附圖中-圖IA示出了根據(jù)本發(fā)明的型芯在貼附在面板上的加固件聚合時的縱向剖面圖；-圖IB示出了通過對第二部分的牽拉和收縮而移出所述第二部分的縱向剖面圖；-圖IC示出了移出型芯第一部分的縱向剖面圖；-圖ID示出了聚合后加固件貼附在面板上的縱向剖面圖；-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的型芯在貼附在面板上的加固件聚合時的橫向剖面圖； 以及圖3A和3B示出了根據(jù)本發(fā)明的型芯的第一部分在其實施的各個階段中的橫向剖 面圖。
具體實施例方式圖中10表示一個待加固的部件，在后面稱其為面板，比如它能夠組成飛行器機身 的一部分，12表示貼附在所述面板10的一個表面14上的一個加固件。至少在這兩個部件 10和12中有一個是由復(fù)合材料制成。根據(jù)后面的說明，縱向?qū)?yīng)于平行于面板的加固件的最大尺寸的方向，而橫向是 垂直于縱向且平行于面板的方向。沿橫向方向，加固件12與表面14之間有兩個接觸區(qū)16. 1和16. 2，在這兩個接觸 區(qū)之間加固件12和面板形成了一個空腔18。這個空腔通向加固件12的至少一個端部，根 據(jù)圖IA至ID所示的一種實施方式，空腔通向加固件12的兩個端部。根據(jù)一種實施方式，加固件有一個按照橫向剖面圖看為Ω形的型面，即一個開口 的倒U形，兩側(cè)有與表面14形成接觸區(qū)的另外邊緣，如圖2所示。根據(jù)具體情況，面板10可具有平坦的或彎曲的型面。當(dāng)面板10不是平面時，加固件的上部20最好也不是平面的，并且要依照面板的型
面變化。在圖IA至圖ID中，面板10有一個中空形狀22，在后面被稱作在表面14上的底切 形。作為例子，這個底切形22可產(chǎn)生于一個寬松的折痕處，即形成面板的折痕數(shù)量在面板的某些區(qū)域減少的部位。根據(jù)具體情況，面板10和/或加固件12可以具有底切形22。根據(jù)第一種方案，加固件12放置在面板10上，兩個部件10和12在同一個周期內(nèi)
壞入 水口 ο根據(jù)另一種方案，加固件12放置在面板10上，而兩個部件之一已經(jīng)被至少部分聚合了。在任何情況下，在進行最后部件10或12的聚合加固之前，一個型芯24嵌入在加 固件12和面板10之間在空腔18處，以確保加固件聚合后的幾何形狀。根據(jù)本發(fā)明，型芯24包含一個膨脹系數(shù)小的第一部分26，該膨脹系數(shù)低于加固 件材料的膨脹系數(shù)以保證所需的幾何精度，并且包含至少一個具有大延伸系數(shù)的第二部分 28，該延伸系數(shù)大于或等于600%用以能取出所述部分28。舉例說明，在加固件處于預(yù)先浸漬碳/環(huán)氧樹脂的情況下，第一部分26的膨脹系 數(shù)約為 alpha = 3. 19 ΚΧ0. 1)。第二部分28以帶狀形式出現(xiàn)，它從加固件的一端延伸至另一端。根據(jù)空腔的幾何形狀，在面板為平面或有一個與面板表面形狀相適配的形狀時， 第一部分26可以呈現(xiàn)帶狀形狀，比如在折痕松散的情況下。兩個部分26和28能夠沿著縱向相對于彼此平移運動，以便逐一地取出這兩個部 分。根據(jù)發(fā)明的一個特性，在橫向截面上，第一部分26占用的面積至少相當(dāng)于空腔面 積的75%，而第二部分28少于空腔18面積的25%。優(yōu)選地，第一部分26的比率為85%， 第二部分28的比率為15%。第一部分和第二部分的這種比例關(guān)系使其能在限制型芯的膨脹變形以及為抽出 第二部分28所需的足夠收縮之間獲取一個良好的折衷。如圖IA所示，在面板有一個深度為E的底切形22時，第二部分28的厚度必須大 于E，以能夠抽出型芯。根據(jù)一種實施方式，第一部分26由泡沫塑料組成，使其相當(dāng)柔韌，以與面板可能 的彎曲型面相適配，同時還能確保加固件在聚合前和聚合期間的外形狀態(tài)。泡沫材料的優(yōu)點在于，相比于全部采用硅或彈性體制作的型芯的方案，其膨脹小， 膨脹會引起加固件或面板的擴張變形。第一部分26使用的泡沫在聚合時須熱穩(wěn)定并能承受壓力。泡沫最好是聚甲基丙 烯酸胺(p0lym6thaCrylimide)類的，優(yōu)選地，它的密度大于或等于95Kg/m3用以抵抗壓力。作為例子，在溫度為180°C、壓力為7巴的兩小時聚合過程中，所述第一部分泡沫 確保了加固件的幾何外形狀態(tài)。有利地，使用的泡沫須粒度細(xì)小，避免在接觸件(加固件或面板)上標(biāo)出有可能損 害起模的標(biāo)記。泡沫型第一部分26在其整個長度上具有基本不變的梯形截面。優(yōu)選地，泡沫型第一部分26覆蓋有聚四氟乙烯層30，一方面避免泡沫單元 (cellules)在預(yù)先浸漬中出現(xiàn)印痕(empreintes)，另一方面還避免樹脂粘合在泡沫上。這個聚四氟乙烯層30的厚度約為0. 17mm。
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圖3A和圖3B示出了在泡沫型第一部分26上手工拆卸聚四氟乙烯層30的方式。最好使用一種有粘性的聚四氟乙烯層。最初，將聚四氟乙烯層30涂覆在泡沫型第一部分上，擱在該部分的大基部上，如 圖3A所示。隨后，在第一部分翻轉(zhuǎn)后，涂層30的翻邊緊貼在泡沫型第一部分26的大基部上。 涂層的翻邊略微重疊。最后，整體被壓實，以限制出現(xiàn)膨脹變形的風(fēng)險。作為例子，壓實可在0. 85mbar真 空中進行5分鐘來實現(xiàn)。第二部分28以彈性體(優(yōu)選硅酮)帶的形式出現(xiàn)。作為例子，所述帶的厚度約為3. 2mm。第二部分的延伸系數(shù)足以能夠脫模，以便在對所述第二部分做縱向牽拉時能得到 足夠的截面收縮。為了得到最佳的功能，第二部分的延伸系數(shù)要大于或等于600%。根據(jù)一種實施方式，第二部分的延伸系數(shù)為650%。依照本發(fā)明的一個特性，當(dāng)面板10包含有底切形22時，第二部分28緊貼在面板 上，并且由于它的柔韌性而與面板的外形相貼合。型芯24至少有一個第二部分28緊貼在帶底切形的面板和/或加固件上。優(yōu)選地，型芯的兩個部分26和28至少延伸出加固件的一個端部，以便能抓牢這兩 個部分把它們從加固件中抽出。舉例來說，在加固件的一個端部，第一部分超出約50mm，而第二部分超出約 IOOmm0當(dāng)加固件的長度足夠，超過4米時，第一部分26可由多段依次排列放置。在任何 情況下，第二部分都要由一個單一的整體件組成，以避免在連接處出現(xiàn)缺陷，并便于抽取?，F(xiàn)參看圖IA至ID來解釋加固件安置在面板上的方法。如圖IA所示，型芯24放置在面板上，第二部分28緊貼在所述面板上，加固件添附 在型芯24上。聚合之后，通過牽拉第二部分的一端，取出型芯的第二部分28，如圖IB所示。牽拉引起所述第二部分28的伸長以及所述第二部分28截面的收縮，尤其是在底 切形部位。如圖IC所示，移出第二部分28之后，通過牽拉第一部分的一端就可以把第一部分 26從空腔內(nèi)移出，如圖IC所示。這樣就獲得了與面板相連的加固件，如圖ID所示。要說明的是，型芯能夠得到一個中空加固件。根據(jù)本發(fā)明，由于型芯的第一部分，它能得到所需的幾何精度，并且由于它的第二 部分，才能移出型芯。另外它對空氣動力面不造成任何缺陷。型芯可用于加固件和面板在未完全聚合(新鮮階段)時的作業(yè)，在有型芯存在的 條件下在同一周期內(nèi)聚合，或者這兩個部件中至少其中之一在放置型芯前聚合。型芯可以用于非平面的面板，并能獲取長度大的加固件。總之，使用型芯相當(dāng)簡便，不需要復(fù)雜的工具。
權(quán)利要求
一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12)的實施方法，至少兩個部件之一是由未完全聚合的復(fù)合材料制成，所述加固件(12)沿著橫向有兩個與表面(14)接觸的接觸區(qū)(16.1，16.2)，加固件(12)和待加固部件(10)在這兩個接觸區(qū)之間形成了一個通向加固件至少一端部的空腔(18)，用于使用一放置在空腔(18)內(nèi)的型芯(24)并在聚合后從上述空腔內(nèi)移出，其特征在于，使用的所述型芯(24)具有膨脹系數(shù)小的第一部分(26)以確保幾何精度要求，并且具有第二部分(28)，該第二部分(28)具有為取出該第二部分(28)所需的大的延伸系數(shù)，通過牽拉所述第二部分(28)的某個端部從而引起其截面的收縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12)的實 施方法，其特征在于，所述第一部分(26)的膨脹系數(shù)低于加固件材料的膨脹系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12) 的實施方法，其特征在于，所述第二部分(28)的延伸系數(shù)大于或等于600%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加 固件(12)的實施方法，其特征在于，所述第一部分(26)在橫截面上占用的面積相當(dāng)于空腔 (18)面積的至少75%，而所述第二部分(28)占空腔(18)的面積少于25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加 固件(12)的實施方法，其特征在于，當(dāng)待加固部件有一個深度為E的底切外形(22)時，所 述第二部分(28)的厚度大于E。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加 固件(12)的實施方法，其特征在于，所述第一部分(26)由泡沫制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12)的實 施方法，其特征在于，泡沫材料為聚甲基丙烯酸胺類。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12) 的實施方法，其特征在于，泡沫的密度大于或等于95Kg/m3。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加 固件(12)的實施方法，其特征在于，所述第一部分(26)覆蓋有聚四氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè) 加固件(12)的實施方法，其特征在于，所述第二部分(28)由彈性體制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在待加固部件(10)的表面(14)敷設(shè)加固件(12)的實施方法，至少兩個部件之一是由未完全聚合的復(fù)合材料制成，所述加固件(12)沿著橫向有兩個與表面(14)接觸的接觸區(qū)(16.1，16.2)，加固件(12)和待加固部件(10)在這兩個接觸區(qū)之間形成了一個通向加固件至少一端部的空腔(18)，使用一個放置在空腔(18)內(nèi)的型芯(24)并在聚合后從上述空腔內(nèi)移出，其特征在于，使用的所述型芯(24)具有膨脹系數(shù)小的第一部分(26)以確保幾何精度要求，并且具有第二部分(28)，該第二部分(28)具有大的延伸系數(shù)，通過牽拉所述第二部分(28)的某個端部取出所述第二部分從而引起其截面的收縮。
文檔編號B29C33/50GK101970200SQ200980109373
公開日2011年2月9日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者克洛德·布勒泰謝, 弗洛朗·吉耶, 格雷戈里·勒魯 申請人:空中巴士運作簡易股份有限公司