專利名稱：高溫復(fù)合工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)，具體地，涉及用于處理和加工補(bǔ)片以安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)中的工具。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料數(shù)量日益大量地用于各種領(lǐng)域。例如，由于復(fù)合材料的令人滿意的機(jī)械性質(zhì)，商用飛行器在主要結(jié)構(gòu)和次級(jí)結(jié)構(gòu)中包括復(fù)合材料。這些令人滿意的性質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為飛行器重量的減小和有效負(fù)載能力與燃料效率的增加。而且，與由傳統(tǒng)金屬構(gòu)造形成的飛行器相比較，復(fù)合材料可以為飛行器提供延長的使用壽命。為了去除復(fù)合結(jié)構(gòu)中的不一致性，偶爾需要對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行返修。這些不一致性可以包含因任何一種原因而不符合產(chǎn)品規(guī)格和/或性能規(guī)格的局部區(qū)域。例如，結(jié)構(gòu)的區(qū) 域可以具有超出容差的不一致性，這可以包括但不限于復(fù)合結(jié)構(gòu)中的空隙、凹痕、剝離或多孔性。返修過程可以包括從結(jié)構(gòu)去除材料并且用可以被粘合到結(jié)構(gòu)的復(fù)合補(bǔ)片來代替被去除的材料。補(bǔ)片可以形成為與形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料相同類型或不同類型的復(fù)合材料層板的堆疊。在返修區(qū)內(nèi)安裝補(bǔ)片以粘合之前，一般理想的是，去除會(huì)存于構(gòu)成補(bǔ)片的復(fù)合材料層板內(nèi)的過量空氣和/或揮發(fā)物。此外，理想的是，加固或壓緊復(fù)合層板。一種去除這些揮發(fā)物的方法是通過執(zhí)行壓實(shí)操作而實(shí)現(xiàn)的，其中真空壓實(shí)組件可以應(yīng)用于補(bǔ)片。壓實(shí)操作可以在遠(yuǎn)離返修區(qū)的位置進(jìn)行。真空壓實(shí)組件可以包括加熱補(bǔ)片以促進(jìn)去除揮發(fā)物并提高補(bǔ)片的密實(shí)度。在壓實(shí)之后，可以將經(jīng)加熱補(bǔ)片傳送至包含返修區(qū)的復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)，例如在飛行器上的返修區(qū)。補(bǔ)片可以以理想取向被應(yīng)用于返修區(qū)，并可以使用粘合劑被固化就位，從而使補(bǔ)片符合并粘合于返修區(qū)。第二種方法可以是在不使用粘合劑的情況下將補(bǔ)片暫時(shí)地安裝在返修區(qū)內(nèi)，并且之后施加熱以便部分地固化補(bǔ)片并允許補(bǔ)片符合返修區(qū)。然后，可以將部分固化的補(bǔ)片從返修區(qū)去除，并在遠(yuǎn)離返修區(qū)的位置(例如在高壓釜中)使其完全固化，之后利用粘合劑將補(bǔ)片重新安裝并永久粘合于返修區(qū)。對(duì)于某些復(fù)合材料例如具有雙馬來酰亞胺(BMI)基質(zhì)材料的復(fù)合材料而言，加工復(fù)合材料所需的溫度相對(duì)較高。例如，在BMI材料上執(zhí)行的壓實(shí)操作會(huì)需要超過250° F的溫度。固化BMI材料會(huì)需要近似440° F的溫度。而且，由于BMI材料固化的速率相對(duì)較快，所以在由BMI材料形成的補(bǔ)片上執(zhí)行壓實(shí)操作的時(shí)間長度相對(duì)較短。在這點(diǎn)上，處于升高的溫度的BMI復(fù)合材料在相對(duì)較短的時(shí)間段內(nèi)會(huì)變得易碎。加工BMI材料所必需的相對(duì)高溫和相對(duì)短的加工窗口的組合對(duì)于壓實(shí)之后BMI補(bǔ)片至返修區(qū)的轉(zhuǎn)移提出了挑戰(zhàn)。而且，由于其相對(duì)低的熱質(zhì)量，補(bǔ)片可以在轉(zhuǎn)移過程期間以相對(duì)快的速率冷卻。在補(bǔ)片邊緣的冷卻速率會(huì)是更快速率。補(bǔ)片的這種不均勻冷卻可以引起在補(bǔ)片中出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致不良結(jié)果的熱應(yīng)力。當(dāng)相對(duì)高溫的補(bǔ)片被安裝在相對(duì)較冷的返修區(qū)內(nèi)時(shí)這種熱應(yīng)力會(huì)增加。
此外，加工某些復(fù)合材料所需的高溫提出了與補(bǔ)片被轉(zhuǎn)移至返修區(qū)時(shí)處理補(bǔ)片相關(guān)聯(lián)的挑戰(zhàn)。例如，在轉(zhuǎn)移過程期間未能支撐整個(gè)補(bǔ)片可導(dǎo)致補(bǔ)片的未支撐部分下垂，例如在邊緣處下垂，這會(huì)影響補(bǔ)片與返修區(qū)的裝配。此外，補(bǔ)片的未支撐部分的下垂會(huì)影響在最終固化之后的補(bǔ)片完整性。如上所述，本領(lǐng)域中需要用于加工復(fù)合補(bǔ)片的系統(tǒng)和方法且其中可以維持補(bǔ)片的溫度。而且，本領(lǐng)域中需要用于加工補(bǔ)片的系統(tǒng)和方法，且其有助于以補(bǔ)片被支撐的方式將補(bǔ)片從真空壓實(shí)操作轉(zhuǎn)移至返修區(qū)。優(yōu)選地，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且成本低。

發(fā)明內(nèi)容
提供用于將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)的返修區(qū)的工具的本公開具體地解決了與均勻加熱結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的以上需求。該工具包括具有至少一個(gè)吸氣孔的隔板和流體地聯(lián)接吸氣孔以用于在真空下將補(bǔ)片抽吸抵靠隔板的真空口。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，公開了用于將補(bǔ)片安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)上的工具。工 具可以包括基本剛性隔板，其具有上表面與下表面且包括在上表面中形成的多個(gè)吸氣孔。隔板可以具有將所述吸氣孔流體互連的多個(gè)通路和至少一個(gè)真空口，所述真空口被固定于下表面并被流體地聯(lián)接所述通路以用于抽真空從而將補(bǔ)片保持于隔板。工具可以包括從隔板向外延伸的一對(duì)隔熱手柄和固定于下表面的加熱毯組件。加熱毯組件可以包括加熱毯和布置在加熱毯的與下表面相反的一側(cè)上的隔熱層，以及布置在隔板上以用于將補(bǔ)片對(duì)齊于返修區(qū)的對(duì)齊模板。進(jìn)一步公開了用于加工補(bǔ)片以用于安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)上的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包含用于將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至返修區(qū)的工具。工具可以包括具有上表面與下表面的基本剛性隔板并且可以包括在上表面內(nèi)形成的多個(gè)吸氣孔。隔板可以具有流體連接吸氣孔的多個(gè)通路和被固定在下表面的至少一個(gè)真空口，該真空口流體地聯(lián)接通路以用于抽真空從而將補(bǔ)片保持于隔板。加熱毯可以固定于隔板上用于加熱補(bǔ)片。工具可以包括布置在隔板上以用于將補(bǔ)片對(duì)齊于返修區(qū)的對(duì)齊模板。該系統(tǒng)可以包括用于加固補(bǔ)片的真空壓實(shí)組件。真空壓實(shí)組件可以包括用于將補(bǔ)片密封至隔板的下部袋裝膜、可固定在補(bǔ)片之上的真空箱以及在真空箱之上可伸展的用于將真空箱密封至下部袋裝膜的上部袋裝膜。還公開了用于加工補(bǔ)片的系統(tǒng)。系統(tǒng)可以包含用于將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至返修區(qū)的工具并且可包括具有上表面與下表面且包括在上表面內(nèi)形成的用于在真空下抽吸補(bǔ)片與其抵靠的隔板。系統(tǒng)可以包括可固定于隔板以用于加固補(bǔ)片的真空壓實(shí)組件和將工具密封至結(jié)構(gòu)的真空袋組件。本公開也包括加工補(bǔ)片的方法。該方法可以包含將補(bǔ)片固定在具有至少一個(gè)吸氣孔的隔板的表面上以及通過吸氣孔抽真空從而維持補(bǔ)片與隔板接觸。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，公開了加工補(bǔ)片的方法，該方法包含將補(bǔ)片固定在具有多個(gè)吸氣孔的隔板的上表面上，并且利用應(yīng)用于隔板的真空壓實(shí)組件來加固隔板。該方法可以進(jìn)一步包含通過吸氣孔抽真空以便維持補(bǔ)片與隔板接觸，并且利用隔板將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至返修區(qū)。補(bǔ)片可以是熱地，并且熱可以被施加于補(bǔ)片。該方法可以額外地包括利用對(duì)齊模板相對(duì)于返修區(qū)定向補(bǔ)片以及將補(bǔ)片安裝在返修區(qū)上。可以從吸氣孔去除真空，并且袋裝膜可以被放置在隔板和補(bǔ)片之上以致袋裝膜被密封到返修區(qū)。在袋裝膜上可以抽真空。熱可以被施加于補(bǔ)片，以便至少部分地固化補(bǔ)片。該方法可以包括從返修區(qū)去除補(bǔ)片、在壓力下加熱補(bǔ)片以完全固化補(bǔ)片以及利用應(yīng)用于補(bǔ)片之上的工具將補(bǔ)片重新安裝在返修區(qū)內(nèi)。已經(jīng)討論的特征、功能、和優(yōu)勢(shì)可以在本發(fā)明的不同實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或可以與其他實(shí)施例組合起來實(shí)現(xiàn)，參考下面的說明和附圖可以了解進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。


一旦參考附圖，本公開的這些特征和其他特征將更加明顯。貫穿附圖的相似數(shù)字是指相似的零件，在附圖中圖I是具有與其聯(lián)接的加熱毯的工具的仰視透視圖；圖2是示出了在工具的隔板中形成了多個(gè)吸氣孔的工具的俯視透視圖；圖3是工具的仰視圖，其示出了固定在其相反側(cè)上的一對(duì)手柄； 圖4是示出了隔板中形成的多個(gè)吸氣通道的工具的俯視圖；圖5是沿著圖4的線5-5截取的工具的橫截面圖，并且其示出了具有將真空口流體地連接到吸氣孔的多個(gè)通路的工具的實(shí)施例；圖6是沿著圖4的線6-6截取的并示出了固定在隔板上的補(bǔ)片的工具的側(cè)視圖；圖7是具有與其聯(lián)接且在補(bǔ)片之上延伸的真空壓實(shí)組件的工具的側(cè)視圖；圖8是聯(lián)接于工具的真空壓實(shí)組件的俯視圖；圖9是固定于工具的真空壓實(shí)組件和補(bǔ)片的分解側(cè)視圖；圖10是具有可以在其內(nèi)安裝補(bǔ)片的返修區(qū)的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖11是圖10的結(jié)構(gòu)并示出了應(yīng)用于返修區(qū)的工具和補(bǔ)片的頂視圖；圖12是借助于向吸氣孔施加真空使補(bǔ)片保留在其上的工具的側(cè)視圖；圖13是固定在復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)內(nèi)的補(bǔ)片的橫截面視圖，其通過真空袋組件將工具密封于復(fù)合結(jié)構(gòu)；圖14是借助于向吸氣孔抽吸使倍增件保持抵靠隔板的工具的側(cè)視圖；圖15是可以向其應(yīng)用補(bǔ)片的波狀外形(contoured)復(fù)合結(jié)構(gòu)的透視圖；圖16是補(bǔ)片的側(cè)視圖，該補(bǔ)片被保持抵靠隔板，該隔板被構(gòu)造成支撐波狀外形補(bǔ)片;圖17是利用工具返修復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；圖18是示出了包括工具的系統(tǒng)的方框圖；圖19是飛行器生產(chǎn)和服役方法的流程圖；和圖20是飛行器的方框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，在附圖中僅僅為了示出而非限制本公開的優(yōu)選的實(shí)施例和不同的實(shí)施例做出圖示，圖I和圖2中所示的是可以用于加工和處理補(bǔ)片30 (圖6)的工具50的透視圖，其中補(bǔ)片30可以安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)(圖10)的返修區(qū)22 (圖10)內(nèi)。例如，工具50可以提供用于將補(bǔ)片30 (圖6)從壓實(shí)操作轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22 (圖10)的手段，其中壓實(shí)操作可以遠(yuǎn)離返修區(qū)22 (圖10)執(zhí)行。有利地，工具50可以包括一個(gè)或多于一個(gè)吸氣孔58(圖2),以便抽吸補(bǔ)片30 (圖6)抵靠隔板52的上表面54。用這種方式，吸氣孔58 (圖2)提供了用于將補(bǔ)片30 (圖6)保持在工具50上就位的手段，例如當(dāng)技術(shù)人員在不接觸補(bǔ)片30 (圖6)的情況下轉(zhuǎn)移經(jīng)加熱補(bǔ)片(圖6)時(shí)。如圖I-圖2所示，工具50可以包括加熱毯組件78，其可以包括加熱毯80和用于最小化當(dāng)轉(zhuǎn)移經(jīng)加熱補(bǔ)片30 (圖6)時(shí)從補(bǔ)片30 (圖6)的熱損失的可選隔熱層84。此外，工具50可以提供用于支撐補(bǔ)片30 (圖6)的區(qū)域以便防止補(bǔ)片30 (圖6)例如沿其邊緣下垂的手段。而且，當(dāng)將補(bǔ)片30安裝在返修區(qū)22 (圖10)內(nèi)時(shí)，工具50可以提供用于向補(bǔ)片30 (圖6)施加基本均勻壓力的手段，下面將進(jìn)行詳 細(xì)地描述。能夠如圖I和圖2所示，工具50可以包含隔板52，并且可選地可以包括固定于隔板52的下表面56的加熱毯組件78。能夠如圖2中所示，隔板52可以包括多個(gè)吸氣孔58，這些吸氣孔58可以流體地聯(lián)接于彼此和/或聯(lián)接于可以從工具50的下表面56向外延伸的一個(gè)或多于一個(gè)真空口 64。工具50還可以包括一個(gè)或多于一個(gè)真空計(jì)68，以用于監(jiān)控真空口 64施加的壓力。雖然工具50被示為具有被安裝在隔板52的下表面56上的角隅處的真空口 64和真空計(jì)68，不過真空口 64還可以被固定在工具50上的任何位置以用于在吸氣孔58處抽真空。工具50可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)手柄70，其可以包括把手72并且可以通過法蘭74或用于將手柄70連接于隔板52的其他合適手段被附接到隔板52。對(duì)齊模板76可以可選地固定于隔板52的上表面54和/或下表面56,以用于將補(bǔ)片30 (圖6)和/或工具50對(duì)齊于返修區(qū)22 (圖10-11)，這將在下面更詳細(xì)地描述。參考圖3和圖4，示出了位于隔板52的角隅處的真空口 64(圖3)。能夠如圖4中所示，隔板52可以包括在吸氣孔58和/或真空口 64 (圖3)之間延伸從而將真空口 64 (圖
3)流體地聯(lián)接到吸氣孔58的多個(gè)通路62。通路62也可以被布置為流體地互連一個(gè)或多于一個(gè)吸氣孔58。在圖3和圖4中還示出可以包括把手72且可以借助于法蘭74聯(lián)接到隔板52的手柄70。在圖3中，示出了包含加熱毯80和可選隔熱層84的加熱毯組件78被聯(lián)接到隔板52。在實(shí)施例中，加熱毯組件78 —般可以居中在隔板的下表面56上。雖然被示為具有大體正交形狀，不過加熱毯組件78還可以被形成為任何尺寸、形狀或構(gòu)造。如圖3-4中所示，對(duì)齊模板76可以可選地聯(lián)接到隔板52的上表面54和/或下表面56。參考圖5和圖6，示出了實(shí)施例中的工具50的橫截面圖，其具有在隔板52內(nèi)形成的通路62，并示出了吸氣孔58經(jīng)由通路62流體地聯(lián)接到真空口 64。真空口 64示為被固定在隔板52的下表面56上。如圖6中所示，吸氣孔58可以提供用于保持補(bǔ)片30 (圖6)與隔板52的上表面54接觸的手段。用這種方式，當(dāng)需要將補(bǔ)片30 (圖6)安裝在返修區(qū)22 (圖10)內(nèi)時(shí)，補(bǔ)片30 (圖6)可以被定位成任意取向，包括懸于隔板52。由于通過真空口 64通過抽真空66所施加的抽吸力的應(yīng)用，吸氣孔58可以保持補(bǔ)片30 (圖6)與隔板52接觸。圖5-6還示出了可以包含加熱毯80和可選隔熱層84的加熱毯組件78。如上所述，加熱毯組件78可以聯(lián)接到隔板52。雖然可以通過相對(duì)于吸氣孔58和/或補(bǔ)片30 (圖6)提供任何尺寸的加熱毯組件78，不過加熱毯組件78可以被成尺寸且被構(gòu)造成延伸超過吸氣孔58和/或補(bǔ)片30 (圖6)的位置。如圖6中所示，用于形成補(bǔ)片30的補(bǔ)片層板36可以包含任何材料，例如碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)或任何其他合適的樹脂基質(zhì)的(即，預(yù)浸潰的)復(fù)合材料，例如但不限于玻璃纖維增強(qiáng)塑料。而且，補(bǔ)片層板36可以包含干性復(fù)合材料，可以利用任何合適的樹脂灌注工藝來向該干性復(fù)合材料灌注樹脂。有利地，工具50提供了用于處理具有高溫加工需求的復(fù)合材料的手段。例如，工具50提供了用于安全地處理高溫材料的手段，該高溫材料例如是具有在近似375° F到440° F范圍內(nèi)的加工溫度的雙馬來酰亞胺(BMI)材料。不過，如上所述，工具50可以被實(shí)現(xiàn)成用于加工任何類型的復(fù)合材料并且不限于本文中所公開的具體示例。參考圖I-圖6,可以通過一個(gè)或多于一個(gè)可以從隔板52的任何位置向外延伸的手柄70幫助處理用于支撐補(bǔ)片30的隔板52。例如，如圖I-圖6中所示，手柄70可以從隔板52的相反側(cè)向外延伸。優(yōu)選地手柄70被形成為如下方式，即最小化從隔板52到手柄70的熱傳導(dǎo)。關(guān)于這點(diǎn)，手柄70可以包括由隔熱材料形成的把手72部分。手柄70可以以任何合適的方式被固定于隔板52。例如，最好如圖5-圖6所示，一個(gè)或多于一個(gè)手柄70中的每個(gè)手柄均可以借助于被構(gòu)造成最小化從經(jīng)加熱隔板52的熱傳導(dǎo)的法蘭74而被固定于隔板52。手柄70可以通過如圖3中所示的機(jī)械緊固件和/或通過粘合或任何其他合適的方式被連接到隔板52。而 且，還考慮到，手柄70可以與隔板52以如下方式一體成形，即最小化從隔板52到手柄70的熱傳導(dǎo)。手柄70可以可選地包括如上所述的隔熱把手72，以便降低抓取手柄70的技術(shù)人員暴露于極端溫度的可能。仍然參考圖I-圖6，隔板52可以由任何合適的材料形成，該材料包括但不限于鈦、鋁、銅、陶瓷、復(fù)合材料或者材料或任何其他合適的金屬材料或非金屬材料的任意組合。例如，隔板52可以由復(fù)合材料形成。隔板52優(yōu)選地由基本剛性材料形成，以便提供用于加工補(bǔ)片30 (圖6)的穩(wěn)定表面。例如，隔板52優(yōu)選地形成為提供基本剛性以便有助于在隔板52上壓實(shí)補(bǔ)片30 (圖6)。而且，隔板52優(yōu)選地是充分剛性的，以便當(dāng)補(bǔ)片30被安裝在返修區(qū)內(nèi)時(shí)隔板52可以向補(bǔ)片30 (圖6)提供相對(duì)均勻的壓力分布。在這點(diǎn)上，隔板52可以通過真空袋裝操作被保持抵靠于返修補(bǔ)片30 (圖6)，例如在固化補(bǔ)片30期間和/或當(dāng)將補(bǔ)片30粘合到返修區(qū)22 (圖10)時(shí)。在這點(diǎn)上，優(yōu)選地提供尺寸大于補(bǔ)片30 (圖6)的尺寸的隔板52。理想地，補(bǔ)片30 (圖6)優(yōu)選地具有無凸出的相對(duì)光滑表面，以便例如當(dāng)將補(bǔ)片30安裝到返修區(qū)22 (圖10)時(shí)提供用于將壓力施加于補(bǔ)片30 (圖6)的光滑表面。在這點(diǎn)上并且簡(jiǎn)要地參考圖10和圖11，可以提供與正返修的復(fù)合結(jié)構(gòu)10的形狀互補(bǔ)的任何形狀的補(bǔ)片30 (圖11)，例如平面形狀或波狀外形形狀。例如，圖10示出了在復(fù)合結(jié)構(gòu)10中形成的返修區(qū)22，該復(fù)合結(jié)構(gòu)10包括具有彎曲形狀的蒙皮構(gòu)件16。優(yōu)選地工具50被成尺寸且被構(gòu)造成使得隔板52基本符合復(fù)合結(jié)構(gòu)10上的返修區(qū)22的形狀。用這種方式，在最終固化期間或在將補(bǔ)片30 (圖11)粘合到返修區(qū)22 (圖10)期間可以將基本均勻的壓力施加于補(bǔ)片30，這將在下面更詳細(xì)地描述。進(jìn)一步關(guān)于這點(diǎn)并簡(jiǎn)要地參考圖15-圖16，可以將工具50構(gòu)造為使得隔板52被成形為與復(fù)雜形狀的或波狀外形的結(jié)構(gòu)10互補(bǔ)。例如，圖15和圖16示出了固定于蒙皮構(gòu)件16的縱梁20，并且其中該縱梁20包括返修區(qū)22，已經(jīng)從該返修區(qū)22去除材料以便接收補(bǔ)片30 (圖16)。圖16示出了工具50，其中隔板52被成形為與縱梁20互補(bǔ)，以致隔板52基本地匹配縱梁20的輪廓或形狀。關(guān)于這點(diǎn)，隔板52可以由可塑材料形成，這可以被應(yīng)用于其形狀與正返修的復(fù)合結(jié)構(gòu)10相似的結(jié)構(gòu)。波狀外形隔板52可以被組裝成工具50，并且可以包括真空口 64、吸氣孔58和將真空口 64流體地連接到吸氣孔58的通路62，以致一旦通過吸氣孔58抽真空66，則補(bǔ)片30就可以保持與隔板52接觸，這將在下面更詳細(xì)地描述。有利地，工具50優(yōu)選地構(gòu)造為，在將補(bǔ)片30從不同位置(例如，壓實(shí)位置)轉(zhuǎn)移到將補(bǔ)片30安裝在可以位于交通工具上的復(fù)合結(jié)構(gòu)10上的返修區(qū)22上期間，隔板52向補(bǔ)片30提供支撐。關(guān)于這點(diǎn)，相對(duì)剛性的隔板52可以有助于補(bǔ)片30的轉(zhuǎn)移，且同時(shí)最小化補(bǔ)片30內(nèi)的機(jī)械應(yīng)力。此外，隔板52可以防止補(bǔ)片30在安裝到返修區(qū)22(圖10和圖16)內(nèi)之前扭曲和/或撓曲。然而，還考慮到，在實(shí)施例中可以提供具有受控?fù)锨康母舭?2。例如，隔板52可以由相對(duì)薄的金屬板材制造而成，例如鋁和/或銅板材，其可以提供一定程度的撓性以有助于隔板52對(duì)稍彎曲或波狀外形表面的基本共形/適形匹配(conformalfit)。 參考圖I-圖6，工具50可以進(jìn)一步包括加熱毯80，其可以可選地被固定在工具50 的下表面56上，該下表面56與可以支撐補(bǔ)片的上表面54相反。加熱毯組件78可以包括加熱毯80和可選隔熱層84。隔熱層84可以提供用于減少轉(zhuǎn)移期間從補(bǔ)片30的熱損失的手段。例如，當(dāng)將補(bǔ)片30 (圖6)從真空壓實(shí)操作轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22 (圖10)時(shí)，隔熱層84可以防止或至少減少熱損失。如先前所述，可以形成補(bǔ)片30 (圖6)的某些復(fù)合材料需要在相對(duì)高溫進(jìn)行加工。例如，在壓實(shí)操作期間，加熱毯80可以加熱補(bǔ)片30 (圖7)至相對(duì)高溫，以有助于可能會(huì)存在于構(gòu)成補(bǔ)片30 (圖7)的復(fù)合層板內(nèi)的空氣和/或揮發(fā)物的排出。加熱毯80也可以在壓實(shí)操作之后將補(bǔ)片30 (圖12-圖13)轉(zhuǎn)移至返修區(qū)(圖12-13)期間將補(bǔ)片30 (圖7)維持于這樣的相對(duì)高溫。仍然參考圖I-圖6，加熱毯組件78可以包括可被構(gòu)造為通過經(jīng)過隔板52的熱傳導(dǎo)來使補(bǔ)片30 (圖6)升溫的加熱毯80。加熱毯80可以以與構(gòu)成補(bǔ)片30 (圖6)的復(fù)合材料的材料需求相對(duì)應(yīng)的速率來使補(bǔ)片30升溫。加熱毯80可以包括任何合適的加熱毯80構(gòu)造，例如但不限于，任何合適的電阻絲構(gòu)造。不過，可以提供任何構(gòu)造的加熱毯80，且并不限于電阻絲設(shè)置。如之前所述，隔熱層84可選地被包括在加熱毯80的外側(cè)上，以便最小化從補(bǔ)片30 (圖6)的熱損失?？梢詫⒏魺釋?4提供成硅層或具有令人滿意的隔熱特性的任何其他合適的材料層。熱傳感器(未示出)，例如熱電偶，可以可選地被固定在沿著隔板52的上表面54和/或下表面56的關(guān)鍵位置處，以便提供用于監(jiān)控補(bǔ)片30 (圖6)和/或隔板52的溫度的手段。隔熱層84可以由任何合適的材料形成，該材料包括氟橡膠或具有隔熱特性的任何其他材料，并且其在工作溫度是機(jī)械穩(wěn)定且熱穩(wěn)定的。簡(jiǎn)單地參考圖2和圖4和圖10-11，工具50可以可選地包括對(duì)齊模板76或功能等同結(jié)構(gòu)或設(shè)置以用于將補(bǔ)片30 (圖6)對(duì)齊于返修區(qū)22 (圖10-11)。例如，對(duì)齊模板76可以包含可以被應(yīng)用于隔板52的上表面54的分離材料層?？商娲兀瑢?duì)齊模板76可以包含臨時(shí)的或永久的標(biāo)記，例如，可以被印制、施加、模壓或刻在隔板52的上表面54內(nèi)的線段或其他特征，并且這些標(biāo)記可以與結(jié)構(gòu)上形成的對(duì)應(yīng)標(biāo)記對(duì)齊。例如，簡(jiǎn)單地參考圖10和圖11，一組互補(bǔ)對(duì)齊標(biāo)記28可以被形成在復(fù)合結(jié)構(gòu)10的外模線12上以便有助于與隔板52 (圖11)的對(duì)齊模板76 (圖11)對(duì)齊。關(guān)于這點(diǎn)，對(duì)齊模板76 (圖11)或功能等同物可以以一組鏡像標(biāo)記的形式被提供在隔板52的上表面54和/或下表面56 (圖3-圖4)上。隔板52的上表面54 (圖3-圖4)上的對(duì)齊模板76可以有助于構(gòu)成補(bǔ)片30 (圖6)的補(bǔ)片層板36 (圖6)的鋪設(shè)。隔板52的下表面56 (圖3-圖4)也可以被構(gòu)造為有助于將工具50對(duì)齊于返修區(qū)22 (圖11)，以用于在返修區(qū)22 (圖11)內(nèi)對(duì)齊和定向補(bǔ)片30 (圖11)。隔板52可以包括吸氣孔58 (圖4),吸氣孔58被設(shè)置成在隔板52的上表面54 (圖
4)上相對(duì)彼此間隔開以便對(duì)應(yīng)于可被固定在隔板52上的補(bǔ)片30 (圖6)。如圖2和圖4中所示，吸氣孔58可以設(shè)置成對(duì)應(yīng)圓形補(bǔ)片的圓形樣式。不過，吸氣孔58可以被設(shè)置成任意構(gòu)造，包括圖2和圖4中所示的圓形樣式或者優(yōu)選地被布置為與補(bǔ)片30 (圖6)形狀互補(bǔ)的任何其他樣式。參考圖7和圖8，所示的工具50中，真空壓實(shí)組件100在補(bǔ)片30之上被固定于補(bǔ)片30。如先前所述，真空壓實(shí)提供了通過去除存留空氣和/或揮發(fā)物且壓緊補(bǔ)片30來提高補(bǔ)片30的強(qiáng)度特征的手段?？梢栽谑┘幼钚崃康那闆r下實(shí)現(xiàn)壓實(shí)，以便最小化補(bǔ)片30的固化狀態(tài)。如圖7中所示，真空壓實(shí)組件100可以被應(yīng)用于工具50。真空壓實(shí)組件100可以包含以封罩補(bǔ)片30的形式被密封至隔板52的上表面54的下部袋裝膜110。一個(gè)或多于一個(gè)真空口 108可以位于隔板52上，并且可以提供在下部袋裝膜110上抽真空的手段。例如，如圖7和圖8中所示，真空口 108可以在補(bǔ)片30的右邊延伸通過下部袋裝膜110。補(bǔ)片30可以被固定在上表面54上,且一層隔離膜116被插在補(bǔ)片30和隔板52之間，以便防止在真空壓實(shí)過程期間施加熱時(shí)兩者之間的粘合。在隔離膜116中可以形成與隔板52中的吸氣孔58的位置相對(duì)應(yīng)的孔洞，以便提供用于在補(bǔ)片30上抽真空以便保持補(bǔ)片30抵靠隔板52的手段。透氣層114可以在下部袋裝膜110和補(bǔ)片30之間被可選地安裝在補(bǔ)片30之上，以便有助于在下部袋裝膜110的區(qū)域之上基本均勻地施加真空。透氣層114優(yōu)選地是多孔性材料，其在補(bǔ)片30之上提供連續(xù)的空氣路徑?？梢钥蛇x地包括排放層112，以便在壓實(shí)操作期間從補(bǔ)片30吸收過量樹脂。而且，穿孔的或無穿孔的隔離膜116可以被包括在透氣層114和補(bǔ)片之間。仍然參考圖7，真空壓實(shí)組件100可以進(jìn)一步包括可被應(yīng)用于下部袋裝膜110之上的真空箱106。真空箱106可以可選地借助于透氣層114而不接觸下部袋裝膜110?？梢詰?yīng)用上部袋裝膜102來至少部分地疊蓋下部袋裝膜110。上部袋裝膜102可以延伸在真空箱106之上并且可以借助于密封件104被密封至下部袋裝膜110，該密封件104例如但不限于在補(bǔ)片30的周邊延伸的密封104膠帶?？梢钥吹剑芊饧?04可以固定在下部袋裝膜110之上，從而將上部袋裝膜102穩(wěn)固或密封于其上。下部袋裝膜110可以通過密封件104或功能等同物密封至隔板52的上表面54。真空箱106可以提供當(dāng)上部袋裝膜102內(nèi)的真空水平近似等于或稍微小于下部袋裝膜110內(nèi)的真空水平時(shí)用于釋放補(bǔ)片30上的壓緊壓力的手段。一旦加熱補(bǔ)片30，就會(huì)降低樹脂粘度，以致可以排出被捕獲在復(fù)合材料的補(bǔ)片層板36內(nèi)的空氣或其他氣體。真空壓實(shí)可以通過在壓緊補(bǔ)片層板36之前從補(bǔ)片層板36抽取揮發(fā)物和/或空氣來最小化經(jīng)固化補(bǔ)片30內(nèi)氣孔的存在。關(guān)于這點(diǎn)，真空壓實(shí)操作可以包括在樹脂到達(dá)樹脂開始變稠并構(gòu)建成的玻璃相變溫度之前去除上部袋裝膜102和真空箱106。去除上部袋裝膜102和真空箱106可以允許在補(bǔ)片30上施加真空壓力，以用于在去除揮發(fā)物之后壓緊補(bǔ)片層板36。參考圖9，示出了構(gòu)成圖7和圖8中所示的真空壓實(shí)組件100的部件的分解側(cè)視圖。如圖9中所示，上部袋裝膜102可以借助于密封件104被密封至下部袋裝膜110。一、個(gè)或多于一個(gè)透氣層114可以被安裝在真空箱106和上部袋裝膜102之間和/或在真空箱106和下部袋裝膜110之間，以便有助于施加真空。下部袋裝膜110可以封罩補(bǔ)片30并且可以包括透氣層114、透氣層114下方的非多孔性隔離膜116、非多孔性隔離膜116下方的排放層112、排放層112下方且可以被應(yīng)用于補(bǔ)片30之上的多孔性隔離膜116。如果補(bǔ)片30被提供作為單獨(dú)的層，那么補(bǔ)片30可以依次被固定在對(duì)齊模板76 (圖4)上。多孔性和/或非多孔性隔離膜116可以被安裝在補(bǔ)片30和隔板52的上表面54之間，并且可以包括與形成的吸氣孔58對(duì)齊的孔洞，以便可以對(duì)補(bǔ)片30進(jìn)行抽吸。一個(gè)或多于一個(gè)壓力計(jì)109可以被固定于上部袋裝膜102和/或下部袋裝膜110，以便提供用于監(jiān)控相對(duì)真空壓力的手段。參考圖10和圖11，示出了可以包括的蒙皮構(gòu)件16的復(fù)合結(jié)構(gòu)10，該蒙皮構(gòu)件16具有一個(gè)或多于一個(gè)剛性元件、縱梁20或可固定于其內(nèi)模線14或蒙皮構(gòu)件16上的任何其他位置的其他部件。圖10示出了在其外模線12在蒙皮構(gòu)件16中形成的返修區(qū)22。蒙皮構(gòu)件16可以由材料層板或源層板(parent ply) 18形成。返修區(qū)22可以包括可以從復(fù)合結(jié)構(gòu)10去除材料或源層板18從而去除不一致性的區(qū)域。返修區(qū)22可以包括可以被形成 為重疊臺(tái)階或在其周圍延伸的基本平滑斜坡的切口 24或漸縮邊緣。例如，如圖12-圖13所示，切口可以形成為與源層板18和補(bǔ)片層板36相對(duì)應(yīng)的一系列重疊臺(tái)階?？商娲兀锌?24可以形成為圍繞切口 24延伸的基本光滑的斜坡或成角度的表面(未示出)。還應(yīng)當(dāng)注意的是，返修區(qū)22可以被形成在蒙皮構(gòu)件16中其內(nèi)模線14上。甚至，返修區(qū)22可以被形成在蒙皮構(gòu)件16中在蒙皮構(gòu)件16的內(nèi)模線14和外模線12 二者上。圖10進(jìn)一步示出了在蒙皮構(gòu)件16的外模線12上形成的一組對(duì)齊標(biāo)記28，并且其可以被提供成作為利用工具50來在返修區(qū)22中定位和定向補(bǔ)片30的手段。參考圖11，示出的是應(yīng)用于復(fù)合結(jié)構(gòu)10的外模線12的工具50的平面圖?？梢钥粗羭J，工具50上的對(duì)齊模板76或其功能等同物可以與復(fù)合結(jié)構(gòu)10上形成的對(duì)齊標(biāo)記28對(duì)齊。將補(bǔ)片30轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22可以發(fā)生于處理補(bǔ)片30 (圖12)期間的任何時(shí)間。例如， 將補(bǔ)片30 (圖12)轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22可以發(fā)生于如上關(guān)于圖9所述的真空壓實(shí)操作和真空壓實(shí)組件100 (圖9)的去除之后。然而，將補(bǔ)片30 (圖12)轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22可以發(fā)生于將補(bǔ)片30放置在工具50 (圖12)上之后，例如，在鋪設(shè)補(bǔ)片層板36 (圖12)及真空壓實(shí)補(bǔ)片30之后，這可以在工具50 (圖12)上或不在工具50上進(jìn)行。可以通過向真空口 64 (圖12)施加真空壓力以致真空可以在吸氣孔58處被施加于補(bǔ)片30并且補(bǔ)片30被吸抵于隔板52(圖12)的上表面54，從而有助于將補(bǔ)片30轉(zhuǎn)移到返修區(qū)22。如圖12和圖13中可見，根據(jù)返修區(qū)的取向，工具50可以被反轉(zhuǎn)。補(bǔ)片30可以在去除如上關(guān)于圖9所述的真空壓實(shí)組件100之后借助于被施加到吸氣孔58的真空而被保持成與返修工具接合?？梢酝ㄟ^一個(gè)或多于一個(gè)技術(shù)人員來保持隔板52，并且利用復(fù)合結(jié)構(gòu)10上的對(duì)齊標(biāo)記28 (圖11)和隔板52上的對(duì)齊模板76 (圖11)將補(bǔ)片30定位成與返修區(qū)22對(duì)齊。圖13示出了被安裝在返修區(qū)22內(nèi)的補(bǔ)片30的橫截面圖，其中在返修區(qū)22中形成的切口 24或錐度角基本均勻地接觸在補(bǔ)片30邊界上形成的切口 34。關(guān)于這點(diǎn)，在圖13中可以看到，構(gòu)成補(bǔ)片30的補(bǔ)片層板36優(yōu)選地至少基本豎直地對(duì)齊于構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)10的源層板18。參考圖13，示出的是固定于工具50之上的真空袋組件118且其中補(bǔ)片30處于返修區(qū)22內(nèi)。關(guān)于這點(diǎn)，可以在補(bǔ)片30被維持在理想溫度的情況下將補(bǔ)片30從真空壓實(shí)操作轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22。在轉(zhuǎn)移過程期間和/或當(dāng)補(bǔ)片30被安裝在返修區(qū)22內(nèi)時(shí)，可以可選地激活加熱毯80，以便向補(bǔ)片30提供熱輸入。隔熱層84可以有助于維持補(bǔ)片30的溫度。仍然參考圖13，真空袋組件118被示為借助于密封件104被密封至復(fù)合結(jié)構(gòu)10?？梢钥蛇x地去除被示為被固定在隔板52的下表面56上的真空口 64，從而最小化可以應(yīng)用袋裝膜120的障礙物。透氣層114可以可選地被安裝在袋裝膜120和加熱毯80與工具50之間，以便有助于例如經(jīng)由真空口 108而基本均勻地施加真空壓力?？梢栽谌魏魏线m位置通過可選地被包括在隔板52上的真空計(jì)109來監(jiān)控真空壓力。
當(dāng)補(bǔ)片30被安裝在如圖13中所示的返修區(qū)22內(nèi)時(shí)，熱可以被連續(xù)地施加于補(bǔ)片30，以便將補(bǔ)片30保持在撓性狀態(tài)，從而有助于補(bǔ)片30基本符合返修區(qū)22。對(duì)于相對(duì)高溫的材料，例如，雙馬來酰亞胺(BMI)矩陣材料而言，需要的是，在將補(bǔ)片30安裝在返修區(qū)22內(nèi)之前，將隔離膜116安裝在補(bǔ)片30和返修區(qū)22之間，以便允許稍后去除補(bǔ)片30，以用于最終固化遠(yuǎn)離返修區(qū)22的補(bǔ)片。真空可以被施加于袋裝膜120，從而導(dǎo)致隔板52將壓力施加于補(bǔ)片30，以致補(bǔ)片30至少基本符合返修區(qū)的形狀。由于與復(fù)合結(jié)構(gòu)10的返修相關(guān)聯(lián)的溫度限制，可以在從返修區(qū)22去除補(bǔ)片30的情況下發(fā)生補(bǔ)片30的最終固化。關(guān)于這點(diǎn)，某些高溫復(fù)合材料，例如，BMI材料，所具有的固化溫度會(huì)超過某些復(fù)合結(jié)構(gòu)10可以被加熱至的可允許溫度。例如，BMI材料具有近似440°的固化溫度，這會(huì)超過執(zhí)行返修的最大溫度。關(guān)于這點(diǎn)，飛行器操作會(huì)限制將飛行器結(jié)構(gòu)可以加熱至350°的溫度。安裝由BMI復(fù)合材料制成的補(bǔ)片30可以包括在補(bǔ)片30和返修區(qū)22之間安裝隔離膜116 (圖13)，以便防止二者間的粘合。補(bǔ)片30可以借助于加熱毯80而被維持在減小的溫度，從而有助于補(bǔ)片30以部分固化的狀態(tài)基本符合返修區(qū)22。可以利用真空袋組件118 (圖13)施加預(yù)定時(shí)間量的壓力，在這之后可以去除真空袋組件118 (圖13)和被部分固化的補(bǔ)片30?？梢栽谝欢▔毫ο略诶绺邏焊谢就耆袒a(bǔ)片30。關(guān)于這點(diǎn)，工具50可以提供用于在去除袋裝膜120且將真空施加于真空口 64以便保持補(bǔ)片30抵靠隔板52之后從返修區(qū)22收回補(bǔ)片30的手段。同樣地，可以通過如上所述且如圖10與圖11所示的將隔板52的對(duì)齊模板76 (圖11)對(duì)齊于復(fù)合結(jié)構(gòu)10的外模線12上的對(duì)齊標(biāo)記28 (圖10-圖11)從而使用工具50來實(shí)現(xiàn)在高壓釜中完全固化之后補(bǔ)片30的粘合。參考圖13，可以通過激活加熱毯80而將熱再次施加于補(bǔ)片30和返修區(qū)22以便固化在補(bǔ)片30和返修區(qū)22之間的粘合劑26 (圖13)。也可以通過與圖13中所示的方式相似的方式重新安裝袋裝膜120并在袋裝膜120上抽真空66而將壓力施加于補(bǔ)片30。參考圖14，補(bǔ)片30可以被提供成倍增件32的實(shí)施例，其中倍增件32可以被疊覆在其中會(huì)存在一致性的返修區(qū)22的外模線12上。同樣地，倍增件32可以疊覆在返修區(qū)22的內(nèi)模線14上。關(guān)于這點(diǎn)，可以通過包括與上文關(guān)于補(bǔ)片30所述(包括在圖7和圖8中所示相似的真空壓實(shí))相似的方式來制備倍增件32，之后如圖14中所示將倍增件32轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22。在將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22期間，通過向真空口 64施加真空66可以保持補(bǔ)片30與隔板52接觸?？梢园凑张c圖10和圖11所示的且在上面描述的方式相似的方式經(jīng)由在復(fù)合結(jié)構(gòu)10上形成的對(duì)齊標(biāo)記28 (圖10-圖11)來定位和對(duì)齊補(bǔ)片30?？梢酝ㄟ^以與上文所述且在圖13中所示的方式相似的方式使用加熱毯80加熱來部分地固化倍增件32，從而允許倍增件32和返修區(qū)22的接口區(qū)基本符合。
參考圖15和圖16，所示的是工具50的可替代實(shí)施例，其中隔板52被成形成與復(fù)合結(jié)構(gòu)10的輪廓互補(bǔ)。復(fù)合結(jié)構(gòu)10示為包括固定在復(fù)合結(jié)構(gòu)10的內(nèi)模線14上的縱梁
20?？v梁20可以包括不一致性，可以通過如圖15所示的從返修區(qū)22去除縱梁20材料來去除不一致性。切口 24可以被形成在返修區(qū)22的周邊，并且可以按照與圖7、圖12和圖13中所示的方式相似的方式鋪設(shè)和加工補(bǔ)片30。隔板52可以由基本可塑至結(jié)構(gòu)10的材料形成，并且可以被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)10以形成其斑點(diǎn)86。例如，隔板52可以由被包含在隔膜內(nèi)的可塑材料形成，該隔膜例如可以是撓性橡膠袋且其可以填充有在施加熱或暴露于空氣時(shí)就會(huì)變硬的可成型復(fù)合物。一旦形成隔板52，就以理想的取向和順序鋪設(shè)補(bǔ)片層板36。仍然參考圖16，工具50可以包括被固定在隔板52的下表面56上的加熱毯80，且該加熱毯80可以可選地包括隔熱層84，這與如上關(guān)于圖1-13中所示的工具50所述的相似。例如，在圖16中示出的工具50可以包括一個(gè)或多于一個(gè)手柄70，其可選地包括隔熱把手72并從隔板52向外伸出。工具50可以包括一個(gè)或多于一個(gè)真空口 64，其可以通過通路62流體地聯(lián)接多個(gè)吸氣孔58，以用于抽真空以將補(bǔ)片30吸至隔板52的上表面54。與以上所述和圖7中所示的相似，可以在圖16中所示的補(bǔ)片30構(gòu)造上執(zhí)行真空壓實(shí)操作。同樣 地，與以上關(guān)于圖12和圖13所述的相似，可以將圖15和圖16中所示的補(bǔ)片30應(yīng)用和安裝到返修區(qū)22?，F(xiàn)在參考圖17，所示的是用于加工補(bǔ)片30 (圖6)的方法的流程圖。該方法可以包含將補(bǔ)片30 (圖6)固定到隔板52 (圖6)的上表面54 (圖6)上的步驟200，例如通過以理想取向和堆疊順序鋪設(shè)一堆補(bǔ)片層板36 (圖6)。步驟202可以包含加固或壓緊補(bǔ)片30(圖7)，例如通過利用如圖7-圖9中所示的真空壓實(shí)組件100。如上所述，真空壓實(shí)補(bǔ)片30(圖7)可以促進(jìn)去除構(gòu)成補(bǔ)片30的補(bǔ)片層板36內(nèi)存留的空氣，以便可以應(yīng)用適度量的熱來壓緊補(bǔ)片30，從而防止被固化零件內(nèi)出現(xiàn)空隙或氣孔。步驟204可以包含通過向一個(gè)或多于一個(gè)可被固定于隔板52上的真空口 64 (圖7)施加真空66 (圖7)從而通過吸氣孔58(圖7)抽真空66 (圖12)。通過向吸氣孔58施加真空66，在真空壓實(shí)和其他操作期間可以防止補(bǔ)片30 (圖7)移動(dòng)。仍然參考圖17，該方法可以包含在步驟206轉(zhuǎn)移補(bǔ)片30 (圖12)，例如，從壓實(shí)操作轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22 (圖10-圖12)。補(bǔ)片30 (圖12)可以由隔板52支撐，可以借助于具有優(yōu)選地與隔板52 (圖12)隔絕的把手72的一個(gè)或多于一個(gè)手柄70來舉起和承載隔板52。步驟208可以包含當(dāng)向返修區(qū)22 (圖12)轉(zhuǎn)移補(bǔ)片30 (圖12)時(shí)通過在加熱毯80 (圖12)上包括隔熱層84從而隔離補(bǔ)片30 (圖12)以防輻射損失或其他損失。同樣地，步驟210包含當(dāng)轉(zhuǎn)移補(bǔ)片30時(shí)向補(bǔ)片30 (圖12)施加熱。通過加熱毯8 (圖12)以理想加熱速率施加熱，從而將補(bǔ)片30的溫度保持在理想溫度范圍內(nèi)。步驟212可以包含相對(duì)于返修區(qū)22定向補(bǔ)片30 (圖11)，例如通過利用如上所述的被包括在工具50 (圖11)中的對(duì)齊模板76 (圖11)或功能等同物。如上所述和關(guān)于圖10與圖11所示，可以相對(duì)于在復(fù)合結(jié)構(gòu)10的外模線12 (圖10)上可選地形成的對(duì)齊標(biāo)記28 (圖10-圖11)來定向和定位補(bǔ)片30。步驟214可以包含在如圖13所示的返修區(qū)22中安裝補(bǔ)片30。補(bǔ)片30也可以被構(gòu)造為在如圖14所示可以被疊覆的復(fù)合結(jié)構(gòu)10上的倍增件32 (圖14)。仍然參考圖17，步驟216可以包含一旦補(bǔ)片30被安裝在返修區(qū)22 (圖13)內(nèi)就從吸氣孔58 (圖12)去除真空66 (圖12)。然而，真空可以被連續(xù)地施加于補(bǔ)片30，直到開始進(jìn)一步的操作，例如真空袋裝。關(guān)于這點(diǎn)，步驟218可以包含將袋裝膜120放置在工具50之上，以便袋裝膜120按照?qǐng)D13中所示的方式將包括補(bǔ)片30的工具50密封至復(fù)合結(jié)構(gòu)10。步驟220可以包含在真空袋組件118的袋裝膜120上抽真空，從而借助于隔板52提供基本均勻的壓力以抵靠補(bǔ)片30。步驟222可以包含加熱補(bǔ)片30 (圖13)，從而開始部分地或完全地固化補(bǔ)片30。此外，施加熱和/壓力可以促進(jìn)被安裝在補(bǔ)片30和返修區(qū)22 (圖13)之間的粘合線間的粘合劑26 (圖13)的固化。該方法可選地包括當(dāng)部分地固化補(bǔ)片30時(shí)去除補(bǔ)片30 (圖13)。關(guān)于這點(diǎn)，先前的步驟可以包括在安裝補(bǔ)片30之前將隔離膜116 (圖13)安裝在補(bǔ)片30和返修區(qū)22 (圖13)之間，從而防止補(bǔ)片30粘合于返修區(qū)22。隔離膜116 (圖13)可以包含任何合適的材料，以防止粘合劑26粘合在補(bǔ)片30和返修區(qū)22之間。可以在一定壓力下加熱補(bǔ)片30，例如，在高壓釜中，從而完全地固化補(bǔ)片30(圖13)，之后可以將補(bǔ)片30重新安裝在返修區(qū)22中。關(guān)于這點(diǎn)，工具50 (圖12)可以促進(jìn)補(bǔ)片30從高壓釜轉(zhuǎn)移至返修區(qū)22 (圖13)。工具50仍可以保持被安裝在返修區(qū)22中的補(bǔ)片30之上，其中真空袋組件118 (圖13)可以在補(bǔ)片30被安裝在返修區(qū)22中的情況下被再次應(yīng)用于工具50，以致在最終固化粘合劑26以 將補(bǔ)片30粘合到返修區(qū)22期間隔板52 (圖13)向補(bǔ)片30提供壓力。參考圖18，所示的是可以與以上所述的工具50 —起使用以用于例如將補(bǔ)片30或倍增件32安裝在復(fù)合結(jié)構(gòu)10的返修區(qū)22上的系統(tǒng)38的方框圖。工具50可以包括隔板52，并且可選地包括具有加熱毯80和被固定于隔板52的隔熱層84的加熱毯組件78。隔板52可以包括多個(gè)吸氣孔58，這些吸氣孔58可以被通路62流體地聯(lián)接于彼此并/或聯(lián)接于一個(gè)或多于一個(gè)真空口 64和真空計(jì)68。隔板52可以包括一個(gè)或多于一個(gè)手柄70。系統(tǒng)38可以進(jìn)一步包括真空袋組件118，例如可以用于在補(bǔ)片30或倍增件32上執(zhí)行的壓實(shí)操作中。如圖18中可見，真空袋118可以包括可將工具50和補(bǔ)片30或倍增件32密封至返修區(qū)22的袋裝膜120。系統(tǒng)38可選地包括可以被密封至隔板52以用于壓實(shí)補(bǔ)片30或倍增件32的真空壓實(shí)組件100。真空壓實(shí)組件100可以包括用于將補(bǔ)片30密封至隔板52的下部袋裝膜110和可固定于下部袋裝膜110之上并覆蓋補(bǔ)片30或倍增件32的真空箱106。真空壓實(shí)組件100可以進(jìn)一步包括可以在真空箱106上延伸以用于將真空箱106密封至下部袋裝膜110的上部袋裝膜102。參考圖19-圖20，可以在如圖19所示的飛行器制造和服役方法300和如圖20中所示的飛行器302的背景下描述本公開的實(shí)施例。在預(yù)生產(chǎn)過程中，示例性方法300可包括飛行器302的規(guī)格和設(shè)計(jì)304以及材料采購306。在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行飛行器302的部件和子組件制造308和系統(tǒng)整合310。接下來，為了被置于服役314，飛行器302將通過認(rèn)證和交付312。在客戶使用314時(shí)，飛行器302進(jìn)行常規(guī)維護(hù)和維修316 (這可以包括修改、重組、翻新等等)?？赏ㄟ^系統(tǒng)整合商、第三方和/或操作者(例如，客戶)執(zhí)行或?qū)嵤┓椒?00的每個(gè)過程。為了描述的目的，系統(tǒng)整合商可以包括但不限于任意數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商；第三方可以包括但不限于任意數(shù)量的賣主、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事機(jī)構(gòu)、服務(wù)組織等。如圖20中所示，通過示例性的方法300生成的飛行器302可以包括具有多個(gè)系統(tǒng)320和內(nèi)部322的機(jī)身318。高級(jí)系統(tǒng)320的例子包括推進(jìn)系統(tǒng)324、電氣系統(tǒng)326、液壓系統(tǒng)328以及環(huán)境系統(tǒng)330中的一個(gè)或多于一個(gè)?？砂ㄔS多其他系統(tǒng)。盡管示出航空和航天的例子，但是本發(fā)明實(shí)施例的原理可被應(yīng)用至其他產(chǎn)業(yè)，例如汽車工業(yè)。在生產(chǎn)和服役方法300的任何一個(gè)或多于一個(gè)階段期間，可采用包含在此的設(shè)備和方法。例如，對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過程308的部件或子組件可以以相似于飛行器302服役314時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件的方式被制作或制造。同樣地，在生產(chǎn)階段308和310，例如，通過極大地加快飛行器302組裝或減少成本，可運(yùn)用一個(gè)或多于一個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合。相似地，例如并非限制，當(dāng)飛行器302服役314時(shí)，可使用一個(gè)或多于一個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合,從而維護(hù)和維修316。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白本發(fā)明的附加修正和改進(jìn)。因此，在此描述和說明的部件的具體組合僅要表明本發(fā)明某些實(shí)施例，而不是要限制本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的可替換的實(shí)施例或裝置。
權(quán)利要求
1.一種將補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)的返修區(qū)的工具，所述工具包含 具有至少一個(gè)吸氣孔的隔板；和 真空口，其流體地聯(lián)接到所述吸氣孔以用于在真空下抽吸所述補(bǔ)片以抵靠所述隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，其中 所述隔板包括將所述真空口流體地連接到所述吸氣孔的至少一個(gè)通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，進(jìn)一步包含 被聯(lián)接到所述隔板以用于加熱所述補(bǔ)片的加熱毯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，其中 所述隔板進(jìn)一步包含手柄。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，進(jìn)一步包含 被布置在所述隔板上以用于將所述補(bǔ)片對(duì)齊于所述返修區(qū)的對(duì)齊模板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，其中 所述隔板被成形成與所述結(jié)構(gòu)的輪廓互補(bǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工具，其中 所述補(bǔ)片被構(gòu)造為用于固定到所述結(jié)構(gòu)的外模線的倍增件。
8.一種將補(bǔ)片安裝到復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)的工具，所述工具包含 具有上表面與下表面并且包括在所述上表面內(nèi)形成的多個(gè)吸氣孔的基本剛性隔板，所述隔板具有流體地互連所述吸氣孔的多個(gè)通路； 從所述下表面延伸出并流體地聯(lián)接到所述通路以用于抽真空從而將所述補(bǔ)片保持于所述隔板的至少一個(gè)真空口； 從所述隔板向外延伸的一對(duì)被隔絕手柄； 加熱毯組件，其固定于所述下表面并包括加熱毯和被布置在所述加熱毯的與所述下表面相反的一側(cè)上的隔熱層；和 被布置在所述隔板上以用于將所述補(bǔ)片對(duì)齊于所述返修區(qū)的對(duì)齊模板。
9.一種加工補(bǔ)片以用于安裝到結(jié)構(gòu)的返修區(qū)上的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含 用于將所述補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至所述返修區(qū)的工具，所述工具包括 隔板，其具有上表面與下表面并包括在所述上表面內(nèi)形成以用于在真空下抽吸所述補(bǔ)片以抵靠所述隔板的吸氣孔；和可固定于所述隔板以用于加固所述補(bǔ)片的真空壓實(shí)組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 用于將所述工具密封至所述結(jié)構(gòu)的真空袋組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 被聯(lián)接到所述隔板以用于加熱所述補(bǔ)片的加熱毯。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 被布置在所述隔板上以用于使所述補(bǔ)片對(duì)齊于所述返修區(qū)的對(duì)齊模板。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述真空壓實(shí)組件包括 用于將所述補(bǔ)片密封至所述隔板的下部袋裝膜； 可固定于所述補(bǔ)片之上的真空箱；和 在所述真空箱之上可延伸且可被密封至所述下部袋裝膜的上部袋裝膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含被固定于所述隔板以用于轉(zhuǎn)移所述補(bǔ)片的至少一個(gè)手柄。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 真空口，其通過在所述真空口和所述吸氣孔之間延伸的通路流體地聯(lián)接到所述吸氣孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含 被布置在所述隔板上以用于使所述補(bǔ)片對(duì)齊于所述返修區(qū)的對(duì)齊模板。
17.—種加工補(bǔ)片以用于安裝到復(fù)合結(jié)構(gòu)的返修區(qū)上的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含 用于將所述補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至所述返修區(qū)的工具，所述工具包括 基本剛性隔板，其具有上表面與下表面并包括在所述上表面內(nèi)形成的多個(gè)吸氣孔，所述隔板具有流體地連接所述吸氣孔的多個(gè)通路；和 被固定于所述下表面并流體地聯(lián)接到所述通路以用于抽真空從而將所述補(bǔ)片保持于所述隔板的至少一個(gè)真空口； 被聯(lián)接到所述隔板以用于加熱所述補(bǔ)片的加熱毯；和 被布置在所述隔板上以用于使所述補(bǔ)片對(duì)齊于所述返修區(qū)的對(duì)齊模板； 以下至少之一 用于加固所述補(bǔ)片的真空壓實(shí)組件，包括 用于將所述補(bǔ)片密封至所述隔板的下部袋裝膜； 可固定于所述補(bǔ)片之上的真空箱；和 在所述真空箱之上可延伸以用于將所述真空箱密封至所述下部袋裝膜的上部袋裝膜； 用于將所述工具密封至所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的真空袋組件。
18.—種加工補(bǔ)片的方法，所述方法包括步驟 將所述補(bǔ)片固定在隔板的具有至少一個(gè)吸氣孔的表面上；以及 通過所述吸氣孔抽真空以便保持所述補(bǔ)片與所述隔板接觸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包含步驟 用被聯(lián)接到所述隔板的真空壓實(shí)組件來加固所述補(bǔ)片。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包含步驟 將所述隔板和補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至返修區(qū)； 將袋裝膜放置在所述隔板和補(bǔ)片之上，以致將所述袋裝膜密封至所述返修區(qū)；以及 在所述袋裝膜上抽真空。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述隔板包括被固定于其上的對(duì)齊模板，所述方法進(jìn)一步包含步驟 利用所述對(duì)齊模板關(guān)于所述返修區(qū)定向所述補(bǔ)片。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包含步驟 在所述返修區(qū)內(nèi)至少部分地固化所述補(bǔ)片；和 向所述補(bǔ)片施加熱和壓力至少之一。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述至少部分地固化所述補(bǔ)片的步驟包含 利用被聯(lián)接到所述隔板的加熱毯向所述補(bǔ)片施加熱。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包含步驟當(dāng)將所述補(bǔ)片轉(zhuǎn)移至所述返修區(qū)時(shí)熱隔離所述補(bǔ)片。
25.—種加工補(bǔ)片的方法，包含步驟將所述補(bǔ)片固定在隔板的具有多個(gè)吸氣孔的上表面上；利用被應(yīng)用到所述隔板的真空壓實(shí)組件來加固所述補(bǔ)片；通過所述吸氣孔抽真空以便保持所述補(bǔ)片與所述隔板接觸；利用所述隔板向所述返修區(qū)轉(zhuǎn)移所述補(bǔ)片；熱隔離所述補(bǔ)片；向所述補(bǔ)片施加熱；利用對(duì)齊模板相對(duì)于所述返修區(qū)定向所述補(bǔ)片；將所述補(bǔ)片安裝在所述返修區(qū)上；從所述吸氣孔去除真空；將袋裝膜放置在所述隔板和補(bǔ)片之上，以致將所述袋裝膜密封至所述返修區(qū)；在所述袋裝膜上抽真空；以及向所述補(bǔ)片施加熱，以便至少部分地固化所述補(bǔ)片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工具，其包含具有至少一個(gè)吸氣孔的隔板和流體地聯(lián)接所述吸氣孔以用于在真空下將補(bǔ)片抽吸抵靠所述隔板的真空口。
文檔編號(hào)B29C73/32GK102725132SQ201080056769
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者J·P·鮑德溫, M·H·瓦爾加斯, M·N·沃特森 申請(qǐng)人:波音公司