[发明专利]强化纤维复合组件的方法以及用以制造强化纤维复合组件的真空吸垫与配置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以强化纤维复合组件的方法，特别是用于航空与太空飞行(space flight)中，以及涉及一种用以制造此类型的强化纤维复合组件的真空吸垫与配置。

虽然本发明及其所依据的问题可应用于任何纤维复合组件中，但在以下的说明中将详述关于平面、纵梁(stringer)-强化碳纤维塑料(carbon fibreplastics，CFRP)组件(亦称为纤维复合组件)，例如飞机的外表皮壳体(skinshell)。

背景技术

一般已知的是，具有CFRP纵梁的强化CFRP外表皮壳体已在航空领域中用于承受高压，并可具有最低可能的额外重量。在这方面，不同类型的纵梁已被使用，例如T、Ω或I字形纵梁。

T字-纵梁的剖面结构是由基部和横杆部分所组成，基部是形成连接于外表皮壳体的表面。由纵梁所强化的外表皮壳体的使用，例如T字-纵梁是布设于飞机构造中，特别是在真空灌注制程(vacuum infusion process)中用于引入一基体(matrix)，例如环氧树脂，至半成品中。相较于其它已知用于纤维复合组件的制造方法，例如预浸制程(prepreg process)，灌注制程(infusion processes)可具有成本效益，其可允许使用更经济的半成品。

此用语“纤维半成品”可了解是意指梭织布(Woven fabric)、中间网布(interlaid scrim)、纤维毯(fibre mats)，其被提供一基体，例如环氧树脂，并接着被固化，例如是在一高压锅(autoclave)中进行。

在真空灌注过程中，可悬垂的单一用途的聚酰胺(polyamide)膜是目前用以形成所谓的真空袋。组件的封装过程是完全通过手工来进行，特别是在强化单元的例子中，例如上述的纵梁，其相当地费时，原因在于真空膜需被引导于强化组件上，且需精确地沿着组件的轮廓，以避免发生组件变形的情形。此外，为了具有预定厚度来抵抗大气压力，真空膜需被密封，其是通过适当的密封带来进行，而亦需通过手工来进行。由于人力过程的管理，其重复性会具有相当大的不可靠性，因此，例如定位强化单元于纤维复合组件上，其需要相当大的公差，而导致组件的重量增加。有缺陷的真空上部结构(superstructure)可能最终造成组件的排斥。

此单一用途薄膜本身仅可使用于已预固化的T形强化单元或其它强化单元，未固化的T形强化单元或其它强化单元需一额外的支撑器于真空结构之内或之外。再者，在此制造技术中，湿纵梁，亦即未固化的纵梁，需在固化至各自预定的尺寸后被磨除。在进行固化后，需相当大的人力来移除此单一用途薄膜和密封带。

发明内容

为克服此背景技术，本发明的目的是在于提供一种方法，用以强化纤维复合组件，以及真空吸垫与用以制造强化纤维复合组件的配置，以克服或大幅地改善上述缺点。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求7的特征的真空吸垫以及具有权利要求16的特征的配置，此目的可被实现。

据此，一种用以强化航空与太空飞行用的纤维复合组件的方法是被提供，其中真空吸垫是配置来具有至少一容置部，用以可重制地容置至少一强化单元。此至少一强化单元是容置于此真空吸垫的容置部内。此真空吸垫是接着可再现地容设有至少一强化单元来应用至欲被强化的纤维复合组件，并以密封方式来形成模具部，其是接着被固化来连接此至少一强化单元至此纤维复合组件。之后，此真空吸垫是接着由此强化纤维复合组件上被移除，并被准备来再使用。

再者，一种真空吸垫是被提供来制造航空与太空飞行用的强化纤维复合组件。此真空吸垫具有至少一容置部，用以容置至少一强化单元。一自密封部是配置于真空吸垫的周围，藉以当真空吸垫接触于相关接触面时可密封住真空吸垫来隔绝于大气。又，此真空吸垫具有至少一接触部，用以配合于一相关的真空吸垫运送装置。

一种配置亦被提供来用以制造航空与太空飞行用的强化纤维复合组件。此欲被强化的纤维复合组件是支撑于基板上，此配置亦包括真空吸垫，其具有至少一容置部(6)，用以容置至少一强化单元(4)。通过真空吸垫运送装置，容设有至少一强化单元的真空吸垫可被运输至一相对于此欲被强化的纤维复合组件的预设位置。此基板和真空吸垫运送装置分别具有对应的定心装置，用于真空吸垫相对于欲强化的纤维复合组件的一可重制位置。再者，基板和真空吸垫分别具有对应的密封装置，用于真空吸垫的环绕密封，以隔绝于大气。