[发明专利]粘结剂在蜂窝状芯体结构的表面网络上成网的方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及复合结构。

背景技术

复合结构已经使用的几十年。目前存在多种类型的复合结构，包括一些采用蜂窝状芯体的复合结构。蜂窝状芯体提供了一种有效且轻体的手段来加强复合结构。术语“蜂窝状芯体”一般指的是包括限定多个单元室的多个互联单元室壁的芯体材料。常见的采用蜂窝状芯体的复合结构包括粘结地结合在蜂窝状芯体每一侧的两片面层。蜂窝状芯体基本夹置在两片面层之间。目的是提供一种重量尽可能轻的复合结构。粘结剂增加了复合结构的重量，但是又很重要，以便提供结合强度和结构完整性。

已经开发了许多方法来向蜂窝状芯体铺设粘结剂。一种方法包括简单地采用滚刷来向蜂窝状芯体的表面网络铺设粘结剂。但是，即使正确使用这种方法，也仍然存在明显的缺陷。一个缺陷是难于在蜂窝状芯体的表面网络上铺设厚度均匀的粘结剂。但是，可能最严重的缺陷在于，这种方法必须使用室温下具有粘性的粘结剂，以便其可以基本上涂刷到蜂窝状芯体的表面网络上。落入这一范畴的粘结剂对于大多数复合结构应用场合来说，不具备足够高的结合强度。因此，这种过程对于大多数复合结构应用场合来说，并不是可选择的方案。

另一种向蜂窝状芯体铺设粘结剂的方法是简单地向蜂窝状芯体的表面网络铺设整片的热固性粘结剂膜料。图1是传统上铺设到具有表面网路105的蜂窝状芯体103上的粘结剂膜料101的截面图。粘结剂膜料101铺设到表面网络105上。然后可以向粘结剂膜料101和蜂窝状芯体103配合面层(为示出)。然后该结构在必要的温度下和持续时间中固结，形成永久结合。这种传统方法的主要缺点在于，大量的粘结剂并没有增大结构结合强度。只有接近蜂窝状芯体表面网络和面层的粘结剂产生结合强度。朝向芯体的单元室的中心定位的粘结剂并没有对复合结构的结合强度发挥作用。因此，没有益处的粘结剂增加了开销和复合结构的重量。

向蜂窝状芯体铺设粘结剂的另一种方法在1981年2月10日授予Wilson的、名称为“Method for Reticulating an Adhesive to Conform to a Surface of anApertured Workpiece”的美国专利No.4,249,974中公开。Wilson的专利公开了一种将粘结剂膜料或片材成网的方法，以便粘结剂仅在最终与面层结合之前存在于蜂窝状芯体的表面网络上。图2A-2D表示Wilson的专利中成网过程的简略横截面图。Wilson的专利公开的方法涉及以下步骤。首先，将连续的粘结材料膜201压实在蜂窝状芯体203的表面网络上。接着，加热粘结剂205，以使内聚强度降低。然后，让所述单元室接受加压气体207的处理，导致加热的粘结剂起泡，直到破裂209。目的是让粘结剂的表面张力使得粘结剂向表面网络退缩，直到粘结剂颗粒211铺设在蜂窝状芯体的表面网络上，如图2D所示。虽然Wilson的专利公开的方法代表了对于改进传统方法的重要尝试，但是仍然存在许多缺陷。

传统成网过程的一个缺陷在于，与该过程关联的相关变量使得该过程复杂而且不可靠。难于实现一致并且均匀的气泡破裂，因为产生的气泡破裂是多个变量的结果，一些变量包括：空气压力、空气温度、空气流速、芯体单元室尺寸、芯体单元室深度、传送器速度、过热加热和粘结剂类型。因此，粘结剂气泡并不能在一致的基础上均匀破裂，特别是对于尺寸较大的芯体单元室来说。这样导致了蜂窝状芯体的表面网络上的粘结剂厚度不对称。另一个不希望看到的结果是，粘结剂趋向于脱离表面网络，因此永远不能实现气泡破裂。导致粘结剂分离的这种情况导致表面网络的一些区域粘结剂数量不足，而另一些区域粘结剂过多。因此，针对变量连续进行实验以获取具备适当成网的粘结剂的蜂窝状芯体，是一件费时费钱的工作。