[发明专利]接合组件的系统和方法

说明书

本发明涉及接合组件的系统和方法，公开了一种形成结构组装件的方法，其可以包含提供将被接合到一起的第一组件和第二组件。该方法可以另外地包含扫描第一组件的第一配合表面的轮廓并且扫描第二组件的第二配合表面的轮廓。该方法可以进一步包含生产具有基本匹配第一配合表面和第二配合表面的轮廓的相对的第一和第二元件表面的热塑性元件。

背景技术

复合材料和组件以不断增长的数量被用于广泛的应用领域。例如，由于复合材料的良好的机械属性，商用飞行器把日益增长数量的复合材料合并到主要结构和次要结构。这种良好的机械属性可以允许减少重量并且增加飞行器的有效载荷能力和燃料效率。此外，复合材料的使用可以延长飞行器的使用寿命。

通过使用若干技术，层叠的复合组件可以被接合在一起。例如，通过使用机械紧固件，复合组件可以被接合，所述机械紧固件可以要求通过使用专用的钻头在组件中钻出紧固件孔。在钻出紧固件孔之后，拆卸复合组件可以被要求，以便允许去除毛刺和/或检查每个紧固件孔，之后再装配复合组件。机械紧固件可以被安装在紧固件孔内，并且紧固件可以被拧紧到预定的扭矩值。正如可以意识到的，使用机械紧固件接合复合组件可以要求多个步骤，进而导致耗时和劳动密集的处理。

通过使用粘合剂将组件粘合到一起，复合组件也可以在没有机械紧固件的情况下被接合到一起。粘合剂可以被施加在复合组件的配合表面之间以形成接合点。接合点具有接合层厚度，所述接合层厚度理想地相对薄以使沿接合点的边缘的应力集中最小，并且提高接合点的剪切强度和拉伸强度。偶尔地，一个或者两个复合组件的配合表面可以具有导致接合点中的间隙的不匹配的轮廓。

填充复合组件的配合表面之间的间隙的现有技术的方法可以包含在配合表面之间施加额外的粘合剂材料，并且允许粘合剂在接合过程期间流入间隙。但是，额外的粘合剂材料可以增加可以不期望地影响接合点的强度属性的接合层厚度。在填充间隙的另一种途径中，专用工具可以被开发，以便在接合点上施加高压缩力，以便推除(push out)配合表面之间的间隙。然而，专用工具可以增加总体制造成本。此外，专用工具施加的高压缩力可以引起复合组件中的不期望的应力。

正如可以看到的，在本技术领域内存在对用于接合复合组件的系统和方法的需要，该系统和方法接纳复合组件的配合表面的轮廓的变化，同时使接合层厚度最小。

本申请涉及在2012年12月4日提交的名为JOINING COMPOSITE COMPONENTS USINGLOW TEMPERATURE THERMOPLASTIC FILM FUSION(使用低温热塑性薄膜熔合物接合复合组件)的美国申请序列号为13/693958的专利申请。

发明内容

上文提到的与接合复合组件相关的需要被提供形成结构组装件的方法的本公开专门解决。在一个实施例中，该方法可以包含提供被接合在一起的第一组件和第二组件。该方法可以额外地包含扫描第一组件的第一配合表面的轮廓并且扫描第二组件的第二配合表面的轮廓。该方法可以进一步包含生产具有相对的第一和第二元件表面的热塑性元件，所述相对的第一和第二元件表面基本上匹配相应的第一和第二配合表面的轮廓。

在又一实施例中，公开了接合组件的方法，该方法包含提供具有被施加到第一配合表面的第一热塑性薄膜的第一组件。该方法也可包含提供具有被施加到第二配合表面的第二热塑性薄膜的第二组件。该方法可以包含扫描第一热塑性薄膜和第二热塑性薄膜以确定其轮廓。该方法可以额外地包含从与第一热塑性薄膜和/或第二热塑性薄膜基本上相似的材料中生产热塑性板。热塑性板可以具有分别匹配第一配合表面和第二配合表面的轮廓的第一板表面和第二板表面。该方法可以进一步包含装配第一组件和第二组件，使得热塑性板夹在其中间，并且施加热和压实压力到热塑性板、第一热塑性薄膜和/或第二热塑性薄膜。该方法也可以包含将热塑性板、第一热塑性薄膜以及第二热塑性薄膜熔合在一起，从而将第一组件接合到第二组件以形成结构组装件。