[发明专利]使用热电装置维持材料的温度差异的方法和装置

说明书

本公开涉及使用热电装置维持材料的温度差异的方法和装置。公开了方法系统和装置，用于在复合材料修复期间复合材料正在被加热的同时就地维持和控制邻接复合材料的材料的温度。

技术领域

本公开一般涉及热粘合复合材料重新加工和修复领域。更具体地，本公开涉及复合材料就地热粘合重新加工和修复以及控制邻近或靠近加热的重新加工复合材料的材料的温度。

背景技术

在复合材料修复或重新加工领域，常常将热量施加到需要修复或重新加工的复合材料的区域。包括但不限于固定结构和物体的结构以及包括但不限于飞机的交通工具以由复合材料制成的百分比不断增加的组件被设计和制造。与例如含金属的部件相比，复合材料提供期望的强度和较小的重量。在飞机和其他交通工具的情况下，通过使用复合材料减轻的重量提高了性能特征，包括例如有效载荷能力和燃料效率。另外，复合材料通常为交通工具，包括例如飞机，上的各种组件提供更长的使用寿命。

复合材料被理解为通过组合两种或更多种组合物而形成的强的轻质材料。例如，复合材料通常包括结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。用于复合材料的树脂可是热固性或热塑性树脂。由热塑性树脂制成的复合材料在加热时可能变软，可在冷却时再硬化，并且能够被反复加热和冷却。

在制造复合材料期间，这种材料可具有包含一个或多个不一致或不规则的局部区域。这种不一致或不规则性可能不利地影响由复合材料制成的组件或部件的性能。结果，由具有不一致或不规则区域的复合材料制成的部件的这些区域必须被修复或“重新加工”以改善部件以及包括该部件的整体结构的特性和性能。

可使用机械系统执行对复合材料的不一致进行修复，所述机械系统使用机械紧固件固定。但是，对于某些复合材料部件而言，使用机械系统进行复合材料修复可能不是可能的。另外，使用机械修复解决方案可增加复合不规则部位的应力集中。

已经使用在复合材料不规则的局部位置或区域进行复合材料的例如热粘合修复形式的局部加热作为某些复合材料重新加工的方法。但是，局部加热可能损坏或以其他方式不利地影响复合材料和邻近或以其他方式靠近被重新加工的复合材料的非复合材料。

已经努力维持、调节和以其他方式控制与被重新加工和加热的复合材料相邻的结构的温度。这样的努力包括将调节空气施加到结构上、应用冷冻装置，诸如例如包含冷冻金属丸的喷射袋灯，将结构从被重新加工的复合材料中分离和隔离。在一些情况下，必须去除邻近的结构、组件和部件，这些结构、组件和部件在经由加热对复合材料部件进行重新加工时因为安装位置热敏感。这种部件移除和重新安装会增加移除和重新安装期间的额外部件损坏的风险，并且耗时，劳动密集，成本高昂。

发明内容

本公开的方面涉及一种方法：将热源定位为靠近复合材料的第一侧，所述复合材料具有第一侧和第二侧，并且结构位于靠近所述复合材料的第二侧，所述结构具有第一侧和第二侧，所述结构的第一侧位于靠近所述复合材料的第二侧；将热电装置定位为靠近所述结构的第二侧，所述热电装置与控制器通信；使所述结构的第二侧与温度感测装置接触，所述温度感测装置与所述控制器通信；激活所述热源；将热从所述热源施加到所述复合材料的第一侧；将所述复合材料加热至第一温度；向所述热电装置提供电流；和将所述结构的温度基本上维持在不同于所述复合材料的温度的第二温度。

在另外的方面，在将热源定位为靠近复合材料的第一侧的步骤中，所述热源包括热毯(heat blanket)。

在另一方面，在将热源定位为靠近复合材料的第一侧的步骤中，所述结构包括与所述复合材料不同的材料。

在另外的方面，在将热源定位为靠近复合材料的第一侧的步骤中，所述结构包括金属材料。

在又一个方面，在将热电装置定位为靠近所述结构的第二侧的步骤中，所述热电装置是珀尔帖装置(Peltier device)。