[发明专利]具有机加工的凹部的整体加强结合面板及制造方法

说明书

公开了用于制造复合部件的方法、系统和装置、根据所公开方法制造的复合部件以及包括该复合材料部件的组件和更大结构，该复合部件具有机加工至复合材料衬底的结合加强结构。

技术领域

本公开总体涉及复合材料和由该复合材料制成的结构和部件的领域。更具体地，本公开涉及机加工用作复合材料部件的复合材料以及使用机加工的复合材料制造复合部件的领域。

背景技术

包括例如机翼结构的飞机结构通常包括复合组件，该复合组件包括作为机翼组件内部的加强结构的桁条、翼肋、翼梁等。翼肋通常沿机翼内部的纵向长度在空间上垂直布置。桁条通常连接至机翼蒙皮，其中，翼肋和翼梁连接至桁条组件以形成具有期望强度和刚度的加强翼盒组件。桁条通常沿着机翼内部的纵向长度延伸。

就部件而言，构造有加强桁条、翼肋、翼梁、紧固件等的飞机机翼是昂贵的，并且可进一步增加机翼组装过程的总成本，并且进一步增加包含这些部件和组件的结构的总成本。此外，通常用作机翼加强件的内部机翼部件和用于连接加强件的紧固件给机翼组件增加了相当大的重量，并且增加了包括这种机翼组件的飞机的总重量。

发明内容

根据本方面，公开了一种方法，该方法包括：将多个复合材料层定向至工具上以形成复合材料衬底，其中，该复合材料衬底具有复合材料衬底厚度，并且其中，该工具具有工具加工表面。复合材料衬底进一步包括复合材料衬底第一表面和复合材料衬底第二表面，其中，复合材料衬底第一表面定位为邻近工具加工表面。该方法进一步包括：将分离器层定向为邻近复合材料衬底第二表面；将复合材料顶层定向至分离器层上；以及至少部分固化复合材料衬底和复合材料顶层。该方法进一步包括：将至少部分固化复合材料顶层与至少部分固化复合材料衬底分离。该方法还包括：将复合材料移除设备定向为邻近复合材料衬底第二表面，以及在复合材料衬底中机加工至少一个凹部，以及从复合材料衬底移除预定量的材料以在复合材料衬底中形成凹部，其中，凹部被构造为从复合材料衬底第二表面向复合材料衬底厚度延伸预定距离以形成机加工复合材料衬底，并且其中，机加工复合材料衬底包括机加工复合材料衬底第一表面和机加工复合材料衬底第二表面。

在另一方面中，向复合材料衬底机加工至少一个凹部的步骤还包括：在复合材料衬底中机加工多个凹部。

在另一方面中，凹部被构造为包括预定几何轮廓，该几何轮廓可包括如下至少一个：矩形、圆形、椭圆形、三角形、多边形、不规则形状或其组合。

在又一方面中，凹部延伸至机加工复合材料衬底厚度的预定距离等于复合材料衬底厚度的约50％至约80％。

在又一方面中，凹部延伸至机加工复合材料衬底厚度的预定距离等于复合材料衬底厚度的约65％。

根据本方面，公开了一种方法，该方法包括：将多个复合材料层定向至工具上以形成复合材料衬底，其中，该复合材料衬底具有复合材料衬底厚度，并且其中，该工具具有工具加工表面。复合材料衬底进一步包括复合材料衬底第一表面和复合材料衬底第二表面，其中，复合材料衬底第一表面定位为邻近工具加工表面。该方法进一步包括：将分离器层设备定向为邻近复合材料衬底第二表面，并且将复合材料顶层定向至分离器层上，以及至少部分固化复合材料衬底和复合材料顶层。该方法进一步包括：将至少部分固化复合材料顶层与至少部分固化复合材料衬底分离。该方法还包括：将复合材料移除设备定向为邻近复合材料衬底第二表面，以及在复合材料衬底中机加工至少一个凹部，以及从复合材料衬底移除预定量的材料以在复合材料衬底中形成凹部，其中，凹部被构造为从复合材料衬底第二表面向复合材料衬底厚度延伸预定距离以形成机加工复合材料衬底，并且其中，机加工复合材料衬底包括机加工复合材料衬底第一表面和机加工复合材料衬底第二表面。该方法还包括：将粘合剂材料或其他接合剂涂敷至复合材料顶层或机加工复合材料衬底第二表面中的至少一个，将复合材料顶层定向至机加工复合材料衬底第二表面上，以及将复合材料顶层接合至机加工复合材料衬底第二表面。

在另一方面中，在本公开的方法中，材料移除设备是激光器。