[发明专利]制造复合结构的垫片的方法以及包含垫片的复合结构

说明书

一种用于交通工具(10)的复合部件(16)包括由复合材料制成的层压板(18)；施加到所述层压板(18)上的第一垫片区域(22)，其中所述第一垫片区域(22)包含并排布置的彼此相邻铺设的多个第一丝束，并且其中所述第一垫片区域(22)限定第一纤维取向；以及第二垫片区域(24)，其中所述第二垫片区域(24)包含并排布置的彼此相邻铺设的多个第二丝束，并且其中所述第二垫片区域(24)限定与所述第一纤维取向相差预定角度的第二纤维取向。所述第一垫片区域(22)和所述第二垫片区域(22)在相交区域处相交，并且在所述层压板(18)上共同形成第一垫片板层。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月12日提交的美国临时专利申请号62/090,976的优先权，所述申请的全部内容特此以引用的方式并入。

发明领域

本发明涉及用于构造复合结构的一个或多个垫片的方法，以及包含一个或多个垫片的复合结构。具体地，本发明涉及用于构造复合结构的垫片的方法，所述复合结构包含预浸渍复合材料。更具体地，本发明被设想由用于铺设预浸渍材料以提供包括一个或多个垫片的复合结构的自动纤维铺放(“AFP”)系统来使用。

背景和相关技术的描述

预浸渍复合织物材料(即，预浸渍材料)通常用于制造复合部件，诸如飞机部件以及其他可能部件。在被固化成最终的复合部件之前，预浸渍材料包含在其上已施加树脂的织物层，使得树脂至少部分地浸渍织物层。

为了形成复合结构，通常将复合织物材料的多个层或多个板层彼此上下地堆叠。通常，这是手工完成的(即手工铺设)，这是耗时且因此昂贵的。

关于某些飞机部件，通常在飞机部件上的将要附接结构元件的位置处包含加厚区域(称为“垫片”)。常规地，这些垫片也是使用手工铺设技术而形成的。

鉴于上述情况，已发展出一种需求，借此可通过自动化或半自动化技术来制造飞机部件(包括那些整合垫片)，所述技术包括但不限于AFP机和/或自动铺带(“ATL”)机。

发明概述

本发明解决相对于现有技术指出的不足中的一个或多个。

本发明提供了用于交通工具的复合部件。复合部件包括由复合材料制成的层压板；施加到层压板上的第一垫片区域，其中第一垫片区域包含并排布置的彼此相邻铺设的多个第一丝束，并且其中第一垫片区域限定第一纤维取向；以及第二垫片区域，其中第二垫片区域包含并排布置的彼此相邻铺设的多个第二丝束，并且其中第二垫片区域限定与第一纤维取向相差预定角度的第二纤维取向。所述第一垫片区域和所述第二垫片区域在相交区域处相交，并且在所述层压板上共同形成第一垫片板层。

在一个设想的实施方案中，第一纤维取向是沿着复合部件的第一载荷路径。

在另一个设想的实施方案中，第二纤维取向是沿着复合部件的第二载荷路径。

设想的是，复合部件可构造成使得第一垫片区域和第二垫片区域的至少一部分位于相同层中。

此外，复合部件可构造成使得至少一个中间层位于第一垫片区域与第二垫片区域之间。

在另一个设想的实施方案中，第一垫片区域和第二垫片区域可在相交区域处重叠。

还设想的是，第一垫片区域可在相交区域处邻接第二垫片区域。

在一个设想的实施方案中，预定角度小于或等于约90°。

设想的是，可通过自动纤维铺放机来将第一垫片板层施加到层压板上。

其他实施方案设想，可通过自动纤维铺放机通过引导多个第一丝束来将第一垫片区域施加到层压板上。

此外，可通过自动纤维铺放机通过引导多个第二丝束来将第二垫片区域施加到层压板上。