[发明专利]将热固性复合物固化至目标固化状态的系统和方法

说明书

这里公开了将热固性复合物(TSC)固化至目标固化状态(SOC)的系统和方法。所述方法包括将热固性复合物加热至大于阈值温度。在加热期间，所述方法还包括监测热固性复合物的实际温度、确定由热固性复合物所达到的最大温度以及确定热固性复合物的实际温度大于阈值温度的经过时间。所述方法还包括至少部分地基于TSC的最大温度和经过时间来停止所述加热。所述系统包括加热组件、支撑芯轴、热固性复合物、温度检测器和被编程以执行所述方法的控制器。

相关申请

本申请要求于2017年3月16日提交的题为“将热固性复合物固化至期望固化状态的系统和方法”的美国临时专利申请序列号62/472,360的优先权。

技术领域

本公开大体上涉及将热固性复合物固化至目标固化状态的系统和方法。

背景技术

热固性复合物用于各种部件、产品和/或工业中。用于这些热固性复合物的材料可包括树脂浸渍的纺织品、或纤维束(例如预浸料)和/或干燥纤维床(例如预成型件)，其可在固化之前用树脂清扫和/或注入。在任一情况下，树脂(这里也可称为热固性树脂)在室温或环境温度下可为潜在的、非反应性的或至少基本上不反应的。

这种热固性复合物通常在柔性未固化状态(这里也可称为生坯状态)下被铺设，并随后被加热。加热使热固性复合物固化(例如通过使树脂交联)，并使热固性复合物转变成固化状态。交联在这里也可称为使树脂聚合。

在某些应用(例如航空航天工业)中，可由热固性复合物制成的固化热固性复合物部件可能非常大。作为实施例，飞行器的机身筒部分、飞行器的机翼和/或飞行器的尾部可以由热固性复合物形成。这种大的热固性复合物部件需要大的叠层芯轴用于铺叠，并且还需要大的加热组件(例如高压釜、烘箱和/或压力机)以固化热固性复合物部件。大叠层芯轴和大加热组件昂贵且需要非常大量的工厂空间。因此，经济地制造固化的热固性复合物部件可能需要以有效的方式利用大叠层芯轴和大加热组件。

固化热固性复合物的现有技术方法通常依赖于将未固化的热固性复合物加热至高于阈值温度达至少阈值时间以产生固化的热固性复合物部件。在几乎所有情况下，这些方法被设计成确保热固性复合物的完全或几乎完全固化，是固化热固性复合物的资源密集型方法，并且可能不能最好地利用工厂设备和/或容量。由此，需要用于将热固性复合物固化至目标固化状态的改进方法。

发明内容

这里公开了将热固性复合物(TSC)固化至目标固化状态(SOC)的系统和方法。所述方法包括将所述热固性复合物加热至大于阈值温度。在所述加热期间，所述方法还包括监测所述热固性复合物的实际温度、确定所述热固性复合物所达到的最大温度以及确定所述热固性复合物的实际温度大于所述阈值温度的经过时间。所述方法还包括至少部分地基于所述TSC的所述最大温度和所述经过时间来停止所述加热。

所述系统包括加热组件、支撑芯轴、热固性复合物、温度检测器和被编程以执行所述方法的控制器。所述加热组件被配置成调节加热环境的温度。所述支撑芯轴位于所述加热环境内。所述热固性复合物位于所述加热环境内并由所述支撑芯轴支撑。所述温度检测器被配置为监测所述热固性复合物的温度。所述控制器被编程为从所述温度检测器接收所述热固性复合物的温度，并通过控制所述加热组件的操作来控制所述加热环境的温度。

附图说明

图1是包括可以使用根据本公开的系统和方法形成的复合结构的飞行器的实施例。

图2是可以形成图1的飞行器的一部分的机翼的实施例。

图3是描绘根据本公开将热固性复合物固化至目标固化状态的方法的流程图。

图4是可以与根据本公开的方法一起使用的模型热固性复合物的示例性剖视图。

图5是在特定的一组过程条件下图4的模型热固性复合物的温度和固化时间轨迹程度的实施例。