用于对结构进行返工的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体涉及用于对结构（尤其是复合材料）进行返工（rework)和/或增强 的装备和过程，并且更具体涉及用于从其一侧对结构行进返工的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 复合结构有时具有包含可能需要返工以便使结构在设计容差之内或增强该区域 的一个或更多个不均匀的局部区域。
[0003] -种对结构的局部区域进行返工的技术涉及将补片机械地紧固在该区域上方，但 是紧固件会增加飞行器重量和/或对飞行器的阻力，并且在一些应用中在美学上会是不期 望的。
[0004] 类似地，粘结的返工补片还会需要机械紧固件的使用，以提供形成制动机构的次 级载荷路径，从而限制不均匀的增长。
[0005]用于对结构进行返工的又一技术（被称为湿铺设技术）涉及手动铺设具有纤维增 强件（诸如编织或编结的织物）的湿层片，以及当层片被铺设时将湿树脂应用于层片。湿 铺设技术会导致补片内的空气滞留，这可以在返工区域中形成不期望的孔隙。这些孔隙会 对返工区域有不期望的影响，并且会使核查返工区域满足规范变得困难。湿铺设技术还会 是劳动密集的，需要修补技师接近湿树脂，并且会需要过多的清理行为。
[0006] 在一些应用中，上面讨论的问题可以通过采用干纤维预制补片的树脂灌注来避 免。在将干纤维预制件放置在结构（诸如割切的蒙皮）上之后，树脂从蒙皮的外侧被灌注 到纤维预制件中，同时过多的树脂从蒙皮的内侧自该预制件被抽出。该技术虽然有效，但是 其需要到结构的两侧（例如，到蒙皮的内侧和外侧）的物理接近。因此，该技术可能不适合 用在难以或不能接近结构的一侧的应用中。
[0007] 因此，存在对用于对结构（尤其是复合材料）进行返工、减少或消除由于空气滞留 引起的孔隙的方法和设备的需要。还存在对上述适合用在仅到结构的一侧的接近是可能的 应用中的方法和设备的需要。
【发明内容】
[0008] 公开的实施例提供了一种使用干纤维预制补片的树脂灌注对结构进行返工的方 法和设备，所述干纤维预制补片能够仅从结构的一侧（诸如飞行器蒙皮的外侧）安装并灌 注。大体上消除了树脂灌注过程期间补片内的高压力区域，由此避免返工区域中的空气滞 留和相关的孔隙。该实施例减少了劳动，避免了对人与湿树脂接触的需要，并且允许承受复 合结构构件的载荷的返工。公开的方法可以使用受控的大气压力树脂灌注来实施，从而允 许结构的性质被优化。
[0009] 根据一公开的实施例，提供了一种对结构的区域进行返工的方法。该方法包含，将 补片放置在结构上，从补片的外侧将真空源插入到补片中，以及使用真空源来产生非常低 的压力区域，从而引起即将到来的更高压力的树脂流过补片到达补片的内侧。补片可以是 干纤维补片。该方法可以进一步包含，将真空袋放置在补片的外侧上方，排空该袋由此压紧 干纤维补片，并且然后通过使树脂从其外侧流入补片而用树脂来灌注补片。该方法还可以 包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真空源。该方法可以进一步包含，形成 部分地通过结构的厚度的割切口（scarf)，并且将补片放置在结构上包括，将补片的内侧倚 着割切口的底部放置。插入真空源包括，将中空针向下插入通过纤维补片的最厚部分、大 体上到达割切口的底部。插入真空源进一步包括，将中空针插入通过真空袋，并形成中空针 与真空袋之间的大体真空密封。从纤维补片去除真空源包括，从纤维补片并从真空袋撤回 中空针，以及密封真空袋中的、由真空袋被针的穿透所引起的孔。该方法可以进一步包含， 在针已经从纤维补片中撤回并且袋已经被密封之后，通过排空真空袋来压紧树脂灌注的补 片。使用不同的树脂压力用树脂灌注所述补片。使树脂从其外侧流入所述补片包括，将树 脂分配管放置在所述真空袋下方的纤维补片的外侧上，以及将树脂供应到所述树脂分配管 中。
[0010] 根据另一公开的实施例，提供了一种对结构的区域进行返工的方法，其包含：形成 部分地通过结构的厚度的割切口，制作具有内侧和外侧的干纤维补片，以及将补片安装在 割切口内，包括将补片的内侧倚着结构放置在割切口的底部处。该方法还包括，将真空袋安 装在纤维补片上方，从补片的外侧将真空设备插入通过补片，排空该袋，由此压紧干纤维补 片，并且然后用树脂灌注补片，并使用真空设备迫使树脂通过补片到达补片的内侧。该方法 进一步包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真空设备。将真空设备插入通过 补片包括，将中空针插入通过真空袋和补片，直至中空针的尖端已经大体上穿透补片的最 厚部分。该方法可以进一步包含，形成真空袋与中空针之间的大体真空密封，并且在补片已 经用树脂进行灌注之后，从补片并从袋撤回中空针。该方法还可以包含，密封真空袋中的、 由中空针从真空袋的撤回所引起的孔。用树脂灌注补片通过在受控的大气压力下将树脂引 到补片的外侧上来执行。引入树脂包括，将螺旋缠绕管围绕补片的外侧的周边放置，以及将 螺旋缠绕管与树脂的贮存器耦接，所述树脂的贮存器适合于在局部大气压力下向螺旋缠绕 管供应树脂。该方法可以进一步包含，通过中空针的末端从补片去除过多树脂。
[0011] 根据又一实施例，提供了一种仅从其一侧对复合结构的区域进行返工的方法。该 方法包含，在复合结构的一侧中形成割切口，将纤维补片安装在该割切口中，包括与结构接 触地放置补片的内侧，将真空袋安装在补片上方，以及将中空针插入通过真空袋并向下插 入到补片中，直至针的尖端靠近补片的内侧。该方法进一步包含，形成中空针与真空袋之间 的密封，将中空针与真空贮存器耦接，通过使树脂流入补片的外侧而用树脂来灌注补片，使 用中空针和真空贮存器迫使树脂到达纤维补片的内侧，以及通过中空针去除纤维补片中的 过多树脂。该方法还包含，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除中空针。补片可以 具有最大厚度的区域。插入中空针通过使中空针的尖端穿过纤维补片的最大厚度的区域来 执行。该方法进一步包含，从补片并从袋撤回中空针，以及密封真空袋中的、由中空针从真 空袋的撤回所引起的孔。使树脂流入补片的外侧并使用中空针和真空贮存器迫使树脂到达 纤维补片的内侧可以使用受控的局部大气压力树脂灌注来执行。
[0012] 根据进一步实施例，提供了一种使用具有内侧和外侧的干纤维补片的树脂灌注对 复合结构的区域进行返工的设备。该设备包含真空袋和中空针，所述真空袋适合于被放置 在补片的外侧上方，用于压紧补片，所述中空针穿过真空袋并且适合于向下延伸通过补片 的厚度。该设备还包含中空针与真空袋之间的真空密封件和真空管路，所述真空管路与中 空针耦接，用于在补片的内侧处产生真空。该设备可以进一步包含树脂的贮存器和真空源， 所述树脂的贮存器用于在受控的局部大气压力下将树脂供应到补片的外侧，所述真空源与 中空针耦接，用于在补片的内侧处产生真空并迫使过多树脂离开补片。
[0013] 总的来说，根据本发明的一个方面，提供了一种对结构的区域进行返工的方法，其 包括，将补片放置在结构上；从补片的外侧将真空源插入到补片中；以及使用真空源来迫 使树脂通过补片到达补片的内侧。
[0014] 该方法有利的是，其中将补片放置在结构上包括，将干纤维补片放置在结构上，以 及将粘合加强层放置在干纤维补片与结构之间。
[0015] 该方法有利的是，其进一步包括，将真空袋放置在补片的外侧上方；以及通过使树 脂从其外侧流入补片而用树脂灌注补片。
[0016] 该方法有利的是，其进一步包括，在补片已经用树脂进行灌注之后，从补片去除真 空源。
[0017] 该方法有利的是，其进一步包括，形成部分地通过结构的厚度的割切口，并且其中 将纤维补片放置在结构上包括将补片的内侧倚着割切口的底部进行放置，并且插入真空源 包括将中空针向下插入通过补片的最厚部分、大体上到达割切口的底部。
[0018] 该方法有利的是，其中插入真空源进一步包括，将中空针插入通过真空袋，并形成 中空针与真空袋之间的大体真空密封。
[0019] 该方法有利的是，其中从补片去除真空源包括，从补片并从真空袋撤回中空针，以 及密封真空袋中的、在中空针通过真空袋的插入期间由真空袋的穿透所引起的孔。
[0020] 该方法有利的是，其中将真空源插入到补片中包括，在补片的区域上方的间隔开 的位置处将多个中空针插入通过补片。
[0021] 该方法有利的是，其进一步包括，使用不同的树脂压力用树脂灌注补片。
[0022] 该方法有利的是，其中使树脂从其外侧流入补片包括，将树脂分配管放置在真空 袋下方的补片的外侧上，以及将