用于對結構進行返工的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本公開大體涉及用于對結構（尤其是復合材料）進行返工（rework)和/或增強 的裝備和過程，并且更具體涉及用于從其一側對結構行進返工的方法和設備。
【背景技術】
[0002] 復合結構有時具有包含可能需要返工以便使結構在設計容差之內或增強該區域 的一個或更多個不均勻的局部區域。
[0003] -種對結構的局部區域進行返工的技術涉及將補片機械地緊固在該區域上方，但 是緊固件會增加飛行器重量和/或對飛行器的阻力，并且在一些應用中在美學上會是不期 望的。
[0004] 類似地，粘結的返工補片還會需要機械緊固件的使用，以提供形成制動機構的次 級載荷路徑，從而限制不均勻的增長。
[0005]用于對結構進行返工的又一技術（被稱為濕鋪設技術）涉及手動鋪設具有纖維增 強件（諸如編織或編結的織物）的濕層片，以及當層片被鋪設時將濕樹脂應用于層片。濕 鋪設技術會導致補片內的空氣滯留，這可以在返工區域中形成不期望的孔隙。這些孔隙會 對返工區域有不期望的影響，并且會使核查返工區域滿足規范變得困難。濕鋪設技術還會 是勞動密集的，需要修補技師接近濕樹脂，并且會需要過多的清理行為。
[0006] 在一些應用中，上面討論的問題可以通過采用干纖維預制補片的樹脂灌注來避 免。在將干纖維預制件放置在結構（諸如割切的蒙皮）上之后，樹脂從蒙皮的外側被灌注 到纖維預制件中，同時過多的樹脂從蒙皮的內側自該預制件被抽出。該技術雖然有效，但是 其需要到結構的兩側（例如，到蒙皮的內側和外側）的物理接近。因此，該技術可能不適合 用在難以或不能接近結構的一側的應用中。
[0007] 因此，存在對用于對結構（尤其是復合材料）進行返工、減少或消除由于空氣滯留 引起的孔隙的方法和設備的需要。還存在對上述適合用在僅到結構的一側的接近是可能的 應用中的方法和設備的需要。

【發明內容】

[0008] 公開的實施例提供了一種使用干纖維預制補片的樹脂灌注對結構進行返工的方 法和設備，所述干纖維預制補片能夠僅從結構的一側（諸如飛行器蒙皮的外側）安裝并灌 注。大體上消除了樹脂灌注過程期間補片內的高壓力區域，由此避免返工區域中的空氣滯 留和相關的孔隙。該實施例減少了勞動，避免了對人與濕樹脂接觸的需要，并且允許承受復 合結構構件的載荷的返工。公開的方法可以使用受控的大氣壓力樹脂灌注來實施，從而允 許結構的性質被優化。
[0009] 根據一公開的實施例，提供了一種對結構的區域進行返工的方法。該方法包含，將 補片放置在結構上，從補片的外側將真空源插入到補片中，以及使用真空源來產生非常低 的壓力區域，從而引起即將到來的更高壓力的樹脂流過補片到達補片的內側。補片可以是 干纖維補片。該方法可以進一步包含，將真空袋放置在補片的外側上方，排空該袋由此壓緊 干纖維補片，并且然后通過使樹脂從其外側流入補片而用樹脂來灌注補片。該方法還可以 包括，在補片已經用樹脂進行灌注之后，從補片去除真空源。該方法可以進一步包含，形成 部分地通過結構的厚度的割切口（scarf)，并且將補片放置在結構上包括，將補片的內側倚 著割切口的底部放置。插入真空源包括，將中空針向下插入通過纖維補片的最厚部分、大 體上到達割切口的底部。插入真空源進一步包括，將中空針插入通過真空袋，并形成中空針 與真空袋之間的大體真空密封。從纖維補片去除真空源包括，從纖維補片并從真空袋撤回 中空針，以及密封真空袋中的、由真空袋被針的穿透所引起的孔。該方法可以進一步包含， 在針已經從纖維補片中撤回并且袋已經被密封之后，通過排空真空袋來壓緊樹脂灌注的補 片。使用不同的樹脂壓力用樹脂灌注所述補片。使樹脂從其外側流入所述補片包括，將樹 脂分配管放置在所述真空袋下方的纖維補片的外側上，以及將樹脂供應到所述樹脂分配管 中。
[0010] 根據另一公開的實施例，提供了一種對結構的區域進行返工的方法，其包含：形成 部分地通過結構的厚度的割切口，制作具有內側和外側的干纖維補片，以及將補片安裝在 割切口內，包括將補片的內側倚著結構放置在割切口的底部處。該方法還包括，將真空袋安 裝在纖維補片上方，從補片的外側將真空設備插入通過補片，排空該袋，由此壓緊干纖維補 片，并且然后用樹脂灌注補片，并使用真空設備迫使樹脂通過補片到達補片的內側。該方法 進一步包括，在補片已經用樹脂進行灌注之后，從補片去除真空設備。將真空設備插入通過 補片包括，將中空針插入通過真空袋和補片，直至中空針的尖端已經大體上穿透補片的最 厚部分。該方法可以進一步包含，形成真空袋與中空針之間的大體真空密封，并且在補片已 經用樹脂進行灌注之后，從補片并從袋撤回中空針。該方法還可以包含，密封真空袋中的、 由中空針從真空袋的撤回所引起的孔。用樹脂灌注補片通過在受控的大氣壓力下將樹脂引 到補片的外側上來執行。引入樹脂包括，將螺旋纏繞管圍繞補片的外側的周邊放置，以及將 螺旋纏繞管與樹脂的貯存器耦接，所述樹脂的貯存器適合于在局部大氣壓力下向螺旋纏繞 管供應樹脂。該方法可以進一步包含，通過中空針的末端從補片去除過多樹脂。
[0011] 根據又一實施例，提供了一種僅從其一側對復合結構的區域進行返工的方法。該 方法包含，在復合結構的一側中形成割切口，將纖維補片安裝在該割切口中，包括與結構接 觸地放置補片的內側，將真空袋安裝在補片上方，以及將中空針插入通過真空袋并向下插 入到補片中，直至針的尖端靠近補片的內側。該方法進一步包含，形成中空針與真空袋之間 的密封，將中空針與真空貯存器耦接，通過使樹脂流入補片的外側而用樹脂來灌注補片，使 用中空針和真空貯存器迫使樹脂到達纖維補片的內側，以及通過中空針去除纖維補片中的 過多樹脂。該方法還包含，在補片已經用樹脂進行灌注之后，從補片去除中空針。補片可以 具有最大厚度的區域。插入中空針通過使中空針的尖端穿過纖維補片的最大厚度的區域來 執行。該方法進一步包含，從補片并從袋撤回中空針，以及密封真空袋中的、由中空針從真 空袋的撤回所引起的孔。使樹脂流入補片的外側并使用中空針和真空貯存器迫使樹脂到達 纖維補片的內側可以使用受控的局部大氣壓力樹脂灌注來執行。
[0012] 根據進一步實施例，提供了一種使用具有內側和外側的干纖維補片的樹脂灌注對 復合結構的區域進行返工的設備。該設備包含真空袋和中空針，所述真空袋適合于被放置 在補片的外側上方，用于壓緊補片，所述中空針穿過真空袋并且適合于向下延伸通過補片 的厚度。該設備還包含中空針與真空袋之間的真空密封件和真空管路，所述真空管路與中 空針耦接，用于在補片的內側處產生真空。該設備可以進一步包含樹脂的貯存器和真空源， 所述樹脂的貯存器用于在受控的局部大氣壓力下將樹脂供應到補片的外側，所述真空源與 中空針耦接，用于在補片的內側處產生真空并迫使過多樹脂離開補片。
[0013] 總的來說，根據本發明的一個方面，提供了一種對結構的區域進行返工的方法，其 包括，將補片放置在結構上；從補片的外側將真空源插入到補片中；以及使用真空源來迫 使樹脂通過補片到達補片的內側。
[0014] 該方法有利的是，其中將補片放置在結構上包括，將干纖維補片放置在結構上，以 及將粘合加強層放置在干纖維補片與結構之間。
[0015] 該方法有利的是，其進一步包括，將真空袋放置在補片的外側上方；以及通過使樹 脂從其外側流入補片而用樹脂灌注補片。
[0016] 該方法有利的是，其進一步包括，在補片已經用樹脂進行灌注之后，從補片去除真 空源。
[0017] 該方法有利的是，其進一步包括，形成部分地通過結構的厚度的割切口，并且其中 將纖維補片放置在結構上包括將補片的內側倚著割切口的底部進行放置，并且插入真空源 包括將中空針向下插入通過補片的最厚部分、大體上到達割切口的底部。
[0018] 該方法有利的是，其中插入真空源進一步包括，將中空針插入通過真空袋，并形成 中空針與真空袋之間的大體真空密封。
[0019] 該方法有利的是，其中從補片去除真空源包括，從補片并從真空袋撤回中空針，以 及密封真空袋中的、在中空針通過真空袋的插入期間由真空袋的穿透所引起的孔。
[0020] 該方法有利的是，其中將真空源插入到補片中包括，在補片的區域上方的間隔開 的位置處將多個中空針插入通過補片。
[0021] 該方法有利的是，其進一步包括，使用不同的樹脂壓力用樹脂灌注補片。
[0022] 該方法有利的是，其中使樹脂從其外側流入補片包括，將樹脂分配管放置在真空 袋下方的補片的外側上，以及將