由多层预浸复合装料形成复合零件的方法和设备与流程

1.本发明涉及由多层预浸复合装料形成复合零件的方法和设备。


背景技术：

2.复合材料变得越来越受欢迎用于制造飞行器部件和其它轻质结构。复合材料具有优异的强度和刚度特性并且与例如金属相比重量轻。然而，例如与金属结构相比，复合结构的制造仍相当昂贵。对于大型复合结构和具有复杂几何形状的复合结构，制造成本尤其显著。造成这些高制造成本的主要因素是设备复杂度和处理时间。例如，复合材料的处理常常涉及脱气，即提取困在这些材料中的水分、挥发物和/或气体。脱气通常增加了制造循环时间并且需要使用专用设备(例如，高压釜)。


技术实现要素：

3.因此，旨在至少解决上述问题的设备和方法将具有实用性。
4.以下是本文所公开的主题的示例的非穷尽性列表。
5.本文公开了一种由多层预浸复合装料形成复合零件的方法。该方法包括：将位于处于大气压的腔室中的囊内部的压力降低至低于大气压。该方法还包括：将具有第一形状的多层预浸复合装料放置在腔室中并将腔室内部的压力降低至低于大气压。在维持腔室内部的压力低于大气压的同时，该方法包括通过将囊内部的压力增加至大气压来使腔室内的囊膨胀，以使得多层预浸复合装料在囊与位于腔室内部的成型工具之间被压缩，并且多层预浸复合装料被成型工具配置成不同于第一形状的第二形状。该方法还包括使具有第二形状的多层预浸复合装料固化。
6.上面呈现的操作顺序允许在形成多层预浸复合装料之前对多层预浸复合装料进行脱气。具体地，在多层预浸复合装料的至少一部分暴露的同时执行脱气。在此阶段，多层预浸复合装料还未在囊与成型工具之间被压缩。一旦多层预浸复合装料在囊与成型工具之间被压缩，随着气路被囊和成型工具阻塞，脱气效率降低。应该注意的是，甚至在多层预浸复合装料在囊与成型工具之间被压缩的同时脱气仍继续，此时脱气效率低。在多层预浸复合装料在囊与成型工具之间被压缩之前，开始并继续(例如，在一段时间内)更高效的脱气。此外，执行这种脱气而无需附加设备。囊和腔室二者均配备有独立的真空管线，这使得能够独立地降低囊内部和腔室内部的压力。
附图说明
7.现在将参考附图，附图未必按比例绘制，并且其中相同的标号贯穿多个示图指代相同或相似的部分。在附图中：
8.图1a和图1b共同是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的由多层预浸复合装料形成复合零件的方法的框图；
9.图2是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的位于腔室内部的囊的示意性
横截面图，示出根据图1a和图1b的方法降低囊内部的压力的步骤；
10.图3a是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法降低腔室内部的压力的步骤；
11.图3b是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的图3a的腔室的示意性放大横截面图，示出腔室的不同部件；
12.图3c是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法降低腔室内部的压力的步骤；
13.图3d是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的图3c的腔室的示意性放大横截面图，示出腔室的不同部件；
14.图3e是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法降低腔室内部的压力的步骤；
15.图3f是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的图3e的腔室的示意性放大横截面图，示出腔室的不同部件；
16.图4a和图4b是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的两个示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法使腔室内的囊膨胀的步骤；
17.图4c是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的图4b的腔室的示意性放大横截面图，示出不同加热器示例；
18.图4d和图4e是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的两个示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法使腔室内的囊膨胀的步骤；
19.图4f是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的腔室的示意性横截面图，示出根据图1a和图1b的方法使多层预浸复合装料固化的步骤；
20.图5是根据本文所公开的主题的一个或更多个示例的用于由多层预浸复合装料形成复合零件的设备的框图；
21.图6是飞行器生产和服务方法的框图；
22.图7是飞行器的示意性例示图。
具体实施方式
23.在上面参照的图5中，连接各种元件和/或部件的实线(如果有的话)可表示机械、电气、流体、光学、电磁和其它联接和/或其组合。如本文所使用的，“联接”意指直接以及间接关联。例如，构件a可与构件b直接关联，或者可与其间接关联(例如，经由另一构件c)。将理解，并非必须表示各种公开的元件之间的所有关系。因此，也可存在框图中描绘的那些以外的联接。连接指代各种元件和/或部件的方框的虚线(如果有的话)表示功能和目的与实线所表示的那些相似的联接；然而，由虚线表示的联接可选择性地提供，或者可涉及本文所公开的主题的替代示例。同样，以虚线表示的元件和/或部件(如果有的话)指示本文所公开的主题的替代示例。在不脱离本文所公开的主题的范围的情况下，可从特定示例省略以实线和/或虚线示出的一个或更多个元件。环境元件(如果有的话)以虚线表示。为了清晰，还可示出虚拟(假想)元件。本领域技术人员将理解，图5所示的一些特征可按各种方式组合而无需包括图5、其它附图和/或附带公开中描述的其它特征，即使这种组合或这些组合在本文中未明确地示出。类似地，不限于所呈现的示例的附加特征可与本文中示出和描述的一
些或所有特征组合。
24.在上面参照的图1a、图1b和图6中，方框可表示操作和/或其部分，并且连接各种方框的线并不暗示操作或其部分的任何特定顺序或依赖性。由虚线表示的方框指示替代操作和/或其部分。连接各种方框的虚线(如果有的话)表示操作或其部分的替代依赖性。将理解，并非必须表示各种公开的操作之间的所有依赖性。图1a、图1b和图6以及描述本文所阐述的方法操作的附带公开不应被解释为必然确定要执行操作的顺序。相反，尽管指示一个例示性顺序，但是将理解，适当时可修改操作顺序。因此，某些操作可按不同的顺序执行或同时执行。另外，本领域技术人员将理解，并非需要执行所描述的所有操作。
25.在以下描述中，阐述了众多具体细节以提供所公开的概念的透彻理解，其可在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践。在其它情况下，已省略了已知装置和/或处理的细节以避免不必要地模糊本公开。尽管一些概念将结合特定示例来描述，但是将理解，这些示例并非旨在限制。
26.除非另外指示，否则本文中术语“第一”、“第二”等仅用作标签，而非旨在对这些术语所指的项目强加顺序、位置或层次要求。此外，对例如“第二”项目的引用不要求或排除例如“第一”或编号更低的项目和/或例如“第三”或编号更高的项目的存在。
27.本文中对“一个或更多个示例”的引用意指结合示例描述的一个或更多个特征、结构或特性包括在至少一个实现方式中。说明书中的各个地方的短语“一个或更多个示例”可指或可不指同一示例。
28.如本文所使用的，“被配置为”执行指定的功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件确实能够执行指定的功能而无需任何更改，而非仅仅有可能在进一步修改之后执行指定的功能。换言之，“被配置为”执行指定的功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件是为了执行指定的功能而专门选择、创建、实现、利用、编程和/或设计的。如本文所使用的，“被配置为”表示使得系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定的功能而无需进一步修改的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性。出于本公开的目的，被描述为“被配置为”执行特定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件可另外地或另选地被描述为“适于”和/或“可操作以”执行该功能。
29.下面提供本文所公开的主题的例示性非穷尽性示例。
30.大体参照图1a和图1b，特别是例如图2至图4d，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例1。根据示例1，由多层预浸复合装料190形成复合零件195的方法500包括(方框510)将位于处于大气压的腔室100中的囊140内部的压力降低至低于大气压。方法500还包括(方框520)将具有第一形状的多层预浸复合装料190放置在腔室100中。方法500还包括(方框530)将腔室100内部的压力降低至低于大气压。方法500另外包括(方框540)在维持腔室100内部的压力低于大气压的同时，通过将囊140内部的压力增加至大气压来使腔室100内的囊140膨胀，以使得多层预浸复合装料190在囊140与位于腔室100内部的成型工具130之间被压缩，并且多层预浸复合装料190被成型工具130配置成不同于第一形状的第二形状。方法500还包括(方框550)使具有第二形状的多层预浸复合装料190固化。
31.以上呈现的操作顺序允许在形成多层预浸复合装料190之前对多层预浸复合装料190进行脱气。具体地，在多层预浸复合装料190的至少一部分(例如，面向成型工具130的部
分)暴露的同时执行脱气。在此阶段，多层预浸复合装料190还未在囊140与成型工具130之间被压缩，并且对流出多层预浸复合装料190的气流没有限制。一旦多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩，随着气路至少部分地被囊140和成型工具130阻塞，脱气效率降低。应该注意的是，即使在多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩的同时，尽管此阶段的脱气由于上述气路限制而效率低，但脱气仍继续。然而，在多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩之前，脱气开始并继续。在此阶段，由于没有上述气路限制，脱气效率更高。此外，执行脱气而无需附加设备。在一些示例中，囊140和腔室100二者均配备有独立的真空管线，这使得能够独立地降低囊140内部和腔室100内部的压力。
32.最初，腔室100处于大气压，例如，腔室100打开并且准备好接纳多层预浸复合装料190。囊140被定位在腔室100内部并且至少初始暴露于大气。当囊140内部的压力被降低至低于大气压时，在腔室100内并且囊140外部的大气压压缩囊140，这也可被称为囊140的压平。在一些示例中，囊140由柔性材料形成，这使得囊140能够基于囊140内部和囊140外部的压力差改变形状并被压平。
33.在囊140被压平的同时，多层预浸复合装料190被放置到腔室100中。在此阶段，多层预浸复合装料190具有第一形状(例如，基本上平坦的形状)。在一些示例中，多层预浸复合装料190被放置在囊140上方。此处理阶段示出于图2中。腔室100在此阶段打开，从而提供通向腔室100内部的入口，以例如用于放置多层预浸复合装料190。
34.方法500然后继续将腔室100内部的压力降低至低于大气压。腔室100在此阶段被密封，例如如图3a所示。例如，通过将腔室100的内部连接到真空源来降低腔室100内部的压力。应该注意的是，在此阶段囊140维持低于大气压。在一些示例中，囊140内部的压力和腔室100内部的压力在此阶段相同，例如，二者流体联接到同一真空源。在其它示例中，囊140内部的压力小于腔室100内部的压力，以确保囊保持平坦。
35.在此阶段，多层预浸复合装料190暴露于腔室100内部的环境(低于大气压)。同时，多层预浸复合装料190至少部分地暴露(例如，不与囊140之外的其它部件接触)。此外，囊140还未压缩多层预浸复合装料190。这种因素组合允许多层预浸复合装料190的高效脱气，这可被称为初始脱气或预压缩脱气。这种初始脱气在一段时间内执行，其取决于诸如多层预浸复合装料190的厚度、多层预浸复合装料190的材料性质(例如，孔隙率、密度、弹性)、所需脱气水平等的各种因素。在一些示例中，这种初始脱气的持续时间介于一分钟和一小时之间，或者更具体地，介于五分钟和三十分钟之间。
36.方法500继续使腔室100内的囊140膨胀。此阶段示意性地示出于图4a至图4e中。囊140的膨胀通过将囊140内部的压力增加至大气压来实现，例如，当囊140与真空源断开并流体联接到大气时。例如，囊140包括从腔室100延伸并连接到阀186(或更具体地，三通阀)的管线。该三通阀的一个端口向大气开放。此外，该囊膨胀操作在维持腔室100内部的压力低于大气压的同时执行。囊140内部的压力高于腔室100内部(和囊140外部)的压力导致囊140膨胀。
37.在该囊膨胀操作期间，多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩，例如如图4a至图4e中示意性示出的。更具体地，多层预浸复合装料190被成型工具130配置成不同于第一形状的第二形状。在一些示例中，成型工具130限定多层预浸复合装料190的
第二形状。具体地，在囊膨胀操作期间，多层预浸复合装料190适形于成型工具130。应该注意的是，在此操作期间腔室100内部的压力维持低于大气压，从而允许多层预浸复合装料190进一步脱气。然而，与初始脱气(在使腔室100内的囊140膨胀并压缩多层预浸复合装料190之前)不同，这种后续脱气的效率低。脱气路径现在受到压缩多层预浸复合装料190的囊140和成型工具130限制。
38.方法500还包括使具有第二形状的多层预浸复合装料190固化。在一些示例中，在该固化操作期间，多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被连续地压缩。一旦固化操作完成，就(由多层预浸复合装料190)形成复合零件195。与多层预浸复合装料190不同，复合零件195能够维持形状。因此，复合零件195不再需要囊140和成型工具130的进一步支撑。
39.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a至图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例2。根据涵盖上述示例1的示例2，在将腔室100内部的压力降低至低于大气压的步骤(方框510)期间，多层预浸复合装料190通过间隙134与成型工具130分离。
40.间隙134确保了多层预浸复合装料190的面向成型工具130的部分保持暴露并可用于脱气(或更具体地，在压缩多层预浸复合装料190之前的初始脱气)。一旦成型工具130与多层预浸复合装料190接触并且多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩，脱气路径受到更多限制并且脱气效率低于初始脱气。
41.在一些示例中，间隙134为至少一毫米(或更具体地，至少五毫米)。一方面，不需要大间隙，因为气体能够有效地通过狭窄路径。然而，大间隙确保了多层预浸复合装料190的变形不会导致成型工具130和多层预浸复合装料190之间的接触，从而维持间隙134内的连续气路。
42.大体参照图1a和图1b，特别是例如图2、图3a和图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例3。根据涵盖上述示例2的示例3，腔室100包括腔室壳体110以及联接到腔室壳体110并且可相对于腔室壳体110枢转的腔室盖120。将腔室100内部的压力降低至低于大气压的步骤(方框530)以及通过在维持腔室100内部的压力低于大气压的同时将囊140内部的压力增加至大气压来使腔室100内的囊140膨胀的步骤(方框550)各自包括(方框532)在腔室盖120和腔室壳体110之间提供密封。成型工具130附接至腔室盖120并由腔室盖120支撑。
43.将成型工具130附接至腔室盖120消除了对用于成型工具130的单独支撑的需求。因此，不需要附加或特殊工具来将成型工具130支撑在腔室100中并对准。此外，腔室盖120可枢转地联接到腔室壳体110在维持腔室盖120和腔室壳体110的相对取向的同时允许打开和进入腔室100。例如，腔室盖120可枢转地联接到腔室壳体110，例如如图2所示。附接至腔室盖120并由腔室盖120支撑的成型工具130保持相对于腔室壳体110对准。换言之，当腔室盖120相对于腔室壳体110密封时，成型工具130在腔室壳体110内相对于多层预浸复合装料190占据指定的位置。
44.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a和图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例4。根据涵盖上述示例1至3中的任一个的示例4，方法500还包括(方框538)在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190
进行加热。
45.在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热有助于例如通过软化多层预浸复合装料190并使得困住的气泡能够行进到多层预浸复合装料190的表面来对多层预浸复合装料190进行脱气。如图3a和图3b所示，成型工具130在此阶段不与多层预浸复合装料190接触，并且多层预浸复合装料190的整个顶表面暴露或被可渗透部件覆盖，从而使得气体能够从多层预浸复合装料190逃逸。
46.在一些示例中，多层预浸复合装料190被加热至的温度和持续时间不会触发或导致多层预浸复合装料190的显著固化。例如，在该边脱气边加热操作期间，多层预浸复合装料190被加热至固化温度的约50％和80％之间。
47.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a和图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例5。根据涵盖上述示例4的示例5，在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热(方框538)在将腔室100内部的压力降低至低于大气压(方框530)之后执行。
48.在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热有助于对多层预浸复合装料190进行脱气。如图3a和图3b所示，成型工具130在此阶段不与多层预浸复合装料190接触，并且多层预浸复合装料190的整个表面暴露或被可渗透部件覆盖，从而使得气体能够从多层预浸复合装料190逃逸。此外，加热有助于软化多层预浸复合装料190，从而增强脱气。最后，加热有助于例如也通过软化多层预浸复合装料190来使多层预浸复合装料190成形。然而，加热被限制为避免多层预浸复合装料190的过早固化(例如，在成型之前固化)。具体地，通过首先将腔室100内部的压力降低至低于大气压，然后才开始加热来使此阶段的加热持续时间最小化。
49.在一些示例中，多层预浸复合装料190被加热至的温度和持续时间不会触发或导致多层预浸复合装料190的显著固化。例如，在该边脱气边加热操作期间，多层预浸复合装料190被加热至固化温度的约50％和80％之间。
50.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a和图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例6。根据涵盖上述示例4的示例6，在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热(方框538)和将腔室100内部的压力降低至低于大气压(方框530)同时执行。
51.同时加热多层预浸复合装料190和降低腔室100内部的压力(以对多层预浸复合装料190进行脱气)有助于减少总处理时间。此外，(在此阶段)加热有助于软化多层预浸复合装料190，从而增强初始脱气，并且还有助于多层预浸复合装料190的稍后成形。
52.在一些示例中，加热多层预浸复合装料190和降低压力同时开始。另选地，加热多层预浸复合装料190和降低压力交错但交叠。例如，加热多层预浸复合装料190在降低压力之前开始。另选地，降低压力在加热多层预浸复合装料190之前开始。
53.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a和图3b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例7。根据涵盖上述示例4至6中的任一个的示例7，在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热(方框538)使用加热器150来执行。囊140被定位在加热器150和多层预浸复合装料190之间。
54.将囊140定位在加热器150和多层预浸复合装料190之间允许将加热器150与囊140
分离，从而简化设备的总体设计。在此阶段，囊140被压平，并且通过囊140的两个壁热传递。这些壁中的一个面向加热器150，而另一个面向多层预浸复合装料190。囊140还可作为散热器操作，从而有效地减小多层预浸复合装料190所经历的温度梯度。
55.在一些示例中，加热器150是独立部件。例如，加热器150被附接至腔室壳体110和/或相对于腔室壳体110被支撑。例如，图3a示出定位在腔室壳体110和加热器150之间的热绝缘体170。各种类型的加热器150均在范围内，例如电阻加热器、基于流体的加热器等。
56.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3c和图3d，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例8。根据涵盖上述示例4至7中的任一个的示例8，在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热(方框538)使用结合到囊140中的囊表面加热器142来执行。
57.将囊表面加热器142结合到囊140中减少了部件数量。此外，这种结合允许将囊表面加热器142靠近多层预浸复合装料190定位以有效加热而不需要通过囊140的壁热传递。在一些示例中，囊表面加热器142面向多层预浸复合装料190。在一些具体示例中，囊表面加热器142直接接触多层预浸复合装料190。囊表面加热器142的一个示例是电阻加热器。
58.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3e和图3f，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例9。根据涵盖上述示例4至7中的任一个的示例9，在使腔室100内的囊140膨胀之前对多层预浸复合装料190进行加热(方框538)使用定位在囊140和多层预浸复合装料190之间的毯式加热器152来执行。
59.毯式加热器152与多层预浸复合装料190相邻定位，并且在一些操作步骤期间与多层预浸复合装料190接合以有效加热而不需要通过囊140的壁热传递。将毯式加热器152与囊140分离允许毯式加热器152与囊140之间的新设计，其不受这两个部件的集成限制。在一些示例中，毯式加热器152面向多层预浸复合装料190。在一些具体示例中，毯式加热器152直接接触多层预浸复合装料190。毯式加热器152的一个直接示例是电阻加热器。
60.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b和图4c，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例10。根据涵盖上述示例9的示例10，固化多层预浸复合装料190(方框550)包括(方框552)使用定位在多层预浸复合装料190和成型工具130之间的毯式加热器152对多层预浸复合装料190进行加热。
61.毯式加热器152对多层预浸复合装料190提供局部直接加热，而不加热其它部件，特别是不加热诸如成型工具130的大块部件。这种直接加热提高了处理速度(例如，通过更快达到期望的温度)并节省能源(例如，通过加热较少的部件)。此外，直接加热消除了对在处理循环之间冷却部件的需求。
62.在一些示例中，毯式加热器152直接接触多层预浸复合装料190。在一些示例中，毯式加热器152由成型工具130支撑，例如，毯式加热器152包裹成型工具130。同时，毯式加热器152的加热元件与成型工具130热隔离。毯式加热器152的一个直接示例是电阻加热器。
63.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a和图4b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例11。根据涵盖上述示例1至10中的任一个的示例11，使腔室100内的囊140膨胀(方框540)包括将囊140流体联接到大气(方框542)。
64.将囊140流体联接到大气不需要复杂或额外的设备。囊140被简单地通向大气，这导致囊140在腔室100内膨胀。应该注意的是，腔室100内部的压力低于大气压，从囊140内对
囊140加压。例如，延伸到囊140中的管线连接到三通阀，该三通阀将囊140的内部流体联接到大气(在即刻操作中)或真空源(在其它操作中)。
65.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b和图4c，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例12。根据涵盖上述示例1至11中的任一个的示例12，固化多层预浸复合装料190(方框550)包括使用结合到成型工具130中的成型工具加热器132对多层预浸复合装料190进行加热(方框554)。
66.在多层预浸复合装料190被固化的同时，多层预浸复合装料190适形于并压合到成型工具130，从而确保多层预浸复合装料190与成型工具130之间的良好热传递。使用成型工具130(或更具体地，结合到成型工具130中的成型工具加热器132)依赖于多层预浸复合装料190与成型工具130之间的这种热传递。此外，在一些示例中，成型工具130在接触多层预浸复合装料190之前被预热。该预热特征通过消除加热时段而减少了总处理时间。
67.在一些示例中，成型工具加热器132是电阻加热器。然而，其它类型的加热器也在本公开的范围内。在一些示例中，成型工具加热器132与成型工具130的接触多层预浸复合装料190的表面相邻定位。此外，成型工具加热器132沿着该表面均匀地分布。例如，成型工具加热器132包括多个加热元件，例如如图4c所示。
68.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b、图4c、图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例13。根据涵盖上述示例1至12中的任一个的示例13，固化多层预浸复合装料190(方框550)包括使用囊140对多层预浸复合装料190进行加热(方框556)。
69.在多层预浸复合装料190被固化的同时，多层预浸复合装料190适形于囊140并被囊140压合，从而确保多层预浸复合装料190与囊140之间的良好热传递。此外，使用囊140作为热源不再需要对其它部件，特别是诸如成型工具130的大块部件进行加热，从而提高了总处理速度。
70.在一些示例中，使用集成加热器来加热囊140。另选地，通过向囊140中供应热空气来加热囊140。例如，空气在囊140外部被加热，然后被引入到囊140中。
71.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b和图4c，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例14。根据涵盖上述示例13的示例14，使用囊140对多层预浸复合装料190进行加热(方框556)包括使用结合到囊140中的囊表面加热器142对多层预浸复合装料190进行加热(方框557)。
72.在多层预浸复合装料190被固化的同时，多层预浸复合装料190适形于囊140并被囊140压合，从而确保多层预浸复合装料190和囊140之间的良好热传递。例如，囊表面加热器142被定位在囊140的接触多层预浸复合装料190的表面上。此外，使用囊140作为热源不再需要对其它部件，特别是诸如成型工具130的大块部件进行加热，从而提高了总处理速度。
73.在一些示例中，囊表面加热器142是电阻加热器。然而，其它类型的加热器也在本公开的范围内。在一些示例中，囊表面加热器142被集成到囊140中，例如形成囊140的表面。
74.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例15。根据涵盖上述示例13的示例15，使用囊140对多层预浸复合装料190进行加热(方框556)包括(方框558)向囊140中引入热空气。
75.在多层预浸复合装料190被固化的同时，多层预浸复合装料190适形于囊140并被囊140压合，从而确保多层预浸复合装料190和囊140之间的良好热传递。向囊140中引入热空气提供囊140的均匀加热，并且作为这种热传递的结果，还提供多层预浸复合装料190的均匀加热。在一些示例中，空气在囊140外部被加热，然后被引入到囊140中。
76.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例16。根据涵盖上述示例15的示例16，在通过将囊140内部的压力增加至大气压使腔室100内的囊140膨胀(方框540)之后，囊140包括第一囊容积148和第二囊容积149，使得成型工具130被定位在第一囊容积148和第二囊容积149之间。向囊140中引入热空气的步骤(方框558)包括使热空气在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环(方框559)。
77.使热空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环建立了闭环系统，其与从环境连续地抽吸更多空气的系统相比能效更高。此外，使热空气在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环确保了囊140内以及结果多层预浸复合装料190上的均匀温度分布。
78.在一些示例中，基于所监测的囊140内的压力来向囊140供应或从囊140移除附加空气。例如，囊140内部的压力保持在大气压水平。
79.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例17。根据涵盖上述示例16的示例17，使热空气在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环(方框559)使用流体联接到第一囊容积148和第二囊容积149的热模块182来执行。
80.热模块182确保了在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环的热空气的温度为设定点。例如，在空气通过囊140(例如，第一囊容积148或第二囊容积149)的同时空气被冷却以加热囊140的壁并向多层预浸复合装料190提供热。随着空气离开囊140，热模块182将空气重新加热回到设定点。
81.在一些示例中，热模块182配备有加热器(例如，电阻加热器)。此外，在一些示例中，热模块182配备有鼓风机以迫使热空气并使热空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
82.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例18。根据涵盖上述示例17的示例18，第一囊容积148经由囊140外部的导管185流体联接到第二囊容积149。
83.导管185将第一囊容积148流体联接到第二囊容积149并且确保了热空气能够在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环热空气。
84.在一些示例中，导管185突出到各个第一囊容积148和第二囊容积149中。此外，导管185在腔室100外部延伸以避免干扰囊140和其它部件。
85.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例19。根据涵盖上述示例17或18的示例19，第一囊容积148经由囊140内部的通道141流体联接到第二囊容积149。
86.通道141将第一囊容积148流体联接到第二囊容积149并且确保了热空气能够在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环热空气。此外，通道141对囊140的在第一
囊容积148和第二囊容积149之间延伸的部分进行加热，从而确保了多层预浸复合装料190的所有表面被加热。
87.在一些示例中，通道141的高度与多层预浸复合装料190和成型工具130之间的间隙相同。因此，通道141的高度由成型工具130的设计。在一些示例中，通道141的高度沿着腔室的长度(x方向)变化，以确保热空气通过通道141均匀流动。
88.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例20。根据涵盖上述示例16的示例20，使热空气在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环(方框559)使用流体联接到第一囊容积148和第二囊容积149的热模块182以及流体联接到第一囊容积148和第二囊容积149的第二热模块183来执行。
89.热模块182和第二热模块183确保了在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环的热空气的温度为设定点。例如，在空气通过囊140(例如，第一囊容积148或第二囊容积149)的同时空气被冷却以加热囊140的壁并向多层预浸复合装料190提供热。随着空气离开第一囊容积148，第二热模块183在将空气重新引入到第二囊容积149中之前将空气重新加热回到设定点。类似地，随着空气离开第二囊容积149，热模块182在将空气重新引入到第一囊容积148中之前将空气重新加热回到设定点。
90.在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有加热器(例如，电阻加热器)。此外，在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有鼓风机以迫使热空气并使热空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
91.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例21。根据涵盖上述示例16至19中的任一个的示例21，向囊140中引入热空气(方框558)包括通过定位在第一囊容积148内部的第一囊导管144并且通过定位在第二囊容积149内部的第二囊导管146在囊140内分布热空气(方框560)。
92.第一囊导管144和第二囊导管146控制囊140内的热空气分布，从而减少工具的总加热和能耗。在一些示例中，第一囊导管144和第二囊导管146中的每一个是穿孔管。
93.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例22。根据涵盖上述示例21的示例22，热空气由第一囊导管144和第二囊导管146朝着多层预浸复合装料190引导。
94.第一囊导管144和第二囊导管146控制囊140内的热空气分布，从而减少工具的总加热和能耗。在一些示例中，第一囊导管144和第二囊导管146中的每一个是将热空气朝着多层预浸复合装料190引导以用于固化多层预浸复合装料190的穿孔管。
95.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例23。根据涵盖上述示例22的示例23，当热空气在囊140内分布时，仅在第一囊导管144和第二囊导管146的面向多层预浸复合装料190的那些相应部分中，第一囊导管144包括第一囊导管开口145并且第二囊导管146包括第二囊导管开口147。
96.第一囊导管144和第二囊导管146控制囊140内的热空气分布，从而减少工具的总加热和能耗。在一些示例中，第一囊导管144和第二囊导管146中的每一个是穿孔管。具体
地，第一囊导管144的穿孔由第一囊导管开口145表示。第二囊导管146的穿孔由第二囊导管开口147表示。
97.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4a和图4f，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例24。根据涵盖上述示例21至23中的任一个的示例24，将囊140内部的压力降低至低于大气压(方框530)包括压扁第一囊导管144和第二囊导管146(方框536)。
98.压扁第一囊导管144和第二囊导管146确保了在将多层预浸复合装料190放置在腔室100中时第一囊导管144和第二囊导管146不干扰囊140的操作。在一些示例中，在将多层预浸复合装料190放置在腔室100中时，囊140基本上平坦。
99.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例25。根据涵盖上述示例21至24中的任一个的示例25，通过定位在第一囊容积148内部的第一囊导管144并且通过定位在第二囊容积149内部的第二囊导管146在囊140内分布热空气(方框560)包括使用热模块182向第一囊导管144中输送热空气并且使用第二热模块183向第二囊导管146中输送热空气(方框562)。
100.热模块182和第二热模块183确保了在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环的热空气的温度为设定点。例如，在空气通过囊140(例如，第一囊容积148或第二囊容积149)的同时空气被冷却以加热囊140的壁并向多层预浸复合装料190提供热。随着空气离开第一囊容积148，第二热模块183在将空气重新引入到第二囊容积149中之前将空气重新加热回到设定点。类似地，随着空气离开第二囊容积149，热模块182在将空气重新引入到第一囊容积148中之前将空气重新加热回到设定点。
101.在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有加热器(例如，电阻加热器)。此外，在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有鼓风机以迫使热空气并使热空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
102.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例26。根据涵盖上述示例25的示例26，通过定位在第一囊容积148内部的第一囊导管144并通过定位在第二囊容积149内部的第二囊导管146在囊140内分布热空气(方框560)还包括使热空气从第一囊容积148再循环到第二热模块183中并使热空气从第二囊容积149再循环到热模块182中(方框564)。
103.热模块182和第二热模块183确保了在第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环的热空气的温度为设定点。例如，在空气通过囊140(例如，第一囊容积148或第二囊容积149)的同时空气被冷却以加热囊140的壁并向多层预浸复合装料190提供热。随着空气离开第一囊容积148，第二热模块183在将空气重新引入到第二囊容积149中之前将空气重新加热回到设定点。类似地，随着空气离开第二囊容积149，热模块182在将空气重新引入到第一囊容积148中之前将空气重新加热回到设定点。
104.在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有加热器(例如，电阻加热器)。此外，在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有鼓风机以迫使热空气并使热空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
105.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例27。根据涵盖上述示例26的示例27，方法500还包
括在固化多层预浸复合装料190(方框550)之后，冷却多层预浸复合装料190(方框570)。
106.冷却多层预浸复合装料190确保了例如在囊140不再支撑多层预浸复合装料190之后多层预浸复合装料190保持第二形状。在一些示例中，在多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩的同时，多层预浸复合装料190被冷却。更具体地，多层预浸复合装料190在被冷却的同时仍被成型工具130配置成第二形状。
107.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例28。根据涵盖上述示例27的示例28，冷却多层预浸复合装料190(方框570)包括使冷空气流入囊140中(方框572)。
108.使冷空气流入囊140中确保了囊140的均匀冷却以及结果多层预浸复合装料190的均匀冷却。多层预浸复合装料190的均匀冷却有助于减轻多层预浸复合装料190中的热应力并防止变形。在一些示例中，引入到囊140中的冷空气的温度逐渐降低以确保逐渐冷却。
109.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例29。根据涵盖上述示例28的示例29，使冷空气流入囊140中(方框572)使用热模块182和第二热模块183来执行。
110.热模块182和第二热模块183确保了引入到囊140中的冷空气的温度为设定点(例如，逐渐减小的设定点)。例如，随着空气在冷却囊140的壁并冷却多层预浸复合装料190的同时通过囊140，空气被加热。随着空气离开第一囊容积148，第二热模块183在将空气重新引入到第二囊容积149中之前将空气冷却回到设定点。类似地，随着空气离开第二囊容积149，热模块182在将空气重新引入到第一囊容积148中之前将空气冷却回到设定点。
111.在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有冷却器。此外，在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有鼓风机以使冷空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
112.大体参照图1a和图1b，特别是例如图3a、图3b、图3c和图3d，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例30。根据涵盖上述示例1至29中的任一个的示例30，方法500还包括在将多层预浸复合装料190放置到腔室100中(方框520)之前，将多层预浸复合装料190放置在多孔隔膜160之间(方框512)。
113.多孔隔膜160防止多层预浸复合装料190粘到其它部件，同时允许多层预浸复合装料190的脱气。具体地，当腔室100内部的压力降低至低于大气压时，多孔隔膜160使得气体能够逃离多层预浸复合装料190。在一些示例中，一片多孔隔膜160被定位在多层预浸复合装料190和囊140之间。在一个或更多个示例中，另一片多孔隔膜160被定位在多层预浸复合装料190和成型工具130之间。
114.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4b，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例31。根据涵盖上述示例1至25中的任一个的示例31，方法500还包括在固化多层预浸复合装料190之后，冷却多层预浸复合装料190(方框570)。
115.冷却多层预浸复合装料190确保了例如在囊140不再支撑多层预浸复合装料190之后多层预浸复合装料190保持第二形状。在一些示例中，在多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩的同时，多层预浸复合装料190被冷却。更具体地，多层预浸复合装料190在被冷却的同时仍被成型工具130配置成第二形状。
116.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4d和图4e，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例32。根据涵盖上述示例31的示例32，冷却多层预浸复合装料190(方框570)包括使冷空气流入囊140中(方框572)。
117.使冷空气流入囊140中确保了囊140的均匀冷却以及结果多层预浸复合装料190的均匀冷却。多层预浸复合装料190的均匀冷却有助于减轻多层预浸复合装料190中的热应力并防止变形。在一些示例中，引入到囊140中的冷空气的温度逐渐降低以确保逐渐冷却。
118.大体参照图1a和图1b，特别是例如图4f，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例33。根据涵盖上述示例32的示例33，使冷空气流入囊140中(方框572)使用流体联接到囊140的热模块182来执行。
119.热模块182和第二热模块183确保了引入到囊140中的冷空气的温度为设定点(例如，逐渐减小的设定点)。例如，随着空气在冷却囊140的壁并冷却多层预浸复合装料190的同时通过囊140，空气被加热。随着空气离开第一囊容积148，第二热模块183在将空气重新引入到第二囊容积149中之前将空气冷却回到设定点。类似地，随着空气离开第二囊容积149，热模块182在将空气重新引入到第一囊容积148中之前将空气冷却回到设定点。
120.在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有冷却器。此外，在一些示例中，热模块182和第二热模块183中的每一个配备有鼓风机以使冷空气在囊140的第一囊容积148和第二囊容积149之间再循环。
121.大体参照图1a和图1b，特别是例如图5，仅出于例示性目的而非作为限制，本段的以下部分描述了本文所公开的主题的示例34。根据涵盖上述示例1至33中的任一个的示例34，腔室100被配置用于使用方法500的步骤由多层预浸复合装料190形成复合零件195。
122.腔室100允许执行特定操作顺序，其涉及在形成多层预浸复合装料190之前对多层预浸复合装料190进行脱气。具体地，在多层预浸复合装料190的至少一部分暴露的同时执行脱气。在此阶段，多层预浸复合装料190还未在囊140与成型工具130之间被压缩。一旦多层预浸复合装料190在囊140与成型工具130之间被压缩，随着气路变得被囊140和成型工具130阻塞，脱气效率降低。
123.当腔室100内部的压力降低至低于大气压时，多层预浸复合装料190暴露于腔室100内部的环境，这导致多层预浸复合装料190的脱气。应该注意的是，多层预浸复合装料190最初在腔室100处于大气压的同时被放置到腔室100中。这种脱气在一段时间内执行，其取决于诸如多层预浸复合装料190的厚度、多层预浸复合装料190的材料性质(例如，孔隙率、密度、弹性)、所需脱气水平等的各种因素。在一些示例中，脱气的持续时间介于一分钟到一小时之间(或更具体地，在五分钟到三十分钟之间)。
124.本文所公开的主题的示例可在如图6所示的飞行器制造和服务方法900以及如图7所示的飞行器902的背景下描述。在生产前，方法900可包括飞行器902的规格和设计(方框904)以及材料采购(如方框906所示)。在生产期间，可进行飞行器902的部件和分总成制造(如方框908所示)以及系统集成(如方框910所示)。此后，飞行器902可经过认证和配送(如方框912所示)以投入服务(如方框914所示)。在服务中，可为飞行器902安排例行维修和保养(如方框916所示)。例行维修和保养可包括飞行器902的一个或更多个系统的修改、重新配置、改造等。
125.方法900的各个处理可由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，顾客)来执行或
完成。为了本说明书的目的，系统集成商可包括(但不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括(但不限于)任何数量的卖方、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务组织等。
126.如图7所示，通过方法900生产的飞行器902可包括具有多个高级系统920和内部922的机身918。高级系统920的示例包括推进系统924、电气系统926、液压系统928和环境系统930中的一个或更多个。可包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例，但是本文所公开的的原理可应用于其它行业，例如汽车行业。因此，除了飞行器902之外，本文所公开的原理可应用于其它载具，例如陆地载具、海洋载具、太空载具等。
127.本文所示出或描述的设备和方法可在方法900的任一个或更多个阶段期间采用。例如，与部件和分总成制造(方框908)对应的部件或分总成可按照与飞行器902投入服务(方框914)时生产的部件或分总成相似的方式来加工或制造。另外，设备、方法或其组合的一个或更多个示例可在方框908和方框910所示的生产阶段期间使用(例如，通过显著加快飞行器902的组装或降低飞行器902的成本)。类似地，设备或方法实现或其组合的一个或更多个示例可(例如但不限于)在飞行器902投入服务(方框914)时和/或在维修和保养(方框916)期间使用。
128.本文所公开的设备和方法的不同示例包括各种部件、特征和功能。应该理解，本文所公开的设备和方法的各种示例可包括本文所公开的设备和方法的任何其它示例的任何部件、特征和功能的任何组合。
129.受益于以上描述和相关附图中所呈现的教导，本领域技术人员将想到本文所阐述的示例的许多修改。
130.因此，将理解，本文所公开的主题不限于所示的特定示例，修改和其它示例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管以上描述和相关附图在元件和/或功能的某些例示性组合的背景下描述了本文所公开的主题的示例，但是应该理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可通过另选实现方式提供元件和/或功能的不同组合。因此，所附权利要求中的括号内标号仅出于例示性目的而呈现，并非旨在将要求保护的主题的范围限于本文所提供的特定示例。
131.尽管为了理解清晰在一些细节上描述了上述概念，但是将显而易见，可在所附权利要求的范围内实践某些改变和修改。应该注意的是，存在实现这些处理、系统和设备的替代方式。因此，本示例被视为例示性的而非限制性的。