本國(guó)際PCT專利申請(qǐng)依賴于2014年3月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/947,716的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于使用透氣聚乙烯真空膜形成復(fù)合疊層堆疊的方法和裝置。

對(duì)相關(guān)技術(shù)的描述

已知在構(gòu)建復(fù)合材料時(shí)，將多個(gè)復(fù)合疊層材料層堆疊至模具上。還將復(fù)合疊層堆疊在彼此頂部，并且使用利用真空膜(有時(shí)也稱為“真空袋”)施加的真空進(jìn)行壓縮。為了可以從真空膜與模具之間的間隔中去除空氣，將透氣材料插入復(fù)合疊層與真空膜之間。在施加真空時(shí)，同時(shí)加熱復(fù)合疊層。熱和壓力的施加(通過(guò)真空和/或正壓)將復(fù)合疊層加固至復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)中。

按照慣例，真空膜是由硅酮或尼龍基材料制成，所述材料是柔性的并且可建立合適的密封，從而在介于真空膜與模具之間的間隔內(nèi)建立部分真空。

利用硅酮的一個(gè)困難在于，用于熱成形應(yīng)用的硅酮傾向于延伸和變形，從而導(dǎo)致疊層厚度由于不均勻的壓力分布而變化，尤其是在施加真空和/或熱時(shí)。盡管這個(gè)問(wèn)題未必在每一種建造復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)的情況下都成問(wèn)題，但是當(dāng)將復(fù)合疊層材料放到模具上以便形成具有更復(fù)雜的形狀的縱梁，諸如Δ形縱梁或Ω形縱梁時(shí)，所述問(wèn)題被放大。

僅供參考，縱梁是一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)化元件，其被附接至另一個(gè)元件，諸如整流罩，以便強(qiáng)化該另一個(gè)元件并且提高該另一個(gè)元件的強(qiáng)度和剛度。盡管縱梁可能具有許多種形狀中的任一種，但是可以將縱梁構(gòu)建成具有Δ形狀或Ω形狀，對(duì)于復(fù)合縱梁來(lái)說(shuō)，這些被視為復(fù)雜形狀。

迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)尚未提供硅酮真空膜的合適的代替物。

發(fā)明概要

本發(fā)明解決了關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)所指出的一個(gè)或多個(gè)缺陷。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種形成成形復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。所述方法包括將復(fù)合疊層堆疊放置于模具上，其中所述復(fù)合疊層堆疊包括織物疊層和樹(shù)脂且其中所述模具呈現(xiàn)預(yù)定形狀；將包含聚乙烯的真空膜覆蓋于所述復(fù)合疊層堆疊上，從而在所述真空膜與所述模具之間建立可抽空體積；對(duì)介于所述模具與所述真空膜之間的所述可抽空體積施加吸力以在所述可抽空體積內(nèi)建立至少部分真空，從而經(jīng)由響應(yīng)于所述可抽空體積內(nèi)的所述至少部分真空而施加至所述真空膜的壓力來(lái)壓縮所述復(fù)合疊層堆疊；以及在向所述可抽空體積施加吸力的同時(shí)加熱所述復(fù)合疊層堆疊，從而至少部分地加固所述疊層堆疊。

在一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，使所述樹(shù)脂預(yù)先浸入所述復(fù)合疊層堆疊的至少一部分中。

在另一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，所述加熱步驟包括至少透過(guò)所述真空膜施加在約700nm至1mm、2至10μm或1.5至8μm中的至少一者之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外電磁輻射。

再進(jìn)一步，預(yù)期所述加熱步驟發(fā)生在約110至130℉(43.33至54.55℃)之間、約115至125℉(46.11至51.67℃)之間或約120℉(48.89℃)中的至少一者的溫度下。

關(guān)于所述模具，所述預(yù)定形狀可以包括Ω形或Δ形表面中的至少一者。

預(yù)期所述織物疊層可以包含碳纖維以及其他類型的纖維。

另外，預(yù)期所述真空膜的一側(cè)包括通道的圖案，從而允許在向所述可抽空體積施加所述吸力時(shí)將氣體抽出。所述圖案可以是所述通道的直線網(wǎng)格圖案或所述通道的菱形圖案中以及其他圖案。

本發(fā)明還提供了一種真空膜，其適用于抵靠模具壓實(shí)至少兩個(gè)纖維層的復(fù)合疊層堆疊。所述真空膜包括聚乙烯，其具有第一表面和第二相對(duì)表面；和表面圖案，其被安置在所述第一表面和所述第二表面中的至少一者上。所述表面圖案包括適用于從所述真空膜與所述模具之間抽出氣體的通道網(wǎng)絡(luò)。

在一個(gè)預(yù)期實(shí)施方案中，所述真空膜具有介于9.5密耳(0.24mm)±10％之間的厚度，可透過(guò)波長(zhǎng)在約700nm至1mm范圍內(nèi)的紅外電磁輻射，在縱向方向上具有介于約500％至550％之間的拉伸伸長(zhǎng)率，在橫向方向上具有介于約650％至700％之間的拉伸伸長(zhǎng)率，在所述縱向方向上具有介于約3300psi至3500psi之間的拉伸強(qiáng)度，在所述橫向方向上具有介于約2700psi至2900psi之間的拉伸強(qiáng)度，在所述縱向方向上具有介于約0.6至0.8磅/密耳之間的埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度，且在所述橫向方向上具有介于約0.9至1.1磅/密耳之間的埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度。另外，預(yù)期所述通道具有介于約11.2密耳(0.28mm)±10％之間的寬度、介于約6密耳(0.15mm)±10％之間的深度并且被安置為彼此相隔介于約84.8密耳(2.15mm)±10％之間的間隔距離。。

預(yù)期所述表面圖案可以具有所述通道的直線網(wǎng)格圖案或所述通道的菱形圖案。

另外，預(yù)期所述真空膜可以在所述縱向方向上具有約525％的拉伸伸長(zhǎng)率且在所述橫向方向上具有約675％的拉伸伸長(zhǎng)率。

此外，預(yù)期所述真空膜可以在所述縱向方向上具有約3400psi的拉伸強(qiáng)度且在所述橫向方向上具有約2800psi的拉伸強(qiáng)度。

然后，所述真空膜可以在所述縱向方向上具有約0.7磅/密耳的埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度且在所述橫向方向上具有約1.0磅/密耳的埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度。

而且，預(yù)期所述真空膜在約110至130℉(43.33至54.55℃)之間、約115至125℉(46.11至51.67℃)之間或約120℉(48.89℃)中的至少一者的溫度范圍內(nèi)可抵抗變形。

本發(fā)明還提供了一種形成成形復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。預(yù)期所述方法包括將復(fù)合疊層堆疊放置于模具上，其中所述復(fù)合疊層堆疊包括織物疊層和樹(shù)脂且其中所述模具呈現(xiàn)預(yù)定形狀；將真空膜覆蓋于所述復(fù)合疊層堆疊上，從而在所述真空膜與所述模具之間建立可抽空體積；對(duì)介于所述模具與所述真空膜之間的所述可抽空體積施加吸力以在所述可抽空體積內(nèi)建立至少部分真空，從而抵靠所述模具壓縮所述復(fù)合疊層堆疊；以及在向所述可抽空體積施加吸力的同時(shí)加熱所述復(fù)合疊層堆疊，從而至少部分地加固所述疊層堆疊。預(yù)期所述真空膜在暴露于具有約700nm至1mm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的紅外電磁輻射和約110至130℉(43.33至54.55℃)之間的溫度范圍時(shí)可抵抗變形。

所述真空膜可以由聚乙烯以及其他材料制成。

所述真空膜的一側(cè)可以包括通道的圖案，從而允許在向所述可抽空體積施加所述吸力時(shí)將氣體排出。

所述圖案可以是所述通道的直線網(wǎng)格圖案或所述通道的菱形圖案以及其他可能的圖案。

本發(fā)明的其他方面將由隨后的論述中顯而易見(jiàn)。

附圖簡(jiǎn)述

現(xiàn)在將結(jié)合本發(fā)明的附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中：

圖1是用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造加固型復(fù)合疊層堆疊的組件布置的橫截面圖解表示；

圖2是用于根據(jù)本發(fā)明制造加固型復(fù)合疊層堆疊的組件布置的橫截面圖解表示；

圖3是可施加至被放在用于形成加固型復(fù)合疊層堆疊的模具上的Ω形特征上的真空膜的各種應(yīng)力點(diǎn)的圖解橫截面?zhèn)纫晥D；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的透氣真空膜的一部分的頂視圖的圖解表示；

圖5是圖4中所示的透氣真空膜的第一種預(yù)期構(gòu)建的圖解橫截面?zhèn)纫晥D；以及

圖6是圖4中所示的透氣真空膜的第二種預(yù)期構(gòu)建的圖解橫截面?zhèn)纫晥D。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)描述

現(xiàn)在將結(jié)合一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案來(lái)描述本發(fā)明。對(duì)任何一個(gè)具體實(shí)施方案或相關(guān)特征的討論都不意圖限制本發(fā)明。相反，對(duì)具體實(shí)施方案和特征的討論意在說(shuō)明本發(fā)明的廣度和范圍。許多變化形式和等效方案將由隨后的論述中顯而易見(jiàn)。本發(fā)明的范圍意在涵蓋那些變化形式和等效方案，就如同在本文中加以描述。

關(guān)于結(jié)合具體實(shí)施方案所論述的各種特征，應(yīng)注意，不希望所述特征彼此排除。相反，如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)顯而易見(jiàn)，若干個(gè)特征可以組合在與以下所描述的具體實(shí)施方案不同的布置中。預(yù)期那些組合屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖1是加固裝置10的現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)實(shí)例的橫截面的圖解側(cè)視圖，這在本文中被定義為用于制造加固型復(fù)合疊層堆疊的組件布置。

加固型復(fù)合疊層堆疊可以具有許多種應(yīng)用并且適用于許多設(shè)備中的任一種。其中，加固型復(fù)合疊層堆疊可以用于制造飛機(jī)組件。所述飛機(jī)組件可以是縱梁、機(jī)身壁板、發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩或任何其他組件。

典型地，復(fù)合疊層堆疊12由至少兩個(gè)纖維疊層14、16組成，舉例來(lái)說(shuō)，所述纖維疊層可以是碳纖維疊層。雖然圖1和圖2中為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)示出了兩個(gè)碳纖維疊層14、16，但應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以采用更多個(gè)碳纖維疊層14、16。在制造飛機(jī)的縱梁時(shí)，舉例來(lái)說(shuō)，將復(fù)合疊層堆疊12包括在約九至二十個(gè)碳疊層之間并不罕見(jiàn)。碳纖維疊層14、16可以包括預(yù)浸漬疊層。

如圖1中所示，碳纖維疊層14、16被堆疊在模具18的頂部。在所示出的實(shí)例中，模具包括Δ形特征20。模具18確定由加固裝置10產(chǎn)生的加固型復(fù)合疊層堆疊12的形狀。

為了可以加固碳纖維疊層14、16，通過(guò)施加由在真空膜22與模具18之間施加真空(或部分真空)而產(chǎn)生的壓力P來(lái)壓實(shí)碳纖維疊層14、16。真空膜22與模具18之間的間隔也被稱為可抽空體積24。在加固裝置10的這種現(xiàn)有技術(shù)版本中，真空膜22是由硅酮或尼龍基材料制成。

將透氣材料26和第一脫模層28插在復(fù)合疊層堆疊12與真空膜22之間。透氣材料26典型地由布料或疊層制成。透氣材料26在真空膜22與復(fù)合疊層堆疊12之間建立空氣體積，從而促進(jìn)從可抽空體積24中去除空氣。

為了使硅酮真空膜22和透氣材料24容易與復(fù)合疊層堆疊12分離，典型地將第一脫模層28插在透氣材料24與復(fù)合疊層堆疊12之間。類似地，為了促進(jìn)分離復(fù)合疊層堆疊12與模具18，典型地將第二脫模層30插在復(fù)合疊層堆疊12與模具18之間。

為了在介于真空膜22與模具18之間的可抽空體積24中施加真空或部分真空，真空膜22設(shè)有通過(guò)真空管線36連接至真空源34的連接裝置32。密封件38可以圍繞真空膜22周圍設(shè)置，以確保圍繞模具18實(shí)現(xiàn)氣密性密封。

在加固復(fù)合疊層堆疊12期間，在介于真空膜22與模具18之間的可抽空體積24中施加真空。同時(shí)，加熱復(fù)合疊層堆疊12。可以從模具18內(nèi)的區(qū)域和/或從模具18外部的來(lái)源施加熱。舉例來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)模具18內(nèi)的加熱元件來(lái)施加熱。另外，可以通過(guò)位于模具18附近(例如，在模具18上方)的熱燈在真空膜22外部施加熱?？梢杂萌绫绢I(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該顯而易見(jiàn)的其他方式來(lái)施加熱。

現(xiàn)有硅酮真空膜的一個(gè)缺陷在于，當(dāng)將其用于形成Δ形縱梁18，諸如所示出的縱梁(或Ω形縱梁)且施加熱時(shí)，硅酮傾向于在形狀進(jìn)行明顯過(guò)渡的區(qū)域中，諸如在Δ的頂點(diǎn)處或在Ω(其中末端過(guò)渡至呈水平取向的特征)的底部末端附近發(fā)生延伸和變形。硅酮真空膜的變形可能產(chǎn)生不當(dāng)成形的縱梁(或其他組件)，這最終可能導(dǎo)致組件拒絕服務(wù)。

圖3是與被放在作為用于形成加固型復(fù)合疊層堆疊12(在此視圖中被省略)的模具18的一部分的Ω形特征76上的真空膜44相關(guān)的各種應(yīng)力點(diǎn)S的圖解橫截面?zhèn)纫晥D。應(yīng)力點(diǎn)S與如以上所指出的過(guò)渡區(qū)相關(guān)。在真空膜44是硅酮真空膜的情況下，同樣如所指出，硅酮材料傾向于在應(yīng)力點(diǎn)S處延伸和變形。這可能導(dǎo)致不當(dāng)成形的復(fù)合疊層堆疊12。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)例，復(fù)合疊層堆疊12典型地預(yù)浸有樹(shù)脂(也被稱為預(yù)浸漬材料)。在施加熱和壓力期間，樹(shù)脂滲入材料纖維并遷移，使得復(fù)合疊層堆疊12中的相鄰復(fù)合層14、16彼此粘附。這個(gè)過(guò)程在本文中被稱為加固或接合。在停止熱和壓力并且使復(fù)合疊層堆疊12冷卻之后，已加固的復(fù)合疊層堆疊12保持模具18的形狀。

現(xiàn)在參考圖2，其參考如結(jié)合圖1所示和論述的常規(guī)實(shí)例描述了本發(fā)明。

作為引言，且與圖1中所示的加固裝置相比，應(yīng)注意，對(duì)于本發(fā)明的加固裝置40，已增加了脫模條42。另外，已經(jīng)用自動(dòng)透氣真空膜44(在本文中也被稱為透氣膜44)替換真空膜22。另外，已經(jīng)剔除了透氣材料26。

在本發(fā)明的加固裝置40中，為了建立呈預(yù)定形狀的加固型復(fù)合疊層堆疊12，預(yù)期復(fù)合疊層堆疊12將被放在模具18的頂部(包括例如Δ形部分20)上。盡管預(yù)期單獨(dú)疊層14、16可以在模具18上堆疊在彼此頂部上，但期望將在放到模具18上之前形成復(fù)合疊層堆疊12，且隨后作為一個(gè)單元放到模具18上。

關(guān)于復(fù)合疊層14、16，應(yīng)注意這些層14、16僅代表可以在堆疊在彼此頂部上以形成復(fù)合疊層堆疊12之前堆疊和壓實(shí)(在平坦或不平坦表面上)的多個(gè)復(fù)合疊層14、16。如以上所指示，預(yù)期復(fù)合疊層堆疊12將包括不只兩個(gè)單復(fù)合疊層14、16。事實(shí)上，預(yù)期大約十二個(gè)或更多個(gè)復(fù)合疊層14、16可以堆疊在彼此頂部上以形成加固型復(fù)合疊層堆疊12。

在本發(fā)明的內(nèi)容中，預(yù)期復(fù)合疊層14、16將由預(yù)浸有樹(shù)脂的單向碳纖維疊層制成。然而，應(yīng)注意，復(fù)合疊層14、16可以由非編織疊層制成。復(fù)合疊層14、16分別可以由除碳纖維以外的材料制成。舉例來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以采用芳綸纖維和對(duì)芳綸纖維(包括Kevlar^TM(E.I DuPont de Nemours and Company的商標(biāo)))和其他合適的材料。再進(jìn)一步，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該顯而易見(jiàn)，復(fù)合疊層14、16可以由碳纖維、芳綸纖維、對(duì)芳綸纖維和其他材料的組合制成。

樹(shù)脂可以是可被本領(lǐng)域技術(shù)人員視為合適的任何材料。樹(shù)脂包括但不限于環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、乙烯酯樹(shù)脂等等。

預(yù)期復(fù)合疊層14、16可能不包括樹(shù)脂。而是可以用在不使用樹(shù)脂的情況下促進(jìn)加固的方式來(lái)處理復(fù)合疊層14、16。換句話說(shuō)，本發(fā)明不應(yīng)該被視為限于各復(fù)合疊層14、16預(yù)浸有樹(shù)脂的實(shí)施方案。

還預(yù)期屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的變化形式。舉例來(lái)說(shuō)，復(fù)合疊層14、16中每隔一個(gè)可以預(yù)浸有樹(shù)脂。復(fù)合疊層14、16分別可以不含樹(shù)脂，所述樹(shù)脂可以在施加熱和壓力之前引入。再進(jìn)一步，復(fù)合疊層14、16可以在其選定面積、區(qū)或區(qū)域上預(yù)浸有樹(shù)脂。

在本發(fā)明的加固裝置40中，自動(dòng)透氣真空膜44包含聚乙烯。如將從隨后的論述中顯而易見(jiàn)，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以使用其他材料。

包含聚乙烯(且在一些情況下主要包含聚乙烯)的真空袋與硅酮相比具有改進(jìn)的脫模特征。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)暴露于真空和熱時(shí)，聚乙烯能夠抵抗變形和/或伸長(zhǎng)，從而允許抵靠模具18的小半徑曲線來(lái)充分壓實(shí)復(fù)合疊層堆疊12。

參考圖4，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44在其至少一個(gè)表面上設(shè)有凹槽圖案46。設(shè)置凹槽圖案46以在自動(dòng)透氣真空膜44與復(fù)合疊層堆疊12之間(即，在可抽空間隔24內(nèi))建立空氣通道，從而允許從可抽空間隔24中去除空氣。凹槽圖案46可以視要求或視需要包括凹槽48的任何重復(fù)或非重復(fù)圖案。此外，凹槽圖案46在自動(dòng)透氣真空膜44上的不同地方可以變化。換句話說(shuō)，不需要在自動(dòng)透氣真空膜44的整個(gè)表面上施加均一的凹槽圖案46。自動(dòng)透氣真空膜44被呈現(xiàn)為根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)透氣真空膜44的非限制性第一實(shí)施方案。

參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)透氣真空膜的非限制性第二實(shí)施方案且標(biāo)記為44'。在這個(gè)實(shí)施方案中，真空膜44'包括多個(gè)凸起50，各凸起在真空膜44'中形成單獨(dú)凹槽48。因?yàn)榘疾?8是通過(guò)凸起50形成，所以頂表面52和底表面54包括凸起50。在頂表面52上，凸起50是凸出的，而在底表面54上，凸起50是凹入的，從而在真空膜44'中建立凹槽48。

參考圖6，示出了自動(dòng)透氣真空膜的非限制性第三實(shí)施方案且標(biāo)記為44"。這里，凹槽48是通過(guò)在自動(dòng)透氣真空膜44"的底表面54中切割、模制或以其他方式形成的單獨(dú)通道56而形成。

如應(yīng)該從上文顯而易見(jiàn)，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以通過(guò)任何合適的制造技術(shù)在自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"中建立凹槽48。然而，預(yù)期將至少在真空膜44、44'、44"的底表面54上形成凹槽48，以便在緊鄰加固裝置40中的復(fù)合疊層堆疊12處建立空氣通道。

重新參考圖2，應(yīng)注意到，將脫模條42施加至復(fù)合疊層堆疊12的諸多區(qū)域以在向可抽空體積24施加真空期間促進(jìn)復(fù)合疊層堆疊12滑動(dòng)。

如以上所指出，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"由具有合適的脫模特征的聚乙烯材料制成。因此，本發(fā)明的加固裝置40可能不需要第一脫模層28。預(yù)期將在復(fù)合疊層堆疊12與模具18之間設(shè)置第二脫模層30。此外，如以上所指出，在選定位置上，預(yù)期可添加脫模條42以在加固期間促進(jìn)復(fù)合疊層堆疊12相對(duì)于模具18滑動(dòng)。

重新參考圖4，示出了凹槽48呈菱形圖案形式46。盡管這個(gè)圖案46被視為適用于自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"，但不背離本發(fā)明的范圍的情況下，凹槽48可以在遵循任何其他合適的圖案。舉例來(lái)說(shuō)，凹槽48可以布置在直線圖案中，如一張方格紙。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以采用其他圖案，包括彎曲凹槽48。

關(guān)于施加至真空膜44、44'、44"的菱形圖案46，預(yù)期單獨(dú)菱形58將具有寬度60和高度62并且彼此相隔間隔距離64。預(yù)期寬度60是約74.4密耳(一英寸的千分之74.4)(1.89mm)±10％。預(yù)期高度62是約129.7密耳(3.29mm)±10％。預(yù)期間隔距離64是約84.8密耳(2.15mm)±10％。替代地，寬度60可以是約74.4密耳(1.89mm)±5％，高度62可以是約129.7密耳(3.29mm)±5％，且間隔距離64可以是約84.8密耳(2.15mm)±5％。在另一個(gè)替代方案中，寬度60可以是約74.4密耳(1.89mm)±2％，高度62可以是約129.7密耳(3.29mm)±2％，且間隔距離64可以是約84.8密耳(2.15mm)±2％。如顯而易見(jiàn)，在所示出的實(shí)施方案中，寬度60可以是約74.4密耳(1.89mm)，高度62可以是約129.7密耳(3.29mm)，且間隔距離64可以是約84.8密耳(2.15mm)±2％。

參考圖5，自動(dòng)透氣真空膜44'可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度66與約6密耳(0.15mm)±10％的凹槽深度68。替代地，自動(dòng)透氣真空膜44'可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度66與約6密耳(0.15mm)±5％的凹槽深度68。在另一個(gè)實(shí)施方案中，自動(dòng)透氣真空膜44'可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度66與約6密耳(0.15mm)±2％的凹槽深度68。如可以顯而易見(jiàn)，在所示出的實(shí)施方案中，自動(dòng)透氣真空膜44'的厚度66是約9.5密耳(0.24mm)且凹槽深度68是約6密耳(0.15mm)。

參考圖6，自動(dòng)透氣真空膜44"可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度70與約6密耳(0.15mm)±10％的凹槽深度72。替代地，自動(dòng)透氣真空膜44"可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度70與約6密耳(0.15mm)±5％的凹槽深度72。在另一個(gè)實(shí)施方案中，自動(dòng)透氣真空膜44"可以具有約9.5密耳(0.24mm)的厚度70與約6密耳(0.15mm)±2％的凹槽深度72。如應(yīng)該顯而易見(jiàn)，在所示出的實(shí)施方案中，自動(dòng)透氣真空膜44"的厚度70是約9.5密耳(0.24mm)，而凹槽深度72是約6.5密耳(0.15mm)。

如以上所指出，自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"中的凹槽48在可抽空間隔24內(nèi)建立了空氣通道，從而允許從可抽空間隔24中去除空氣。具體來(lái)說(shuō)，預(yù)期凹槽48所具有的尺寸、密度和間隔將足以確?？山邮艿膹目沙榭臻g隔24中去除空氣的速率，且從而確保形成具有理想加固特征的加固型疊層堆疊12。以這種方式，自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"組合了圖1中所示的真空膜22與透氣材料26的功能性。

結(jié)合自動(dòng)透氣真空膜44"的厚度70，應(yīng)該注意，厚度70可能屬于約5至12密耳(0.13mm至0.30mm)的大得多的范圍內(nèi)。較小的厚度70不可能提供合適的量的自動(dòng)透氣膜材料以用于形成足夠的凹槽48。厚度70大于12密耳(0.30mm)可能因剛性過(guò)大而無(wú)法用作自動(dòng)透氣真空膜44"。

參考自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"的各實(shí)施方案，預(yù)期凹槽48可以具有約11.2密耳(0.28mm)±10％的寬度。替代地，凹槽48的寬度74可以是約11.2密耳(0.28mm)±5％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，寬度74可以是約11.2密耳(0.28mm)±2％。如可以顯而易見(jiàn)，在所示出的實(shí)施方案中，凹槽48的寬度74是約11.2密耳(0.28mm)。

如以上所指示，自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"的組合物包含聚乙烯。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，聚乙烯中可以包括添加劑。舉例來(lái)說(shuō)，聚乙烯可以包括二氧化鈦(<5.0％)、鉛(<1.0％)和鉻(<0.1％)以及其他添加劑材料。適用于真空袋的一種材料是由Bloomer Plastics公司(如2011年8月11日的材料安全性數(shù)據(jù)表中所報(bào)告，營(yíng)業(yè)地址是1710North Industrial Drive，Bloomer，Wisconsin 54724-0005)出售的被稱為“壓花聚乙烯膜”的材料(產(chǎn)品碼DC500A)。

本發(fā)明預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"將具有足夠的厚度，以幫助在介于真空膜44、44'、44"與模具18之間的可抽空間隔24中建立足夠的真空。此外，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"由于其是由聚乙烯制成而將在施加真空時(shí)抵抗變形。

如以上所指出，為了形成復(fù)合疊層堆疊12，在向介于自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"與模具18之間的可抽空體積24施加真空期間向復(fù)合疊層14、16施加熱。

可以通過(guò)任何類型的加熱器來(lái)施加熱。然而，預(yù)期將施加呈輻射熱形式的熱。為了確保最大程度地將熱傳輸至復(fù)合疊層14、16，預(yù)期真空膜44、44'、44"可透過(guò)紅外電磁輻射。更具體來(lái)說(shuō)，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"可透過(guò)具有700nm至1mm的波長(zhǎng)和430THz至300GHz的頻率的紅外電磁輻射。更具體來(lái)說(shuō)，如果熱源是陶瓷加熱元件，則預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"可透過(guò)具有在約2至10μm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的紅外電磁輻射。如果利用石英熱燈，則預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"將可透過(guò)具有在約1.5至8μm之間的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的紅外電磁輻射。如應(yīng)該顯而易見(jiàn)，可以采用能產(chǎn)生在其他波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外電磁輻射的其他熱源。

盡管被視為不限制本發(fā)明，但應(yīng)注意到，諸如聚氯乙烯和聚乙烯之類的塑料在3500nm左右對(duì)紅外電磁輻射具有峰值吸收。相應(yīng)地，預(yù)期將選擇紅外電磁輻射源以避免在3500nm左右的波長(zhǎng)內(nèi)產(chǎn)生熱，從而避免被聚乙烯吸收。

應(yīng)理解，用于自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"的材料的吸收性質(zhì)可以取決于并入聚乙烯中的添加劑而變化。相應(yīng)地，可能有必要針對(duì)自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"的性質(zhì)來(lái)調(diào)整熱源，使得自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"在由加熱器所發(fā)出的主要波長(zhǎng)下表現(xiàn)出透過(guò)性。

還預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"將由在加固過(guò)程期間基本上可透過(guò)紅外電磁輻射的材料制成。具體來(lái)說(shuō)，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"在介于約110至130℉(43.33至54.55℃)之間、介于約115至125℉(46.11至51.67℃)之間或約120℉(48.89℃)的升高溫度下可透過(guò)紅外電磁輻射。換句話說(shuō)，為了使形成復(fù)合疊層堆疊12的復(fù)合疊層14、16由于在這些溫度中的一個(gè)或多個(gè)下進(jìn)行加熱而可以接合(或被加固)，預(yù)期聚乙烯在這些溫度下將可透過(guò)(或基本上可透過(guò))紅外電磁輻射。應(yīng)注意，在加固過(guò)程中施加的溫度與所采用的樹(shù)脂有關(guān)。相應(yīng)地，預(yù)期與本文中所描述的那些不同的溫度屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。

另外，預(yù)期自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"在介于約110至130℉(43.33至54.55℃)之間、介于約115至125℉(46.11至51.67℃)之間或約120℉(48.89℃)的這些相同溫度下將抵抗變形、伸長(zhǎng)和蠕變。由于在這些操作溫度下抵抗變形、伸長(zhǎng)和蠕變，自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"將抵抗其形狀變化，且因此將有助于抵靠模具壓實(shí)復(fù)合疊層堆疊12，直至復(fù)合疊層堆疊12被加固成與模具18互補(bǔ)的形狀。

關(guān)于凹槽48，預(yù)期凹槽48(不考慮在自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"中形成其的方式)將具有足夠堅(jiān)固的橫截面和足夠大的分布，以便從復(fù)合織物堆疊12中去除空氣，從而促進(jìn)層14、16的加固(或接合)。如可以顯而易見(jiàn)，如果凹槽48過(guò)小或凹槽48過(guò)少，則凹槽圖案46不能提供足以去除空氣的通道。如果是這樣的話，則自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"可能不能夠?qū)?fù)合疊層堆疊12施加足以使復(fù)合疊層14、16接合(或加固)成一體的壓力P。

分別預(yù)期可以采用自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"在室溫下或附近加固復(fù)合疊層堆疊12。具體來(lái)說(shuō)，自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"可用于加固前的壓實(shí)操作。壓實(shí)操作基本上與以上所描述相同，除了沒(méi)有施加熱來(lái)激活樹(shù)脂。作為替代，可以將自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"放在復(fù)合疊層堆疊12的頂部上，以便可以向可抽空體積24施加真空。采用壓實(shí)操作來(lái)壓實(shí)復(fù)合疊層堆疊12，隨后使用熱進(jìn)行加固。應(yīng)注意，使用自動(dòng)透氣真空膜44、44'、44"壓實(shí)復(fù)合疊層堆疊12使壓實(shí)提高了3-4％或更多(與使用尼龍膜和透氣材料的現(xiàn)有技術(shù)相比)。應(yīng)注意，在由多個(gè)單獨(dú)織物層構(gòu)建復(fù)合疊層堆疊12期間，可以視需要重復(fù)壓實(shí)操作。

如以上所指出，已經(jīng)結(jié)合若干個(gè)實(shí)施方案和變化形式描述了本發(fā)明。本發(fā)明不希望受限于本文中所描述的任何一個(gè)具體實(shí)施方案或任何一個(gè)具體特征。相反，本領(lǐng)域技術(shù)人員將結(jié)合本發(fā)明而了解到許多變化形式和等效方案。本發(fā)明意圖涵蓋那些變化形式和等效方案。