专利名称：具有金属表面的由复合材料制成的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是用于飞行器的结构构件，其由附加有金属以赋予导电性能 的复合材料制造，以及涉及所述结构构件的制备方法。
背景技术：
现在，在飞行器结构构件(面板、框架、桁条、蒙皮、机体等)中，主要为碳纤维的复 合材料的使用越来越多。因而，在现有技术的飞行器上，导电的金属体已经开始消失。在飞 行器中需要这样的金属体来实现发信号、电流返回或能量传导、飞行器接地的功能，由此形 成一个泄漏电流回路——诸如天线接地面——以用来防雷电等。由此提出的问题是提供飞行器结构，其由具有必要的导电金属体的复合材料制造。部分所述功能目前通过共同固化和共同胶粘并连续延伸的金属薄膜和丝网、胶粘 或铆固的金属板、或甚至是与复合材料的增强织物相混合的金属纤维来实现。飞机设备及 系统(金属箱、金属丝网等)也需要有意的屏蔽。当前的解决方案部分地解决了该问题并且需要结合其中的数个才能达到所有的 要求。本发明设想的技术方案以合适的成本和重量实现了所有要求的功能。其还允许与它 们中的任何一个结合来形成最佳的设计方案。
发明内容
从而，根据第一方面，本发明提出了一种特别是用于飞行器(面板、框架、桁条、蒙 皮、翼梁、翼肋等)的非导电结构的复合材料构件，该构件包括附加的金属表面，这种结构
构件与其余的金属化结构构件一起可为飞行器结构(机身、机翼、机体......)提供足够的
导电金属体。因此，通过单一地使用提出的金属化系统或结合任何其它的现有系统，本发明的 飞行器结构构件的金属化系统可简化甚至替代当前使用的系统。根据本发明的第二方面，提出了一种在由复合材料制成的、特别是飞行器的非导 电结构构件的制造中的金属化方法，该方法通过用模板大范围地或有限地应用于预定轮廓 来获得附加的几何构型。这种构造特征允许通过形成具有不同宽度和厚度的独立迹线来在 飞机结构中形成集成的电路。在下文中，本发明的其它特征和优点将通过参照附图对一非限制性示例形式的示 意性实施例的详细说明来理解。
附图1示出了本发明的具有附加金属表面的结构复合材料构件的示意图。附图2示出了本发明的具有附加金属表面的结构复合材料构件A-A截面的示意 图。
具体实施例方式本发明由此提出一种特别是用于飞行器(面板1、框架3、桁条2等)的非导电结 构构件，其由复合材料和固定在其表面上的金属层4制成，因而，所述的构件与其余的金属 化构件一起能为飞行器提供导电金属体以实现下述的一种或几种功能-电流返回和发信号(接地)_泄漏电流回路(结合)-电信号基准(低阻抗接地面)-电路-电磁场保护(HIRF)-天线接地面-雷电和放电(甚至是静电放电)保护系统、结构、乘客等。此技术方案通过被称为“金属喷涂”的表面金属化方法来实现，其工艺和装备被用 来对几种类型的表面进行表面保护。此方法包括在强烈的惰性气流中优选地通过电弧熔融 铝、铜或其它金属的焊棒，其产生的微细熔融金属喷雾通过喷嘴喷射、牢固地粘附在所涉及 的表面上。已有的金属喷涂方法是一种表面涂覆方法，其中熔融或半熔融的涂层材料以微 细的金属颗粒或非金属颗粒喷射到准备好的基体材料上。涂层材料能以棒、粉末、绳线或具有芯部的线缆的形式来提供。热喷涂设备产生必 要的热以及气体和电弧的组合。当涂层材料颗粒熔融时，它们以形成喷射流的速度喷射到 待处理的基体材料上。当颗粒抵达基体材料表面时，它们形成一系列的平面层、结合形成叠 层结构。熔融材料流在构件表面凝固以形成牢固地粘附于其上的致密涂层。此方法的一个主要优点是涂层几乎可以立即被使用而无需固化或干燥时间，没有 破坏构件的风险。涂层进而高度地固定在基底材料上，同时，仅仅是压缩空气和电的使用使 得结构构件更加地成本节约。如果在此喷涂路径上设置一模板，则可以在通过不同的模板获得一个或几个层之 后得到任意的金属化表面，该表面牢固地粘附在蒙皮上，并且具有最适宜的设计、厚度和延 伸长度。这种模板的使用是可选的。能通过相同的方法来进一步集成一电路系统，喷涂一均勻的层或多个层，遮盖 (或不遮盖)需要的区域。重要的是要指出这种金属化的应用可仅在结构构件的特定区域实施，或者可在 整个非导电结构构件上实施。金属化的表面还可以具有任意的几何形状，并且甚至能包含 根据需要的厚度变化。金属化还能在结构构件的所有面上实施、或者仅在待金属化的部位 上实施、或者仅在其中的一些上实施。根据本发明的第二方面，提出一种在结构构件的制造中的金属化方法，所述结构 构件特别是用于飞行器、由复合材料制造，该方法通过用模板大范围地或有限地应用于预 定轮廓来获得附加式的几何构型。这种构造特征允许通过形成具有不同宽度和厚度的独立 迹线来在飞机结构中形成集成的电路。该方法包括以下步骤
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a)如果需要使用，则准备一模板b)在使用模板的情形下，将模板放置在非导电的结构构件上c)通过金属喷涂在设置于非导电结构构件上的模板上进行喷涂d)凝固喷涂的熔融材料e)将模板从非导电结构构件上移开通过采用如上所述的方法和合适的模板，上述的构造特征通过形成具有不同宽度 和厚度的独立迹线(track)而允许在飞机结构中形成集成的电路。本发明可应用于由不同构件(框架，桁条，面板......)形成的结构，这些构件
先前已通过各自的工艺制造并在最后的组装过程中连接到一起，或者可应用于整体结构 中——在该整体结构中所有不同的构件被同时地制造并在单个制造过程中连接在一起，形 成单个结构部件或整体构件的一部分。它也能够应用于两种类型的结构的组合。包含在由权利要求所限定的范围内的改型可在已描述的优选实施例中介绍。
权利要求
一种由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述构件的表面包括一通过金属喷涂方法固定的金属类型的层(4)，从而使得所述结构构件为结构构件设置于其中的组件提供所需的导电金属体。
2.一种由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，在金属喷涂方法中，模板被放 置在喷雾中、介于结构构件和所述喷雾的喷涂器之间。
3.如权利要求1或2中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于， 所述金属类型的层(4)仅设置于所述结构构件的特定区域。
4.如权利要求1或2中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于， 所述金属类型的层(4)设置在所述结构构件的整个组件中。
5.如权利要求1-4中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于， 所述层(4)包括厚度变化。
6.如权利要求1-5中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于， 所述结构构件是飞行器。
7.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是飞行器面板(1)。
8.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是飞行器框架(3)。
9.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是飞行器桁条(2)。
10.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是翼梁。
11.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是翼肋。
12.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件是蒙皮。
13.如权利要求6所述的由复合材料制成的非导电结构构件，其特征在于，所述结构构 件形成整体构件。
14.一种由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，所述构件包括一通过金属喷 涂方法固定的金属类型的层(4)，从而使得所述结构构件为结构构件设置于其中的组件提 供所需的导电金属体，所述方法包括下列步骤a.通过金属喷涂来喷涂设置在所述非导电结构构件上的模板，b.凝固喷涂的熔融材料，c.将模板从所述非导电结构构件上移开。
15.如权利要求14所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，进一步包括步骤a.准备模板，b.将所述模板放置在所述非导电结构构件上。
16.如权利要求14或15中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方 法，其特征在于，能够通过形成具有不同宽度和厚度的独立迹线来形成集成的电路。
17.如权利要求14-16中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方 法，其特征在于，所述金属类型的层(4)仅设置于所述结构构件的特定区域。
18.如权利要求14-16中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方 法，其特征在于，所述金属类型的层(4)设置在所述结构构件的整个组件中。
19.如权利要求14-18中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方 法，其特征在于，所述层(4)包括厚度变化。
20.如权利要求14-19中任一项所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方 法，其特征在于，所述结构构件是飞行器。
21.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件是飞行器面板(1)。
22.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件是飞行器框架(3)。
23.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件是飞行器桁条(2)。
24.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件是翼梁。
25.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件是翼肋。
26.如权利要求20所述的一种由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征 在于，所述结构构件是蒙皮。
27.如权利要求20所述的由复合材料制成的非导电结构构件的制造方法，其特征在 于，所述结构构件形成整体构件。
全文摘要
由非导电复合材料制成、特别是用于飞行器(面板(1)、框架(3)、桁条(2)等)的结构构件，其包括位于表面上的金属类型的层(4)，从而使得所述结构构件与其余的金属化结构构件一起可为飞行器提供足够的导电金属体。根据本发明的第二方面，提出了一种在由复合材料制成的、特别是用于飞行器的结构构件的制造中的金属化方法，所述方法通过用模板大范围地或有限地应用于预定轮廓来获得附加的几何构型。这种构造特征允许通过形成具有不同宽度和厚度的独立迹线来在飞机结构中形成集成的电路。
文档编号C23C4/06GK101952475SQ200880100809
公开日2011年1月19日 申请日期2008年7月24日 优先权日2007年7月27日
发明者D·桑切斯-布鲁内特阿瓦雷兹, J·L·西福恩特马丁, J·桑切斯高美兹, P·R·加西亚桑切斯 申请人:空客运营有限公司