用于声学处理线性面薄板的热塑性粘接处理的制作方法

本公开涉及一种噪音衰减面板，更具体地涉及一种具有用于衰减噪音的吸声纤维材料的夹层式声衬组件。

背景技术：

因为管理商用运输飞行器的噪音法规，高涵道比发动机在机舱内结合有诸如夹层式声衬组件的噪音衰减面板。这些夹层式声衬组件定位在发动机的机舱内并环绕发动机以及与发动机相关的空气流。这些夹层式声衬组件典型地包括定位在发动机的高速气流内的穿孔的内部面薄板。所述穿孔的面薄板位于蜂窝芯结构之上并固定于蜂窝芯结构。在一些夹层式声衬组件中，蜂窝芯结构进一步包括嵌在蜂窝芯结构的各室内而在各室内形成未固定于室壁的声隔膜的可渗透材料或声衬材料。夹层式声衬组件的面对周围机舱的对置或外部面薄板通常未被穿孔。

尤其是相对于将可渗透材料或声衬材料定位在各单独室内而形成声隔膜，制造这些夹层式声衬组件是费时并且昂贵的。另外，组装过程相对于夹层式声衬组件的性能而言可能呈现不期望的结果。通过使用用于将热固性蜂窝芯结构固定于热固性穿孔的面薄板的热固性粘接系统，在固化期间因热固性粘接系统的低粘性而经受过多的树脂流。过多的树脂流可以导致形成声隔膜的嵌入的声衬材料被浸湿，并且降低了声衬材料性能。而且，过多的树脂流可以导致填充内部面薄板中的穿孔。这两种情况都致使夹层式声衬组件的噪音衰减性能降低。

有必要降低用于噪音衰减面板的夹层式声衬组件的制造成本并在所述组件内提供牢固的结构粘接，而不会由于声衬材料被浸湿和/或填充位于所述组件的内部面薄板(定位于发动机的高速气流内)中的穿孔而减弱所述组件的噪音衰减性能。

技术实现要素：

一实施例包括夹层式声衬组件，所述夹层式声衬组件包括蜂窝芯结构以及热塑性织物薄板，所述热塑性织物薄板相对于所述蜂窝芯结构以叠置关系定位并且与所述蜂窝芯结构在结构上粘接。

一实施例包括用于制造夹层式声衬组件的方法，所述方法包括如下步骤：将热塑性织物薄板相对于蜂窝芯以叠置关系定位；以及将所述热塑性织物薄板在结构上粘接至所述蜂窝芯。

已论述的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地获得，或者可以在其它实施方式中组合，可以参照如下的描述和附图看到其进一步的细节。

附图说明

图1是飞行器的立体图；

图2是用于夹层式声衬组件的蜂窝芯的局部立体图；

图3是图2的使得粘合剂薄板相对于蜂窝芯以叠置关系定位的视图；

图4是图3的视图，其中粘合剂薄板已被加热并且粘合剂薄板的粘合剂薄板材料涂覆形成蜂窝芯结构的各室的各壁的边缘表面且涂覆各室中的各壁的邻近边缘表面的第一和第二相反侧面的部分；

图5是图4的视图，其中已将包括热塑性材料和溶剂的浆料施加到定位在形成各室的各壁的边缘表面上的粘合剂材料上并且施加到定位在各室中的各壁的邻近边缘表面的第一和第二相反侧面上的粘合剂材料的至少一部分上，其中浆料内的溶剂已映出(flash)；

图6是蜂窝芯的视图，具有定位成叠置蜂窝芯的粘合剂薄板以及包含溶剂和热塑性材料并已施加至粘合剂薄板的浆料的局部剖切视图；

图7是图6的局部立体图，其中承载包含热塑性材料的浆料涂层的粘合剂薄板已被加热并已涂覆蜂窝芯内的形成各室的各壁的边缘表面以及邻近各室中的各壁的边缘表面的第一侧面和第二侧面的一部分，并且浆料内的溶剂已映出；

图8是图5或图7的蜂窝芯的局部立体图，使得热塑性纤维薄板叠置粘合剂薄板材料和由位于蜂窝芯上的粘合剂薄板材料承载的热塑性材料；

图9是图8的局部立体图，使面薄板定位成叠置热塑性纤维薄板；

图10是在被定位成叠置蜂窝芯之前被固定在一起的面薄板和热塑性纤维薄板的局部分解剖视图；

图11是面薄板以及与面薄板分开地相对于蜂窝芯以叠置关系定位的热塑性纤维薄板的局部分解剖视图；

图12是沿图5的线12-12剖切的局部剖视图，使得面薄板定位成叠置热塑性纤维薄板，热塑性纤维薄板定位成叠置承载位于蜂窝芯上的热塑性材料的粘合剂薄板材料；

图13是沿图7的线13-13剖切的局部剖视图，使得面薄板定位成叠置热塑性纤维薄板，热塑性纤维薄板定位成叠置承载位于蜂窝芯上的热塑性材料的粘合剂薄板材料；以及

图14是用于制造夹层式声衬组件的方法的流程图。

具体实施方式

如前面所论述的，有必要降低用于噪音衰减面板的夹层式声衬组件的制造成本。此外，有必要在所述组件内提供牢固的结构粘接，而不会减弱所述组件的噪音衰减性能。作为使用在固化期间赋予过量流动的热固性粘接系统的结果而出现了所述组件的噪音衰减性能的减弱。在固化期间的过量流动导致声衬材料被不期望地浸湿，这减弱了声衬的性能。另外，过量流动趋于填充位于定位在机舱中并在发动机的高速气流内的夹层式声衬组件的内部面薄板中的穿孔。这些穿孔的闭合也降低了噪音衰减面板的性能。

这里阐述的公开将降低夹层式声衬组件的制造成本并采用粘接系统，这避免了在固化期间的不期望的过量流动并提供了所需的结构机械强度。

参照图1，诸如在商用运输中使用的飞行器10包括高涵道比发动机12。在衰减由发动机12产生的声音中，将诸如夹层式声衬组件14的噪音衰减面板13(如图12和图13中所见)定位在各发动机12的机舱16的内部中。夹层式声衬组件14定位在机舱16内并环绕发动机12以及与发动机12相关的空气流f。当飞行器10位于机场附近内时，夹层式声衬组件14的性能尤其用于减少声音。对于施加于发动机12的需求，诸如在起飞时为了升起而起动时，以及在着陆时将发动机12置于反推力构造以使飞行器10慢下来，组件14提供了有用的声音衰减。

夹层式声衬组件14包括蜂窝芯18(如图2所示)，并且包括相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的热塑性织物薄板20(如图8以及图10至图13所示)。在该实施例中，蜂窝芯18由热固性材料构成。提供声音衰减的热塑性织物薄板20由机织热塑性长丝构成，并且相对于蜂窝芯18以叠置关系定位成薄板或层的形式，机织热塑性长丝例如包括聚醚醚酮和其它合适的材料。相比于在蜂窝芯18的各室22内定位材料，施加热塑性织物薄板20是更简单、更直接且廉价地施加用于夹层式声衬组件的隔音材料。

夹层式声衬组件14进一步包括面薄板24，如图9至图13中所见。在该实施例中，面薄板24由热固性材料构成，并且可以由选自提供所需结构强度的多种材料之一的其它材料构成。面薄板24包括穿过面薄板24延伸的多个穿孔26，其中穿孔26定位成面对与发动机12相关的气流f(如图13和图14所见)。如图9所示，穿孔26为圆形构造，但是穿孔26的构造可以是包括开槽构造的多种形状之一。面薄板24相对于热塑性织物薄板20以叠置关系定位，使得热塑性织物薄板20定位在面薄板24与蜂窝芯18之间，如图10至图14所见。

在制造夹层式声衬组件14的一个构造中，用粘合剂(未示出)将热塑性织物薄板20固定于面薄板24，如图10所见。该粘合剂可以例如选自诸如环氧基粘合剂、双马来酰亚胺粘合剂或其它合适粘合剂的多种粘合剂中的一者。替代的是，如图10所见，通过在离散部位处使热塑性织物薄板20和面薄板24一起熔化而使热塑性织物薄板20的一部分烧熔(未示出)，将热塑性织物薄板20固定于面薄板24。

为了将热塑性织物薄板20固定于蜂窝芯18，将粘接组件28(如图12和图13所见)定位在热塑性织物薄板20与蜂窝芯18之间。粘接组件28包括定位成叠置蜂窝芯18的室壁34的边缘表面32的粘合剂薄板材料30。如在下面将更详细地论述，粘合剂薄板材料30源自粘合剂薄板46，粘合剂薄板46可以选自例如包括环氧基薄板或其它合适的粘合剂薄板的多种粘合剂薄板。粘合剂薄板材料30从室壁34的边缘表面32延伸到室壁34的邻近室壁34的边缘表面32的第一侧面36上，并且从室壁34的边缘表面32延伸到室壁34的邻近室壁34的边缘表面32的相反第二侧面38上。这里在下面将更详细地解释处于该构造的粘合剂薄板材料30的该定位。

粘接组件28进一步例如包括诸如聚偏氟乙稀(“pvdf”)或聚醚酰亚胺(“pei”)或其它合适材料的热塑性材料，其相对于定位在蜂窝芯18的室壁34的边缘表面32上的粘合剂薄板材料30以叠置关系定位。在该实施例中，热塑性材料也相对于定位在室壁34的第一侧面36和第二侧面38上的粘合剂薄板材料30成叠置关系。这里将更详细地解释相对于粘合剂薄板材料30以叠置关系定位热塑性材料。类似的是，这里也将更详细地解释相对于蜂窝芯18以叠置关系定位环氧薄板材料30。

用于制造夹层式声衬组件14的方法40(如图14所见)包括：将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的步骤42；以及将热塑性织物薄板20在结构上粘接至蜂窝芯18的步骤44。在方法40中，将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的步骤42有两个实施例。如之前所述并如图10所见，定位的步骤42进一步包括第一实施例，该第一实施例包括将热塑性织物薄板20固定至面薄板24的步骤。面薄板24由热固性材料构成，其中面薄板24限定多个穿孔26(如图9和图12所见)，这些穿孔26如之前论述地穿过面薄板24延伸。在该第一实施例中，固定的步骤包括下面二者中之一的步骤：将如前面所述的粘合剂(未示出)定位在面薄板24与热塑性织物薄板20之间；或相对于热塑性织物薄板20和面薄板24通过在离散部位施加热而借助于烧熔(未示出)。以该方式，在将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位之前，将面薄板24与热塑性织物薄板20固定在一起。在图11中示出了将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的第二实施例，其中与将面薄板24相对于热塑性织物薄板20以叠置关系定位分开地，将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位。

用于制造夹层式声衬组件14的、包括结构上粘接的步骤44的方法40进一步包括：在将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的步骤42之前，将之前所述的粘合剂薄板46相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的步骤，如图3所见。用于制造夹层式声衬组件14的、包括结构上粘接的步骤44的方法40进一步包括：在定位热塑性织物薄板20的步骤42之前加热粘合剂薄板46的步骤。在该实施例中加热包括从横过粘合剂薄板46运动的局部热源施加热。所述热达到在介于约一百九十五华氏度与约二百二十五华氏度(195℉至225℉)之间的范围内的温度。通过使粘合剂薄板达到该温度，粘合剂薄板46出现起泡，并且所得的泡破裂导致粘合剂薄板材料30被施加至室22的壁34的边缘表面32以及被施加在室22的壁34的第一侧面36和第二侧面38上的一部分上，其中在图2中识别出这些部位并且如图4中所见在这些部位上施加有粘合剂薄板材料30。

经过如上所述的加热的粘合剂薄板46(如图3中所见)致使粘合剂薄板46的构造改变，如图4所见，使得图3的粘合剂薄板46致使穿过图4的粘合剂薄板46限定开口48。如图2所见，开口48与开口50对准，其中开口50由形成蜂窝芯18的室22的壁34限定，如图2中识别出。在该实施例中，在粘合剂薄板46内有多个开口48，其中各开口48与由限定蜂窝芯18的室22的壁34所限定的相应开口50对准。如上所述，出现粘合剂薄板46的构造改变，来自粘合剂薄板46的粘合剂薄板材料30致使粘合剂薄板材料30叠置壁34的边缘表面32，其中壁34形成蜂窝芯18的室22(如图2中所见)。通过粘合剂薄板46的该构造改变，来自粘合剂薄板46的粘合剂薄板材料30也叠置邻近壁34的边缘表面32的第一侧面36和邻近壁34的边缘表面32的相反第二侧面38的至少一部分。在该实施例中，粘合剂薄板材料30的所述覆盖覆盖了各室22的壁34的所有边缘表面32以及第一侧面和第二侧面的一部分。

用于制造夹层式声衬组件14的方法40关于结构上粘接的步骤44包括两个实施例，在一个实施例中这包括定位浆料52(如图5中所见)，浆料52包括热塑性材料粉末和溶剂的混合物。在定位热塑性织物薄板20的步骤之前，该溶剂可以选自到粘合剂薄板材料30上的多种合适溶剂之一，诸如异丙醇、丙酮或1-甲基-2-吡咯烷酮(“nmp”)。在一个实施例中，其中如图4所见，环氧薄板46已被改变构造，借助诸如浸渍、涂刷、滚涂等的数种方式之一将所述浆料施加至粘合剂薄板材料30。在该实施例中，将浆料52施加至叠置边缘表面32定位的粘合剂薄板材料30并施加到定位在第一侧面36和相反的第二侧面38上的至少一部分粘合剂薄板材料30上。通过将浆料52施加至粘合剂薄板材料30上，来自浆料52的溶剂映出，使得热塑性材料53(如图5中所见)留在粘合剂薄板材料30上并由其承载。在该实施例中，在定位42热塑性织物薄板20之前施加浆料52，使得通过将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位的步骤42，热塑性织物薄板20定位成叠置由粘合剂薄板材料30承载的热塑性材料53，例如图12中所见。

通过组装的夹层式声衬组件14(在该实施例中，其包括定位成叠置热塑性织物薄板20的面薄板24)，将粘接组件28定位在热塑性织物薄板20和蜂窝芯18以及位于蜂窝芯18的相比于面薄板24更靠近机舱16的相反侧上的对置面薄板(未示出)之间，将所述组件装袋、抽真空并固化，这致使热塑性织物薄板20和承载热塑性材料53的粘合剂薄板材料30固化。相对于热塑性织物薄板20和蜂窝芯18出现期望的结构粘接，而提供夹层式声衬组件14。基于该过程以及包括粘合剂薄板材料30和热塑性材料53的粘接组件28而使该声衬制造廉价，避免了不期望地浸湿热塑性织物薄板20并避免了阻挡面薄板24的穿孔26，而形成了期望的结构粘接。

用于制造夹层式声衬组件14的方法40包括第二实施例，其中结构上粘接的步骤44在在该实施例中定位热塑性织物薄板20的步骤42之前进一步包括将作为热塑性材料和溶剂的混合物的浆料52施加到粘合剂薄板46(如图6中所见)上的步骤。如上所述，所述溶剂从浆料52映出，使得热塑性材料53留在粘合剂薄板46上。

在定位热塑性织物薄板20的步骤42之前，结构上粘接的步骤44进一步包括与上面描述类似地在该实施例中通过使用局部热源出现的、加热承载热塑性材料53的粘合剂薄板材料30的步骤。结果，承载热塑性材料53的粘合剂薄板46的构造改变形成如图7中所见的开口56，开口56与如图2中所见的由形成蜂窝芯18的室22的壁34所限定的开口50对准。在该第二实施例中，热塑性材料53叠置粘合剂薄板材料30，如图13中所见。

可以通过上述技术中的任一项施加如上所述且在图6中所见的浆料52。在第一实施例中，如上所述，溶剂从浆料52映出。由此，如在当前实施例中在图7和图13中所示，粘合剂薄板材料30和热塑性材料53被显示出同样范围地定位在蜂窝芯18上。来自承载热塑性材料53的粘合剂薄板46的粘合剂薄板材料30叠置蜂窝芯18的室22的壁34的边缘表面32。来自承载热塑性材料53的粘合剂薄板46的粘合剂薄板材料30叠置壁34的邻近边缘表面32的第一侧面36并且叠置壁34的邻近边缘表面32的相反的第二侧面38，如图13中所见。

继将热塑性织物薄板20相对于蜂窝芯18以叠置关系定位、在该第二实施例中将热塑性织物薄板20布置成与承载热塑性材料53的粘合剂薄板材料30接触的步骤42之后，结构上粘接的步骤44进一步包括使得热塑性织物薄板20和承载热塑性材料53的粘合剂薄板材料30固化的步骤。在固化过程中，将夹层式声衬组件14(在该实施例中，其包括叠置热塑性织物薄板20的面薄板24、定位在蜂窝芯18和热塑性织物薄板20之间的粘接组件28，并且在蜂窝芯18上定位有对置的面薄板(未示出))装袋、抽真空并固化，这致使热塑性织物薄板20和承载热塑性材料53的粘合剂薄板材料30固化。相对于热塑性织物薄板20和蜂窝芯18提供夹层式声衬组件14而出现期望的结构粘接。基于该过程以及包括粘合剂薄板材料30和热塑性材料53的粘接组件28而使该声衬制造廉价，避免了不期望地浸湿热塑性织物薄板20并避免了阻挡面薄板24的穿孔26，而提供了有益的结构粘接。

尽管上面已经描述了各种实施方式，但本公开并不旨在限于此。可以对所公开的实施方式做出仍落在所附权利要求的范围内的变动。