從WO-02/078.950-A1已知這種纖維金屬層壓件的面板。與諸如鋁合金的金屬合金相比，纖維金屬層壓件(fibre metal laminate，F(xiàn)ML)具有提高的抗疲勞性，具體地是抗裂縫傳播性。抗損壞在航空航天工程中是關(guān)鍵目標(biāo)。然而，還可以進一步提高諸如飛行器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中的FML的行為，其中，諸如飛行器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中的FML例如為諸如來自(在鋁層之間的玻璃纖維化合物)的機身面板的、帶有根據(jù)如從WO-02/078.950-A1已知的現(xiàn)有技術(shù)的拼接件的FML面板。

在制造具有拼接件的FML層壓件面板之后，需要多個附加動作來處理外邊緣，以使得實現(xiàn)滿足空氣動力和裝飾要求的光滑外部。這些動作主要地涉及到后處理最外填充物，該最外填充物主要形成為在制造面板時從拼接件擠出的粘合劑。該粘合劑擠出物為棱柱形，并且自由地位于飛行器的外側(cè)上。不利的是，該粘合劑棱柱形擠出物在高壓滅菌器之后經(jīng)常表現(xiàn)出諸如小氣泡的裝飾缺陷，然后，作為生產(chǎn)過程的一部分，這些裝飾缺陷必須通過劃開、研磨、清潔、用粘合劑填充、硬化24小時、再研磨和涂刷來進行后處理。這就在生產(chǎn)動作和時間方面造成用于生產(chǎn)這樣的具有一個或者多個拼接件的FML層壓件面板的過程的不利延長。

在最外拼接件重疊部的位置處，最外金屬層的端部區(qū)域的外表面是自由的，并且最外金屬層的薄邊緣在鄰接邊緣上被粘附至飛行器機身面板的相鄰最外棱柱形粘合劑擠出物。該鄰接粘合劑結(jié)合是不利的。在設(shè)計方面，F(xiàn)ML層壓件中的粘合劑結(jié)合善于承受剪切力，而承受拉伸力的能力則欠佳。然而，金屬邊緣在棱柱形粘合劑擠出物上的鄰接粘合劑結(jié)合承受拉伸力，這是不希望的。由于飛行器的反復(fù)飛行，循環(huán)負(fù)荷以溫度影響(在-55℃與100℃之間)、機身的循環(huán)負(fù)荷和變形(機艙壓強和彎曲力矩)的形式出現(xiàn)。由于這些循環(huán)負(fù)荷，在鋁邊緣的位置處的最外粘合劑擠出物對出現(xiàn)毛細裂縫(微裂縫)敏感。如果這些毛細裂縫出現(xiàn)在涂刷的FML層壓件面板中，則這些毛細裂縫會在飛行器的外側(cè)上、作為涂刷層中的微裂縫的形式的裝飾缺陷可見。

另外，在已知拼接件中，最外金屬-金屬重疊部設(shè)置有支承的粘合劑材料(設(shè)置有尼龍載體)，并且最外粘合劑擠出棱柱包括未支承的粘合劑材料(無載體)，以便避免能夠在處理棱柱形粘合劑擠出物時從層壓件抽取尼龍載體。因此，假定在兩個金屬層之間的重疊部中施加支承的粘合劑，則需要額外的生產(chǎn)動作來沉積用于相鄰最外粘合劑擠出棱柱的未支承的粘合劑。

還在如下文獻中發(fā)現(xiàn)了在前序中描述的類型的面板："Fibre Metal Laminates,an Introduction",edited by Ad Vlot et al,Kluwer 2001,pages 267-280,Chapter 17:"Detailed design concepts"by O.C.van der Jagt et al。

FMS層壓件制成為單向玻璃纖維預(yù)浸件、粘合劑材料和薄金屬板的夾層部件，其中，單向玻璃纖維預(yù)浸件、粘合劑材料和薄金屬板通過在模具上堆疊來組裝至彼此，薄金屬板例如為鋁板。玻璃預(yù)浸件是嵌入基體材料中的玻璃纖維墊。在堆疊過程之后，將帶有產(chǎn)品的模具置于高壓滅菌器中。然后，產(chǎn)品在高壓和高溫之下在高壓滅菌器中被粘附在一起并且硬化。因此，顯現(xiàn)有光滑模具側(cè)的層壓件產(chǎn)品，該光滑模具側(cè)也形成飛行器的外側(cè)。

本發(fā)明的目的是創(chuàng)建一種沒有前述缺點的面板。該目的通過還包括包覆層的面板來實現(xiàn)，該包覆層包括至少一個纖維材料層，該至少一個纖維材料層在填充物和外金屬層的位于填充物的相反側(cè)上的相鄰?fù)獗砻鎱^(qū)域之上延伸，并且粘附至外表面區(qū)域，并且包覆層的外側(cè)由粘合劑層或者由嵌入粘合劑材料中的纖維層形成。

這具有以下優(yōu)點：最外鋁層的拼接件的最外棱柱形粘合劑擠出物通過局部包覆層有效地覆蓋，該局部包覆層例如可包括粘合劑層以及嵌入粘合劑層的橋接玻璃纖維。該覆蓋防止在高壓滅菌器處理期間形成諸如小氣泡的裝飾缺陷，這些裝飾缺陷在視線中，因此必須進行后處理。因此，省去諸如劃開、研磨、清潔、用粘合劑填充、硬化24小時、再研磨和涂刷的后處理步驟。

另外，橋接最外纖維材料層用作從來自最外金屬層的邊緣區(qū)域的拉伸力從最外拼接件重疊部向填充物或者棱柱形粘合劑擠出部、以及向最外拼接件重疊部的最內(nèi)金屬層的相鄰區(qū)域的橋接部，通過橋接最外纖維材料層，適當(dāng)?shù)卦谄唇蛹丿B區(qū)域之前和之后的拉伸力逐漸地增大和減小。

因而，層壓件產(chǎn)品處于用于在諸如用作飛行器的壁面板時的較長時期吸收循環(huán)負(fù)荷的位置，在在諸如用作飛行器的壁面板時的較長時期中，由于反復(fù)飛行，出現(xiàn)循環(huán)溫度影響(從在-55℃與100℃之間開始)以及機身的變形和循環(huán)機械負(fù)荷(機艙壓強和彎曲力矩)。根據(jù)本發(fā)明的層壓件產(chǎn)品可以更長的持續(xù)時間內(nèi)更經(jīng)常地耐受這些循環(huán)負(fù)荷而不出現(xiàn)微裂縫。因而，在最外拼接件之上有橋接玻璃纖維的面板能夠經(jīng)受比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面板更大數(shù)目的飛行循環(huán)。

另一優(yōu)點在于支承的粘合劑材料現(xiàn)在可用于最外粘合劑擠出棱柱，假定包覆層在處理粘合劑擠出棱柱時有效地保護該粘合劑擠出棱柱免于尼龍載體外出。因此，為了形成粘附的最外金屬-金屬重疊部和最外粘合劑擠出棱柱，僅需一個覆蓋重疊部和棱柱二者的單條支承的粘合劑材料。這就節(jié)省了生產(chǎn)動作，因為無需未支承的粘合劑。

用玻璃預(yù)浸件和粘合劑材料包住的拼接件區(qū)域還確保來自飛行器以外的潮氣和化學(xué)物質(zhì)不能沿著最外粘合劑擠出部透入，并且不能透入最外拼接件重疊部的粘合劑接縫中。

US2008/0006741中公開了另一面板。所述現(xiàn)有技術(shù)面板與用于飛行器機身的皮膚面板有關(guān)，該面板包括多個重疊的金屬層，這些金屬層通過纖維加固粘合劑層彼此粘附，從而形成在圓周方向上定向的階梯式連接區(qū)域。金屬條在面板的外側(cè)覆蓋所述階梯式連接區(qū)域。在該外金屬條與階梯式區(qū)域的相鄰?fù)鈧?cè)表面區(qū)域之間的過渡處不光滑，反而具有驟變特性。這不符合提供滿足如前文論述的空氣動力和裝飾要求的飛行器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明，包覆層限于如由填充物和外金屬層的相鄰?fù)獗砻鎱^(qū)域限定的區(qū)域，從而留出所述外金屬層的其余區(qū)域。所述其余區(qū)域比由包覆層覆蓋的區(qū)域更大，例如大至少一個數(shù)量級。

包覆層的至少一個纖維材料層可包括嵌入粘合劑材料中的纖維。包覆層可限定包覆層的外表面，并且包覆層的所述外表面可以限定面板表面。

具體地，由包覆層限定的外表面可以與面板表面重合。包覆層還可以同樣粘附至填充物。優(yōu)選地，第一層壓件和第二層壓件在包覆層的位置處向內(nèi)嚙合錯折。因而，維持面板的外側(cè)在空力學(xué)方面無間斷的光滑輪廓。

纖維材料層可包括嵌入粘合劑材料中的、諸如玻璃纖維層的纖維層。該嵌入的纖維層可以形成外側(cè)。這意味著嵌入的纖維層的粘合劑材料可以形成包覆層的外側(cè)。另外，在該實施方式中，纖維層的光纖可存在于外側(cè)表面，可由外側(cè)表面界定和/或可與外側(cè)表面相切，因而，與嵌入的纖維層的粘合劑材料一起形成和限定包覆層的外側(cè)表面。另外，根據(jù)變體，可替代地，包覆層的外側(cè)可由粘合劑層形成。另外，包覆層可包括彼此粘附的若干纖維材料層。在該情況下，優(yōu)選地設(shè)置的是，沿著外表面查看位置更向外的纖維材料層相對于位置更向內(nèi)的纖維材料層延伸。在該情況下，為了維持面板的光滑外輪廓，層壓件可以在第一距離之上在位置更向外的位置處嚙合錯折，從而延伸纖維材料層，并且在第二距離之上在位置更向內(nèi)的纖維材料層的位置處嚙合錯折。

優(yōu)選地，一個或多個纖維材料層的纖維方向相對于第一外金屬層的邊緣節(jié)段的邊緣進行橫向定向。另外，纖維加固粘合劑層可包括相對于第一外金屬層的邊緣節(jié)段的邊緣橫向定向的纖維。另外，可設(shè)置另一纖維加固粘合劑層，該另一纖維加固粘合劑層包括在與第一外金屬層的邊緣節(jié)段的邊緣相同的方向上定向的纖維。如上所述，一個或多個纖維加固粘合劑層的纖維和/或一個或多個纖維材料層的纖維可包括玻璃纖維。具體地，一個或多個纖維材料層可包括嵌入基質(zhì)材料中的單向纖維預(yù)浸件。該一個或多個纖維加固粘合劑層可從第一層壓件連續(xù)地延伸到第二層壓件。

在相互重疊的金屬層的邊緣節(jié)段之間的粘合劑可包括諸如嵌入膠中的氈片的、支承的粘合劑。以該方式，在兩個外金屬層之間的填充物可包括膠。在該情況下，如上所述，填充物可以是棱柱形，諸如有三角形橫截面的棱柱，三角形橫截面由嚙合錯折的第二外金屬層的嚙合錯折的邊緣區(qū)域的斜邊、第一外金屬層的鄰接邊緣和由包覆層覆蓋的填充物的表面界定。填充物可形成為在外金屬層的相互重疊的邊緣節(jié)段之間的粘合劑擠出物。

本發(fā)明還涉及一種用于制造面板的方法，該方法包括以下步驟：

-生成模具，模具的模具表面呈現(xiàn)待制造的面板的外表面的形狀，

-將呈現(xiàn)邊緣節(jié)段的第一金屬層置于模具表面上，

-將呈現(xiàn)邊緣節(jié)段的第二金屬層置于模具表面上，以使得第二金屬層的邊緣節(jié)段與第一金屬層的邊緣節(jié)段重疊，其中，在重疊的邊緣節(jié)段之間設(shè)置粘合劑，

-在金屬層上放置在粘合劑或者嵌入預(yù)浸件中的至少一個纖維層，

-嵌入粘合劑中的至少一個纖維層上放置另一金屬層，

-任何重復(fù)在先前放置的金屬層和纖維層上放置嵌入粘合劑中的纖維層并且將另一金屬層放置到纖維層上的步驟，

-用氣密膜覆蓋在粘合劑中嵌入的金屬層和纖維層的這樣形成的封裝，

-相對于模具在膜的封裝周圍密封，

-從在膜與模具之間形成的空間抽取氣體，從而在封裝上生成壓強，

-通過將封裝置于增加的壓強和加熱之下來鞏固封裝，

-在壓強和熱的影響下，在每對相互重疊的金屬層的金屬層中形成嚙合錯折部，以及

-在壓強和熱的影響之下，根據(jù)模具表面的形狀，形成朝向封裝的模具表面定向的表面。

這樣的方法是眾所周知的。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的面板，該方法包括以下附加步驟：

-在模具表面上放置第一對相互重疊的金屬層之前，在模具表面上放置包括至少一個纖維材料層的包覆層，

-然后，以這樣的方式放置第一對相互重疊的金屬層，以使得位于在那些金屬層之間的過渡部的相對側(cè)上的第一對相互重疊的金屬層的相鄰?fù)獗砻鎱^(qū)域與包覆層接觸，

-在鞏固步驟期間，在壓強和熱的影響之下將包覆層粘合結(jié)合至第一對相互重疊的金屬層的那些相鄰?fù)獗砻鎱^(qū)域。

另外，該方法可包括在壓強和熱的影響之下，在包覆層的位置嚙合錯折金屬層和嵌入粘合劑中的纖維層的封裝，從而確保面板的光滑外輪廓。

該方法還可包括以下步驟：

-在壓強和熱的影響下，在重疊的邊緣區(qū)域之間向外按壓粘合劑的至少一部分，

-從至由嚙合錯折的第二外金屬層的嚙合錯折的邊緣區(qū)域的斜邊、第一外金屬層的鄰接邊緣和包覆層界定的空間中的、粘合劑的粘合劑擠出物形成粘合劑層。

可以從直接地放置到模具表面上的在粘合劑或者嵌入預(yù)浸件中的至少一個纖維層形成包覆層。作為另一可能性，該方法可包括從直接地放置到模具表面上的至少一個粘合劑層和放置在粘合劑層上的、在粘合劑或者嵌入預(yù)浸件中的至少一個纖維層形成包覆層。

在下文中，將使用各附圖來更具體地說明本發(fā)明。

圖1示出諸如用于飛行器機身的有拼接件的彎曲面板的內(nèi)部的剖視圖和立體圖。

圖2示出根據(jù)圖1的面板的外側(cè)。

圖3示出根據(jù)圖1和圖2的面板的拼接件的另一視圖。

圖4更具體地示出根據(jù)圖3的IV的拼接件。

圖5以更大比例在剖視圖中示出根據(jù)圖1至圖4的拼接件的細節(jié)。

圖6示出在制造根據(jù)圖1至圖5的面板期間在模具上堆疊層。

圖7a至圖7e在剖視圖中示出拼接件的更多變體。

圖1至圖4中所示面板包括第一層壓件1、第二層壓件2，第一層壓件1、第二層壓件2通過作為整體由3指示的拼接件互連。在所示實例中，第一層壓件1包括三個金屬層5、5'、5”和纖維加固粘合劑層19，第三層壓件2包括三個金屬層4、4'、4”和纖維加固粘合劑層19，粘合劑層19位于金屬層5、5'、5”之間，粘合劑層19位于金屬層4、4'、4”之間。在所示示例中，兩個纖維加固粘合劑層19每個均包括在粘合劑或者嵌入預(yù)浸件19中的兩個纖維材料層。這些預(yù)浸件19中的纖維的定向不同，并且一個預(yù)浸件優(yōu)選地定向為與在金屬層4、4'、4”和金屬層5、5'、5”的端部上的邊緣20平行，而另一預(yù)浸件中的纖維的定向可定向為與這些邊緣20垂直。金屬層4、4'、4”和金屬層5、5'、5”在拼接件的位置不連續(xù)，并且如以下說明的那樣相互重疊，而纖維加固粘合劑層19經(jīng)過拼接件從一個層壓件1朝向另一層壓件2連續(xù)地延伸并進入另一層壓件2。在使用面板時，在外側(cè)上，通過該對金屬層4、5的外表面7限定連續(xù)和均勻地成形的面板表面6。由于這些金屬層4、5位于面板的外側(cè)上，所以還將這些金屬層指示為外金屬層4、5。

在圖5的放大剖視圖中，可以看見外金屬層4中的一個具有嚙合錯折的邊緣節(jié)段8，邊緣節(jié)段8與另一外金屬層5的相鄰邊緣節(jié)段9重疊，并且通過粘合劑層10粘附至該另一邊緣節(jié)段9的粘合表面25。位置更向內(nèi)的成對金屬層4'、4”和5'、5”也在嚙合錯折的邊緣節(jié)段8'、8”和直線邊緣節(jié)段9'、9”的位置的重疊位置處彼此粘附，并且在該位置通過粘合劑層10'、10”進行互連。在所有這些連接中，稱為粘合劑棱柱或者填充物11、11a、11'、11”的部分在制造面板時形成。由于粘合劑層10、10'、10”在熱和壓強的影響之下在相互重疊的邊緣節(jié)段8、9、8'、9'、8”、9”之間被擠出，并因而已經(jīng)填充在相互重疊的金屬層之間的過渡處的三角圓柱形區(qū)域(在圖5中的橫截面中為三角形)，所以出現(xiàn)這些粘合劑棱柱11、11a、11'、11”。

在實踐中，表現(xiàn)出位于外金屬層4、5之間的最外粘合劑棱柱11會引起裝飾缺陷，諸如空氣內(nèi)含物、裂縫等。具體地，這些裝飾缺陷可在第一層壓件1的金屬層5的直線邊緣節(jié)段9的鄰接邊緣20上出現(xiàn)。為了抵消這些缺陷，在兩個層壓件1、2的外金屬層5、4的表面區(qū)域12、13之上施加包層14。這些外表面區(qū)域12、13位于相對側(cè)上，并且與最外粘合劑棱柱11直接相鄰。在圖5中示出的實例中，包層4包括在外側(cè)之上延伸的預(yù)浸件15和嵌入粘合劑層16或粘合劑(纖維加固粘合劑層)中的纖維材料層。該預(yù)浸件15中的纖維的定向優(yōu)選地定向成與邊緣20垂直。該粘合劑層16的外表面在成品面板中與面板表面6的輪廓重合。假定預(yù)浸件15和粘合劑層16表現(xiàn)小的而又明確的厚度，則在制造面板期間，嚙合件17或者嚙合件18分別出現(xiàn)在層壓件1、2中。因而，在包層14的極端上也形成微小的粘合劑棱柱23。

如前所述，以上描述的面板中的各種嚙合件通過在模具上在熱和壓強下使其成形來實現(xiàn)。如圖5和圖6中所示，在制造面板時，使用有期望的模具表面22的模具21。在該模具表免22上，沉積和堆疊以上描述的面板的各個層。在該上下文中，作為第一階段，以固體形式將粘合劑層16的前體16'沉積至表面22上。然后，在前體16'上放置纖維加固粘合劑層(預(yù)浸件)15的前體15'；在面板已經(jīng)制造好之后，這些前體15'、16'會最終形成包層14的固體粘合劑層16和纖維加固粘合劑層15。此后，第一層壓件1的外金屬層5被鋪設(shè)在前體15'、16'的左節(jié)段之上。在外金屬層5上面鋪設(shè)粘合劑層10的前體10a。該前體10a可例如包括嵌入膠中的氈片。

在粘合劑層10的前體10a之上鋪設(shè)第二層壓件2的外金屬層4，然后接連放置更多金屬層和纖維加固粘合劑層。所有這些層初始地仍然平坦。然后，在相對于模具21密封的氣密膜之下容納該封裝，并且整個同時受到通過真空抽取的壓強和加熱(高壓滅菌器)。以該方式，如圖5中所示，封裝中的各層牢固地彼此粘結(jié)接合，并且獲得各種嚙合件。用于獲得嚙合件的該過程也被稱為自形成技術(shù)。用增加的壓強和加熱的處理還使在兩端處的預(yù)浸件15在某個長度之上被粘附至金屬層4、5，從而實現(xiàn)剪切連接。然后，面板完成。

圖5的變體僅形成根據(jù)本發(fā)明的面板的許多可能的實施方式中的一個。在圖7a至圖7e中并非窮舉地示出了更多可能的實施方式。在圖7a的變體中，包層14僅包括預(yù)浸件15，而未在圖5的變體的粘合劑層16下面(在面板表面上)。預(yù)浸件15的粘合劑在制造過程期間融化，從而獲得粘合，并且在端部上出現(xiàn)粘合劑棱柱23。即使在這種情況下，仍然通過預(yù)浸件15在某個長度上與材料層4、5粘附來實現(xiàn)剪切連接。

圖7b的變體示出包層14，包層14由首先最外粘合劑層16、然后是相對長的預(yù)浸件15以及位于預(yù)浸件15上的、相對短的預(yù)浸件24制成。因此，在面板中逐漸地朝向拼接件3的中間部實現(xiàn)增加的嚙合件。還通過與金屬層4、5相抵鋪設(shè)預(yù)浸件15、24來實現(xiàn)兩個剪切連接。

圖7c的變體還示出相對長的預(yù)浸件15和相對短的預(yù)浸件24，預(yù)浸件15和預(yù)浸件24直接地鋪設(shè)在彼此上面，而在預(yù)浸件15和預(yù)浸件24之間未放置粘合劑層，然而，未如圖7b中那樣在下面(在面板表面上)有最外粘合劑層。依然在該實例中，逐漸地朝向拼接件3的中間部，在面板中實現(xiàn)增加的嚙合件以及兩個剪切連接。

圖7d的變體示出包層14，包層14包括相對長的預(yù)浸件15、然后是粘合劑層16以及粘合劑層16上的、相對短的預(yù)浸件24。這也導(dǎo)致成品面板中的朝著拼接件3的中間部尺寸逐漸增加的嚙合件以及兩個剪切連接。

根據(jù)圖7e的最后變體(相對于圖7d的變體)，可如圖7e中所示，在相對長的預(yù)浸件16之下添加另一額外最外粘合劑層26。

本發(fā)明還可以以相同技術(shù)優(yōu)點在如下層壓件面板中應(yīng)用：在這些層壓件面板中，最外金屬層4、5在拼接件3的位置處不連續(xù)，并且在最外粘合劑棱柱11的形成之下相互重疊粘附，并且在這些層壓件面板中，其它金屬層4'、5'和/或金屬層4"、5"中的一個或者多個在拼接件3的位置處連續(xù)，而粘合重疊未傳入彼此中，并且形成單個連續(xù)金屬層。

附圖標(biāo)記的說明

1 第一層壓件

2 第二層壓件

3 拼接件

4、4'、4" 金屬層

5、5'、5" 金屬層

6 面板表面

7 外表面

8、8'、8" 嚙合錯折的邊緣節(jié)段

9、9'、9" 邊緣節(jié)段

10、10'、10" 粘合劑、粘合劑層

10a 粘合劑前體、粘合劑層前體

11 填充物(或者最外)粘合劑棱柱

11a、11'、11" 填充物或者粘合劑棱柱

12、13 外表面區(qū)域

14 包層、包覆層

15 纖維加固粘合劑層(預(yù)浸件)

15' 纖維加固粘合劑層(預(yù)浸件)的前體

16 粘合劑層

16' 粘合劑層的前體

17、18 嚙合件

19 預(yù)浸件、纖維加固粘合劑層

20 金屬層的邊緣

21 模具

22 模具表面

23 粘合劑棱柱

24 預(yù)浸件

25 粘合表面

26 粘合表面