復合結構的模內金屬化的制作方法
【專利摘要】在復合制品（150）上形成表面涂層（256）的方法，可包括向工具（300）的工具表面（302）施加熱噴涂（206，236），其方式使得表面涂層（256）形成，該表面涂層與工具表面（302）具有可剝離的結合（226）。方法可進一步包括在表面涂層（256）上施加復合材料（156），固化復合材料（156），以形成固化的復合制品（150），和從工具（300）移除固化的復合制品（150），其方式是從工具表面（302）剝離表面涂層（256），并使表面涂層（256）保留于固化的復合制品（150）。
【專利說明】復合結構的模內金屬化
發明領域
[0001]本公開總體上涉及金屬涂層，更具體地，涉及向復合制品施加表面涂層的系統和方法。
[0002]發明背景
[0003]復合結構被用于多種應用。在飛機構造中，復合材料越來越多地用于形成機身、機翼和飛機其他組件。在飛機的工作壽命期間，機翼暴露于多種環境作用。例如，在飛行期間飛機高速向前移動時，機翼前緣可遭受雨水和其他形式的水分的沖擊。此外，包含機翼的飛機可遭受雷擊。
[0004]保護復合前緣免受雨水沖擊的常規方法包括在前緣上緊固保護性金屬帶。不幸地，金屬帶與復合機翼的聯接是耗時且耗力的過程，需要大量機械緊固件。大量緊固件可增加飛機總重量。此外，可需要特殊化工具處理(tooling)以在安裝過程中保持金屬帶的位置。此外，通過前緣的外模線(OML)表面安裝的緊固件可破壞經過OML表面的氣流。氣流破壞可導致機翼上方的氣流湍流，并導致氣動阻力增加和相應的飛機燃料效率降低。
[0005]此外，通過利用相對低成本的工具處理來彎曲金屬片，金屬材料如金屬片總體上可形成單曲率形狀。但是，機翼前緣沿前緣長度可具有一個或多個復合曲率區域。形成金屬侵蝕帶以匹配機翼前緣的復合曲率的方法可能需要復雜的金屬形成設備，這可增加機翼組裝體的總體成本和復雜性。
[0006]關于防止雷擊，復合材料通常具有低電導率，和有限的消散雷擊電能的能力。安置于復合結構表面的金屬片可通過消散電能在雷擊事件中提供一定保護。不幸地是，為防雷在復合機翼表面上安置金屬片可涉及缺陷，其與為防侵蝕而在機翼前緣上安置金屬帶相關的缺陷相同。
[0007]可見，本領域需要在復合表面上提供金屬層的方法，其無需機械地緊固單獨金屬片至復合制品。此外，本領域需要在復合曲率表面上提供金屬層的方法，其避免需要復雜的金屬形成設備。此外，本領域需要提供金屬層的方法，該金屬層可保護復合結構免受侵蝕作用、雷擊作用和其他作用。
[0008]發明概述
[0009]上述與現有技術方法相關的、在復合表面上提供金屬層的需要被本公開具體地解決和緩解，本公開提供在復合制品上形成表面涂層的方法。方法可包括向工具的工具表面施加熱噴涂，其方式使得表面涂層形成，該表面涂層與工具表面具有可剝離的結合。方法可進一步包括在表面涂層上施加復合材料，固化復合材料以形成固化的復合制品，和從工具移除固化的復合制品，其方式是從工具表面剝離表面涂層，并使表面涂層保留于固化的復合制品O
[0010]在進一步的實施方式中，公開了復合制品的模內金屬化方法。方法可包括向工具的工具表面施加第一熱噴涂，其方式使得工具側涂層部分形成，該工具側涂層部分與工具表面具有可剝離的結合。方法還可包括向工具側涂層部分施加第二熱噴涂，其方式使得部件側涂層部分形成，該部件側涂層部分永久地結合至工具側涂層部分。此外，方法可包括在部件側涂層部分上施加復合材料，將復合材料真空裝袋，降低復合材料中的樹脂粘度一其方式使得樹脂浸潰部件側涂層部分，和在預定溫度和預定壓力下固化復合材料，生成永久地結合至部件側涂層部分的固化的復合制品。方法可進一步包括使固化的復合制品脫袋，和從工具移除固化的復合制品，使得工具側涂層部分從工具表面剝離，并且被保留于固化復合制品上的部件側涂層部分。
[0011]進一步，本公開包括根據下列條款所述的實施方式:
[0012]條款1.在復合制品上形成表面涂層的方法，包括步驟:
[0013]向工具的工具表面施加熱噴涂，其方式使得表面涂層形成，該表面涂層與工具表面具有可剝離的結合；
[0014]在表面涂層上施加復合材料；
[0015]固化復合材料以形成固化的復合制品；和
[0016]從工具移除固化的復合制品，其方式是從工具表面剝離表面涂層并使表面涂層保留于固化的復合制品。
[0017]條款2.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0018]形成表面涂層，其凈殘余應力在量級上基本上等于工具-涂層粘合強度。
[0019]條款3.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0020]施加第一熱噴涂以形成表面涂層的工具側涂層部分，工具側涂層部分與工具表面具有可剝離的結合；和
[0021]施加第二熱噴涂以形成表面涂層的部件側涂層部分，復合材料被施加在部件側涂層部分上。
[0022]條款4.條款3所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0023]利用高速氧燃料裝置施加第一熱噴涂。
[0024]條款5.條款3所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0025]利用等離子體噴涂裝置、高速氧燃料裝置和雙絲電弧裝置中的至少一種施加第二熱嗔涂。
[0026]條款6.條款3所述的方法，其中表面涂層具有凈殘余應力，其是工具側涂層部分和部件側涂層部分的殘余應力的結果，施加第一熱噴涂和第二熱噴涂的步驟包括:
[0027]調節至少一個工藝參數，其方式使得工具側涂層部分的殘余應力抵消部件側涂層部分的殘余應力一定量，致使凈殘余應力基本上等于工具-涂層粘合強度。
[0028]條款7.條款6所述的方法，其中調節至少一個工藝參數的步驟包括:
[0029]確定工具側涂層部分和部件側涂層部分中的至少一種的殘余應力，通過實施如下步驟:
[0030]在基底上噴涂涂層；
[0031]響應于在基底上噴涂涂層，測量基底曲率變化；
[0032]確定在基底上沉積后涂層的沉積應力；
[0033]基于涂層熱膨脹系數(CTE)和基底CTE之間的差異，確定冷卻涂層期間涂層的熱應力；
[0034]基于沉積應力和熱應力，計算涂層的殘余應力；和
[0035]反復地調節至少一個工藝參數和計算殘余應力，直到凈殘余應力基本上等于工具-涂層粘合強度。
[0036]條款8.條款6所述的方法，其中調節至少一個工藝參數的步驟包括:
[0037]調節至少一個工藝參數，直到表面涂層具有凈殘余應力，該凈殘余應力基本上平衡固化的復合制品的敷置應力(layup stress)，并且該凈殘余應力在量級上基本上等于工具-涂層粘合強度。
[0038]條款9.條款6所述的方法，其中調節至少一個工藝參數的步驟包括調節以下至少一個:
[0039]噴涂參數和工具特性。
[0040]條款10.條款9所述的方法,其中噴涂參數包括卷流參數(plume parameter)和原料特性中的至少一個。
[0041]條款11.條款9所述的方法，其中工具特性包括以下至少一個:工具材料、工具CTE、工具表面光潔度、工具厚度和工具溫度。
[0042]條款12.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0043]在促進與工具表面粘合的涂布溫度沉積表面涂層，其方式使得表面涂層在敷置復合材料的過程中保持粘合至工具表面，并在從工具移除固化的復合制品的過程中從工具表面剝離。
[0044]條款13.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0045]形成表面涂層，其中部件側涂層部分的表面質地比表面涂層的工具側涂層部分的表面質地更粗糙。
[0046]條款14.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0047]形成表面涂層，其中工具側涂層部分的多孔性低于表面涂層的部件側涂層部分的多孔性。
[0048]條款15.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0049]形成表面涂層，其中工具側涂層部分的密度大于表面涂層的部件側涂層部分的密度。
[0050]條款16.條款I所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0051]形成表面涂層，其具有工具側涂層部分和部件側涂層部分；和
[0052]工具側涂層部分和部件側涂層部分中的至少一個的厚度在約0.0005和0.10英寸之間。
[0053]條款17.條款I所述的方法，其中表面涂層包括金屬表面涂層。
[0054]條款18.條款I所述的方法，其中表面涂層包括陶瓷表面涂層。
[0055]條款19.條款14所述的方法，其中施加熱噴涂的步驟包括:
[0056]利用等離子體噴涂裝置施加熱噴涂，以形成陶瓷表面涂層。
[0057]條款20.通過條款I所述的方法形成的復合結構。
[0058]條款21.復合制品的模內金屬化方法，包括步驟:
[0059]向工具的工具表面施加第一熱噴涂，其方式使得工具側涂層部分形成，該工具側涂層部分與工具表面具有可剝離的結合；
[0060]向工具側涂層部分施加第二熱噴涂，其方式使得部件側涂層部分形成，該部件側涂層部分永久地結合至工具側涂層部分；[0061]在部件側涂層部分上施加復合材料；
[0062]將復合材料真空裝袋；
[0063]降低復合材料中的樹脂粘度，其方式使得樹脂浸潰部件側涂層部分；
[0064]在預定溫度和預定壓力固化復合材料，生成固化的復合制品，該固化的復合制品永久地結合至部件側涂層部分；
[0065]使固化的復合制品脫袋；和
[0066]從工具移除固化的復合制品，使得工具側涂層部分從工具表面剝離并被保留于固化復合制品上的部件側涂層部分。
[0067]已經討論的特征、功能和優勢可在本公開的不同實施方式中獨立地實現，或在另外的實施方式中組合，其進一步細節通過參考下文描述和以下附圖可見。
[0068]附圖簡述
[0069]本公開的這些和其他特征將在參考附圖后變得顯而易見，其中貫穿全圖同樣的編號指代同樣的部件，并且其中:
[0070]圖1是飛機的透視圖；
[0071]圖2是沿圖1中的線2截取的并且示例施加在復合機翼表皮前緣上的金屬表面涂層的復合機翼部分的剖視圖；
[0072]圖3是工具的示意性側視圖，該工具具有工具表面，在原位模內金屬化復合制品的方法期間可在該工具表面上施加表面涂層；
[0073]圖4是工具的示意性側視圖，示例在用于在復合制品上形成表面涂層的模內金屬化方法期間施加第一熱噴涂以在工具表面上形成工具側涂層部分；
[0074]圖5是工具的示意性側視圖，示例在用于在復合制品上形成表面涂層的模內金屬化方法期間施加第二熱噴涂以在工具側涂層部分上形成部件側涂層部分；
[0075]圖6是在用于在復合制品上形成表面涂層的模內金屬化方法期間復合材料施加在部件側涂層部分上的示意性側視圖；
[0076]圖7是表面涂層的橫截面圖解，其包括稠密、平滑的工具側涂層部分，該工具側涂層部分可剝離地粘合至工具表面；和多孔性部件側涂層部分，該部件側涂層部分具有相對粗糙的表面質地，用于與復合制品的環氧樹脂層結合；
[0077]圖8是從工具移除固化的復合制品的示意性側視圖，并且其方式使得工具側涂層部分從工具表面剝離并被保留于固化復合制品上的部件側涂層部分；
[0078]圖9A是預加熱階段期間曲率測量裝置的示意性頂視圖，并且其中曲率測量裝置包括基底，在該基底上可施加涂層，用于測量可用于計算涂層殘余應力的工藝參數；
[0079]圖9B是通過熱噴涂裝置在基底上施加涂層初始層的初始粘合操作期間曲率測量裝置的示意性頂視圖；
[0080]圖9C是曲率測量裝置的示意性頂視圖，示例施加涂層后續層期間涂層的演變殘余應力；
[0081]圖9D是曲率測量裝置的示意性頂視圖，示例冷卻階段或在基底和涂層被允許冷卻至室溫期間；
[0082]圖1OA是將預加熱階段中的基底曲率和涂布溫度隨時間作圖的圖；
[0083]圖1OB是將初始粘合操作中的基底曲率和涂布溫度隨時間作圖的圖；[0084]圖1OC是將演變殘余應力階段中的基底曲率和涂布溫度隨時間作圖的圖；
[0085]圖1OD是將冷卻階段中的基底曲率和涂布溫度隨時間作圖的圖；
[0086]圖11是流程圖，其中一個或多個操作可被包括在形成管部分的方法中；
[0087]圖12是飛機服務和制造方法的流程圖；和
[0088]圖13是飛機的框圖。
[0089]發明詳述
[0090]現參考附圖一其中示圖目的是示例本公開的不同實施方式，圖1顯示飛機100，其具有機身102，自飛機100的機頭104延伸至機尾106。機尾106可包括一個或多個尾表
面，如水平穩定器108、垂直穩定器110和一個或多個可移動的控制表面-用于飛機100
的方向控制。飛機100可進一步包括一對機翼114，每個均具有前緣118和后緣，并且任選地包括翼尖裝置116。飛機100可進一步包括一個或多個推進單元112，其可被安置于機翼114。
[0091]參考圖2，飛機100可包括一種或多種復合結構152如機翼114，其可由復合材料156形成。例如，各機翼114可由復合表皮板構成，并且可包括內部剛性構件，如翼梁和/或肋條，該內部剛性構件也可由復合材料156形成并且可增加機翼114的強度和剛度和保持機翼114的氣動形狀。有利地，飛機100的一種或多種復合結構152可配置有表面涂層256，如可被施加至機翼114的前緣118或翼尖裝置116的表面涂層256，如圖2所示。
[0092]如圖3-8所示和下文描述，表面涂層256可利用如本文公開的模內涂布工藝或方法在復合結構152上形成，其中表面涂層256可被以熱噴涂施加到工具300的至少部分工具表面302上，該工具300可被配置以固化復合結構152。在工具表面302上熱噴涂涂層后，復合材料156可被施加在表面涂層256上，作為用于敷置復合材料156的常規工藝中的部分。復合材料156可被固化以形成固化的復合制品150。
[0093]有利地，表面涂層256被施加至工具300，其方式使得在從工具300移除固化的復合制品150時，表面涂層256從工具表面302剝離并被保留于固化的復合制品150。表面涂層256從工具表面302剝離是通過如下實現的:形成表面涂層256，其凈殘余應力250在量級上基本上等于表面涂層256和工具表面302之間的工具-涂層粘合強度224。以這種方式，表面涂層256可在施加(例如，敷置)復合材料156期間保持粘合至工具表面302，而且在從工具300移除固化的復合制品150時表面涂層256從工具表面302剝離并可被保留于固化的復合制品150，如下文更詳細描述。
[0094]模內涂布工藝可實施用于將多種材料的表面涂層256施加在復合結構152上。例如，模內涂布工藝可實施用于向復合結構152施加金屬表面涂層256。此外,本文公開的模內涂布工藝可實施用于向復合制品150施加陶瓷表面涂層256，或施加多種可選的涂層材料。此外，模內涂布工藝可無限制地實施用于向任何類型的結構152施加表面涂層256，并且不限于飛機結構。
[0095]參考圖3并且另外參考描述形成表面涂層256的方法500的圖11的流程圖，圖3顯示工具300的示意性側視圖，其可被配置以固化復合制品150。圖3所示的工具300代表工具的多種不同尺寸、形狀、輪廓和構型的任意一種，其可用于固化和/或固結復合材料156如復合疊層以形成固化的復合制品150。工具300可由可與固化和/或固結復合材料156相容的材料形成。例如，工具300可由鐵基材料如Invar或鋼形成，或工具300可由鋁或可與固化復合材料156熱相容的任意其他材料形成。
[0096]工具300可包括工具表面302，在該工具表面302上可施加表面涂層256。工具300可具有工具厚度304，其可部分由在復合材料156固結期間可在復合材料156上朝向工具表面302施加的壓制力的量級決定。但是，應注意，本文公開的形成表面涂層256的方法不限于固化或固結工具300的工具表面302。在這方面，本文公開的工具表面302不受限制地包括可在其上施加涂層、然后在涂層上施加復合材料156的任意表面。方法500 (圖11)的步驟502可包括清潔工具表面302或其他表面，以去除污染物如灰塵、碎片、流體、水分、凝結物、油和可不利地影響模內涂布工藝的任何其他表面。
[0097]參考圖4，方法500 (圖11)的步驟504可包括向工具表面302施加熱噴涂以在工具表面302上形成表面涂層256。可施加熱噴涂，其方式使得表面涂層256與工具表面302形成可剝離的結合226。如下文更詳細描述，在向工具表面302施加熱噴涂后，可在表面涂層256上施加復合材料156，作為形成復合制品的常規敷置工藝的部分。然后可在工具300上固化復合材料156以形成固化的復合制品150。由于表面涂層256和工具表面302之間可剝離的結合226，可從工具300移除固化的復合制品150，其中表面涂層256從工具表面302剝離并被保留于固化的復合制品150。作為下文描述的施加熱噴涂的工藝的結果，表面涂層256形成，其凈殘余應力250在量級上基本上等于在從工具300移除固化的復合制品150時允許表面涂層256從工具表面302剝離的工具-涂層粘合強度224。
[0098]在實施方式中，熱噴涂可作為單涂層被施加，以在工具表面302上形成表面涂層256。表面涂層256可包括工具側涂層部分212和部件側涂層部分238。工具側涂層部分212可被施加，其方式為與工具表面302形成可剝離的結合226。部件側涂層部分238可被施加在工具側涂層部分212上。在實施方式中，熱噴涂可被施加，使得工具側涂層部分212具有相對平滑的表面質地218并且部件側涂層部分238具有比工具側涂層部分212粗糙的表面質地244。粗糙表面質地244可促進復合材料156結合至部件側涂層部分238，因為來自復合材料156的樹脂162浸潰部件側涂層部分238的粗糙表面質地244，如下文描述。
[0099]在實施方式中，熱噴涂還可作為第一熱噴涂206和第二熱噴涂236施加。第一熱噴涂206可被施加至工具表面302以在工具表面302上形成工具側涂層部分212。工具側涂層部分212可用如圖4所示的熱噴涂裝置200施加。在實施方式中，熱噴涂裝置200可被配置為高速氧燃料202裝置。高速氧燃料202裝置可發射噴涂顆粒208的卷流，其中卷流參數為相對低的噴涂溫度210和/或相對高的噴涂顆粒208的速度。例如，熱噴涂裝置200的卷流參數可使得第一熱噴涂206在約600-1400攝氏度之間的溫度和約300-700米/秒(m/s)之間的顆粒速度被施加，盡管第一熱噴涂206可在上述范圍以外的溫度和速度下被噴涂。
[0100]通過在相對高速下施加第一熱噴涂206，部件側涂層部分238可相對于工具側涂層部分212具有平滑的表面質地218，如下文描述。此外，部件側涂層部分238的多孔性220可低于工具側涂層部分212，這可增加表面涂層256的強度和耐久性。方法可另外包括形成工具側涂層部分212，其密度222大于部件側涂層部分238的密度248。在這方面，第一熱噴涂206的卷流可包括噴涂顆粒208，如金屬顆粒，其密度222可大于第二熱噴涂236中的噴涂顆粒208的密度248。較高的密度222可提供強度、耐久性和抗機械沖擊性高于部件側涂層部分238的工具側涂層部分212。[0101]工具側涂層部分212相對于部件側涂層部分238較低的表面粗糙度218、較低的多孔性220和較高的密度222可增強工具側涂層部分212對于機械作用性如侵蝕的抵抗力。此外，工具側涂層部分212相對于部件側涂層部分238較低的多孔性220和較高的密度222
可提高可施加表面涂層256的復合結構上的表面涂層256的消散電能-如來自雷擊-
的能力。在這方面，表面涂層256可被施加至飛機結構的復合表面，如機身(未顯示)或機翼(未顯不)的一個或多個表面，用于消散電能，如來自雷擊的電能。
[0102]在圖4中，在實施方式中，工具側涂層部分212可以相對小的厚度214形成。例如，工具側涂層部分212可以約0.0005和0.10英寸之間的厚度214形成。在實施方式中，工具側涂層部分212可以約0.003和0.050英寸之間的厚度214的形成。但是，工具側涂層部分212可以0.0005-0.10英寸范圍以外的厚度形成?？紤]到工具側涂層部分212的較高密度222——相對于部件側涂層部分238的較低密度248，工具側涂層部分212的厚度214優選被最小化，以最小化表面涂層256的總重量。工具側涂層部分212相對于部件側涂層部分238平滑的表面質地218可增強表面涂層256的外表面的氣動學，并且可最小化在施加至氣動表面時表面涂層256上方的氣流破壞。
[0103]如上所述，施加第一熱噴涂206的熱噴涂裝置200不限于高速氧燃料裝置202。在這方面，熱噴涂裝置200可以多種可選的噴涂裝置配置中的任一種形式提供:包括但不限于，絲電弧裝置，如可如下文描述實施用于施加第二熱噴涂236的類型的雙絲電弧裝置204。第一熱噴涂206還可用等離子體噴涂裝置(未顯示)或其他熱噴涂裝置施加，并且不限于用高速氧燃料202裝置施加。
[0104]在圖4中，工具表面302和工具側涂層部分212可限定工具-涂層界面228。第一熱噴涂206可包括噴涂顆粒208，該噴涂顆粒208由材料形成并在工具-涂層界面228處產生工具-涂層粘合強度224的溫度和速度被施加至工具表面302。工具-涂層粘合強度224可使得工具側涂層部分212在敷置復合材料156的過程中保持粘合至工具表面302，和在從工具300移除固化的復合制品150的過程中從工具表面302剝離，而不損壞復合制品150 (例如，無脫層、剝離、纖維損壞等)。在實施方式中，工具-涂層界面228處的工具-涂層粘合強度224可小于部件-涂層界面232處的結合，如下文討論。此外，工具-涂層界面228處的工具-涂層粘合強度224可小于復合材料156 (圖8)的復合層154 (圖8)之間的結合強度(例如，層間結合強度)，以避免復合層154脫層。
[0105]參考圖5，方法500 (圖11)的步驟506可包括向工具側涂層部分212施加第二熱噴涂236，以形成部件側涂層部分238。如上所述，表面涂層256可通過如下形成:在工具表面302上熱噴涂單涂層，使得工具側涂層部分212具有相對平滑的表面質地218，和部件側涂層部分238具有較粗糙的表面質地244，從而粘合至復合材料156，如下文描述。但是，表面涂層256還可通過在第一熱噴涂206上施加第二熱噴涂236形成。在這方面，表面涂層256可在向工具表面302施加第一熱噴涂206后被施加至工具側涂層部分212。方法可包括形成部件側涂層部分238，該部件側涂層部分238具有比工具側涂層部分212的表面質地218更粗糙的表面質地244，從而促進粘合至復合材料156的樹脂162。還可施加部件側涂層部分238，該部件側涂層部分238的多孔性246可大于工具側涂層部分212的多孔性220，以降低部件側涂層部分238的重量。
[0106]可施加第二熱噴涂236，其方式使得部件側涂層部分238永久地結合至工具側涂層部分212。第二熱噴涂236可用熱噴涂裝置200施加，如雙絲電弧204裝置。熱噴涂裝置200可具有卷流參數，該卷流參數影響熱噴涂裝置發射的噴涂顆粒208的卷流的溫度、速度和其他參數。例如，這種卷流參數可包括用于從熱噴涂裝置200發射噴涂顆粒208的燃料、氧化劑和粉末載氣的類型。卷流參數可允許在相對高噴涂溫度210和相對低速度施加第二熱噴涂236。例如，熱噴涂裝置200可具有卷流參數，其允許在約1000-3500攝氏度之間的溫度和約50-600m/s之間的顆粒速度噴涂第二熱噴涂236，雖然第二熱噴涂236可在上述范圍以外的溫度和速度被噴涂。第二熱噴涂236還可用等離子體裝置(未顯示)和/或高速氧燃料202裝置施加，并且不限于絲電弧裝置204。
[0107]有利地，第二熱噴涂236的相對高噴涂溫度210和相對低速度可導致部件側涂層部分238相對于工具側涂層部分212具有較低的密度248、較高的多孔性246和較粗糙的表面質地244。在這方面，部件側涂層部分238可具有這樣的暴露表面:具有比工具側涂層部分212的表面質地218更粗糙的表面質地244。部件側涂層部分238的較高多孔性246可降低部件側涂層部分238的總重量。此外，部件側涂層部分238的較高多孔性246可促進部件側涂層部分238與復合材料156的結合，如下文所述。此外，部件側涂層部分238可如下有利地形成:其密度248低于工具側涂層部分212——考慮到部件側涂層部分238未暴露于工具側涂層部分212所暴露的環境作用(例如，侵蝕)。部件側涂層部分238的較低密度248可最小化表面涂層256的總重量。
[0108]在圖5中，在實施方式中，部件側涂層部分238可以厚度240形成，該厚度240與工具側涂層部分212處于相同范圍內。例如，部件側涂層部分238可以約0.0005和0.10英寸之間的厚度240形成，如約0.003-0.015英寸之間的厚度。但是，如上關于工具側涂層部分212所述，部件側涂層部分238可以0.0005至0.10英寸范圍以外的厚度240形成。部件側涂層部分238可厚于工具側涂層部分212，因為部件側涂層部分238可如上所述相對于工具側涂層部分212具有較高的多孔性246和較低的密度248。工具側涂層部分212和部件側涂層部分238的組合限定表面涂層厚度254。在這方面，表面涂層256可被以上至約
0.25英寸或更大的任意厚度范圍提供。表面涂層厚度254可被控制在約0.0005英寸內，其可有利地允許逐漸減少涂層厚度，如圖2所示的機翼表皮的前緣118上，或機翼表面上(未顯示)，如用于雷擊保護。
[0109]在圖5中，部件側涂層部分238和工具側涂層部分212可限定涂層-涂層界面230，該涂層-涂層界面230的粘合強度大于工具-涂層界面228的工具-涂層粘合強度224，并且大于部件-涂層界面232的粘合強度。在這方面，部件側涂層部分238可與工具側涂層部分212形成不可剝離的結合234。部件側涂層部分238和工具側涂層部分212可由基本上相似的材料形成。但是，部件側涂層部分238和工具側涂層部分212可由互補的不同材料形成。在圖5中，工具側涂層部分212和部件側涂層部分238共同形成表面涂層256。
[0110]參考圖6，方法500 (圖11)的步驟508可包括，在向工具側涂層部分212施加部件側涂層部分238后，在部件側涂層部分238上施加復合材料156。在部件側涂層部分238上施加復合材料156可包括敷置纖維強化材料的復合層154，如可預浸潰有基質材料(SP，預浸料)或樹脂162材料如熱固性環氧樹脂基質或熱塑性基質的織物。纖維強化體160可被以如下多種不同配置中的任一種提供:包括但不限于，機織織物、單向膠帶、短切纖維和其他配置。基質可包括熱固性基質或熱塑性基質，如上所述。[0111]復合材料156不限于使用預浸復合材料156，并且可包括向干燥纖維強化材料施加樹脂162的濕法敷置工藝。例如，在部件側涂層部分238上施加復合材料156可包括在部件側涂層部分238上施加干燥纖維強化材料，然后利用如下多種樹脂浸潰工藝中的任一種在干燥纖維預制件中引入基質或樹脂材料:包括但不限于，樹脂膜浸潰(RFI)、樹脂傳遞成型(RTM)和其他濕法敷置工藝。
[0112]在圖6中，復合材料156和部件側涂層部分238可限定部件-涂層界面232，其中復合材料156和部件側涂層部分238可在如下文描述固化復合材料156的過程中永久地結合。復合材料156的固化可包括方法500 (圖11)的步驟510:包括將復合材料156真空裝袋(未顯示)。在真空裝袋操作過程中，剝離層、透氣層、其他耗材和真空袋(未顯示)可被施加在復合材料156上，以將復合材料156密封至工具表面302?？蓪φ婵沾檎婵?，從而對復合材料156朝向工具表面302施加壓制力(未顯不)。
[0113]在圖6中，方法500 (圖11)的步驟512可包括降低樹脂162的粘度，其方式使得樹脂162浸潰部件側涂層部分238。例如，復合材料156的樹脂162粘度可通過多種方式中的任一種升高樹脂162的溫度而降低。例如，工具300可被布置在高壓釜或對流烘箱中，以升高樹脂162的溫度和降低其粘度?？蛇x地，樹脂162可選擇性地利用輻射加熱法加熱。對于熱塑性樹脂162，可通過增加樹脂162的溫度至玻璃化轉變溫度以上降低粘度。通過降低樹脂162的粘度，樹脂162可流動、浸潰和/或與部件側涂層部分238混雜。
[0114]在圖6中，方法500 (圖11)的步驟514可包括固化復合材料156以生成固化的復合制品150。復合材料156的固化可在部件側涂層部分238和固化的復合制品150的部件-涂層界面232處的樹脂162之間產生不可剝離的結合234或永久結合。復合制品150的固化可通過如下發生:保持復合材料156處于預定溫度和預定壓力以預定時間段，以使復合材料156固結。然后可降低溫度，如降至室溫，以生成固化的復合制品150。樹脂162可在部件-涂層界面232處硬化或固化，從而與部件側涂層部分238產生永久性結合。在圖6中，方法500 (圖11)的步驟516可包括，通過移除真空袋(未顯示)和/或耗材(未顯示)如任意剝離層和/或透氣層，使固化的復合制品150脫袋。
[0115]參考圖7，顯示工具表面302和固化的復合制品150之間的表面涂層256的橫截面。顯示復合制品150由被樹脂162材料包圍的碳纖維強化體160構成。在部件-涂層界面232處，顯示樹脂162層嚙合于部件側涂層部分238?？梢?，部件側涂層部分238具有高度多孔性246組成和相對粗糙的表面質地244——由于從雙絲電弧204熱噴涂裝置200發射的噴涂顆粒208的相對高的溫度和相對低速。部件側涂層部分238的相對粗糙的表面質地244可有助于復合材料156的樹脂162與部件側涂層部分238的浸潰和結合。相對高的多孔性246可降低表面涂層256的總重量，并且還可有助于樹脂162結合至部件側涂層部分 238。
[0116]在圖7中，顯示工具側涂層部分212具有相對稠密的組成和相對平滑的表面質地218——由于由高速氧燃料202熱噴涂裝置200發射的噴涂顆粒208的高速和相對低的溫度，如上所述。工具側涂層部分212的相對平滑的、稠密的并且低多孔性的組成可有助于工具側涂層部分212與工具表面302可剝離的粘合。部件側涂層部分238和工具側涂層部分212的厚度240組合構成表面涂層256的總厚度。
[0117]參考圖6，方法500 (圖11)的步驟518可包括從工具300移除固化的復合制品150。在實施方式中，可通過如下從工具300移除固化的復合制品150:對固化的復合制品150施加外力310，如軸向力，以將固化的復合制品150拉離工具表面302。但是，還可通過如下移除固化的復合制品150:在表面涂層256的邊緣(未顯示)施加剝離力。還可通過如下從工具300移除固化的復合制品150:施加總體上平行于工具表面302的橫向力，如滑動力，以使固化的復合制品150滑離工具表面302。在這方面，通過導致工具側涂層部分212從工具處理表面剝離并使得工具側涂層部分212保留于固化的復合制品150上的表面涂層256的任意外力310,可有助于固化的復合制品150的移除。
[0118]如上所述，表面涂層256在表面涂層256上施加復合材料156的過程中保持可剝離地粘合至工具表面302和在施加于固化的復合制品150的外力310下從工具表面302剝離(例如，從角落或邊緣剝離)的能力可通過如下實現:形成表面涂層256，其凈殘余應力250在量級上基本上等于工具-涂層界面228處表面涂層256和工具表面302之間的工具-涂層粘合強度224。在這方面，表面涂層256可具有凈殘余應力250，其是工具側涂層部分212的殘余應力216和部件側涂層部分238的殘余應力242的結果。
[0119]在進一步的實施方式中，方法可包括形成表面涂層256—考慮到可在固化的復合制品150中產生的敷置應力164。例如，復合材料156的樹脂162和纖維強化體160可具有不同的CTE，其可導致固化的復合制品150在從固化溫度冷卻至環境溫度或室溫后的殘余敷置應力164。第一熱噴涂206和第二熱噴涂236可被施加，其方式導致形成表面涂層256，其凈殘余應力250基本上平衡固化的復合制品150的敷置應力164，使得表面涂層256的凈殘余應力250在量級上基本上等于工具-涂層粘合強度224。
[0120]參考圖9A-9D,顯不確定通過熱嗔涂施加于基底402的涂層422的殘余應力的系統的實施方式示意圖。系統可提供估測不同工藝參數對涂層422的殘余應力——如表面涂層256 (圖5)的凈殘余應力250—的量級和方向(即，壓縮，拉伸)的影響的手段一無論以單熱噴涂施加還是以第一熱噴涂206 (圖4)和第二熱噴涂236 (圖5)施加。在這方面，系統可提供確定可引入單熱噴涂的熱噴涂工藝參數或可引入第一熱噴涂206 (圖4)和/或第二熱噴涂236 (圖5)的工藝參數，以實現固化的復合制品150 (圖8)上的表面涂層256(圖8)的預期殘余應力(圖8)的手段。
[0121]這種工藝參數可包括但不限于，噴涂參數和工具特性。噴涂參數可包括與熱噴涂裝置相關的卷流參數，并且可包括與熱噴涂裝置發射的卷流相關的燃料、氧化劑和粉末載氣的類型。噴涂參數還可包括引入熱噴涂裝置所發射的卷流或噴射物的原料的原料特性。這種原料特性可包括原料材料、材料CTE、粉末尺寸分布、粉末形態和可影響噴涂顆粒208卷流的飛行中噴涂速度和/或噴涂溫度的多種其他原料特性。涂層厚度254可以代表可影響涂層殘余應力的量級和方向的參數。如上所述，工藝參數還可包括工具特性，如工具材料、工具熱膨脹系數(CTE >308、工具表面光潔度、工具厚度304、工具溫度306和可對表面涂層256 (圖8)的殘余應力(圖8)具有影響的其他工具特性。
[0122]參考圖6，可利用導致表面涂層256中產生具有預期量級和預期方向的殘余應力216的預定工藝參數組，向工具300施加表面涂層256。無論以單熱噴涂還是以第一熱噴涂、第二熱噴涂和/或另外的熱噴涂的組合施加，表面涂層256都可利用使得具有預期量級和預期方向的殘余應力216在工具側涂層部分212中形成的預定工藝參數組施加。同樣，可利用預定工藝參數組向工具側涂層部分212施加部件側涂層部分238，以實現部件側涂層部分238中預期量級和方向的殘余應力242。表面涂層256中的凈殘余應力250是部件側涂層部分238的殘余應力242和工具側涂層部分212的殘余應力216的結果?？烧{節工具側涂層部分212和部件側涂層部分238的工藝參數，直到工具側涂層部分212的殘余應力216的量級和方向抵消或平衡部件側涂層部分238的殘余應力242—定量，致使凈殘余應力250基本上等于粘合強度224。例如，對于給定的工具構型(例如，工具形狀)，可期望在工具表面302上形成表面涂層256，其凈殘余應力250以壓縮性為主，從而有助于從工具300移除固化的復合制品150。在這方面，可調節熱噴涂工藝參數，直到確定參數組產生以壓縮性為主的凈殘余應力250。
[0123]在圖9A中，估測熱噴涂工藝參數的系統顯示為曲率測量裝置400，并且可實施以利用在2002年11月12日授權于Sampath等的美國專利號6，478，875中公開的方法確定涂層422的殘余應力。曲率測量裝置400可包括基底402，該基底402可通過一對基底支撐件406被安置在相對的末端?；?02可具有前基底表面408和后基底表面410，其共同限定基底厚度?；?02可包括總體上伸長和筆直的元件，該元件在實施方式中可由與可形成工具300的材料相同的材料形成?；?02可具有基底CTE404。一個或多個激光裝置可發射激光束414，用于檢測沿基底402的一個或多個點的位移，作為計算涂布工藝過程中不同時間的基底438的曲率和涂層厚度254的手段。
[0124]在圖9A中，熱傳感器412可被安置在前基底表面408上和后基底表面410上，用于測量基底402溫度和用于測量涂布溫度436。熱噴涂裝置418可在前后移動中發射噴涂顆粒420的熱噴涂，以沿前基底表面408形成涂層422。在圖9A-9D所示的實施方式中，熱噴涂裝置418可被配置為雙絲電弧204噴涂裝置418，用于如上所述以相對低速和相對高溫發射噴涂制品。但是，系統可應用任意類型的熱噴涂裝置。
[0125]參考圖9A，顯示預加熱階段416，其中無涂層基底402可被加熱，用于基底402的應力消除，消除可源自基底402的清潔過程中的噴砂處理的殘余應力?；?02可被預加熱，如通過使用噴燈或使用熱噴涂裝置418，而不發射噴涂制品。在預加熱過程中，基底402可由于應力消除而經歷初始曲率426。
[0126]圖1OA是繪制預加熱階段416過程中的基底438曲率和涂布溫度436的圖。基底402起始于總體上筆直的構型，隨著基底402的溫度增加可呈現微小的曲率，如圖1OA所示。
[0127]圖9B示例初始粘合操作428過程中的曲率測量裝置，該初始粘合操作428包括利用熱噴涂裝置418在前基底表面408上噴涂或沉積涂層422。熱噴涂裝置418可發射噴涂制品以形成涂層422的初始層。相對高溫的噴涂顆粒420在相對較冷前基底表面408上的淬火導致基底438的曲率。方法包括，響應于在上述基底402上噴涂涂層422，利用上述激光裝置來測量基底438的曲率變化。
[0128]圖1OB是繪制初始粘合操作428期間的基底438曲率和涂布溫度436的圖。繪圖圖形示例初始粘合操作過程中涂層422的壓縮殘余應力造成的基底438曲率增加。
[0129]圖9C顯示由于在基底402上持續施加熱噴涂而在沉積工藝期間涂層422的演變殘余應力430階段期間漸增的基底402曲率。圖9C中基底402的曲率可表示淬火作用432——包括噴涂顆粒420在接觸較冷基底402表面后淬火，和克服噴涂顆粒420在基底402上的噴丸(peening)作用，該基底402受到熱噴涂裝置418持續發射的另外的噴涂顆粒420沖擊。[0130]圖1OC是繪制演變殘余應力430階段期間基底438曲率和涂布溫度436增加的圖。演變殘余應力430由于施加涂層422的額外層而存在于涂層422中?；?38的曲率可表示在基底438上沉積過程中于涂層422中的拉伸應力增大。
[0131]圖9D顯示冷卻階段434期間的基底402逆向曲率。在冷卻階段434中，熱噴涂裝置418可停用，并且基底402和涂層422可被允許冷卻至環境溫度或室溫。在冷卻階段434中，記錄基底402位移和涂層422和基底402的溫度的測量結果。
[0132]圖1OD是繪制冷卻階段434中基底438曲率和涂布溫度436減少的圖。由于涂層CTE424相對于基底CTE404失配，涂層422和基底402的冷卻可導致基底438的曲率反向。在這方面，圖1OD可表示在室溫下具有壓縮殘余應力的涂層422。
[0133]利用曲率測量裝置400所測的基底438曲率和涂布溫度436的測量結果，確定涂層422的殘余應力的方法可包括確定涂層422在基底438上沉積后的沉積應力。沉積應力可由于沉積過程中涂層422的固化和噴丸而存在。方法可進一步包括，基于涂層CTE424和基底CTE404之間的差異，確定在涂層422冷卻過程中涂層422的熱應力。涂層422的熱應力可基于隨溫度變化的基底438曲率變化計算，如上文引用的美國專利號6，478，875公開。方法可包括基于熱應力確定涂層422的彈性模量。方法可另外包括基于沉積應力和熱應力計算涂層422的殘余應力。以這種方式，方法提供計算涂層422中的殘余應力的量級和方向(壓縮或拉伸)的手段。
[0134]基于利用圖9A-9D所示的曲率測量裝置400和美國專利號6，478，875公開的方法可確定的涂層殘余應力，用于施加第一熱噴涂206 (圖4)和第二熱噴涂236 (圖5)的熱噴涂參數可被反復調節，直到最終表面涂層256 (圖6)中實現預期凈殘余應力250。如上所述，凈殘余應力250是工具側涂層部分212的殘余應力216和部件側涂層部分238的殘余應力242的結果。在這方面，在工具表面302上施加第一熱噴涂206的方法可包括，基于工具溫度306、工具CTE308、涂布溫度436 (例如，噴涂溫度210)和涂層CTE252，沉積第一熱噴涂206，使得涂層CTE252和工具CTE308的差異導致工具側涂層部分212的應變，以允許可剝離的粘合(例如，非永久性結合)和從工具表面302移除工具側涂層部分212，而不損壞固化的復合制品150 (例如，復合制品150無脫層、剝離等)。
[0135]參考圖6，在實施方式中，工具側涂層部分212可具有涂層CTE252，該涂層CTE252可基本上等于工具CTE308，以最小化表面涂層256的凈殘余應力250與工具-涂層界面228處表面涂層256和工具表面302之間的工具-涂層粘合強度224之間的差異。工具-涂層界面228處的工具-涂層粘合強度224可通過多種不同方法中的任一種確定。例如，可實施拉伸測試，其中拉伸負荷可與涂層平面正交地施加，所述涂層可被結合在測試夾具對(未顯示)之間?？蛇x地，工具-涂層界面228處的工具-涂層粘合強度224的量級可通過壓痕測試或其他方法確定。
[0136]在圖6中，涂層材料和工具材料可被選擇以最小化CTE失配。在實施方式中，涂層CTE252和工具CTE308可被最小化以實現預期方向的殘余應力。例如，通過最小化CTE失配度和以相對高速和相對低溫施加熱噴涂，表面涂層256的凈殘余應力250可以壓縮為主，這是因為噴涂顆粒208在工具表面302上噴丸而噴涂裝置200持續發射其他噴涂顆粒208。可選地，相對較高的CTE失配結合以相對低速和相對高溫施加熱噴涂可導致表面涂層256的凈殘余應力250以拉伸為主?？梢?，凈殘余應力250的方向(例如，壓縮或拉伸)可通過調節熱噴涂工藝和材料參數而實現。
[0137]如上所述，表面涂層256可形成為復合制品150上的金屬涂層。金屬涂層可不受限制地包括多種不同金屬中的任一種，包括但不限于，因康鎳合金，鎢，鑰，鋁；和多種其他金屬材料中的任一種。同樣，表面涂層256可形成為陶瓷表面涂層256，如通過使用用于施加第一熱噴涂206和/或第二熱噴涂236的等離子體噴涂裝置(未顯示)。在這方面，表面涂層256可形成為金屬和陶瓷材料或多種其他涂層材料中的任一種的混合體或雜合體。
[0138]上述形成表面涂層256的方法可不受限制地實施于任意尺寸、形狀和構型的復合結構152。在實施方式中，復合結構152可包括飛機結構的任何部分，如機翼、翼尖裝置、小翼、前緣裝置、增升裝置、前緣縫翼、克魯格(Krueger)襟翼、后緣裝置、富勒(fowler)襟翼、副翼、控制表面、升降副翼、方向升降舵、穩定表面、尾翼、舵、轉子葉片或多種其他復合結構中的任一種。在實施方式中，表面涂層256可形成在復合結構的前緣118 (圖2)上，如飛機(圖1)的機翼(圖1)或其他氣動結構，如用于侵蝕保護和/或沖擊保護。在實施方式中，表面涂層256可形成在部分任意復合表面上，如復合機翼，用于雷擊保護和/或沿復合結構導電。在這方面，本文公開的方法可不受限制地被用于任何車輛應用或任何非車輛應用的復合結構。
[0139]參考圖12-13，本公開的實施方式可在飛機制造和服務方法600以及如圖13所示的飛機602的情形下得到描述。在制造前的過程中，示例性方法600可包括飛機602的描述和設計604和材料采購606。在制造過程中，進行飛機602的組件和亞組裝體制造608和系統集成610。其后，飛機602可經過認證和交付612，以被投入使用614中。在被客戶使用時，飛機602被定期常規保養和維護616 (其還可包括改造、重構、翻新等)。
[0140]方法600的每個過程均可由系統集成員、第三方和/或操作人員(例如，客戶)進行或實施。以對此描述為目的，系統集成員可不受限制地包括任意數量的飛機制造商和主系統轉包商；第三方可不受限制地包括任意數量的售賣者、轉包商和供應商；和操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事單位、服務組織等。
[0141]如圖13所示，通過示例性方法600制造的飛機602可包括具有多個系統620和內部622的機身618。高水平系統620的實例包括推進系統624、電力系統626、液壓系統628和環境系統630中的一種或多種。任意數量的其他系統可被包括在內。雖然顯示的是航天實例，但本發明的原理可應用于其他工業，如汽車工業。
[0142]本文實施的設備和方法可應用于制造和使用方法600中的任意一個或多個階段。例如，相應于制造過程608的組件或亞組裝體可以與飛機602服務時生產的組件或亞組裝體以類似的方式制造或生產。而且，設備實施方式、方法實施方式或其組合中的一種或多種可被應用于生產階段608和610中，例如，通過大幅加快飛機602的組裝或降低飛機602的成本。類似地，設備實施方式、方法實施方式或其組合中的一種或多種可例如在飛機602服務期間并且不受限制地被用于保養和維護616。
[0143]對本公開另外的改造和改進對于本領域技術人員而言可以是顯而易見的。因此，本文所述和所示部件的特定組合僅意圖表示本公開的特定實施方式，而不意圖作為本公開的精神和范圍內的可選實施方式或裝置的限制。
【權利要求】
1.在復合制品(150)上形成表面涂層(256)的方法，包括步驟: 向工具(300)的工具表面(302)施加熱噴涂(206，236)，其方式使得表面涂層(256)形成，所述表面涂層(256)與所述工具表面(302)具有可剝離的結合(226)； 在所述表面涂層(256)上施加復合材料(156)； 固化所述復合材料(156)以形成固化的復合制品(150);和 從所述工具(300)移除所述固化的復合制品(150)，其方式是從所述工具表面(302)剝離所述表面涂層(256)并使所述表面涂層(256)保留于所述固化的復合制品(150)。
2.權利要求1所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 形成所述表面涂層(256 )，其凈殘余應力(250 )在量級上基本上等于工具-涂層粘合強度(224)。
3.權利要求1或2所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 施加第一熱噴涂(206)以形成所述表面涂層(256)的工具側涂層部分(212)，所述工具側涂層部分(212)與所述工具表面(302)具有可剝離的結合(226);和 施加第二熱噴涂(236 )以形成所述表面涂層(256 )的部件側涂層部分(238 )，所述復合材料(156)被施加在所述部件側涂層部分(238)上。
4.權利要求3所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 利用高速氧燃料裝置 (202 )施加所述第一熱噴涂(206 )。
5.權利要求3所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 利用等離子體噴涂裝置、高速氧燃料裝置(202)和雙絲電弧裝置(204)中的至少一種施加第二熱噴涂(236)。
6.權利要求3所述的方法，其中所述表面涂層(256)具有凈殘余應力(250)，所述凈殘余應力(250)是所述工具側涂層部分(212)和所述部件側涂層部分(238)的殘余應力(216)的結果，所述施加所述第一熱噴涂(206)和所述第二熱噴涂(236)的步驟包括: 調節至少一個工藝參數，其方式使得所述工具側涂層部分(212)的殘余應力(216)抵消所述部件側涂層部分(238 )的所述殘余應力(242 ) 一定量，致使所述凈殘余應力(250 )基本上等于工具-涂層粘合強度(224)。
7.權利要求6所述的方法，其中所述調節至少一個工藝參數的步驟包括: 通過進行以下程序確定所述工具側涂層部分(212)和所述部件側涂層部分(238)中的至少一個的殘余應力(216，242): 在基底(402)上噴涂涂層(422)； 響應于在基底(402)上噴涂涂層(422)，測量所述基底(402)的曲率變化； 確定所述涂層(422)在沉積于所述基底(402)上后的沉積應力； 基于涂層熱膨脹系數(CTE) (424)和基底CTE (404)之間的差異，確定冷卻所述涂層(422)期間所述涂層(422)的熱應力； 基于所述沉積應力和所述熱應力，計算所述涂層(422)的殘余應力(430);和反復調節所述至少一個工藝參數和計算所述殘余應力(430)，直到所述凈殘余應力(250)基本上等于所述工具-涂層粘合強度(224)。
8.權利要求6所述的方法，其中所述調節至少一個工藝參數的步驟包括: 調節所述至少一個工藝參數，直到所述表面涂層(256)具有凈殘余應力(250)，所述凈殘余應力(250)基本上平衡所述固化的復合制品(150)的敷置應力(164)，并且所述凈殘余應力(250)在量級上基本上等于所述工具-涂層粘合強度(224)。
9.權利要求6所述的方法，其中所述調節至少一個工藝參數的步驟包括調節以下至少一個: 噴涂參數和工具特性。
10.權利要求9所述的方法，其中所述噴涂參數包括卷流參數和原料特性中的至少一個。
11.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 在促進粘合至所述工具表面(302)的涂布溫度沉積所述表面涂層(256)，其方式使得所述表面涂層(256)在敷置所述復合材料(156)的過程中保持粘合至所述工具表面(302)，并且在從所述工具(300)移除所述固化的復合制品(150)的過程中從所述工具表面(302)剝離。
12.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述施加熱噴涂(206，236)的步驟包括: 形成所述表面涂層(256)，其具有工具側涂層部分(212)和部件側涂層部分(238);和 所述工具側涂層部分(212)和所述部件側涂層部分(238)中的至少一個具有約0.0005和0.10英寸之間的厚度(214，240)。
13.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述表面涂層(256)包括金屬表面涂層(256)。·
14.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述表面涂層(256)包括陶瓷表面涂層(256)。
15.復合結構(152)，通過前述權利要求中任一項所述的方法形成。
【文檔編號】C23C4/12GK103818053SQ201310573772
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2012年11月15日
【發明者】A·格哈比其, A·湯姆森, M·J·弗羅寧 申請人:波音公司