Westerman等人的美国专利US5442156；Folsom等人的 US5595692以及Yeager等人的US4659624为复合结构或修补物的实 例，每一篇专利分别以其全部内容在此引入作为参考。

本发明实施方案的一方面在于将复合构件连接到结构的方法，所 述方法包括下述步骤：形成用树脂浸渍的织物层压材料；在第一温度 将热应用于浸渍的层压材料；在第一压力将真空应用于所述浸渍的层 压材料以便对树脂进行脱气并且形成脱气的、浸渍的层压材料；将所 述脱气的、浸渍的层压材料设置在结构上；并通过在第二温度应用热 和通过在第二压力应用真空将所述脱气的、浸渍的层压材料在衬底上 进行固化。
本发明实施方案的另一方面包括将复合补片连接到结构以便对结 构进行修补的方法，所述方法包括下述步骤：形成用树脂浸渍的织物 层压材料；使层压材料成形以对应于需要修补的结构区域；在第一温 度将热应用于浸渍的层压材料；在第一压力将真空应用于所述浸渍的 层压材料以便对树脂进行脱气并且形成脱气的、浸渍的层压材料；将 所述脱气的、浸渍的层压材料设置在需要修补的结构区域上；并通过 在第二温度应用热和通过在第二压力应用真空将所述脱气的、浸渍的 层压材料在需要修补的区域上进行固化。
本发明实施方案的另外方面包括将复合补片连接到结构以便对结 构进行修补的方法，所述方法包括下述步骤：形成用树脂浸渍的织物 层压材料；使层压材料成形以对应于需要修补的结构区域；将所述层 压材料应用于需要修补的结构区域；在第一温度将热应用于浸渍的层 压材料；在第一压力将真空应用于所述浸渍的层压材料以便对树脂进 行脱气并且形成脱气的、浸渍的层压材料；并通过在第二温度应用热 和通过在第二压力应用真空将所述脱气的、浸渍的层压材料在需要修 补的区域上进行固化。
根据以下的详细描述并结合附图，本发明的方面、特征和优势将 变得显而易见，所述附图为本发明内容的一部分并且通过举例的方式 示出本发明的原理。

附图有利于理解本发明的各种实施方案。在这样的附图中：
图1示出依据本发明主题的一个实施方案的方法；
图2示出依据本发明主题的另一个实施方案的方法；
图3示出依据本发明主题的又一个实施方案的方法；
图4示出依据本发明主题的另外实施方案的固化的示意性分解 图；
图5示出依据本发明主题的实施方案的固化示意图；以及
图6-1至6-6示出依据本发明主题的实施方案的修补过程的实施 方案。

图1示出本发明的一个实施方案。特别地，图1示出将复合构件 连接到结构的方法10，所述方法10包括下述步骤：形成用树脂浸渍 的织物层压材料12；于第一温度将热应用于浸渍的层压材料14；于第 一压力将真空应用于所述浸渍的层压材料以便对树脂进行脱气并且形 成脱气的、浸渍的层压材料16；将所述脱气的、浸渍的层压材料设置 于结构上18；并通过在第二温度应用热和通过在第二压力应用真空将 所述脱气的、浸渍的层压材料在衬底上进行固化20。
图2示出本发明的另一个实施方案。特别地，图2示出将复合补 片连接到结构以便修补此结构的方法30，所述方法30包括下述步骤： 形成用树脂浸渍的织物层压材料32；使层压材料成形以对应于需要修 补的结构区域34；于第一温度将热应用于浸渍的层压材料36；于第一 压力将真空应用于浸渍的层压材料以便对树脂进行脱气并且形成脱气 的、浸渍的层压材料38；将所述脱气的、浸渍的层压材料设置于需要 修补的结构区域上40；并通过在第二温度应用热和通过在第二压力应 用真空将所述脱气的、浸渍的层压材料在需要修补的区域上进行固化 42。
图3示出本发明另外的实施方案。特别地，图3示出将复合补片 连接到结构以便对结构进行修补的方法50，所述方法50包括下述步 骤：形成用树脂浸渍的织物层压材料52；使层压材料成形以对应于需 要修补的结构区域54；将所述层压材料应用于需要修补的结构区域 56；于第一温度将热应用于浸渍的层压材料58；于第一压力将真空应 用于浸渍的层压材料以便对树脂进行脱气并且形成脱气的、浸渍的层 压材料60；并通过在第二温度应用热和通过在第二压力应用真空将所 述脱气的、浸渍的层压材料在需要修补的区域上进行固化62。
图4和5示出工具和材料的实施方案，可以采用此工具和材料以 实施本发明的特定实施方案，如图1-3所示的方法以及实施如图6-1 至6-6所提出的形成修补补片的特定实施方案。图4中的组件70和图 5中的组件72涉及修补或制造复合板74的方法。特别地，组件70包 括为现场修补所提供的真空装置(如真空袋76)以及加热装置(如加 热毯78)，其中利用真空对复合材料的修补区域80施行压实或脱气循 环16、38、60并在固化阶段20、42、62之前应用热，其包括真空和 热的应用，但所述真空和热相对于脱气循环16、38、60过程中所使用 的水平而言处于增加的程度。
为在实施方案中获得高质量修补的一个方面是在修补的固化阶段 20、42、62之前使用压实循环16、38、60。这就容许由树脂产生的挥 发物在树脂和织物因固化而结合之前从补片82中脱气。结果得到了几 乎没有气孔、可重现(reproducible)的层压材料82，而无需洁净室 或受到洁净室的限制。
此处描述的实施方案采用了固化步骤，所述固化步骤在应用完全 的压实(真空)压力之前在低真空条件下压实(脱气)树脂系统。因此，多 步真空度与多步温度曲线相组合是这种新方法的一个新颖的方面。
图4和5的实施方案实现了能够只使用真空袋76和加热毯78在 现场(即在正修补的交通工具上)设置的热压性质的复合修补。以前 的其他方法采用了热压或专用的设备，这使得修补难以在现场进行， 举例来说，如使用专用工具诸如刚性真空盒的二次真空压实修补。另 一方面，本发明的组件70和72只使用了可折叠的真空袋76以及诸如 加热毯78的加热装置。在过去，部件80必须报废或卸下并送到修理 厂进行热压处理。
本发明的实施方案只使用真空袋76和加热毯78就能够实现热压 性质的复合修补。本发明实施方案的方法使这些工具和材料容易获得 并且很容易地进行运输，以及该修补方法可以直接在待修补的结构上 施行，例如只要使用室温可储存的材料(树脂和织物)即可在机场的飞 机上进行。
本发明实施方案的方法允许修补在交通工具(如飞机，飞机的局部 位置)上施行。另外，结构部件的修补是可能的并且由于实施方案的层 压材料具有热压性质，因此可以减少任何修补所需要的厚度和重量。 此外，实施方案提供了可以使用可重现过程计算的可预知的层压材料 的性能，并且所述实施方案对于厚的层压材料特别有用。
图4和5示出的实施方案可以涉及交通工具复合部件的修补，所 述交通工具的例子如直升机或其他利用高质量复合材料(如玻璃纤维 和石墨)的结构。特别地，此处公开的修补方法打算用于需要恢复承载 性能的复合修补。
图6-1至6-6详细地示出了依据本发明实施方案提出的修补过程 84。应理解的是图6-1至6-6的过程是依据本发明可形成的修补过程 实施方案的不同实施方案中的仅仅一个实施方案。
参考图4、5和图6-1至6-6，示出了特别应用于直升机并进一步 用于直升机的结构复合部件修补的方法和组件。在修补过程中，形成 一个补片82以修补结构74，修补结构74可以是直升机的一部份。如 修补过程84所述，使用模板来将织物(如玻璃纤维或碳纤维)切割成 期望的形状以便对需要修补的结构74的区域80进行处理(步骤7.1.1， 7.1.2)。用适宜的树脂浸渍织物并将浸渍的织物的各层构建在一起且进 行叠加以便形成适宜的层压材料，从而形成补片82(步骤7.3)。形成补 片82的层压材料的织物层数可以根据具体结构对于每种特定补片82 应用的需求而改变。例如，在某些应用中可以使用具有4-24层织物的 层压材料。
将浸渍的层压材料82设置在多孔材料层86(如多孔的聚四氟乙 烯)之间并且设置在非多孔层88上，所述非多孔层88自身设置在包 括加热毯78的零件叠层上，所述加热毯78经由隔离物90与底板92 隔离。将均衡压力用薄片(caul sheet)94设置在加热毯78和非多孔 层88之间(步骤7.2)。穿孔的非多孔层96经由带98固定于均衡压力 用薄片94(步骤7.4.1)。将通气器层100设置在非多孔层96的上方并 将真空袋76密封在围绕补片82的完全叠加的组件上方且通过密封元 件以基本上气密的方式固定到底板92，所述密封元件的例子如密封带 102(步骤7.4.6)。
启动加热毯78以便在第一温度加热补片82，所述第一温度通常 低于最终的固化温度。如图6-5的步骤7.4.9所示，如果补片厚度大于 16层，第一温度的实例为约125度(F)，速率为每分钟约3度(F)，同 时保持约90分钟，而补片少于16层时，保持此温度约60分钟，同时 保持在约2in.Hg柱。另一方面，固化温度的实例可以为约200-250 度(F)，升温速率为每分钟约2-8度(F)。
在将第一、脱气温度应用于补片82的同时，抽真空至期望的真空 压力，所述真空压力通常与为补片82的最终固化所抽的真空压力不一 样大。如图6-5的步骤7.4.8所示，通过使用常规的形成真空的装置来 构建真空袋76以便将6层或更厚的补片82的真空度拉到约2英寸Hg 柱。然后，在固化期间，将采用高于脱气期间所使用的真空压力来固 化补片82。因此，用于在结构74上最终固化补片82的真空度大于最 初对补片82进行脱气期间所采用的真空度。
在补片82上使用真空和应用热起到脱气或压实补片并除去空气 的作用，所述空气包括由补片82产生的挥发物。这种使补片82产生 的挥发物除去的脱气过程有助于形成热压性质的固化补片82。
补片82一经加热并脱气充分除去空气和其他由补片82产生的挥 发物后，补片可以从均衡压力用薄片94移开同时保持与多孔层相连 (步骤7.4.11，图6-6)。然后将补片82应用于如图5所示的结构74并 再次将真空压力和热应用于补片82以便固化补片82。如上所述，如 图5所示将用于最终固化补片82的更高的真空度以及更高温度的热应 用于补片82。
可以通过适宜的真空形成装置(如真空袋76)连接于真空来提供 用于最终固化的真空并且可以通过已知的加热装置104来提供热。如 上所述使用真空和热对补片82进行脱气与随后使用真空和热对补片 进行固化的组合提供了这样的补片：该补片固定地连接于结构74的稳 固程度具备补片82通过压热器(autoclave)将补片固定到结构上的质 量。
应理解的是所应用的真空和热的具体量将根据不同的因素而改 变，所述因素包括织物层的数目和类型、在形成补片82中所使用的树 脂的类型和量，和补片82的其他元件以及其应用到结构74的场合。
虽然图4示出了在底板92上预成形补片并进行脱气的情况，例如 对于需要扁平补片82的应用场合，可以依形状设计底板92以便与任 何期望的形状匹配。此外，补片82可以在结构74上时进行脱气，例 如在补片82可能需要采用与结构74的轮廓相一致的独特的形状构型 的情况。
此外，虽然更具体的实施方案已经描述了连接到复合结构74(如 直升机一部分)的复合补片82，但是如此处描述的，对复合结构(如 补片82)进行脱气以便改善补片82的质量可以适用于直升机之外的、 需要附接此类复合结构的大量情况中的任何情况。例如，此处的方法 可同等地应用于陆地或海洋交通工具，特别是那些需要对结构构件进 行修补的交通工具以及那些由复合材料形成的交通工具。
已经提供前述的实施方案来示出本发明的结构和功能原理，并且 并不想用这些实施方案来对本发明进行限制。相反，本发明包括落入 所附权利要求的精神和范围内的所有改进、变化和替换。