用于制造部件的设备和方法以及飞机结构部件.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102380958 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102380958 A *CN102380958A* (21)申请号 201110264625.5 (22)申请日 2011.08.31 102010035958.0 2010.08.31 DE 61/378,434 2010.08.31 US B29C 70/48(2006.01) B29C 33/00(2006.01) B64C 1/00(2006.01) (71)申请人 空中客车作业有限公司 地址 德国汉堡 (72)发明人 伊克万苏阿迪 皮埃尔萨伦德 克莱门斯博肯海默 阿克塞尔赫曼 (74)。

2、专利代理机构 北京德琦知识产权代理有限 公司 11018 代理人 齐葵 王诚华 (54) 发明名称 用于制造部件的设备和方法以及飞机结构部 件 (57) 摘要 一种用于制造部件的设备和方法以及飞机结 构部件， 包括用于容纳液态材料的材料储箱、 其中 形成有待被来自材料储箱的材料填充的填充区域 的模制工具和将所述材料储箱连接到所述模制工 具的所述填充区域的材料供应管线。在所述材料 供应管线和 / 或所述模制工具的所述填充区域的 区域中布置有光学纤维， 至少一个纤维布拉格光 栅传感器被集成在所述光学纤维中， 所述至少一 个纤维布拉格光栅传感器用于检测作为材料通过 所述材料供应管线和 / 或所述模制。

3、工具的所述填 充区域的流动特性的参数。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 2 页 CN 102380973 A1/2 页 2 1. 一种用于制造部件 (12) 的设备 (10)， 具有 ： 材料储箱 (20)， 用于容纳液态材料 (M)， 模制工具 (24)， 其中形成有待被来自所述材料储箱 (20) 的材料 (M) 填充的填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d)， 材料供应管线 (38)， 其将所述材料储箱 (20) 连接到所述模制工具 (24) 的所述填充区 域 (28。

4、)， 以及 至少一个光学纤维 (48a， 48b， 48c， 48d， 48e)， 其被布置在所述材料供应管线 (38) 和 / 或所述模制工具(24)的所述填充区域(28a， 28b， 28c， 28d)的区域中， 至少一个纤维布拉格 光栅传感器(50)被集成在所述至少一个光学纤维(48a， 48b， 48c， 48d， 48e)中， 所述至少一 个纤维布拉格光栅传感器 (50) 用于检测作为材料通过所述材料供应管线 (38) 和 / 或所述 模制工具 (24) 的所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的流动特性的参数。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于控制。

5、单元 (56)， 所述控制单元 (56) 适于根据由所述纤维布拉格光栅传感 器 (50) 输出的信号来控制材料通过所述材料供应管线 (38) 和 / 或所述模制工具 (24) 的 所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的流动。 3. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 光学纤维 (48a) 沿所述材料供应管线 (38) 的至少一个分区延伸， 其中特 别地， 用于检测作为材料通过所述材料供应管线 (38) 的流动特性的参数的多个纤维布拉 格光栅传感器 (50) 被集成在所述光学纤维 (48a) 中， 并以分散方式沿所述材料供应管线 (38) 的所述分区布置 ； 和 /。

6、 或在于光学纤维 (48b， 48c， 48d， 48e) 沿所述模制工具 (24) 的 所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的至少一个分区延伸， 其中特别地， 用于检测作为材料 通过所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的流动特性的参数的多个纤维布拉格光栅传感器 (50) 被集成在所述光学纤维 (48b， 48c， 48d， 48e) 中， 并以分散方式沿所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的所述分区被布置。 4. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 布置在所述模制工具(24)的所述填充区域(28a， 28b， 28c， 2。

7、8d)的区域中 的光学纤维 (48b) 通过分离装置与所述填充区域 (28a) 分离和 / 或被直接布置在所述填充 区域 (28b， 28c， 28d) 中。 5. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 用于容纳被实现为夹层构造的所述部件 (12) 的芯部 (14) 的容纳区域 (26) 形成在模制工具 (24) 中， 所述模制工具 (24) 的所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 沿 所述容纳区域 (26) 的表面 (32， 34) 延伸和 / 或延伸通过所述容纳区域 (26)。 6. 一种用于制造部件的方法， 具有以下步骤 ： 通过材料供应管线 (38) 将材料 。

8、(M) 从材料储箱 (20) 供给到模制工具 (24) 的待被来 自所述材料储箱 (20) 的所述材料 (M) 填充的填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d)， 利用纤维布拉格光栅传感器 (50) 检测作为材料通过所述材料供应管线 (38) 和 / 或所 述模制工具(24)的所述填充区域(28a， 28b， 28c， 28d)的流动特性的参数， 所述纤维布拉格 光栅传感器 (50) 被集成在布置于所述材料供应管线 (38) 和 / 或所述模制工具 (24) 的所 述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的区域中的光学纤维 (48a， 48b， 48c， 48d， 48e。

9、) 中。 权 利 要 求 书 CN 102380958 A CN 102380973 A2/2 页 3 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 材料通过所述材料供应管线 (38) 和 / 或所述模制工具 (24) 的所述填充 区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的流动被控制单元 (56) 根据由所述纤维布拉格光栅传感器 (50) 输出的信号来控制。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 利用被集成在沿所述材料供应管线 (38) 的至少一个分区延伸的光学纤 维 (48a) 中并且特别地以分散方式沿所述材料供应管线 (38) 的所述分区布置的多个纤维 布拉格光。

10、栅传感器 (50) 检测作为材料通过所述材料供应管线 (38) 的流动特性的参数， 和 / 或在于利用被集成在沿所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的至少一个分区延伸的光学纤 维(48b， 48c， 48d， 48e)中并且特别地以分散方式沿所述填充区域(28a， 28b， 28c， 28d)的所 述分区布置的多个纤维布拉格光栅传感器(50)检测作为材料通过所述模制工具(24)的所 述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的流动特性的参数。 9. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 布置在所述模制工具(24)的所述填充区域(28a， 28b， 28c。

11、， 28d)的区域中 的光学纤维 (48b) 通过分离装置与所述填充区域 (28a) 分离和 / 或被直接布置在所述填充 区域 (28b， 28c， 28d) 中。 10. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 在完成将材料 (M) 从所述材料储箱 (20) 供给到所述填充区域 (28b， 28c， 28d) 中之后且在供给到所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 中的材料被固化之前， 布置在所 述模制工具 (24) 的所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 的区域中的光学纤维 (48b) 被从所 述模制工具 (24) 移除。 11. 根据权利要求 6 。

12、所述的方法， 其特征在于， 在完成将材料 (M) 从所述材料储箱 (20) 供给到所述填充区域 (28b， 28c， 28d) 中之后且在供给到所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 中的材料被固化的同时， 直接布 置在所述模制工具(24)的所述填充区域(28a， 28b， 28c， 28d)中的光学纤维(48c， 48d， 48e) 保留在所述模制工具 (24) 中。 12. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 被实现为夹层构造的所述部件 (12) 的芯部 (14) 被引入到形成在所述模 制工具 (24) 中的容纳区域 (26) 内， 并且来自所述材料储箱 (20)。

13、 的材料 (M) 被供给到所述 模制工具 (24) 的填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 中， 所述填充区域 (28a， 28b， 28c， 28d) 沿所 述容纳区域 (26) 的表面 (32， 34) 延伸和 / 或延伸通过所述容纳区域 (26)。 13. 一种飞机结构部件 (12)， 包括至少一个光学纤维 (48c， 48d， 48e)， 用于检测作为所 述飞机结构部件 (12) 的结构完整性的特性的参数的至少一个纤维布拉格光栅传感器 (50) 被集成在所述至少一个光学纤维 (48c， 48d， 48e) 中。 14. 根据权利要求 13 所述的飞机结构部件， 其特征在于。

14、， 光学纤维 (48c， 48d， 48e) 被集成在由纤维增强复合材料构成的所述飞机 结构部件 (12) 的分区 (16， 17， 18， 19) 中。 权 利 要 求 书 CN 102380958 A CN 102380973 A1/9 页 4 用于制造部件的设备和方法以及飞机结构部件 技术领域 0001 本发明涉及一种用于部件， 特别是纤维复合部件的制造和质量保证的设备和方 法。本发明进一步涉及一种适于用作飞机中的承载部件的飞机结构部件， 特别是纤维增强 的飞机结构部件。 背景技术 0002 正在致力于在飞机构造中更多地将完全或部分由纤维增强复合材料， 例如碳纤维 增强塑料 (CFRP)。

15、 构成的部件用作承载部件。例如， DE10 2007 062 111A1 描述了一种由碳 纤维增强塑料构成的横向构件 (transverse-member) 结构， 用于支撑飞机地板系统的单独 的面板， 该飞机地板系统用于分隔客舱与布置在客舱之下的货舱。此外， 同样由 DE10 2007 062 111A1 可知， 例如采用由纤维增强塑料材料构成的具有芯部并且还具有覆在芯部上的 顶层的被实现为夹层构造的部件作为飞机中的地板面板或天花板面板。 0003 为了用纤维增强复合材料制造部件， 通常首先将增强纤维引入模制工具中。随后 用通常呈液体形式的基质材料浸渍纤维。最后， 适当地控制温度和 / 或压。

16、力来实现基质材 料的固化。已知的用纤维增强复合材料制造部件的方法包括注射法， 其中液态基质材料在 6bar以上的高压下被注入到闭合的模制工具中。 此外， 浸入方法(infusion methods)是已 知的， 其中增强纤维被插入到打开的模制工具中并被气体能透过但基质材料不能透过的半 透膜覆盖。 半透膜由不透气薄膜覆盖， 从而在半透膜与不透气薄膜之间可施加有负压力， 并 且由此液态基质材料可被吸入模制工具中。 0004 无论是否采用注射法或浸入法来用纤维增强复合材料制造部件， 对基质材料进入 到模制工具中以及通过模制工具的流动的控制对于部件的质量来说具有特别的重要性。 因 此， 在用打开的模制。

17、工具通过浸入法制造部件的情况下， 通常通过 CCD 照相机监控基质材 料的流动。 另一方面， 在用闭合的模制工具通过注射法制造部件的情况下， 无法视觉监控基 质材料的流动， 从而在此使用传感器， 例如超声传感器、 电容操作的线性传感器、 温度传感 器或压力传感器。 然而， 通常这种类型的基于传感器的测量方法不能实时地使用， 这是因为 传感器仅可以检测与基质材料的前部的实际发展相关的相应物理测定量的变化。 发明内容 0005 本发明致力于详细说明能够容易且可靠地监控材料进入并通过模制工具的流动 的用于制造部件的设备和工艺的目的。 此外， 本发明致力于为飞机提供一种结构部件， 特别 是适合于用作飞。

18、机中的承载部件的用于飞机的纤维增强结构部件的目的。 0006 该目的通过具有权利要求 1 的特征的设备、 具有权利要求 6 的特征的方法并通过 具有权利要求 13 的特征的飞机结构部件而实现。 0007 根据本发明的用于制造部件的设备包括用于容纳液态材料的材料储箱。材料储 箱中容纳的材料优选为适于作为纤维复合材料的基质材料的材料， 例如塑料材料。例如， 材料储箱中容纳的材料可为能固化的树脂， 特别是环氧树脂或环氧 - 胺树脂 (epoxy-amine 说 明 书 CN 102380958 A CN 102380973 A2/9 页 5 resin)。例如， 材料储箱可用由赫氏公司制造的 RTM。

19、6 树脂填充。根据本发明的设备进一步 包括模制工具， 其中形成有待被来自所述材料储箱的材料填充的填充区域。 此外， 具有将所 述材料储箱连接到所述模制工具的所述填充区域的材料供应管线。 0008 可在所述模制工具中形成待被来自于所述材料储箱的材料填充的仅一个连续的 填充区域。 然而， 可替换地， 所述模制工具还可以呈现为待被来自所述材料储箱的材料填充 的多个彼此分离的填充区域。在所述模制工具的这种构造下， 优选同样具有将所述模制工 具的彼此分离的单个填充区域连接到所述材料储箱的多条材料供应管线。此外， 如果需要 通过不同材料入口或从不同方向尽快地用来自所述材料储箱的材料填充形成在所述模制 工具。

20、中的填充区域， 连续的填充区域当然也可以通过多条材料供应管线连接到所述材料储 箱。 0009 在利用根据本发明的设备制造部件的过程中， 液态材料被输送离开材料储箱， 通 过材料供应管线进入模制工具， 并且最终通过模制工具的填充区域， 优选直到模制工具的 填充区域完全被来自材料储箱的材料填充。 为了将材料输送离开材料储箱进入模制工具的 填充区域中， 可具有合适的输送装置， 例如泵。 所述泵可被提供为使材料储箱中的液态材料 承受例如超过 6bar 的高压。然而， 可替换地， 输送装置也可以适于在模制工具的填充区域 中产生负压力， 并因此使材料被吸出材料储箱并进入模制工具的填充区域中。 0010 根。

21、据本发明的设备可被用于制造仅由来自材料储箱的材料构成的部件的目的。 然 而特别地， 根据本发明的设备可被用于制造至少部分由纤维增强复合材料构成的部件的目 的。 至少部分由纤维增强复合材料构成的部件利用根据本发明的设备的制造可通过注射法 或通过浸入法来实施。此外， 根据需要， 可使用打开的或闭合的模制工具。然而， 与输送装 置和模制工具的构造无关地， 材料的前部通过材料供应管线且随后通过形成在模制工具中 的填充区域的运动总是发生。 0011 如上所述， 如果材料储箱中容纳的材料被用作纤维增强复合材料的基质材料， 则 在供应来自材料储箱的材料之前， 可将纤维材料引入模制工具， 即引入到形成在模制工。

22、具 中的填充区域中。 增强纤维可以单独的纤维的形式或二维或三维纤维织物的形式被引入模 制工具的填充区域， 所述单独地纤维被设计为短纤维或连续纤维、 纤维填料。然而， 将增强 纤维引入模制工具的填充区域中不会改变在将液态材料从材料储箱供应到模制工具的填 充区域中的过程中液态材料的前部首先移动通过材料供应管线并且随后通过模制工具的 填充区域的事实。 0012 材料离开材料储箱通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动构成了 利用根据本发明的设备制造部件的过程中的重要的过程参数。材料的前部流出材料储箱 通过材料供应管线和 / 或所述模制工具的填充区域的流动的运动速率尤其是取决于温度、 ( 基。

23、于温度的 ) 材料的粘度和用于将材料输送出材料储箱通过材料供应管线和 / 或模制工 具的填充区域的输送装置的输送能力。因此， 根据本发明的设备包括布置在材料供应管线 和 / 或模制工具的填充区域的区域中的至少一个光学纤维。用于检测作为材料通过材料供 应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动的特性的参数的纤维布拉格光栅传感器被集成 该光学纤维中。 纤维布拉格光栅传感器由其中纤维芯部的折射率周期性变化的光学纤维的 分区构成， 从而具有特定波长的光线根据周期被布拉格光栅结构反射。 特别地， 布拉格光栅 结构的光线反射遵守 B (n1+n2)/2 2 的条件， 其中 B是从布拉格光栅结构反射的 说 明。

24、 书 CN 102380958 A CN 102380973 A3/9 页 6 光线的波长， n1和 n2是纤维芯部的周期性变化的折射率， 并且是折射率变化的周期。 0013 可能由纤维的机械伸长或缩短引起， 但同样可能由纤维在环境温度下的改变引起 的光学纤维在纤维的纵向上的变形导致布拉格光栅的周期的变化并因此导致从布拉格 光栅结构反射的光线的波长 B的变化。从纤维布拉格光栅传感器的布拉格光栅结构反射 的光线的波长 B的配准 (registration) 因此能够对光学纤维在纤维的纵向上的变形进 行非常精确的检测。 如果光学纤维的机械变形被排除， 也就是说， 如果纤维的变形仅仅由温 度引起并且。

25、因此能够由纤维的热膨胀系数描述， 那么从纤维布拉格光栅传感器的布拉格光 栅结构反射的光线的波长 B的计算因此立即能够得出关于光学纤维在环境中的温度变化 的结论。 0014 纤维布拉格光栅传感器可因此用于根据本发明的设备中， 以制造用于检测由光学 纤维的环境温度的变化而引起的光学纤维在纤维纵向上的变形。 而温度的这些变化是由材 料流出材料储箱通过材料供应管线和 / 或通过模制工具的填充区域而引起。换句话说， 纤 维布拉格光栅传感器检测光学纤维在纤维纵向上的变形， 而该变形由作为材料流动通过材 料供应管线和 / 或通过模制工具的填充区域的参数特性的光学纤维的环境温度的变化引 起。 0015 根据本。

26、发明的设备中所采用的纤维布拉格光栅传感器根本地能够非常精确地检 测光学纤维的环境中的温度的即使很小的改变。然而， 当材料储箱中的材料具有不同于模 制工具的温度时， 获得特别高的测量精度。 例如， 材料储箱中的材料可以被加热到高达大约 80的温度， 而材料供应管线和 / 或模制工具被加热到高达大约 120的温度。将理解的 是， 材料的前部的离开材料储箱通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的运动此时 会导致布置在材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的区域中的光学纤维的环境温度 立即改变。 特别地， 即使在材料的前部实际通过纤维布拉格光栅传感器之前， 光学纤维的环 境中温度的变化可被检测。

27、。利用纤维布拉格光栅传感器， 材料的前部通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的过程可因此被实时检测。能够利用纤维布拉格光栅传感器检测 的温度范围优选在 -270和 200之间 ； 测量精度优选达到 T 0.5K， 测量的再现性为 约 0.1K。 0016 根据本发明的用于制造部件的设备因此能够容易并可靠地对材料离开材料储箱 通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动进行监控。根据需要， 可利用纤维布 拉格光栅传感器仅监控材料通过材料储箱和 / 或模制工具的填充区域的流动。然而， 优选 地， 材料通过材料供应管线的流动和材料通过模制工具的填充区域的流动均被监控。在根 据本发明的用。

28、于制造部件的设备中使用的纤维布拉格光栅传感器的进一步的优点在于容 纳纤维布拉格光栅传感器的光学纤维的小的物理尺寸。原则上， 仅具有一个集成的纤维布 拉格光栅传感器或具有多个集成的纤维布拉格光栅传感器的单个光学纤维可以被使用， 以 监控材料通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动。如果为了测量精度的原因 而期望或者要求， 当然还可以使用具有集成的纤维布拉格光栅传感器的光学纤维束， 其可 沿材料供应管线布置或者集成到模制工具中。 0017 由纤维布拉格光栅传感器检测的作为材料通过材料供应管线和 / 或模制工具的 填充区域的流动特性的参数可经由合适的计算单元计算， 并且如果需要， 则手动地。

29、监控。 例 如， 计算单元可包括用于将光线耦合到光学纤维中的光源和用于检测从纤维布拉格光栅传 说 明 书 CN 102380958 A CN 102380973 A4/9 页 7 感器的布拉格光栅结构反射的光线的波长的分光计。 计算单元可从反射自纤维布拉格光栅 传感器的布拉格光栅结构的光线的波长来确定待在光学纤维的环境中被测量的温度的变 化。 然而， 根据本发明的设备优选包括集成在计算单元中或单独地形成的控制单元， 该控制 单元例如以电子控制单元的形式实现并且可适于根据由纤维布拉格光栅传感器或计算单 元输出的信号来自动地控制材料通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动。例 如， 控制。

30、单元可适于接收由纤维布拉格光栅传感器或由计算单元输出的信号， 并根据由纤 维布拉格光栅传感器输出的信号控制用于加热材料储箱的加热装置、 用于加热模制工具的 加热装置和/或用于将材料输送出材料储箱通过材料供应管线和/或模制工具的填充区域 的输送装置。 0018 通过恰当地控制用于加热材料储箱的加热装置和 / 或用于加热模制工具的加热 装置， 流过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的材料的粘度以及因此材料通过材料 供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流速可被影响。以相似的方式， 通过恰当地控制输 送装置， 材料通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流速可被影响。控制单元因 此使得能。

31、够立即对由纤维布拉格光栅传感器提供的测量结果作出反应。例如， 控制单元可 比较由纤维布拉格光栅传感器提供的测量值和相应的设定值， 并且在测量值与设定值的基 础上， 这种类型的比较可对材料通过材料供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动带来 影响。 0019 在根据本发明的用于制造部件的设备中， 光学纤维或光学纤维束可沿材料供应管 线的至少一个分区延伸。例如， 材料供应管线四周可被光学纤维束包裹。用于检测作为材 料通过材料供应管线的流动特性的参数的多个纤维布拉格光栅传感器可被集成在光学纤 维中或集成在光学纤维束中。 纤维布拉格光栅传感器优选以分散的方式沿材料供应管线被 布置， 从而材料的前部通。

32、过材料供应管线的发展可或多或少被连续地配准。 0020 可替代地或另外地， 光学纤维或光学纤维束可沿模制工具的填充区域的至少一个 分区延伸。特别是当模制工具的填充区域或填充区域分区为平坦设计时， 光学纤维束在平 坦的填充区域或填充区域分区中的平坦布置也本身存在， 因为这使得能够对材料通过填充 区域的过程进行表面覆盖式检测。并且， 用于检测作为材料通过填充区域的流动特性的参 数的多个纤维布拉格光栅传感器可被集成在光学纤维中或集成在光学纤维束中。 纤维布拉 格光栅传感器优选以分散的方式沿填充区域布置， 从而再次地， 对材料的前部通过模制工 具的填充区域的过程的基本连续且优选表面覆盖式的检测成为可能。

33、。 0021 布置在模制工具的填充区域的区域中的光学纤维或布置在模制工具的填充区域 的区域中的光学纤维束可通过分离装置与填充区域分离。 该分离装置可例如被设计为能透 过气体但不能透过来自材料储箱的材料的半透膜的形式， 或者被设计为其他薄膜例如不能 透过气体的薄膜的形式。如果光学纤维或光学纤维束通过分离装置与填充区域分离， 这避 免了光学纤维或光学纤维束被待被引入模制工具的填充区域的液态材料污染。 光学纤维或 光学纤维束于是可特别容易且方便地被再次使用， 也就是说， 其可用在制造若干个部件的 过程中。 0022 然而， 可替代地或另外地， 光学纤维或光学纤维束还可以直接布置在模制工具的 填充区域。

34、中。在根据本发明的用于制造部件的设备的这种构造的情况下， 在将材料从材料 储箱供给到模制工具的填充区域的过程中液态材料直接围绕光学纤维或光学纤维束流动。 说 明 书 CN 102380958 A CN 102380973 A5/9 页 8 这使得特别高的测量精度能够实现， 其中由于光学纤维的小的物理尺寸， 材料通过材料供 应管线和 / 或填充区域的流动不会被严重地影响或者甚至削弱。如果光学纤维或光学纤维 束将被再次使用并且如果被供给到模制工具的填充区域中的材料为能固化的材料， 则在将 材料供给到模制工具的填充区域中之后， 需要在被供给到模制工具的填充区域中的液态材 料固化之前将光学纤维或光学纤。

35、维束从模制工具的填充区域移除。此外， 在从模制工具的 填充区域移除之后， 光学纤维或光学纤维束必须被清洁。 0023 在根据本发明的用于制造部件的设备的优选实施例中， 用于容纳夹层部件的芯部 的容纳区域形成在模制工具中。模制工具的填充区域可沿该容纳区域的表面延伸。结果， 被引入模制工具中的夹层部件的芯部可被提供有包括来自材料储箱的材料的表面层。 如果 需要， 模制工具可被以这样的方式构造 ： 容纳在模制工具中的夹层部件的芯部可在两个相 对表面的区域中被提供有包括来自材料储箱的材料的表面层。为此， 模制工具可被提供有 连续的填充区域， 该连续的填充区域沿模制工具的被提供用于容纳夹层部件的芯部的容。

36、纳 区域的相对表面延伸。然而， 可替代地， 模制工具还可以被提供有彼此分离的两个填充区 域， 其中两个填充区域中的每一个沿容纳区域的表面延伸并且通过分离的材料供应管线连 接到材料储箱。 适于在容纳在模制工具中的夹层部件的芯部上形成表面层的填充区域或填 充区域分区优选利用以平坦方式布置的光学纤维束来监控， 这使得能够对材料通过填充区 域或填充区域分区的过程进行表面覆盖式检测。 0024 此外， 模制工具的填充区域可延伸通过模制工具的被提供用于容纳夹层部件的芯 部的容纳区域。 在模制工具的这种构造的情况下， 集成在夹层部件的芯部中的区域， 特别是 增强区域可被制造为包括来自材料储箱的材料。将理解的。

37、是， 在填充区域的为了制造集成 在夹层部件的芯部中的增强区域的区域而延伸穿过形成在模制工具中的容纳区域中， 也可 以被布置有其中集成有用于检测作为材料通过填充区域的流动特性的参数的纤维布拉格 光栅传感器或多个纤维布拉格光栅传感器的光学纤维。 材料通过延伸通过形成在模制工具 中的容纳区域的填充区域的流动可基本垂直于材料通过适于用于形成容纳在模制工具中 的夹层部件的芯部上的表面层的填充区域分区的流动而发生。 0025 一种根据本发明的用于制造部件的方法包括通过材料供应管线将材料从材料储 箱供给到模制工具的待被来自所述材料储箱的所述材料填充的填充区域中。 如果根据本发 明的方法为了制造至少部分纤维增。

38、强的部件而被使用， 则在将材料从材料储箱供给到模制 工具的填充区域中之前， 纤维材料可被引入模制工具的填充区域中。 此外， 根据本发明的制 造方法包括利用纤维布拉格光栅传感器检测作为材料通过材料供应管线和 / 或模制工具 的填充区域的流动特性的参数， 所述纤维布拉格光栅传感器被集成在布置于材料供应管线 和 / 或模制工具的填充区域的区域中的光学纤维中。 0026 控制单元可根据由所述纤维布拉格光栅传感器输出的信号来控制材料通过材料 供应管线和 / 或模制工具的填充区域的流动。 0027 利用被集成在沿材料供应管线的至少一个分区延伸的光学纤维中并且特别地以 分散方式沿材料供应管线的分区布置的多个。

39、纤维布拉格光栅传感器可检测作为材料通过 材料供应管线的流动特性的参数。另外地或可替代地， 利用被集成在沿填充区域的至少一 个分区延伸的光学纤维中并且特别地以分散方式沿填充区域的分区布置的多个纤维布拉 格光栅传感器可检测作为材料通过模制工具的填充区域的流动特性的参数。 说 明 书 CN 102380958 A CN 102380973 A6/9 页 9 0028 布置在模制工具的填充区域的区域中的光学纤维可通过分离装置与填充区域分 离。另外地或可替代地， 布置在模制工具的填充区域的区域中的光学纤维可被直接布置在 填充区域中。 0029 在完成材料从材料储箱供给到填充区域中之后且在被供给到填充区域。

40、中的材料 固化之前， 布置在模制工具的填充区域的区域中的光学纤维可被从所述模制工具移除。这 应用于通过分离装置与填充区域分离的光学纤维和被直接布置在填充区域中的光学纤维。 0030 然而， 可替代地， 在完成材料从材料储箱供给到填充区域中之后且在被供给到填 充区域中的材料固化的同时， 还可想到将直接布置在模制工具的填充区域的区域中的光学 纤维保留在模制工具中。 结果， 具有集成在部件中的光学纤维的部件， 也就是具有集成在部 件中的纤维布拉格光栅传感器的部件可被制造。 0031 如果根据本发明的过程被使用于制造夹层部件， 则夹层部件的芯部可被引入形成 在模制工具中的容纳区域内。 来自材料储箱的材。

41、料可被供给到沿着容纳区域的表面延伸的 模制工具的填充区域中。结果， 夹层部件的芯部可被提供有包括来自材料储箱的材料的表 面层。另外地或可替代地， 来自材料储箱的材料还可以被供给到延伸通过容纳区域的模制 工具的填充区域中， 加层部件的芯部被引入到该容纳区域中。 结果， 夹层部件的芯部被提供 有包含来自材料储箱的材料的集成在芯部中的区域。 0032 根据本发明的飞机结构部件包括至少一个光学纤维， 在该至少一个光学纤维中集 成有用于检测作为飞机结构部件的结构完整性的特性参数的至少一个纤维布拉格光栅传 感器。通过作为飞机结构部件的结构完整性的特性的参数， 纤维布拉格光栅传感器如上所 述地优选检测光学纤。

42、维在纤维的纵向上的变形， 从该变形能够得出关于部件的机械或温度 引起的变形的结论。 这种类型的部件可特别是在部件的结构完整性特别重要时被有利地使 用。根据本发明的飞机结构部件因此还适于作为飞机构造中的安全相关的部件。 0033 光学纤维优选被集成在由纤维增强复合材料构成的飞机结构部件的分区中。例 如， 光学纤维可被集成在实现为夹层构造且由纤维增强复合材料构成的飞机结构部件的分 区中。 附图说明 0034 下面将基于所附示意性附图对本发明的优选实施例进行详细描述， 其中 ： 0035 图 1 示出用于制造部件的设备 ； 0036 图2示出使用在根据图1的设备中并具有集成的纤维布拉格光栅传感器的光。

43、学纤 维 ； 以及 0037 图 3 示出经由根据图 1 的设备制造的飞机结构部件。 具体实施方式 0038 图 1 示出用于制造图 3 中所示的部件 12 的设备 10。在这里所描述的实施例中， 部 件 12 被提供用作飞机的结构部件， 该部件 12 被实现为夹层结构并包括由泡沫材料构成的 芯部 14 和由纤维增强复合材料构成的表面顶层 16、 18。此外， 由纤维增强复合材料构成的 增强区域 17、 19 被集成到部件的芯部 14 内。然而， 设备 10 还可以运转用于制造不同构造 的部件。例如， 设备 10 可被用于制造仅构造为一个相并且例如由能固化的塑料材料构成的 说 明 书 CN 1。

44、02380958 A CN 102380973 A7/9 页 10 部件。 0039 设备 10 包括材料储箱 20， 液态材料 M 被容纳在材料储箱 20 中。例如， 材料储箱 20可被填充有能固化的树脂， 例如环氧树脂或环氧-胺树脂。 被容纳在材料储箱20中的材 料 M 为液体状态。经由第一加热用具 22， 材料储箱 20 或被容纳在材料储箱 20 中的材料 M 可被加热至期望的材料。在加工环氧树脂或环氧 - 胺树脂的情况下， 材料储箱可经由第一 加热用具 22 被加热到例如大约 80的温度。 0040 此外， 设备10包括模制工具24。 在模制工具24中， 形成有用于容纳实现为夹层构 造。

45、的部件 12 的芯部 14 的容纳区域 26。此外， 模制工具 24 包括填充区域 28， 被设计为纤维 织物形式的增强材料 30 被引入到该填充区域 28 中。通过增强材料 30， 适于用来制造纤维 增强复合材料的任意纤维可生效。然而优选地， 增强材料 30 由碳纤维构成。插入模制工具 24 的容纳区域 26 中的芯部 14 例如由闭孔聚甲基丙烯酰亚胺泡沫构成。 0041 形成在模制工具 24 中的填充区域 28 包括以平坦方式沿容纳区域 26 的两个相对 表面 32、 34 延伸的两个分区 28a、 28b。通过将材料 M 从材料储箱供应到填充区域分区 28a、 28b中， 沿两个相对表面。

46、覆盖夹层部件芯部14的部件12的表面顶层16、 18可随后由纤维增 强复合材料， 例如碳纤维增强塑料材料产成。此外， 填充区域 28 呈现出延伸通过容纳区域 26 并随后通过被容纳在容纳区域 26 中的夹层部件 12 的芯部 14 的两个分区 28c、 28d。被 设计为例如碳纤维形式的增强材料 30 被引入到填充区域 28 的分区 28c、 28d 中， 从而通过 将材料 M 从材料储箱 20 供应到填充区域分区 28c、 28d 中， 集成在夹层部件 12 的芯部 14 内 的增强区域 17、 19 可由碳纤维增强塑料生成。 0042 模制工具 24 的填充区域 28 通过材料供应管线 3。

47、8 被连接到材料储箱 20。此外， 形 成在模制工具24中的填充区域28通过管线40被连接到被设计为泵的形式的输送装置42。 在图 1 中所示的设备 10 的实施例中， 输送装置 42 用于在模制工具 24 的填充区域 28 中产 生负压并由此将材料 M 从材料储箱 20 输出到模制工具 24 的填充区域 28 中。在这种类型 的构造的情况下， 材料储箱 20 不必承受高压。然而， 可替换地， 也能够想到这样的布置， 其 中通过在材料储箱 20 中产生高达例如 6bar 的高压， 来自材料储箱 20 的材料 M 被从材料储 箱 20 输出到材料供应管线 38 中并最终进入模制工具 24 的填充。

48、区域 28。 0043 在其背离容纳区域 26 的表面的区域中， 模制工具 24 的填充区域分区 28a、 28b 被 气体能透过但来自材料储箱 20 的材料 M 不能透过的半透膜 44 划定界限。半透膜 44 又被 透气薄膜 46 覆盖。连接到输送装置 42 的管线 40 被联接到形成在半透膜 44 与薄膜 46 之 间的间隙中。这种类型的构造使得能够在模制工具 24 的填充区域 28 中产生用于将材料 M 从材料储箱 20 输出到填充区域 28 中所需的负压， 同时防止来自材料储箱 20 的材料 M 被从 填充区域 28 吸出到管线 40 中。 0044 围绕将材料储箱 20 连接到模制工。

49、具 24 的填充区域 28 的材料供应管线 38 包裹有 第一光学纤维束 48a。这种类型的光学纤维束的单个纤维 48 在图 2 中被详细地示出。以 分散的方式沿材料供应管线38布置的多个纤维布拉格光栅传感器50被集成在第一光学纤 维束 48a 的单个纤维 48 中。每个纤维布拉格光栅传感器 50 由其中纤维芯部的折射率 n1、 n2周期性变化的光学纤维的分区构成， 从而具有特定波长 B的光线根据周期被布拉格 光栅结构反射。 0045 第二光学纤维束 48b 被布置在填充区域分区 28a 的区域中， 第二光学纤维束 48b 说 明 书 CN 102380958 A CN 102380973 A8/9 页 11 沿填充区域分区 28a 二维延伸， 即以平坦方式延伸。以平坦分散方式沿填充区域分区 28a 布置的多个纤维布拉格光栅传感器 50 也被集成在第二光学纤维束 48b 中。以相似的方式， 第三光学纤维束 48c 以平坦方式被定位在填充区域分区 28b 中。与第二光学纤维束 48b 类 似， 第三光学纤维束 48c 也包括以平坦分散方式沿填充区域分区 2。