生產具有設有電導體元件的外殼的飛機結構部件的方法

2023-10-29 03:29:17

生產具有設有電導體元件的外殼的飛機結構部件的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於生產飛機結構部件（1）的方法，所述部件具有設置有電導體元件（17）的外殼（3）。所述方法包括以下步驟：提供具有外殼（3）的飛機結構部件（1）；以預定圖案將導電材料（11）的顆粒施加到所述飛機結構部件（1）的外殼（3）的外表面（9）上，以使得積聚的導電材料（11）的顆粒沿著外殼（3）的外表面（9）形成電導體元件（17）；以及以預定圖案將電絕緣材料（13）的顆粒施加到所述飛機結構部件（1）的外殼（3）的外表面（9）上，以使得積聚的電絕緣材料（13）的顆粒形成電導體元件（17）的絕緣層（31）。
【專利說明】生產具有設有電導體元件的外殼的飛機結構部件的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於生產具有外殼的飛機結構部件的方法，所述外殼設置有電導體元件。
【背景技術】
[0002]本發明含義範圍內的飛機結構部件可以是任何種類的飛機結構部件，具體地，是機身或機身區段、翼部或者翼部區段、尾部單元、方向舵、升降機組件、副翼、高升力系統、發動機罩或者諸如此類，以及前述部分。
[0003]本領域已知的製造飛機結構部件的方法通常在具有外殼的飛機結構部件的組裝之後，藉助於噴霧槍對所述外殼的外表面進行上漆的步驟，該步驟通常是非常耗費時間的。本領域使用的漆不具有特定的導電性能。飛機結構部件本身通常由特徵在於具有一些導電性的金屬材料或者纖維複合材料製成。然而，飛機結構部件只可作為整體以頗為擴散的方式傳導電流並且未提供離散的電導體元件。
[0004]然而，設置在飛機結構部件的外殼上的電導體元件可用於一些有利的應用中，諸如閃電保護系統、結構健康監測系統、除冰系統、宇宙福射屏蔽系統或者照明系統。因此，希望生產具有設置有電導體元件的外殼的飛機結構部件。
[0005]然而，這相當複雜、昂貴，而且從空氣動力學的角度來看，在飛機結構部件的外殼的外表面上安裝例如電線形式的電導體路徑也是不利的。

【發明內容】

[0006]因此，本發明的目的是提供一種用於生產具有設置有電導體元件的外殼的飛機結構部件的簡便及有成本效益的方法，其中，電導體元件不會對飛機的飛行特性產生不良影響。
[0007]用生產具有設置有電導體元件的外殼的飛機結構部件的方法來解決這個問題，所述方法包括以下步驟:
[0008]a.提供具有外殼的飛機結構部件，
[0009]b.以預定圖案將導電材料的顆粒施加於所述飛機結構部件的外殼的外表面上，以使得積聚的導電材料的顆粒沿著外殼的外表面形成電導體元件，以及
[0010]c.以預定圖案將電絕緣材料的顆粒施加於所述飛機結構部件的外殼的外表面上，以使得積聚的電絕緣材料的顆粒形成電導體元件的絕緣層。
[0011]通過這種方法，能夠以一種可靠而且不複雜的方式通過用導電材料的顆粒的路徑塗覆所述外表面並通過用電絕緣材料的顆粒的塗層使所述路徑至少部分地絕緣而在飛機結構部件的外殼的外表面上提供電導體元件。導電材料以及電絕緣材料的顆粒可用作塗覆材料，因為顆粒可容易地施加於飛機結構部件的外表面上，例如通過藉助於噴墨列印裝置的噴墨列印方法進行塗覆。用這種方法，為了在飛機結構部件的外殼的外表面上獲得電導體元件的配置(例如，用於閃電保護、健康監測、除冰等的電導體元件的柵格)，不會有額外的獨立電導體元件需要安裝在飛機結構部件上並且不會有電導體元件從所述飛機結構部件的外殼的外表面突出來。仍可提供所述外殼的高度平坦的外表面，因為可將導體元件和絕緣層的厚度保持為較小。可提高生產成本效率並且還可改進飛行特性。
[0012]本發明含義範圍內的導電材料的顆粒可以是適用於傳導電流的任何種類的材料，尤其是諸如銅、鋁、鎢、黃銅、鐵、鉻或者相關合金等金屬材料，諸如矽等半導體材料，或者諸如石墨等非金屬材料。本發明含義範圍內的電絕緣材料的顆粒可以是如塑料的或者陶瓷的材料。然而，也可採用其他材料諸如絕緣帶(insulating laquers)。
[0013]為了增加導電材料的顆粒和電絕緣材料的顆粒在外殼的所述外表面上的粘附力，底漆層可施加在所述飛機結構部件的外殼的外表面上。底漆層可用與施加導電材料和/或絕緣材料的顆粒相同的方法施加於外殼的所述外表面上，即，例如，藉助於噴墨列印裝置施加。
[0014]電絕緣材料的顆粒可施加於飛機結構部件的外殼的外表面上、底漆層上以及形成電導體元件的導電材料的顆粒上，以使得絕緣層使電導體元件相對於飛機結構部件、底漆層以及環境絕緣，即，根據應用，導電材料的顆粒或者可施加於飛機結構部件的外殼的平坦外表面上、或者可施加於底漆層上、或者可施加於第一絕緣層上。然而，可間斷地形成絕緣層，以便在某些位置處電導體元件不絕緣並且可通過如插頭或者開關連接至另一個電導體元件。
[0015]導電材料和電絕緣材料的顆粒施加於飛機結構部件上的預定圖案(即外形、側部尺寸和寬度)受到所述導電材料和/或絕緣材料的所述顆粒施加於飛機結構部件的外殼的所述外表面上的位置的臨時變化以及施加於外殼的外表面上的導電材料和/或絕緣材料的所述顆粒的質量流率所控制。用這樣的方式，所述圖案控制電導體元件和/或絕緣層的延伸的程度(具體為厚度、寬度、長度以及方向及形狀)，即，預定圖案限定電導體元件與絕緣層的路徑、形狀以及特性。
[0016]藉助於如容納於飛機結構部件外殼中的鉚釘，電導體元件可連接至飛機結構部件的外殼的內表面，並從而連接至所述飛機結構部件的內部。位於外殼外表面處的電導體元件可接觸所述鉚釘，並且鉚釘的金屬材料可形成分別針對所述飛機結構部件的內表面以及內部的導體，其中，電信號、電壓或者電流可通過計算機處理或者被控制裝置控制。
[0017]根據上述優選地實施方式，以使電路元件形成於外殼的外表面上這樣的順序並通過這樣的預定圖案來重複執行步驟b和C。本發明含義範圍內的電路元件可以是任何種類的電路元件，例如，電阻器、二極體、電晶體、電容器、感應器、運算放大器(operationalamplifier操作放大器)、或者其他電路元件。特別地，可以這種方式形成開關、傳感器以及致動器。電絕緣材料的顆粒層與導電材料的顆粒層可交替地施加於飛機結構部件的外殼的外表面，其中，以使得電導體元件的某種結構嵌入電絕緣材料的矩陣中的方式形成各個層，從而一起形成這種電路元件。因此，該實施方式促進致動器(如，開關)在結構部件的外表面上的形成，所述致動器通過鉚釘與結構部件的內部連接，因而避免複雜的饋通(feed-throughs,引線)。
[0018]根據另一優選實施方式，導電材料的顆粒和/或電絕緣材料的顆粒藉助於噴墨列印裝置施加於所述飛機結構部件的外殼的外表面上。這種噴墨列印裝置可以是任何種類的噴墨列印裝置，尤其是具有氣泡噴射式列印頭、壓電列印頭、或者施壓閥列印頭的按需滴落式噴墨列印裝置。此外，噴墨列印裝置的操作，尤其是列印頭的操作優選地由數字控制裝置控制，其適於進行用於控制列印頭的編程，以便以預定圖案將導電材料的顆粒與電絕緣材料的顆粒施加於飛機結構部件的外殼的外表面上。
[0019]噴墨列印裝置還可包括距離傳感器，適合於測量列印頭與待塗覆的表面上的對應位置之間的距離，因此，為了形成絕緣層和/或電導體元件的優選平面外表面，對於不同的距離，可對所述表面施加不同量的導電或者電絕緣材料的顆粒。也可設想多個列印頭並行地施加導電材料的顆粒與電絕緣材料的顆粒。此外，為了將雷射輻射施加到導電材料和/或電絕緣材料的顆粒上，可將雷射裝置直接設置於噴墨列印裝置上或與噴墨列印裝置相獨立，從而分別雷射燒結電導體元件與絕緣層。
[0020]在另一個優選實施方式中，電導體元件形成為閃電保護裝置。尤其是，優選地，閃電保護裝置包括多個電導體元件的柵格。以這種方式，電導體元件的柵格沿著飛機結構部件外殼的外表面延伸並優選沿著整個飛機外殼延伸，從而繞所述飛機形成法拉第籠。電導體元件可能沒有被絕緣層覆蓋至所述外殼的外部，即，電導體元件無遮蓋地延伸並且與環境並不絕緣，因此可能的閃電有可能接近電導體元件。然而，電導體元件應當相對於所述電導體元件施加於其上的飛機結構部件的外殼絕緣。這種閃電保護裝置在飛機結構部件由纖維複合材料製成的情況下特別有利，因為與通用鋁結構相比很多纖維複合材料均顯示出較低的電導率，因此不能形成有效的法拉第籠。
[0021]在可替換的優選實施方式中，電導體元件形成為用於檢測發生在所述飛機結構部件上的應變的電阻應變儀。電阻應變儀的預定圖案包括一個或多個直導體區段，該直導體區段的寬度與導體區段的長度相比較小，因此導體的基板(在本示例中為結構部件的外殼)沿導體區段的縱向的尺寸方面的變化影響導體區段的橫截面的變化，因而影響電阻的變化。電阻應變儀的普通原理在本領域中是已知的。然而，根據本發明的方法允許將多個這種儀具布置於結構部件的外殼上，以便通過相應的電阻變化能容易地檢測出部件的尺寸上的變化。單獨的電阻應變儀可通過電導體元件連接至健康監測控制裝置。
[0022]根據另一個可替換優選實施方式的電導體元件形成為電阻加熱裝置。尤其是，優選地，所述電阻加熱裝置包括形成為加熱電阻元件的多個電導體元件的柵格。加熱電阻元件的特徵在於相當高的電阻，以便通過電流的流動引起發熱，並將熱傳遞至它們位於其上的飛機結構部件的外殼。用這種方式，電阻加熱裝置可用作對相應的飛機結構部件外殼的外表面進行除冰。
[0023]根據又一個可替換優選實施方式，電導體元件形成為用於屏蔽幹擾輻射尤其是宇宙輻射的屏蔽裝置。尤其是，優選地，屏蔽裝置包括多個電導體元件的柵格。這種電導體元件的柵格(例如，鋁材料的柵格或者銅材料的柵格)有效地幫助屏蔽通常會對飛機上的任一乘客或者乘務員造成相當大的健康風險的宇宙輻射或者其他幹擾輻射。
[0024]在另一個可替換優選實施方式中，電導體元件形成為包括一個或多個照明元件的照明裝置。可通過嵌入於所述電導體元件中的多個碳納米管形成這種照明元件。在施加於相應的飛機結構部件的外殼的外表面之前，所述碳納米管可優選地與導電材料的顆粒混合。然而，也可在將導電材料的顆粒施加至飛機結構部件外殼外表面上之後將碳納米管施加於所述顆粒的矩陣上，例如混合至載體材料，所述載體材料施加於形成電導體元件的導電材料的顆粒的層上。也可通過噴墨列印裝置施加所述載體材料。碳納米管可以是尤其能夠照明的任何種類的碳納米管。
[0025]這種照明元件均可施加於飛機結構部件的外殼的外表面的需要光源的地方。例如，照明元件可施加於翼部的側部翼尖上以形成航行燈，或者施加於翼部表面和機身以用於服務或者維護的目的。顏色可以是不同的。
[0026]在另一優選實施方式中，所述飛機結構部件包括至少一個具有引腳的插頭元件，其中，導電材料的顆粒施加於所述引腳的外表面上，以使得導電材料的積聚顆粒沿著引腳的外表面形成導電外接觸層，所述導電外接觸層連接至形成於所述飛機結構部件的外殼的外表面上的電導體元件。為了形成外接觸層而施加於引腳的外表面上的導電材料的顆粒可以是與施加於相應的飛機結構部件的外殼的外表面上的導電材料的顆粒同樣的材料，並可用與施加於相應的飛機結構部件的外殼的外表面上的導電材料的顆粒相同的方法施加，SP，例如藉助於噴墨列印裝置施加。引腳可以是任何形狀的並優選地安裝於相應插座元件的腔體中。以這樣的方式而獲得插頭元件形式的電連接元件，所述電連接元件可有助於電連接相應的飛機結構部件內的不同區段，或者可有助於將所述飛機結構部件連接至另一飛機結構部件。
[0027]尤其是，優選地，另一飛機結構部件包括至少一個具有腔體的插座元件，其中，導電材料的顆粒施加於包圍所述腔體的插座元件的表面上，以使得導電材料的積聚顆粒沿著插座元件的表面形成導電接觸層，所述導電接觸層連接至形成於所述飛機結構部件的外殼的外表面上的電導體元件。為了形成接觸層而施加於插座元件的表面上的導電材料的顆粒可以是與施加於相應的飛機結構部件的外殼的外表面上的導電材料的顆粒同樣的材料，並可用與施加於相應的飛機結構部件的外殼的外表面上的導電材料的顆粒相同的方式施加，SP，例如，藉助於噴墨列印裝置而施加。形成於插座元件中的腔體可以是任何形狀的並優選地可容納相應的插頭元件的引腳。以這種方式而獲得插座元件形式的電連接元件，所述電連接元件可有助於電連接相應的飛機結構部件內的不同區段，或者將所述飛機結構部件連接至另一飛機結構部件。
[0028]更具體地，優選地，至少一個引腳安裝於至少一個腔體的內部。以這種方式，可在飛機結構部件的彼此可分隔開的兩個區段之間建立插塞式連接，例如，在機身的門或者翼部上的副翼的情況中或者在一個飛機結構部件與另一個飛機結構部件之間。插塞式連接保證:這兩個部件區段或者飛機結構部件可達到連接狀態，其中，插頭元件的引腳適配於插座元件的腔體中從而在外接觸層與內接觸層之間建立電連接；以及達到斷開連接狀態，其中外接觸層和內接觸層彼此並不接觸。
[0029]絕緣層可施加於插頭的包括引腳的區段上以及施加於插座元件的區段上。然而，為了在插頭元件與插座元件之間建立電連接，引腳的外表面上的某些區段需要保持無塗覆。施加於插頭元件或者插座元件上的絕緣層可用與施加於飛機結構部件的外殼的外表面上的絕緣層同樣的方法施加，即，例如，藉助於噴墨列印裝置施加。
[0030]根據另一個優選實施方式，在將導電材料的顆粒施加於飛機結構部件的外殼的外表面上的步驟之後，執行藉助於雷射裝置施加雷射輻射於電導體元件上的步驟，以使得電導體元件中的導電材料的顆粒由於通過雷射輻射傳遞至顆粒的熱而融化，即，顆粒被雷射燒結。雷射裝置可以是適合於雷射燒結所述導電材料的顆粒的任何種類的雷射裝置。另外，電絕緣材料的顆粒的絕緣層也可以是通過雷射裝置而雷射燒結的。在電導體元件與絕緣層已被雷射燒結之後，即，在雷射輻射施加於它們的導電材料與電絕緣材料的顆粒上後，其被固化因而其形狀已變得固定成預定圖案。此外，顆粒的融化以及隨後的凝固導致完整地形成沒有晶界的導體元件，在所述晶界處可能發生氧化而導致導體元件的阻抗力增強。當在裝置的移動方向上看時，雷射裝置布置於為施加導電材料和/或電絕緣材料的顆粒而設置的任何裝置的後面，因此在施加顆粒後可容易地進行輻射。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]在下文中藉助於附圖描述根據本發明的用於生產飛機結構部件的方法的各種實施方式，其中:
[0032]圖1為根據本發明的方法的流程圖，包括用於執行所述方法的各種可能的實施方式，
[0033]圖2為根據本發明處於藉助於噴墨列印裝置用導電材料的顆粒進行塗覆並隨後藉助於雷射裝置而進行雷射燒結的過程中的飛機結構部件的外殼的外表面的橫截面圖，
[0034]圖3為根據圖2的完成的飛機結構部件的外殼的外表面的橫截面圖,所述外表面具有額外的絕緣層，
[0035]圖4為根據本發明的方法生產的飛機機身區段的立體圖，
[0036]圖5為根據本發明的方法生產的插頭元件的橫截面圖，
[0037]圖6為根據本發明的方法生產的插頭元件的橫截面圖，所述插頭元件具有多個引腳，
[0038]圖7為根據本發明的方法生產的插座元件的橫截面圖，所述插座元件具有多個腔體，以及
[0039]圖8為根據本發明生產的飛機結構部件的外殼的橫截面圖，所述外殼的外表面上的電導體元件連接至鉚釘，以及
[0040]圖9為用根據本發明的方法形成的電阻應變儀的導體元件的圖案(pattern)的平面圖。
【具體實施方式】
[0041]在圖1中示出了說明根據本發明的方法的多個實施方式的流程圖。所述方法的優選實施方式包括以下步驟:
[0042]首先，提供具有外殼3的飛機結構部件I (步驟a)。所述飛機結構部件I基本上可以是任何種類的飛機結構部件，例如，翼部的區段、尾部單元、方向舵、升降機組件、副翼、高升力系統、發動機罩等，但在本實施例中，所述飛機結構部件是機身區段，具體為機身前區段5，如圖4所示。所述飛機結構部件I的外殼3通常可以是如鋁或者纖維複合材料，且在本實施例中是由鋁製成的。
[0043]下一步驟涉及將底漆層7施加至相應的飛機結構部件外殼3的外表面9上(步驟
a.a)。底漆層7可以是任何合適的材料，並可通過與導電材料11的顆粒(參見下文，步驟
b.)和/或電絕緣材料13的顆粒(參見下文，步驟c.)施加在所述外殼3的外表面9上的相同的工序施加，即，例如，藉助於噴墨列印裝置15施加。
[0044]底漆層7用作下列導電材料11和/或電絕緣材料13的顆粒層的增粘劑。然而，在本發明的其他實施例中，底漆層7的施加也可跳過(skip，省卻)，如通過圖1中虛箭頭線X所表示的。在圖2和圖3中具體地示出了施加到飛機結構部件I外殼3的外表面9上的底漆層7。
[0045]作為下一步驟，以預定圖案以形成電導體元件17的方式將導電材料11的顆粒施加於的底漆層7上(步驟b.)。所述導電材料基本上可以是明顯顯示出導電性的任何材料，諸如鋁、鎢、黃銅、鐵、鉻，或者相關的合金、半導體材料諸如矽、或者非金屬材料諸如石墨，但在本實施例中該導電材料是銅材料。所述預定圖案通常對應於電導體元件17的期望形狀，並且在一個現有實施方式中包括如圖4所示的交叉直線的柵格19。電導體元件17可沿著飛機結構部件I外殼3以與容納於飛機結構部件I外殼3中的鉚釘21相接觸的方式形成，其中，電信號(電流、電壓等)可被引導穿過鉚釘21到所述飛機結構部件I外殼3的內表面23，並進入所述飛機結構部件I的內部，其中，相應的計算機或者控制裝置可對所述信號進行例如分析、處理或者控制。導電材料11的顆粒可藉助於數字列印裝置施加於飛機結構部件I的外殼3的外表面9，並且在本實施例中藉助於如圖2所示的噴墨列印裝置15施力口。如圖3所示，電導體元件17在飛機結構部件I的外殼3的外表面9上的底漆層7上延伸。
[0046]隨後，提供將雷射輻射27施加至電導體元件17上的步驟(步驟b.b)。通過施加雷射輻射27，電導體元件17中的導電材料11的顆粒被雷射燒結，即，被雷射輻射27傳遞的熱融化。在隨後的固化後，導體元件17整體形成並且相鄰顆粒之間的晶界(沿著所述晶界有可能出現改變導體元件的電性質的氧化過程)已經消失了。根據本實施例，藉助於雷射裝置29施加雷射輻射27，所述雷射裝置29 (在圖2中示出)優選地設置成靠近噴墨列印裝置15並設置在公用載體(未示出)上，其中，箭頭A表示雷射裝置29連同噴墨列印裝置15相對於飛機結構部件I外殼3的被塗覆且被雷射燒結的外表面9的移動方向。如圖2所示，當在所述裝置的移動方向上看時，雷射裝置29布置在噴墨列印裝置的後面，使得在沉積後容易地用雷射輻射直接處理沉澱的顆粒。然而，在本發明的其他實施例中，還可省略對電導體元件17施加雷射輻射27的步驟，如圖1中虛箭頭線Y所示。
[0047]作為下一步驟，電絕緣材料13的顆粒施加到飛機結構部件I的外殼3的外表面9上，尤其是以預定圖案施加到電導體元件17上以及底漆層7上，因此形成絕緣層31 (步驟
c.)。所述電絕緣材料基本上可以是具有明顯的高電阻並適於抑制電流流動的任何種類的材料。絕緣層31能夠以如下的預定圖案形成，S卩，使得電導體元件17被塗覆並與所期望以及必要的環境隔離。然而，取決於電導體元件17的具體期望的使用，所述電導體元件17的部件可保持無塗覆並因而對周圍環境呈開放狀態。取決於用於絕緣層31的導電材料的種類，為了對所述絕緣層31進行雷射燒結，即融化電絕緣材料13的顆粒，繼步驟c後可以進行對絕緣層31施加雷射輻射27的步驟，從而形成幾乎沒有晶界的層。在圖3中示出了施加於電導體元件17上以及底漆層7上的絕緣層31。在本發明的其他實施例中，為了使電導體元件17與所述外殼3相隔離，可在導電材料11的顆粒的施加步驟之前，將電絕緣材料13的顆粒施加於飛機結構部件I外殼3外表面9 (並且如果適用，施加至底漆層7)，如圖1通過虛箭頭線X、Y和Z示出的。在本發明的其他實施方式中，能夠以某一順序以及以某一預定圖案重複導電材料11的顆粒和電絕緣材料13的顆粒的施加步驟，以便可形成各種電路元件，諸如電阻器、二極體、電晶體、電容器、感應器以及運算放大器。[0048]總之，通過本發明的方法，可以以一種簡單並成本有效的方式生產具有設置有電導體元件17的外殼3的飛機結構部件I。這種電導體元件17可用在各種應用中，例如，用作閃電保護裝置，包括多個電導體元件17的柵格19 ;用作健康監測系統，包括形成為用於檢測發生在相應的飛機結構部件I上的應變的電阻應變儀的多個電導體元件17 ;用作除冰裝置，包括形成為加熱電阻元件的多個電導體元件17的柵格19 ;用作照明裝置，包括形成為照明元件的多個電導體元件17，例如，藉助於混合至導電材料11的顆粒的碳納米管；或者用作電子系統，包括以某一順序以及以某些預定圖案重複地施加導電材料11的顆粒和電絕緣材料13的顆粒而形成的電路元件。然而，在圖4所示的實施方式中，電導體元件17有效地用作用於屏蔽電磁幹擾輻射(尤其是宇宙輻射)34的屏蔽裝置33。所述屏蔽裝置包括如圖4所示的沿著機身前區段5的外殼3的外表面9布置的多個電導體元件17的柵格19。藉助於這種屏蔽裝置33，可有效地保護相應的飛機上的乘客以及乘務員不受宇宙輻射，該宇宙輻射通常會給常常搭乘飛機旅行的人造成相當大的健康風險。
[0049]圖4示出的機身前區段5在其艙門35上可包括如圖5和圖6所示的多個插頭元件37。每個插頭元件37包括具有外表面41的引腳39，導電材料11的顆粒施加在所述外表面上，以沿著引腳39的外表面41形成導電外接觸層43。用與在上述步驟b中說明的相同的工藝執行所述導電材料11的顆粒的施加，即，以預定圖案並優選地藉助於噴墨列印裝置15施加。取決於引腳39的材料，可施加底漆層7。也可施加雷射輻射27。導電外接觸層43形成為電連接至飛機結構部件I外殼3的外表面9上的電導體元件17 (如圖5所示)。
[0050]此外，所述機身前區段5在其艙門框架45上包括多個插座元件47，如圖7所示。每個插座元件47包括由插座元件47的表面51所包圍的腔體49,為了沿著插座元件47的表面51形成導電接觸層53，在該表面51上施加導電材料11的顆粒。用與在上面步驟b中說明的相同的工藝執行所述導電材料11的顆粒的施加，即，以預定圖案並藉助於噴墨列印裝置15施加。取決於插座元件47的材料可施加底漆層7。也可施加雷射輻射27。導電接觸層53形成為電連接至飛機結構部件I外殼3的外表面9上的電導體元件17 (如圖7所示)。
[0051]以如下方式形成插頭元件37和插座元件47，所述方式即，當艙門35關閉時引腳39適配於腔體49內部，其中，導電外接觸層43接觸導電內接觸層53，以使得在艙門35的外殼3的外表面9上的電導體兀件17與機身前區段5的除艙門35以外的外殼3的外表面9上的電導體元件17之間建立可釋放的電連接。當艙門35打開時，引腳39可滑出腔體49並且所述電連接斷開。
[0052]在圖9中用平面圖示出了用根據本發明的方法形成的電路元件的另一實施方式。
[0053]導體元件17以電阻應變儀55的形式布置在結構部件的外殼3上，優選地藉助於噴墨列印裝置形成導體元件17。導體元件17包括第一和第二連接器61以及沿著公共縱向59並行延伸的多個直導體區段57。如圖9所示，直導體區段57的寬度小於導體區段57沿縱向59上的長度。因此，用於導體元件17的基板(B卩，外殼3)在縱向59上的尺寸的變化會影響導體區段57的橫截面的變化，並且因而影響電阻的變化。
[0054]因此，對布置在結構部件的外殼3上並通過連接器61連接至控制單元的電阻應變儀55的電阻的進行的持續監測允許檢測特定的部件上沿縱向59的負荷中的最高值。此外，本發明方法提供了一種簡單的成本有效的方式以將多個電阻應變儀55布置在外殼3上並優選地通過鉚釘將所述多個電阻應變儀與控制單元連接。
[0055]總體上，本發明的方法提供了一種簡單的且成本有效的方法，用於將電路元件或者簡單的導體布置在飛機的結構部件的外殼上而不改變外表面的特性。
【權利要求】
1.一種用於生產具有設有電導體元件(17)的外殼(3)的飛機結構部件(I)的方法，所述方法包括以下步驟: a.提供具有外殼(3)的飛機結構部件(1)， b.以預定圖案將導電材料(11)的顆粒施加在所述飛機結構部件(I)的所述外殼(3)的外表面(9)上，以使得積聚的導電材料(11)的顆粒沿著所述外殼(3)的所述外表面(9)形成電導體元件(17),以及 c.以預定圖案將電絕緣材料(13)的顆粒施加在所述飛機結構部件(I)的所述外殼(3)的所述外表面(9)上，以使得積聚的導電絕緣材料(13)的顆粒形成所述電導體元件(17)的絕緣層(31)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，以使得電路元件形成於所述外殼(3)的所述外表面(9)上的這種順序並藉助於這種預定圖案重複地執行步驟b和步驟C。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述導電材料(11)的顆粒和/或所述電絕緣材料(13)的顆粒藉助於噴墨列印裝置(15)施加於所述飛機結構部件(I)的所述外殼(3)的所述外表面(9)上。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述電導體元件(17)形成為閃電保護裝置。
5.根據權利要求 4所述的方法，其特徵在於，所述閃電保護裝置包括多個電導體元件(17)的柵格(19)。
6.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述電導體元件(17)形成為用於檢測所述飛機結構部件(I)上出現的應變的電阻應變儀。
7.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述電導體元件(17)形成為電阻加熱裝置。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述電阻加熱裝置包括形成為加熱電阻元件的多個電導體元件(17)的柵格(19)。
9.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述電導體元件(17)形成為用於屏蔽幹擾輻射且尤其是用於屏蔽宇宙輻射(34)的屏蔽裝置(33)。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述屏蔽裝置(33)包括多個電導體元件(17)的柵格(19)。
11.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述電導體元件(17)形成為包括一個或多個照明元件的照明裝置。
12.根據權利要求1至11中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述飛機結構部件(I)設有具有引腳(39)的至少一個插頭元件(37)，並且導電材料(11)的顆粒被施加到所述引腳(39)的外表面(41)上，以使得積聚的導電材料(11)的顆粒沿著所述引腳(39)的所述外表面(41)形成導電外接觸層(43)，所述導電外接觸層(43)連接至形成於所述飛機結構部件(I)的所述外殼(3)的所述外表面(9)上的電導體元件(17)。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，另一個飛機結構部件(I)在所述外殼(3)上設有至少一個插座元件(47)，所述插座元件(47)具有腔體(49)，並且導電材料(11)的顆粒施加到所述插座元件(47)的包圍所述腔體(49)的表面(51)上，以使得積聚的導電材料(11)的顆粒沿著所述插座元件(47 )的所述表面(51)形成導電接觸層(53 )，所述導電接觸層(53 )連接至形成於所述飛機結構部件(I)的所述外殼(3 )的所述外表面(9 )上的電導體元件(17)。
14.根據權利要求12和13所述的方法，其特徵在於，至少一個引腳(39)適配於至少一個腔體(49)的內部。
15.根據權利要求1至14中的任一項所述的方法，其特徵在於，在將導電材料(11)的顆粒施加於飛機結構部件(I)的所述外殼(3)的所述外表面(9)上的步驟之後，執行藉助於雷射裝置(29)將雷射輻射(27)施加於`所述電導體元件(17)上的步驟。
【文檔編號】B64F5/00GK103662083SQ201310392534
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2012年9月4日
【發明者】埃卡特·弗蘭肯貝格爾 申請人:空中巴士運作有限責任公司