專利名稱：一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷修補(bǔ)方法，尤其涉及一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板構(gòu)件的局部損傷采用的挖補(bǔ)修補(bǔ)方法。
背景技術(shù)：
樹脂基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、比模量、耐腐蝕等優(yōu)異特性，其構(gòu)件應(yīng)用于航空、航天等多領(lǐng)域，如國內(nèi)各大民航公司從國外購進(jìn)的各型客機(jī)上復(fù)合材料結(jié)構(gòu)日益增多，民航客機(jī)在使用中，樹脂基復(fù)合材料因反復(fù)承受載荷和濕熱因素，會(huì)產(chǎn)生局部損傷和微裂紋，如果這些損傷部位得不到及時(shí)的修復(fù)，將影響到結(jié)構(gòu)件的正常使用性能，甚至由此引發(fā)宏觀裂縫使結(jié)構(gòu)件斷裂，造成重大事故。由于樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件造價(jià)昂貴，因此一般對(duì)出現(xiàn)局部損傷和微裂紋的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)而不重新生產(chǎn)更換，修復(fù)的方法主要有貼補(bǔ)修補(bǔ)和挖補(bǔ)修補(bǔ)，貼補(bǔ)修補(bǔ)一般適用于平面或曲率較小的結(jié)構(gòu)，挖補(bǔ)修補(bǔ)適用于修理曲率較大或有氣動(dòng)外形要求的表面，且損傷面積較大、情況較嚴(yán)重的損傷，目前國內(nèi)還沒有穩(wěn)定的可以恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件挖補(bǔ)修補(bǔ)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種穩(wěn)定的可以恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法包括如下步驟將碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)，清洗去除待修補(bǔ)凹陷區(qū)表面的灰塵和油污，制備與每層損傷部位邊界相應(yīng)的預(yù)浸料補(bǔ)片，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)表面鋪放ー層板板膠膜再將預(yù)浸料補(bǔ)片逐層依次鋪疊，然后將待修復(fù)的層壓板進(jìn)行共固化處理。所述的待修補(bǔ)的凹陷區(qū)是錐臺(tái)形，錐臺(tái)形的楔形角Θ取1° 3°。所述的共固化處理在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行，固化溫度為120-140°C。所述的共固化處理前還包括如下步驟把待修復(fù)的層壓板平鋪在模板上，用真空袋封裝待修復(fù)的層壓板，抽真空后拆去真空源。所述的待修復(fù)的層壓板在拆去真空源后還包括觀察真空表讀數(shù)以檢查泄漏的步驟。所述的待修復(fù)的層壓板在封裝真空袋前還可在待修復(fù)的層壓板上面均勻覆蓋一層吸膠層，再在吸膠層上面覆蓋ー層透氣層，所述的吸膠層是ー既起吸膠又起隔離作用的透氣四氟布，所述的透氣層是可導(dǎo)氣的透氣粘，透氣層完全包圍在樣品周圍。本發(fā)明還可包括如下步驟共固化處理前，制備一片比最外層損傷部位的邊界大的鋪層補(bǔ)片，鋪放在待修補(bǔ)凹陷區(qū)最上層表面上。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果，本發(fā)明的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)具有1° 3°的楔形角Θ，使修復(fù)的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板的強(qiáng)度恢復(fù)值達(dá)到90-120%，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)表面最上層鋪放一片邊界大的鋪層補(bǔ)片，共固化后，外觀平滑不影響構(gòu)件的氣動(dòng)外形，本發(fā)明方法比在損傷處采用貼補(bǔ)修補(bǔ)方法增重量小。


圖I是本發(fā)明的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式單位說明°C表示攝氏度；MPa表示兆帕；mm表示毫米；cm表示厘米；min表示分鐘；°表示角度。下面結(jié)合具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。實(shí)施例一以牌號(hào)T700/3234的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板為例，層壓板I的層數(shù)為 10層，每層的預(yù)浸料厚度為O. 125mm,牌號(hào)SY24C的板板膠膜厚度為O. 125mm,損傷缺陷直徑為20mm,損傷深度5層為O. 625mm,楔形角為I. 909°。上述碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法包括如下步驟將碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板I逐層挖除損傷部位，挖除工具采用旋轉(zhuǎn)打磨器，根據(jù)損傷深度、損傷直徑和楔形角逐層去除預(yù)浸料，形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)2 ;然后用一清潔布擦去灰塵和油污，禁止將灰塵擴(kuò)散或者嵌入表面，再用丙酮浸濕表面并用粗棉布擦拭以去除灰塵和油污，清洗時(shí)從待修補(bǔ)凹陷區(qū)2的中心朝向邊緣；制備與每層損傷部位邊界相應(yīng)的預(yù)浸料補(bǔ)片4，預(yù)浸料補(bǔ)片4選用與層壓板I相同的預(yù)浸料，根據(jù)每層損傷部位的直徑、楔形角，用剪刀裁剪每ー層預(yù)浸料補(bǔ)片4的直徑，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)2表面鋪放ー層板板膠膜3再將制備的預(yù)浸料補(bǔ)片4逐層依次鋪疊，預(yù)浸料補(bǔ)片4方向應(yīng)與層壓板I鋪層方向一致，然后將待修復(fù)的層壓板I進(jìn)行共固化處理。所述的待修補(bǔ)的凹陷區(qū)2是錐臺(tái)形，錐臺(tái)形的楔形角Θ取1° 3°。所述的共固化處理在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行，固化溫度為120-140°C。所述的共固化處理前還包括如下步驟把待修復(fù)的層壓板I平鋪在模板上，用真空袋封裝待修復(fù)的層壓板1，抽真空到56cm汞柱的真空度后，拆去真空源并記錄真空表讀數(shù)，觀察7min以檢查泄漏。所述的待修復(fù)的層壓板I在封裝真空袋前還可在待修復(fù)的層壓板I上面均勻覆蓋ー層吸膠層，再在吸膠層上面覆蓋ー層透氣層，所述的吸膠層就是ー既起吸膠又起隔離作用的透氣四氟布，所述的透氣層是可導(dǎo)氣的透氣粘，透氣層完全包圍在樣品周圍。為了表面美觀，共固化處理前，可制備一片比最外層損傷部位的邊界大的鋪層補(bǔ)片5，鋪放在待修補(bǔ)凹陷區(qū)2最上層表面上。所述的板板膠膜3按照修補(bǔ)面尺寸裁剪成圓形，膠膜尺寸要滿足完全覆蓋修補(bǔ)面，且覆蓋在修補(bǔ)面上后外延15mm。所述的板板膠膜3可選用牌號(hào)SY24C。每層預(yù)浸料補(bǔ)片4制備的直徑尺寸如下
第一層補(bǔ)丨第二層補(bǔ)丨第三層補(bǔ)丨第四層補(bǔ)「第五層補(bǔ)"I 補(bǔ)吣Γ 片直徑片直徑片直徑片直徑片直徑、(mm)(mm)(mm)(nun)(mm)—(麵)
_20.0__35.0 ___42.5__50.0__57.5__82.5 一
采用上述方法修復(fù)的層壓板1，由于逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)2具有1° 3°的楔形角Θ，使修復(fù)的碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板的強(qiáng)度恢復(fù)值達(dá)到90-120%， 待修補(bǔ)凹陷區(qū)2最上層表面鋪放ー層鋪層補(bǔ)片5，共固化后，外觀平滑不影響構(gòu)件的氣動(dòng)外形，本發(fā)明方法比在損傷處采用貼補(bǔ)修補(bǔ)方法增重量小。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征是包括如下步驟將碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板(I)逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)(2)，清洗去除待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)表面的灰塵和油污，制備與每層損傷部位邊界相應(yīng)的預(yù)浸料補(bǔ)片(4)，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)表面鋪放ー層板板膠膜(3)，再將預(yù)浸料補(bǔ)片(4)逐層依次鋪疊，然后將待修復(fù)的層壓板(I)進(jìn)行共固化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征是所述的待修補(bǔ)的凹陷區(qū)(2)是錐臺(tái)形，錐臺(tái)形的楔形角0取1° 3°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的共固化處理前還包括如下步驟把待修復(fù)的層壓板(I)平鋪在模板上，用真空袋封裝待修復(fù)的層壓板(I)，抽真空后拆去真空源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的待修復(fù)的層壓板(I)在拆去真空源后還包括觀察真空表讀數(shù)以檢查泄漏的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的待修復(fù)的層壓板(I)在封裝真空袋前，在待修復(fù)的層壓板(I)上面均勻覆蓋ー層吸膠層，再在吸膠層上面覆蓋ー層透氣層，所述的吸膠層是ー既起吸膠又起隔離作用的透氣四氟布，所述的透氣層是可導(dǎo)氣的透氣粘，透氣層完全包圍在樣品周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的共固化處理在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行，固化溫度為120-140°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于共固化處理前，制備一片比最外層損傷部位的邊界大的鋪層補(bǔ)片(5)，鋪放在待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)最上層表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的板板膠膜(3)按照待修補(bǔ)的凹陷區(qū)尺寸裁剪成圓形，膠膜尺寸要滿足完全覆蓋修補(bǔ)面，且覆蓋在修補(bǔ)面上后外延15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的板板膠膜(3)的牌號(hào)是SY24C。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板局部損傷挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征在于所述的抽真空的真空度是56cm萊柱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板挖補(bǔ)修補(bǔ)方法，其特征是包括如下步驟將碳纖維增強(qiáng)樹脂基層壓板(1)逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)(2)，清洗去除待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)表面的灰塵和油污，制備與每層損傷部位邊界相應(yīng)的預(yù)浸料補(bǔ)片(4)，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)表面鋪放一層板板膠膜(3)，再將預(yù)浸料補(bǔ)片(4)逐層依次鋪疊，然后將待修復(fù)的層壓板(1)進(jìn)行共固化處理，由于逐層挖除損傷部位形成待修補(bǔ)的凹陷區(qū)(2)具有1°～3°的楔形角θ，使修復(fù)的層壓板(1)的強(qiáng)度恢復(fù)值達(dá)到90-120％，在待修補(bǔ)凹陷區(qū)(2)表面最上層鋪放一片邊界大的鋪層補(bǔ)片(5)，共固化后，外觀平滑不影響構(gòu)件的氣動(dòng)外形，本發(fā)明方法比在損傷處采用貼補(bǔ)修補(bǔ)方法增重量小。
文檔編號(hào)B32B43/00GK102649342SQ2011100443
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者李超, 楊龍英, 羅輯 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司