CN104246557A - 粘接方法和粘接器具以及结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以按照简易的工序迅速且可靠地将光纤粘接在结构体上的粘接方法和粘接器具以及结构体的制造方法。光纤(1)的线材被热塑性树脂的覆盖部覆盖。覆盖部的至少一部分被加热器(14)加热而熔融。在热塑性树脂熔融的状态下，光纤(1)的热塑性树脂熔融的部分和结构体(17)的表面接触，成形辊(15)使光纤(1)压接在结构体(17)的表面。之后，热塑性树脂被冷却、固化，光纤(1)粘接在结构体(17)上。
Description
技术领域
本发明涉及在飞机或风车翼等结构体表面粘接光纤的方法和光纤的粘接使用的粘接器具以及结构体的制造方法。
背景技术
在使用了光纤的结构体的健全性评价中，光纤粘接安装在结构体的表面。结构体产生的变形传递至光纤，通过测量光纤所产生的变形，探测结构体的损伤。例如在将部件彼此粘接的结构体中，通过测量光纤所产生的变形，探测结构体的粘接部分的剥离。作为结构体，例如可举出飞机、汽车、风车翼等。
如专利文献1及专利文献2所记载，用于传感器的光纤在具有芯及包层的线材的外周形成有树脂制的覆盖。为了使结构体产生的变形可靠地向光纤传递，通常，光纤利用环氧类粘接剂等化学反应型的粘接剂与结构体进行粘接。
使用化学反应型粘接剂的光纤与结构体的粘接按照以下的工序进行。
首先，将主剂和固化剂混合而成的粘接剂涂布在结构体表面的规定位置。接着，在粘接剂上的规定位置将光纤放置在规定位置。在光纤上再涂布粘接剂。此时，如图3的剖视图所示，光纤被粘接剂覆盖。之后，放置使粘接剂固化。
现有专利文献
专利文献1:(日本)特开平7－151945号公报
专利文献2:(日本)特开2004－151702号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在使用上述的光纤的健全性评价中，为了使结构体的变形可靠地传递至光纤而有必要进行粘接，以使其不会从结构体脱离。因此，对如图3所示的截面进行观察时，必须涂布粘接剂，使其将光纤完全覆盖。另外，在上述的通常的粘接工序中，由于使用化学反应型的粘接剂，直到使其完全固化需要大约1天的时间。在直到固化的期间必须进行保持，以不使光纤偏移。
这样，要确保高的粘接位置精度，操作工序费时，直到操作结束需要长时间，所以存在操作效率差的问题。
本发明是鉴于上述课题而开发的，目的在于，提供可按照简易的工序迅速且可靠地将光纤粘接在结构体上的粘接方法和实现该粘接方法的粘接器具。另外，本发明的目的在于，提供按照简易的工序粘接了光纤的结构体的制造方法。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明第1方面提供一种粘接方法，其将利用热塑性树脂覆盖线材的光纤粘接在结构体的表面，所述粘接方法包括：使所述热塑性树脂的至少一部分熔融的工序；在所述热塑性树脂熔融的状态下，使所述光纤的所述热塑性树脂熔融了的部分和所述表面接触的工序；使所述光纤压接在所述表面的工序；将所述热塑性树脂进行冷却而固化的工序。
本发明第2方面提供一种粘接器具，其具备：光纤供给部，其向结构体的表面供给利用热塑性树脂覆盖线材的光纤；加热器，其使所述热塑性树脂的至少一部分熔融；压接部，其使所述热塑性树脂熔融了的部分和所述表面接触，同时，使所述光纤压接在所述表面。
本发明第3方面提供一种结构体的制造方法，其是粘接利用热塑性树脂覆盖线材的光纤的结构体的制造方法，所述制造方法包括：使所述热塑性树脂的至少一部分熔融的工序；在所述热塑性树脂熔融的状态下，使所述光纤的所述热塑性树脂熔融了的部分和所述结构体的表面接触的工序；使所述光纤压接在所述表面的工序；将所述热塑性树脂冷却而固化的工序。
在本发明中，利用覆盖有线材的热塑性树脂作为粘接剂。如果使用本发明的粘接方法及粘接夹具，则将光纤压接在结构体表面之后到固化需要的时间能够为1分钟以内。因此，与使用现有化学反应型粘接剂的方法相比，操作需要的时间大幅度缩短。另外，直到热塑性树脂完全凝固前，能够防止光纤的位置错位。
另外，如果使用本发明的方法及粘接器具，则能够在线材被热塑性树脂覆盖的状态下向结构体上进行粘接。因此，热塑性树脂能够将结构体的变形传递给光纤，能够实施高精度的健全性评价。
发明的効果
本发明的粘接方法与现有粘接工序比较，能够大幅度缩短直到树脂固化的时间，所以，操作性改善。另外，能够不使光纤偏离规定位置或从结构体脱离地将其粘接，所以，能够提高使用光纤传感器的健全性评价的精度。
本发明的粘接器具由于光纤供给部、加热器及压接部被一体化，因此操纵容易。另外，如果本发明的粘接器具，则能够以良好的位置精度将光纤粘接在规定位置。
附图说明
图1是通过本发明的方法粘接在结构体表面的光纤的概略图；
图2是说明本发明的粘接夹具及粘接方法的概略图；
图3是通过现有方法粘接了光纤的结构体的剖视图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
下面，说明第1实施方式的粘接方法、粘接夹具及结构体的制造方法。
图1是本实施方式的粘接方法所应用的光纤的概略图。光纤1由具有芯及包层的线材2和覆盖线材2的外周的覆盖部3构成。另外，在本实施方式中，也可以采用在线材2和覆盖部3之间设有其它覆盖部(聚酰亚胺等)的结构的光纤。
在本实施方式中，芯及包层的材质没有特别限定。线材2的直径设定为0.05～0.15mm。
本实施方式的粘接方法可应用的覆盖部3由热塑性树脂形成。作为热塑性树脂的实例，可举出聚酯类、苯乙烯类、聚乙烯类等。覆盖部3的厚度设定为0.1～0.5mm。
图1的光纤1的粘接对象设定为飞机、汽车、风车翼等结构体。该结构体是称为碳纤维强化树脂基材、玻璃纤维强化树脂基材的纤维强化树脂基材、采用铝等金属板的部件。另外，也可以是上述材质的部件彼此用粘接剂粘贴而构成的部件。作为粘接剂，例如可以应用环氧类粘接剂等。
图2是说明本实施方式的粘接夹具的概略图。
粘接夹具10是光纤供给部11、加热器14和成形辊(压接部)15被收纳在壳体16内而构成。
光纤供给部11具备光纤卷辊12和两个光纤供给辊13。在光纤卷辊12上卷绕有光纤1。另外，光纤供给辊13也可以设定为一个。
加热器14在光纤供给部11的光纤开卷放出方向设置。成形辊15在加热器14的光纤开卷放出方向设置。优选加热器14设置在成形辊15附近，以使结构体17表面和光纤1在被加热后的热塑性树脂冷却、固化前能够接触。
优选加热器14为朝向光纤给送暖风的设备(例如干燥机)。在加热器14上连接有调节从加热器14供给的暖风的温度的加热器温度调节单元(无图示)。
在粘接器具10中，相对于光纤1在成形辊15的相反侧设置有加热器14。即，加热器14能够对光纤1的与成形辊15接触的面和相反侧的面进行加热。
从光纤卷辊12开卷放出的光纤1穿过光纤供给辊13之间后，插入成形辊15和结构体17之间。成形辊15将光纤1按压在结构体17表面。
粘接夹具10通过成形辊15进行旋转而可在结构体17表面移动。
下面，说明使用粘接夹具10向结构体表面粘接光纤的工序。
在结构体17表面的设置光纤位置的起点设有粘接夹具10。光纤的设置位置为结构体17上的两个部件的粘接面附近。
此时，从光纤卷辊12放出的光纤1的端部被插入成形辊15和结构体17之间。
接着，粘接夹具10在光纤设置预定位置，沿着结构体17的表面移动。在图2中，粘接夹具10沿纸面右方向移动。
伴随粘接夹具10的移动，光纤卷辊12、光纤供给辊13、及成形辊15进行旋转。由此，光纤1从光纤卷辊12被放出，通过光纤供给辊13输送至加热器14及成形辊15。
加热器14对覆盖光纤1的表面的热塑性树脂进行加热使其熔融。加热温度根据热塑性树脂的种类适当设定，只要是使热塑性树脂能够熔融的温度即可。在本实施方式中，没必要使圆周方向所有热塑性树脂熔融，只要使至少与结构体17的表面接触的部分的热塑性树脂熔融即可。
光纤1在表面的热塑性树脂熔融的状态下向成形辊15输送。如果光纤1被夹在成形辊15和结构体17之间，则熔融的热塑性树脂和结构体17表面接触，同时，成形辊15使光纤1向结构体17的表面压接。
光纤1表面的热塑性树脂通过加热器14后，通过与成形辊15及结构体17的接触及空气散热而被冷却。如果光纤1附着在结构体17表面上后热塑性树脂的温度变为融点以下，则热塑性树脂再次固化。由此，在线材被热塑性树脂制的覆盖部覆盖的状态下，光纤1被粘接在结构体17上。从光纤的压接到再次固化需要的时间在1分钟以内。
通过粘接夹具10的移动，上述的热塑性树脂的熔融、光纤的压接、及热塑性树脂的再次固化被连续地进行。
在结构体17的表面粘接了光纤1后，从光纤1上起进一步施工涂层材料将光纤1覆盖。涂层材料例如有PR1750(商品名、PPG Aerospace社制)等。涂层材料具有抗湿性、高温耐性、低温耐性。因此，在对使用光纤的结构体的健全性评价中确保了良好的检查精度。
＜第2实施方式＞
在第2实施方式的粘接夹具中，在成形辊中内置加热器而被一体化，成形辊采用对热塑性树脂进行加热将其熔融的结构。该情况下，图2的加热器省略。其以外的结构和第1实施方式是相同的。第2实施方式的粘接夹具与第1实施方式比较，结构更加简化。
在第2实施方式的粘接方法及结构体的制造方法中，通过使上述的粘接夹具移动而连续地进行热塑性树脂的熔融、光纤的压接、及热塑性树脂的再固化。
在本实施方式中，光纤与成形辊接触时，热塑性树脂被成形辊加热、熔融。位于与结构体的粘接面上的热塑性树脂被熔融，且，为了在再固化时热塑性树脂将线材覆盖，调节成形辊的温度及粘接夹具的移动速度(即，光纤的供给速度)。
通过第2实施方式的方法将光纤粘接在结构体上后，与第1实施方式同样地从光纤上施工涂层材料。
标记说明
1 光纤
2 线材
3 覆盖部
10 粘接夹具
11 光纤供给部
12 光纤卷辊
13 光纤供给辊
14 加热器
15 成形辊(压接部)
16 壳体
Claims (3)
1.一种粘接方法，其将利用热塑性树脂覆盖线材的光纤粘接在结构体的表面，所述粘接方法包括：
使所述热塑性树脂的至少一部分熔融的工序；
在所述热塑性树脂熔融的状态下，使所述光纤的所述热塑性树脂熔融了的部分和所述表面接触的工序；
使所述光纤压接在所述表面的工序；
将所述热塑性树脂进行冷却而固化的工序。
2.一种粘接器具，其中，具备：
光纤供给部，其向结构体的表面供给利用热塑性树脂覆盖线材的光纤；
加热器，其使所述热塑性树脂的至少一部分熔融；
压接部，其使所述热塑性树脂熔融了的部分和所述表面接触，同时，使所述光纤压接在所述表面。
3.一种结构体的制造方法，其是粘接利用热塑性树脂覆盖线材的光纤的结构体的制造方法，所述制造方法包括：
使所述热塑性树脂的至少一部分熔融的工序；
在所述热塑性树脂熔融的状态下，使所述光纤的所述热塑性树脂熔融了的部分和所述结构体的表面接触的工序；
使所述光纤压接在所述表面的工序；
将所述热塑性树脂冷却而固化的工序。
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