CN104827738A - 一种复合材料层压板修补方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料层压板修补方法。所述复合材料层压板修补方法包括如下步骤：步骤1：配比与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物的步骤；步骤2：通过所述混合修补物修补待修补位置的步骤。本发明的复合材料层压板修补方法能够配比与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物，并通过混合修补物修补待修补位置，从而使经过混合修补物修补后复合材料层压板具备与未经修补的复合材料层压板同样的刚度，从而实现待修补位置在经过修补后能够实现其在复合材料层压板中应有的作用。不仅修补了原复合材料层压板成型后所存在的外型上有缺损、或者尺寸未能满足设计需要等问题，还能够实现复合材料层压板在设计时所需实现的目的。

Description

一种复合材料层压板修补方法

技术领域

本发明涉及复合材料修补领域，特别是涉及一种复合材料层压板修补方法。

背景技术

复合材料层压板在各行业的结构中所占比例逐年增大，而对于复合材料层压板的试验，是保证其品质和使用安全的必要条件。

同时，考虑到复合材料层压板轻质、可设计性高的有点，很多模拟实验的模型制造也选用复合材料层压板。在加工试验件或者模型时，由于复合材料层压板的易分层、抗冲击力差、切削性能差等等，较经济的工艺方法获得的试验件的尺寸通常难以满足要求，或者外形上容易出现损坏，无法满足试验验证需求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料层压板修补方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种复合材料层压板修补方法，所述复合材料层压板修补方法包括如下步骤：步骤1：配比与所述复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物的步骤；步骤2：通过所述混合修补物修补待修补位置的步骤。

优选地，所述复合材料层压板为碳纤维复合材料层压板；所述混合修补物包括环氧树脂以及石英砂；其中，所述石英砂占所述混合修补物中的重量比等同于所述复合材料层压板中的纤维占所述复合材料层压板总重量的重量比。

优选地，进一步包括可选的前置步骤1：检测所述复合材料层压板的待修补位置数量以及类型的步骤；其中，所述待修补位置类型包括：1、需要进行局部封装填充的待修补位置；2、需要局部涂刷的待修补位置；可选的前置步骤2：检测所述复合材料层压板的待修补位置的材料刚度的步骤；其中，所述前置步骤1以及所述前置步骤2在所述步骤1之前进行。

优选地，所述前置步骤1以及所述前置步骤2的进行顺序可以互调。

优选地，所述前置步骤1中进一步包括当所述待修补位置需要进行局部封装填充时，制作相应的封装模具的步骤。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1：确定所述待修补位置数量及位置的步骤；步骤2.2：确定各个所述待修补位置类型，分别找到需要进行局部封装的所述待修补位置以及需要进行局部涂刷的所述待修补位置的步骤；步骤2.3：对需要进行局部封装的所述待修补位置或需要进行局部涂刷的所述待修补位置分别进行修补的步骤。

优选地，所述步骤2.3包括：步骤2.31：针对需要进行局部封装的所述待修补位置，将所述混合修补物灌注入所述封装模具中并填补在需要进行局部封装的所述待修补位置后进行固化，并在固化后进行脱模的步骤；步骤2.32：针对需要进行局部涂刷的所述待修补位置，将所述混合修补物涂刷在所述需要进行局部涂刷的待修补位置处并进行固化的步骤。

优选地，所述固化时间为24小时。

优选地，当所述待修补位置数量为多个，且各个所述待修补位置在修补过程中需要变换所述复合材料层压板的位置和/或方向时，需要首先修补同一方向和/或位置的所述待修补位置，并在固化完成后，变换所述复合材料层压板的位置和/或方向并进行其他所述待修补位置的修补过程，每次变换位置和/或方向均要求修补过的所述待修补位置上的固化完成后进行。

在本发明的复合材料层压板修补方法中，配比与所述复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物，并通过混合修补物修补待修补位置，从而使经过混合修补物修补后复合材料层压板具备与原未经过修补的复合材料层压板同样的刚度，从而实现待修补位置在经过修补后能够实现其在复合材料层压板中应有的作用。不仅修补了复合材料层压板成型后所存在的外型上有缺损、或者尺寸未能满足设计需要等问题，还能够实现复合材料层压板在设计时所需实现的目的。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的复合材料层压板修补方法的流程示意图。

图2是待修补的飞机外翼壁板的结构示意图。

图3是应用图1所示的复合材料层压板修补方法对飞机外翼壁板进行修补的示意图。

图4是待修补的飞机外翼壁板在稳定性试验中的应变数据的示意图。

图5是修补完后的飞机外翼壁板在稳定性试验中的应变数据的示意图。

附图标记：

1	飞机外翼	2	封装模具
				11	凸起处	12	凹入处

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

根据本发明的复合材料层压板修补方法包括如下步骤：步骤1：配比能够修补所述复合材料层压板的待修补位置的混合修补物的步骤；步骤2：通过混合修补物修补待修补位置的步骤；其中，经过所述混合修补物修补后所述复合材料层压板中待修补位置能够实现在所述复合材料层压板上所需起到的作用。

在本发明的复合材料层压板修补方法中，配比与所述复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物，并通过混合修补物修补待修补位置，从而使经过混合修补物修补后复合材料层压板具备与原未经过修补的复合材料层压板同样的刚度，从而实现待修补位置在经过修补后能够实现其在复合材料层压板中应有的作用。不仅修补了复合材料层压板成型后所存在的外型上有缺损、或者尺寸未能满足设计需要等问题，还能够实现复合材料层压板在设计时所需实现的目的。

图1是根据本发明一实施例的复合材料层压板修补方法的流程示意图。

参见图1，本实施例的复合材料层压板修补方法包括如下步骤：

可选的前置步骤1：检测复合材料层压板待修补位置数量以及类型的步骤；其中，所述待修补位置类型包括：需要进行局部封装填充的待修补位置；2、需要局部涂刷的待修补位置；

可选的前置步骤2：检测复合材料层压板待修补位置的材料刚度的步骤；

步骤1：配比与所述复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物的步骤；

步骤2：通过混合修补物修补待修补位置的步骤。

可以理解的是，前置步骤1以及前置步骤2在步骤1之前进行。

其中，当已知复合材料层压板待修补位置数量以及类型或/和已知复合材料层压板待修补位置的材料刚度时，可以省略前置步骤1和/或前置步骤2，以节省时间，增加效率。

可以理解的是，前置步骤1以及所述前置步骤2的进行顺序可以根据需要而进行互调。即前置步骤1和前置步骤2之间没有顺序先后的问题。

可以理解的是，在前置步骤1中，当待修补位置的类型属于1、待修补位置需要进行局部封装填充时，需要根据该待修补位置的形状等因素制作相应封装模具的步骤。

当进行完或者无需进行前置步骤时，开始进行步骤1。可以理解的是，根据复合材料层压板的复合材料的类型，可以配比不同的混合修补物。例如，在一个实施例中，复合材料层压板为碳纤维复合材料层压板。混合修补物为了与复合材料层压板的刚度相同，混合修补物包括环氧树脂以及石英砂，且石英砂占混合修补物中的重量比等同于复合材料层压板中的纤维占复合材料层压板总重量的重量比。这样，可以较容易的得到与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物。

可以理解的是，复合材料层压板还可以是玻璃纤维复合材料层压板、陶瓷材料复合材料层压板，而根据复合材料的不同，上述的混合修补物也可以采取不同的混合物进行混合。例如，当复合材料层压板中的复合材料为陶瓷材料时，其混合修补物包括采用陶瓷以及石英砂。

在进行完步骤1后，进行步骤2，其中，步骤2包括：

步骤2.1：确定待修补位置数量的步骤；

步骤2.2：确定各个待修补位置类型，分别找到需要进行局部封装的待修补位置以及需要进行局部涂刷的待修补位置的步骤；

步骤2.3：针对需要进行局部封装的待修补位置或需要进行局部涂刷的待修补位置分别进行修补的步骤。

其中，上述的步骤2.3包括：

步骤2.31：针对需要进行局部封装的待修补位置，将混合修补物灌注入封装模具中并填补在需要进行局部封装的待修补位置进行固化，并在固化后进行混合修补物脱离封装模具的步骤；

步骤2.32：针对需要进行局部涂刷的待修补位置，将混合修补物涂刷在所述需要进行局部涂刷的待修补位置并进行固化的步骤。

可以理解的是，上述的固化时间应当不少于24小时。

可以理解的是，上述的混合修补物脱离封装模具的方法可以采用常规方法，即在混合修补物灌注入封装模具中时添加脱模剂的方式来进行脱模。

有利的是，本发明人发现，采用在混合修补物灌注时事先在封装模具中放置塑料薄膜的方式，在脱模时会相对方便以及简单。

可以理解的是，复合材料层压板具有多个当待修补位置，且各个待修补位置在修补过程中需要变换复合材料层压板的位置和/或方向时，需要首先修补同一方向和位置的待修补位置，并在固化完成后，进行需要变换位置和/或方向的待修补过程，且每次变换位置和/或方向前均要求已经修补过的待修补位置上的固化完成。采用这种方式，可以避免修补一个位置或方向的待修补位置后，在没有进行固化时即改变复合材料层压板的位置或方向，会使未经固化的修补后的待修补位置由于重力或者其他力的作用而变形。

下面以飞机外翼壁板为例对本发明的复合材料层压板修补方法做进一步阐述，可以理解的是，下述例子并不构成对本发明的任何限制。

图2是待修补的飞机外翼壁板的结构示意图。图3是应用图1所示的复合材料层压板修补方法对飞机外翼壁板进行修补的示意图。图4是待修补的飞机外翼壁板在稳定性试验中的应变数据的示意图。图5是修补完后的飞机外翼壁板在稳定性试验中的应变数据的示意图。

参见图2，图2是以全复合材料制成的试验用的飞机外翼壁板，在飞机使用期间，真正的壁板会经常性地受到压缩载荷从而出现失稳的情况。因此，需要制作实验用的飞机外翼壁板进行压缩稳定性试验。具体地，在试验用的飞机外翼壁板的每个凸起处11以及凹入处12设置有试验用蒙片，通过蒙片传递其在受到载荷时的应变情况。该试验方法为现有技术，在此既不详述。

图4是待修补的飞机外翼壁板在稳定性试验中的应变数据的示意图。

从图4中可以看出，该壁板在制造过程中由于切削顺序和二次共固化操作，从而使得该壁板的两个端部出现不平直的现象。而该壁板的两个端部不平直，严重导致了在稳定性试验中各个凸起处以及凹入处的应变数值相差甚远(要求应当近似)。

因此，需要对该壁板的两个端部进行修补。

采用本发明所提供的方法对该壁板进行修补。

由于可以确定该壁板的复合材料刚度，因此，省略前置步骤2。由于待修补位置需要进行局部封装填充，因此，制作相应的封装模具2。

通过步骤1，配比与该壁板的待修补位置等刚度的混合修补物，具体地，已知的该壁板为碳纤维复合材料层压板，因此，采用与碳纤维复合材料同质的环氧树脂，并在环氧树脂中添加石英砂来配比成混合修补物，更具体地，该混合修补物中的石英砂所占重量比等同于复合材料层压板中的纤维占复合材料层压板总重量的重量比。通过步骤2中的步骤2.31，首先对该壁板的一端进行局部封装，具体地，将混合修补物灌注入封装模具中并填补在需要进行局部封装的待修补位置进行固化，并在固化后进行脱模。由于不具有需要进行局部涂刷的位置，因此省略步骤2.32。

由于该壁板两端均需要进行修补，因此，需要将该壁板改变位置，从而修补另一端。为了防止修补后的待修补位置由于未完成固化即改变该壁板的位置从而导致待修补位置由于重力或者其他力的作用而变形，因此，有利的是，先对修补后的一端进行固化，等固化完成后，再采用同样的方法进行另一端的修补。

最终，使得该壁板的两端端面通过修补而达到本实验所需要的理想状态。

当对该壁板修补完成后，再重新进行测试，可以得到如图5所示的数据。从图5中可以看出，修补后的壁板完全符合实验要求。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述复合材料层压板修补方法包括如下步骤：

步骤1：配比与复合材料层压板的待修补位置等刚度的混合修补物的步骤；

步骤2：通过所述混合修补物修补待修补位置的步骤。

2.如权利要求1所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述复合材料层压板为碳纤维复合材料层压板；

所述混合修补物包括环氧树脂以及石英砂；其中，

所述石英砂占所述混合修补物中的重量比等同于所述复合材料层压板中的纤维占所述复合材料层压板总重量的重量比。

3.如权利要求1所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，进一步包括可选的前置步骤1：检测所述复合材料层压板的待修补位置数量以及类型的步骤；其中，所述待修补位置类型包括：1、需要进行局部封装填充的待修补位置；2、需要局部涂刷的待修补位置；

可选的前置步骤2：检测所述复合材料层压板的待修补位置的材料刚度的步骤；其中，

所述前置步骤1以及所述前置步骤2在所述步骤1之前进行。

4.如权利要求3所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述前置步骤1以及所述前置步骤2的进行顺序可以互调。

5.如权利要求4所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述前置步骤1中进一步包括当所述待修补位置需要进行局部封装填充时，制作相应的封装模具的步骤。

6.如权利要求5所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：确定所述待修补位置数量及位置的步骤；

步骤2.2：确定各个所述待修补位置类型，分别找到需要进行局部封装的所述待修补位置以及需要进行局部涂刷的所述待修补位置的步骤；

步骤2.3：对需要进行局部封装的所述待修补位置或需要进行局部涂刷的所述待修补位置分别进行修补的步骤。

7.如权利要求6所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述步骤2.3包括：

步骤2.31：针对需要进行局部封装的所述待修补位置，将所述混合修补物灌注入所述封装模具中并填补在需要进行局部封装的所述待修补位置后进行固化，并在固化后进行脱模的步骤；

步骤2.32：针对需要进行局部涂刷的所述待修补位置，将所述混合修补物涂刷在所述需要进行局部涂刷的待修补位置处并进行固化的步骤。

8.如权利要求7所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，所述固化时间为24小时。

9.如权利要求8所述的复合材料层压板修补方法，其特征在于，当所述待修补位置数量为多个，且各个所述待修补位置在修补过程中需要变换所述复合材料层压板的位置和/或方向时，需要首先修补同一方向和/或位置的所述待修补位置，并在固化完成后，变换所述复合材料层压板的位置和/或方向并进行其他所述待修补位置的修补过程，每次变换位置和/或方向均要求修补过的所述待修补位置上的固化完成后进行。