热塑性碳纤维复合材料的外观修复制造技术

提供修复聚合物复合结构中的缺陷的方法。该方法包括在聚合物复合结构的缺陷上设置贴片；在聚合物贴片上设置纹理片材，施加压力至聚合物贴片和纹理片材；并且加热该聚合物贴片。纹理片材具有表面纹理，其为聚合物复合结构的表面纹理的负像。

Appearance repair of thermoplastic carbon fiber composites

A method for repairing defects in polymer composite structures. The method includes setting a patch in the defect structure of the polymer composite material in polymer; set the texture, texture and applying pressure to the polymer sheet; and heating the polymer. Texture Sheet with surface texture, the surface texture for polymer composite structure of the negative.

【技术实现步骤摘要】
热塑性碳纤维复合材料的外观修复
本专利技术涉及通过使用修复贴片对碳纤维复合材料的修复。
技术介绍
本部分提供与本专利技术相关的背景信息，其不一定是现有技术。车体理想地处理在正常使用条件下以及在异常条件下，例如碰撞或在暴露于其他过大的力或冲击期间施加的载荷。车体越来越多地使用例如聚合物基复合材料的材料构成，这样的复合材料提供比常规设计中使用的低碳钢更高的强度重量比。聚合物复合材料特别适用于汽车，并且在进一步减轻车辆质量的努力中，其使用预计将在未来持续增加。然而，与常规的金属材料相比，当需要修复时，聚合物复合材料造成更大的困难。因此，为损坏或划伤的复合结构中的缺陷开发有效的修复方法将仍然是重要的。
技术实现思路
本部分提供了本专利技术的总体概述，并不是其全部范围或其所有特征的全面公开。该技术提供了修复聚合物复合结构中的缺陷的方法。该方法包括在聚合物复合结构的缺陷上布置贴片，其可以是聚合物贴片。该方法还包括在聚合物贴片上布置纹理片材。纹理片材具有第一表面纹理，其是聚合物复合结构的第二表面纹理的负像。然后可以将压力施加到聚合物贴片和纹理片材。该方法还包括加热聚合物贴片。以这种方式，可以修复聚合物复合结构中的缺陷。该技术还提供了修复聚合物复合结构中的缺陷的另一种方法。该方法可选地包括使用填充材料填充具有表面纹理的聚合物复合结构中的缺陷。然后将聚合物贴片设置在缺陷上，其中聚合物贴片具有与聚合物复合结构的第二颜色匹配的第一颜色。纹理片材设置在聚合物贴片上，其中纹理片材具有表面纹理，该表面纹理为聚合物复合结构的表面纹理的负像。热源可以设置在纹理片材上，而压力源可以设置在热源上。该方法还包括向聚合物贴片和纹理片材施加压力，随后用设置在纹理片材上的热源加热聚合物贴片。加热导致聚合物贴片粘附于聚合物复合结构。压力的施加导致纹理片材将第一表面纹理转移到聚合物贴片上，使得聚合物贴片具有与聚合物复合结构的第二表面纹理相匹配的第三表面纹理。此外，该技术提供了修复波纹状聚合物复合结构中的缺陷的方法。该方法包括在具有第一波纹状表面的波纹状聚合物复合结构中的缺陷上布置贴片。然后，在波纹状聚合物复合结构的对应于贴片所设置位置的区域中设置刚性板，该刚性板具有与第一波纹状表面匹配或互补的第二波纹状表面。该方法还包括用热毯或感应式加热器加热贴片。根据本文提供的描述将更清楚进一步的应用领域。本
技术实现思路
中的描述和具体实施例仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制本专利技术的范围。附图说明本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的，而不是所有可能的实现方式，并且并不意图限制本专利技术的范围。图1是根据本专利技术的某些方面的用于修复聚合物复合结构中的缺陷的方法的示意图；图2A是根据本专利技术的某些方面的外观缺陷的修复的图示；图2B是根据本专利技术的某些其他方面的结构缺陷的修复的图示；图3A是根据本专利技术的某些方面的与图1中类似的用于修复聚合物复合结构中的缺陷的方法的图示，其中使用热毯作为加热源；图3B是根据本专利技术的某些方面的与图1中类似的用于修复聚合物复合结构中的缺陷的方法的图示，其中使用感应式加热器作为加热源；图4A是根据本专利技术的某些方面的与图1中类似的用于修复聚合物复合结构中的缺陷的方法的图示，其中使用真空袋作为压力源；图4B是根据本专利技术的某些方面的与图1中类似的用于修复聚合物复合结构中的缺陷的方法的图示，其中使用沙袋作为压力源；图5A是当通过真空袋抽吸负压时，从聚合物复合结构的拐角或接合处被提离的真空袋的图示；图5B是根据本专利技术的某些方面，在通过真空袋抽取负压之前，由于在真空袋中包含褶皱而被吸入到聚合物复合结构的拐角或接合处的真空袋的图示；图6是根据本专利技术的某些方面的用于修复波纹状聚合物复合结构中的外观缺陷的方法的图示；图7A是根据本专利技术的某些方面的与图6中的方法类似的方法的图示，其中使用热毯作为加热源；以及图7B是根据本专利技术的某些方面的与图6中的方法类似的方法的图示，其中使用感应式加热器作为加热源。在附图的多个视图中，相应的附图标记表示相应的部分。具体实施方式提供了示例性实施例，使得本专利技术将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分地传达范围。阐述许多具体细节，例如特定的构成、部件、装置和方法的实例，以提供对本专利技术的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，该示例性实施例可以以许多不同的形式实施，并且都不应被解释为限制本专利技术的范围。在一些示例性实施例中，不详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，单数形式的“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式，除非上下文另有明确指示。术语“包含”，“含有”，“包括”和“具有”是包容性的，因此指定所述特征、元件、构成、步骤、整体、操作和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。虽然开放式术语“包含”被理解为是用于描述和要求本文阐述的各种实施例的非限制性术语，但是在某些方面，该术语也可以被理解为更具限制性和约束性的术语，如“由...组成”或“本质上由...组成”。因此，对于详述构成、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤的任何给定的实施例，本专利技术还具体包括由所述构成、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤组成的或者基本上由其组成的实施例。在“由...组成”的情况下，替代实施例不包括任何附加的构成、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或方法步骤，而在“基本上由...组成”的情况下，任何实质上影响基础和新颖特征的附加的构成、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或方法步骤不包括在这样的实施例中，但是不影响基础和新颖特征的任何构成、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或方法步骤可以包括在实施例中。除非特别标明执行顺序，否则本文所述的任何方法步骤、过程和操作都不应被解释为必定需要以所讨论或示出的特定顺序执行。还应当理解，除非另有说明，否则可以采用附加的或替代的步骤。当部件、元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“与另一个元件或层接合”、“连接到”或“耦合到”另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上，与另一个元件或层接合、连接或耦合到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接位于另一个原件或层上”、“直接接合到另一个原件或层”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”)等。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的条目的任何的和所有的组合。空间或者时间上的相对术语，例如“前”、“后”、“内”、“外”、“下”、“下面”，“低于”，“上”，“高于”等，在本文中用于描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间或时间上的相对术语可以旨在包括除了附图中所示的取向之外的，在使用或操作中的装置或系统的不同取向。在本专利技术的全文中，数值表示对包括与给定值的微小偏差的范围，以及具有所提及的大约的值和具有完全相同的上述值的那些的实施例的近似的度量或限制。在该说明书中，包括所附权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复聚合物复合结构中的缺陷的方法，所述方法包括：在聚合物复合结构中的缺陷上设置聚合物贴片；在所述聚合物贴片上设置纹理片材，其中所述纹理片材具有第一表面纹理，所述第一表面纹理为所述聚合物复合结构的第二表面纹理的负像；施加压力至所述聚合物贴片和所述纹理片材；以及加热所述聚合物贴片。

【技术特征摘要】
2016.05.02 US 15/1446251.一种修复聚合物复合结构中的缺陷的方法，所述方法包括：在聚合物复合结构中的缺陷上设置聚合物贴片；在所述聚合物贴片上设置纹理片材，其中所述纹理片材具有第一表面纹理，所述第一表面纹理为所述聚合物复合结构的第二表面纹理的负像；施加压力至所述聚合物贴片和所述纹理片材；以及加热所述聚合物贴片。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物贴片和所述聚合物复合结构各自包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合物分别选自由以下项组成的组：聚酯、聚氨酯、聚烯烃、聚(丙烯酸)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚酰胺、聚乳酸、聚苯并咪唑、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、其共聚物，并且所述聚合物复合结构还包括选自由以下项组成的组中的增强材料：碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、陶瓷纤维、聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、大麻纤维及其组合，并且所述聚合物贴片具有大于或等于约1μm至小于或等于约1mm的厚度。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚聚合物贴片的第一颜色可见地与所述聚合物复合结构的第二颜色是相同的，并且所述聚合物贴片包含聚合物复合材料，所述聚合物复合材料具有与所述聚合物复合结构相同的聚合物基质，并且任选地还包含与所述聚合物复合结构相同的增强材料。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述纹理片材是柔性的纹理硅树脂片，并且所述方法还包括将加热元件设置在所述柔性的纹理硅树脂片上，其中所述加热元件施加热量以加热所述聚合物贴片，并且所述加热元件为热毯或感应式加热器。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述纹理片材是与所述聚合物贴片的外露表面接触的热毯的表面，其中所述热毯提供热量，用于加热所述聚合物贴片。6.根据权利要求1所述的方法，其中向所述聚合物贴片和所述纹理片材施加压力包括在所述聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·X·赵，X·黄，E·J·伯杰，W·R·罗杰斯，T·竜谷，G·诺瓦克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，帝人株式会社，
类型：发明
国别省市：美国,US