用于粘合的方法和系统技术方案

描述了用于改进通过粘接剂待粘合的第一部件如风扇叶片(1)和第二部件如风扇叶片(1)的边缘防护件(2)的粘合界面处的配合检查的方法和装置。在它们粘合前通过在部件之间插入可压缩的、柔性传感器层来确定在粘合界面的区域上的粘合层厚度分布。传感器层包含压电元件阵列，其通过信号传达由于层的压缩而产生的压力来指示局部粘合层厚度。粘合层厚度分布可以由编程的控制处理器来处理，以产生粘接剂施加进度，其中规定粘合膜片的形状，当施加到粘合界面上时，其将形成厚度对应于粘合层厚度的粘接剂层。传感器层可以作为一套成形面板或作为与粘合界面的形式匹配的带轮廓预成形件(55)来制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粘合的方法和系统
本专利技术涉及通过粘接剂连接部件的方法，以及可用于这些方法的系统和设备。特别地，我们设想在将纤维增强复合材料部件彼此连接和/或连接到金属部件，尤其是航空航天部件的领域中的应用。所描述的方法也可用于通常的配合检查中，例如在粘合的成形部件的质量控制中。用于实施该方法的系统是本专利技术的一个方面。
技术介绍
粘接剂广泛用于航空航天工业和其他领域，用于将纤维增强复合材料部件彼此连接和连接到金属部件。各种各样的航空航天结构部件，例如转子叶片、翼、支柱、风扇壳体衬垫等都结合有位于部件之间的粘合接头。通过消除或减少机械紧固件的使用，粘接剂粘合提供了许多已知的优点。为了在苛刻的使用条件下实现提供令人满意的性能和可靠性的粘接剂粘合，不仅需要适当选择粘接剂类型、表面处理等，而且还要仔细注意正在连接的表面的精确配合。当粘合复杂三维形状的互补表面时，这是特别重要的。重要的是，在最终接头处，粘合界面处的部件表面之间的间隙(对应于它们之间的粘接剂层的厚度，即粘合层厚度)不会过大，或者可能产生粘合强度不足的区域。相反地，部件之间的任何实际接触不仅会在接触区域失去粘接力以及抑制粘接剂流动，而且还会将部件分隔地保持在相邻区域，不然他们能够适当地配合。在可能会有额外的操作应力、或者部件具有不同程度的热膨胀的地方，在整个粘合界面上达到期望的范围内的粘合层厚度特别重要。与纤维增强复合材料特别相关的另一个问题是固化后复合材料表面有轻微的不光滑或不平整。特别是当一个这样的部件被粘合到另一个具有尺寸公差范围的部件时，不均匀性会重合以使得粘合层厚度超出所需的或允许的范围。由于这些原因，特别是对于高价值的高性能部件，常规的是在粘接剂实际施加到两个表面之前，经历一系列的配合检查程序。在已知的程序中，将第一层固体(膜)粘接剂施加到被离型膜覆盖的粘合界面上的一个部件上，成形部件表面一起放到预定的相对基准位置，然后分离。测试膜通过透明度/颜色变化指示粘接剂层已经接触两个表面的区域。在非接触区域施加进一步的保护粘接剂层，并重复该过程，逐渐构建与界面上的粘合层厚度分布相对应的粘接剂层厚度的模式或轮廓。由于膜测试(接触或非接触，不知道实际剩余间隙)的原始灵敏度，不可能精确地测量附加粘接剂的正确量和面积，这不可避免地产生粘合层的不准确填充；也许只有80％的量。在施加任何粘接剂之前，也可能需要对部件进行相应的迭代非粘接配合检查，以识别具有过多或不适当间隔的表面区域。重塑这些区域并重复该过程，直到整个粘合界面上的间隔预计在允许的范围内，可以施加粘接剂。因此，这个过程非常费力和耗时。期望提供更有效和方便的程序，以及能够改善粘合层处的粘接剂填充精度的方法。
技术实现思路
我们现在提出一种新的粘合方法，用于在粘合界面通过粘接剂粘合来连接第一和第二部件，所述粘合界面由所述第一和第二部件的相应的互补的粘合面限定，其中所述方法包括预粘合配合检查，其中该些部件布置在预期的粘合位置，以检查在所述粘合界面上所述第一和第二部件之间的配合的紧密度。根据我们的方案，所述配合检查包括：借助位于所述第一和第二部件的粘合面之间的柔性的、可压缩间隔的传感器层，在所述预期的粘合位置，使该些部件联合在一起，从而根据所述粘合界面的不同区域处的粘合层厚度(即面之间的间隔)，压缩所述传感器层，以及感测不同区域处的所述传感器层的压缩程度，以获得所述粘合界面的粘合层厚度分布。可期望地以电子方式产生和存储的所述粘合层厚度分布实际上是所述粘合界面上的所述粘合层厚度的地图。然后，使用所述粘合层厚度分布来确定粘接剂施加进程，所述粘接剂施加进程确定要施加到各个区域的粘接剂的量。所述粘接剂施加进程同样优选地以电子方式产生和存储，可以例如被输入到切割器控制处理器，所述切割器控制处理器被编程为确定一组粘接膜片的形状，该组粘接膜片可以在粘合界面处被施加到一个部件或同时施加到两个部件，以构建具有对应于预定粘合层厚度分布的粘接剂厚度分布的粘接剂层。我们特别倾向的是，传感器层是可操作的以测量在一压力范围内的各个界面区域上的压力变化，所述压力范围产生自：根据部件表面的变化的间隔，位于部件表面之间的传感器层的压缩程度不同。因此，特别优选的实施方案是包括压力传感器(优选压电传感器)阵列的传感器层。所述阵列的传感器通常具有连到用于记录粘合层厚度分布的外部处理单元的电气或其它连接器。通过在许多位置或区域在一范围内逐渐测量压力，压力传感器层可以直接指示界面上的定量粘合层厚度变化，并且可以比先前的重复接触/非接触测试更有效。优选地，未压缩的传感器层至少与预定的最大粘合层厚度(即，被认为对于所考虑的部件和粘接剂可接受的粘接剂层的最大厚度)一样厚，使得在整个界面上实现厚度测量。检测不到压缩的传感器层区域表示在该区域处的部件表面的潜在不可接受的不一致性，使得在重新确定和使用粘合层厚度分布之前，它们应该分离、重塑以及再次进行配合检查。相比之下，在许多情况下，远小于最大粘合层厚度的粘合层厚度，甚至接近实际接触可能是可接受的。因此，可期望地，传感器层易受到相当程度的压缩的影响，例如，可压缩到至少低至其静止状态厚度的20％，更优选至少低至10％。传感器层应该优选地能够承担这样的压缩并且随后弹性恢复，即不损坏或破坏压缩传感器例如压力传感器如压电传感器。传感器层的期望的静止厚度将取决于具体应用(部件的材料和形式，粘接剂的类型)，但通常它为至少0.5mm，优选为至少0.8mm，更优选为至少1mm，可能1.5mm或以上，通常不大于2mm。通常可恢复地可压缩至少低至0.3mm，优选至少低至0.2mm，更优选至少低至0.1mm。以上提及的弹性压缩率的％程度也可以应用于任何这些优选的绝对厚度。传感器层的优选形式包括承载压力传感器阵列(例如压电传感器)的传感器片，以及层压在传感器片的一面或两面上的延伸层，所述延伸层的总厚度期望大于所述传感器片的总厚度，并且所述延伸层的材料比所述传感器片的材料柔软(作为层更容易被压缩)。可期望地，所述延伸层的材料构成所述传感器层的总厚度的至少60％，至少70％或至少80％。传感器层的这些延伸结构具有能够以不太柔软的材料稳定地支撑传感器和可期望的任何相关的接线的优点。柔软的延伸层将厚度构建到最大粘合层厚度，使得可以检测到高达该厚度的渐进压缩，同时仍允许传感器层压缩得足以在其他区域的部件表面的紧密接近下存在。包括安装在稳定的矩形载体膜中的压电传感器和相关连接器阵列的压敏片是可获得的产品，用于将它们的传感器输出转换成压力地图显示的软件也是可获得的产品。这样的设备例如可从Tiedemann&BetzGmbH&Co.KG获得。这些膜的常规用途是如此检测压力变化的模式，而不是用于测量对应于层厚度变化模式的压缩变形的模式。可以调整和扩展这种已知的传感器片技术，以产生可以通过适当的编程进行显示和/或进一步处理的压力分布或地图。优选地，当位于部件之间时，传感器层在其层方向上基本上不被拉伸，因为这将趋向减小其厚度并改变压缩(厚度)和检测压力之间的关系。因此，当粘合界面是三维形状时，优选地，传感器层被预成形或模式化以适应该三维形状。这可以通过通常保留或产生基本上均匀的层厚度的任何膜加工方法来完成。最简单地，传感器层被设置为多个面板，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘合方法，用于在粘合界面通过粘接剂粘合来连接第一和第二部件，所述粘合界面由所述第一和第二部件的相应的互补的粘合面限定，所述方法包括预粘合配合检查，其中该些部件布置在预期的粘合位置，以检查在所述粘合界面上所述第一和第二部件之间的配合的紧密度，并且其中所述配合检查包括：借助位于所述第一和第二部件的粘合面之间的柔性的、可压缩间隔的传感器层，在所述预期的粘合位置，使该些部件联合在一起，从而根据所述粘合界面的不同区域处的面之间的间隔，将所述传感器层压缩到不同的程度，以及感测不同区域处的所述传感器层的压缩程度，以获得所述粘合界面的粘合层厚度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.29 GB 1507281.21.一种粘合方法，用于在粘合界面通过粘接剂粘合来连接第一和第二部件，所述粘合界面由所述第一和第二部件的相应的互补的粘合面限定，所述方法包括预粘合配合检查，其中该些部件布置在预期的粘合位置，以检查在所述粘合界面上所述第一和第二部件之间的配合的紧密度，并且其中所述配合检查包括：借助位于所述第一和第二部件的粘合面之间的柔性的、可压缩间隔的传感器层，在所述预期的粘合位置，使该些部件联合在一起，从而根据所述粘合界面的不同区域处的面之间的间隔，将所述传感器层压缩到不同的程度，以及感测不同区域处的所述传感器层的压缩程度，以获得所述粘合界面的粘合层厚度分布。2.根据权利要求1所述的粘合方法，其中所述传感器层包括压电传感器阵列。3.根据权利要求1或2所述的粘合方法，其中所述传感器层能够弹性压缩至少低至其静止状态厚度的20％。4.根据前述权利要求中任一项所述的粘合方法，其中所述传感器层的厚度为至少0.5mm且不大于2mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的粘合方法，其中所述传感器层可恢复地可压缩到至少低至0.2mm的厚度。6.根据前述权利要求中任一项所述的粘合方法，其中所述传感器层包括传感器片以及延伸层，所述传感器片结合有压力传感器阵列，所述延伸层层压在所述传感器片的一面或两面上，所述延伸层的材料比所述传感器片的材料柔软。7.根据权利要求6所述的粘合方法，其中所述延伸层的材料构成所述传感器层的总厚度的至少70％。8.根据前述权利要求中任一项所述的粘合方法，其中所述粘合界面是三维形状的，并且所述传感器层是具有相应三维形状的传感器层预成形件或包括对应于所述粘合界面的各个相应形状区域的一组成形面板的传感器层预成形套件。9.根据前述权利要求中任一项所述的粘合方法，包括从所述粘合层厚度分布，使用编程的控制处理器来确定粘接剂施加进程，表示待施加到所述粘合界面的各个区域的粘接剂的量。10.根据权利要求9所述的粘合方法，包括使用所述控制处理器来根据所述粘接剂施加进程控制在所述粘合界面的各个区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·柯林斯，诺兰·里士满，
申请(专利权)人：复合材料技术和应用有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB