本实用新型专利技术是一种热塑性树脂基复合材料现场修复装置，该装置由加热器和加压器构成，其中：加热器包括握把(1)和安装在握把(1)底部的加热盘(2)，握把(1)内设置有带温度控制器的加热管(3)对加热盘(2)进行加热；加压器包括手柄(4)和安装在手柄(4)底部的金属盘(5)。该装置通过两部分共同作用，根据树脂特性给损伤部位同时提供热量与压力，对复合材料制件的一些小型损伤现场修复，达到恢复部分性能的目的。该装置针对热塑性复合材料制件在使用过程中频繁遇到的小型损伤修复成本高，修复工期长的问题，设计了这一现场修复设备，大大减少了热塑性复合材料修复成本，具有较大的商业价值。具有较大的商业价值。具有较大的商业价值。
【技术实现步骤摘要】
一种热塑性树脂基复合材料现场修复装置
[0001]本技术是一种热塑性树脂基复合材料现场修复装置，属于树脂基复合材料修复
技术介绍
[0002]目前，热塑性树脂基复合材料修复技术大多为补丁修复、树脂注射修复与螺栓铆接修复。这几种修复方式主要针对大面积损伤，通过去除损伤部位原本结构，后加入其他补强结构，以期修复结构达到原本结构的性能。其中，补丁修复对复合材料结构的原本性能还原度最高，基本达到了修复原结构的力学性能、各向异性与气动外形三方面要求。树脂注射修复方法能够满足气动外形要求，但是对于原结构的力学性能与各向异性特征修复效果不好。螺栓铆接修复在这三方面的修复效果均有缺陷。
[0003]然而，目前对于复合材料制件实际应用中更加频繁发生的小型损伤与目视不可见损伤的修复存在两难。一方面，这种损伤是应用中最常见的损伤，大量发生于各种应用场景，且置之不理极有可能造成更大程度的构件失效，导致灾难发生。另一方面，如果按照传统的修复方法，同样会带来不同的缺陷。即便是使用修复效果最好的挖补法，其高昂的成本也令厂家难以接受。所以，针对这种小型损伤的现场修复技术就显得尤为重要。
技术实现思路
[0004]本技术正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种热塑性树脂基复合材料现场修复装置，目的是使用低成本的设备对小型损伤进行现场修复，使构件恢复基本的使用性能要求，提高使用寿命，降低失效风险。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]该种热塑性树脂基复合材料现场修复装置由加热器和加压器构成，其中：
[0007]加热器包括握把1和安装在握把1底部的加热盘2，握把1内设置有带温度控制器的加热管3对加热盘2进行加热；
[0008]加压器包括手柄4和安装在手柄4底部的金属盘5。
[0009]进一步，加热盘2为钢制材料，加热盘2由内圆盘和外环组成，之间设置有隔热层，内圆盘直径为100mm，外环最大直径为200mm。
[0010]进一步，握把1采用隔热材料制成，其内部线路均使用耐高温的漆包线，握把1与加热盘2之间以铆接的方式连接。
[0011]进一步，所述加热管3为电热管，温度传感器探头安装在加热盘2的中心部位以接收信号，温度控制器实时显示该温度并根据设定温度控制加热管2的输出功率。
[0012]进一步，所述金属盘5采用低导热率金属制成，直径为200mm，内部铺埋磁力线圈。
[0013]进一步，金属盘5由一个功率输出控制器调节其输出功率大小以控制磁力大小。
[0014]上述装置分成加热器和加压器两部分，互相独立且配合使用，加热器实现对热塑性树脂基复合材料构件的损伤区域的加热，加压器再通过对加热后的热塑性树脂基复合材
料构件的损伤区域进行加压，实现对损伤区域的平整和修复。上述装置可以工作现场完成操作。
[0015]上述装置是基于热塑性树脂的特性进行设计的。由于热塑性树脂随着温度升高，会由原本的硬质状态变为可大幅变形的高弹态，当温度进一步升高则会进而变为可以流动的粘流态。所以，热塑性树脂基复合材料在一定温度下，可以发生大变形而不损伤原本结构。所以，本技术装置首先使用加热器对复合材料损伤部位进行加热，达到其树脂的可变型加工温度后，再施加压力使其缓慢变形。之后维持压力并冷却，就能达到对原本小型损伤的修复。
[0016]目前，复合材料构件越来越大型，而且在实际应用过程中通过胶接、螺栓等与其他结构装配在一起组成更大的构件。如果为了修复小型损伤而对整个构件进行拆卸无疑大大增加了修复的操作成本。所以，对于复合材料的现场修复必须解决夹持的问题。
[0017]基于热塑性树脂基复合材料二次加工原理，以及现场修复的条件，本技术设计了加压器这一手持修复设备，为了配合加压器实现夹持效果，加热器中的加热盘2由内圆盘和外环两部分组成，中心圆盘部分用以传热，外部外环部分用于接受对向加压器的磁力吸引，内外两部分中间有隔热层，使热量维持在内圆部分。握把内部线路均使用耐高温的漆包线连接加热管3，加热管3的线路与温度传感器均从握把1的尾端引出，握手1的材质为隔热材质，以防高温的热量传递至操作员手部。
[0018]加压器的可调功率、内嵌电磁线圈的金属盘5，通电后能产生磁力吸引加热器的钢制加热盘2，在对复合材料的小型缺陷进行修复时，首先将加热盘贴在需要修复的位置，设置好温度对复合材料板加热。对于不同的热塑性树脂基复合材料，加工温度不同，一般选取热变形温度与粘流温度之间。用红外温度检测枪检测构件另一侧温度，待另一侧温度达到设定温度。温度稳定后，用加压器的金属盘缓慢将损伤部位压平，后开启电磁开关调节磁力大小，通过磁力将两侧的金属盘吸紧，对制件损伤部位维持一定的压力。保持加热5～10分钟后，关闭加热开关，自然冷却。
[0019]对于部分结晶的热塑性树脂基复合材料，也可辅助以风冷等操作提高冷却速率，以获得更好的效果。
[0020]本专利技术技术方案的优点是通过分离的两部分设备，满足了对大型复合材料制件的现场修复条件的要求。在修复所有流程中不需要对制件进行拆卸，极大的降低了生产维护成本，具有较大的经济效益。
附图说明
[0021]图1为本技术装置中加热器的结构的示意图
[0022]图2为本技术装置中加压器的结构的示意图
具体实施方式
[0023]以下将结合附图和实施例地本专利技术技术方案作进一步地详述：
[0024]参见附图1、2所示，该种热塑性树脂基复合材料现场修复装置由加热器和加压器构成，其中：
[0025]加热器包括握把1和安装在握把1底部的加热盘2，握把1内设置有带温度控制器的
加热管3对加热盘2进行加热；加热盘2为钢制材料，加热盘2由内圆盘和外环组成，之间设置有隔热层，内圆盘直径为100mm，外环最大直径为200mm。
[0026]握把1采用隔热材料制成，其内部线路均使用耐高温的漆包线，握把1与加热盘2之间以铆接的方式连接。
[0027]所述加热管3为电热管，温度传感器探头安装在加热盘2的中心部位以接收信号，温度控制器实时显示该温度并根据设定温度控制加热管2的输出功率。
[0028]加压器包括手柄4和安装在手柄4底部的金属盘5。
[0029]所述金属盘5采用低导热率金属制成，直径为200mm，内部铺埋磁力线圈。
[0030]金属盘5由一个功率输出控制器调节其输出功率大小以控制磁力大小。
[0031]本实施例针对的是一个带有小型损伤的平板复合材料构件，首先需要明确其材料组成。掌握纤维、树脂种类、纤维结构与制件厚度等信息。根据这些信息查阅树脂物理性能与复合材料热变形温度等数据，设计修复工艺。
[0032]若经查阅，树脂的流动温度为200℃，此复合材料的热变形温度为160℃。此时我们可以根据这两个温度边界设置合理的修复工艺温度，如170℃～190℃。
[0033]在加热盘2上贴上防粘四氟布，打开加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热塑性树脂基复合材料现场修复装置，其特征在于：该装置由加热器和加压器构成，其中：加热器包括握把(1)和安装在握把(1)底部的加热盘(2)，握把(1)内设置有带温度控制器的加热管(3)对加热盘(2)进行加热；加压器包括手柄(4)和安装在手柄(4)底部的金属盘(5)。2.根据权利要求1所述的热塑性树脂基复合材料现场修复装置，其特征在于：加热盘(2)为钢制材料，加热盘(2)由内圆盘和外环组成，之间设置有隔热层，内圆盘直径为100mm，外环最大直径为200mm。3.根据权利要求1所述的热塑性树脂基复合材料现场修复装置，其特征在于：握把(1)采用隔热材料制成，其内部线路均...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚明，张代军，刘燕峰，张嘉阳，邹齐，陈祥宝，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：新型
国别省市：
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