一种飞行器外场快速修复补强的方法技术

本发明专利技术公开了一种飞行器外场快速修复补强的方法，包括对破损区域进行预处理；设计铺层，根据修补区域的面积、深度，设计一组或多组修补料片和对应的下料样板，以满足对修补区域的修复；制备修补料片，所述修补料片中包含一层或多层碳纤维编织布料片；所述修补料片各组中碳纤维编织布料片层数可以相同或不同；铺贴修补料片，将一组或多组修补料片依次按照铺层角度铺贴在修补区域；固化，对修补区域制作真空袋进行加压常温固化；修形，完成固化后，拆除真空辅料，对修补区域进行打磨修形；所述步骤制备修补料

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器外场快速修复补强的方法


[0001]本专利技术属于复合材料领域，具体涉及一种飞行器外场快速修复补强的方法。

技术介绍

[0002]由于碳纤维复合材料具有高强度、高比刚度及耐腐蚀等优异的性能，在汽车、航天航空等领域中有广泛的应用，例如用于汽车内外饰件、结构件；用于飞行器的主承力结构、次承力结构等。这些碳纤维复合材料零部件在使用过程中，会不可避免的出现损伤，从而需要对损伤位置进行修补。通常，碳纤维零部件发生损伤后，现有的修补方法是采用补强板加紧固件的方法或者湿法进行修补。采用加强板加紧固件的方法无法适应变曲率面的修补；采用湿法修补不能完成对复杂结构的修补。
[0003]此外，飞行器上除碳纤维复合材料部件外可能还存在金属构件，也会因使用不可避免产生损伤，由于碳纤维的高强性能，碳纤维复合材料也被用于一些金属构件的修复补强。
[0004]对于以上出现损伤的碳纤维复合材料零部件或金属零部件的修复补强，由于零部件已经组装在汽车、eVTOL等飞行器上，在不将受损零部件拆下的情况下，通常修复补强只能在外场进行。对于修复，首先需要保证零部件性能恢复到满足使用要求，其次对于处于外观面的零部件，还应保证修复部分的表观尽可能恢复到与原来一致。在外场修复，要达到满足以上两项要求，存在很大的技术困难，现有技术中也未有披露相关解决方案。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供一种飞行器外场快速修复补强的方法，该方法可适应复杂构件、变曲率面构件、金属框架类结构件在外场进行快速修复，并且使修复后的零部件的性能满足使用要求，更进一步的，对于处于外观面的零部件，还可以实现将修复区域的外观恢复至原来的状态。
[0006]实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：（1）对破损区域进行处理，可采用砂纸对修补区域进行打磨，打磨区大于修补区域，修补区域大于破损区域，并且破损区域倒斜角过渡；（2）设计铺层，根据待修补区域的面积、深度，设计一组或多组修补料片和对应的下料样板，以满足对修补区域的修复；（3）制备修补料片，所述修补料片中包含树脂胶液和一层或多层碳纤维编织布料片；所述修补料片各组中包含的碳纤维编织布料片层数可相同或不相同；（4）铺贴修补料片，将若干组修补料片依次铺贴在待修补区域；（5）固化，对修补区域进行制袋抽真空，进行固化；（6）修形，完成固化后，拆除真空辅料，对修补区域进行打磨修形。
[0007]当修复补强区域较厚，可以采用多次铺贴固化，即重复实施“制备修补料片
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铺贴修补料片
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固化”，直至完成修补补强。
[0008]通过采用上述技术方案，在外场进行修补料片制备，以及对修补区域局部制袋抽真空固化，可实现外场对大型机械设备的修复增强。
[0009]进一步的，所述制备修补料片包括以下步骤：裁切碳纤维编织布料片，根据修补料片的长宽，以大于修补料片长宽的尺寸裁切碳纤维编织布料片，裁切前需要先对裁切位置进行固定，具体可采用美纹胶沿裁切线居中粘贴固定，裁切时沿美纹胶中线裁切，可保障裁切线两侧的碳纤维稳定不滑移；裁切无孔隔离膜，所述无孔隔离膜用于包覆修补料片中的碳纤维编织布和树脂胶液，所述一组修补料片需2片无孔隔离膜；制备碳纤维编织布树脂浸润料片，根据修补料片中包含的碳纤维编织布料片数量制备对应的浸润料片。若修补料片中只包含一层碳纤维编织布料片，在一张无孔隔离膜上涂覆一层树脂胶液，铺贴一层碳纤维编织布料片，然后在该片碳纤维编织布料片的上表面涂覆一层树脂胶液后贴附上另一张无孔隔离膜；若修补料片中包含多层碳纤维编织布料片，则在无孔隔离膜上重复一层树脂胶液一层碳纤维编织布料片，直至铺完该组修补料片中最后一层碳纤维编织布料片，然后在最上层碳纤维编织布料片上涂覆一层树脂胶液后贴附一层无孔隔离膜；铺贴过程中应注意碳纤维编织布要充分浸润树脂胶液，并且进行排气；裁切修补料片，根据下料样板轮廓在润料片上裁切出修补料片，按铺贴顺序以第一组、第二组
……
进行编号。
[0010]通过采用上述技术方案，可在外场就能制备修补料片，在该修补料片的制备过程中：在裁切碳纤维编织布料片时对裁切位置进行固定，保障裁切的碳纤维编织布边缘碳纤维不滑移、不散乱；在制作浸润料片时通过无孔隔离膜承载，可保障裁切的碳纤维编织布边缘碳纤维不散乱、不滑移，以及修补料片在后续转移过程中碳纤维也不发生滑移和散乱，以形成完美的修复外观，此外还避免了修复过程中树脂胶液滴落影响环境的问题。
[0011]进一步的，所述每组修补料片中包含的碳纤维编织布料片层数为1
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4层。
[0012]采用上述技术方案，可保障现有树脂胶液体系的固化时间满足修复操作时间，若一组修补料片中碳纤维编织布料片层数过多，则可能产生在操作过程最先开始涂覆的树脂胶液就已经开始发热固化，影响后续铺贴固化。
[0013]进一步的，所述铺贴修补料片包括一次铺贴一组修补料片或一次铺贴多组修补料片；所述一次铺贴一组修补料片，具体是将第一组修补料片其中一侧的无孔隔离膜去除，然后将修补料片的暴露面贴向待修区区域，其上的另一层无孔隔离膜保留，然后进行后续固化步骤。若一次铺贴固化未完成修复补强，可等第一次固化完成后，继续进行第二组、第三组
……
等修补料片的制备、铺贴、固化，按此直至完成修复补强。
[0014]所述一次铺贴多组修补料片，具体步骤包括取第一组修补料片，然后撕掉其一侧的无孔隔离膜，将第一组修补料片的暴露面贴向修补区域，然后去除另一片无孔隔离膜，剩余修补料片依次顺序逐层完成铺贴，至贴完最后一组修补料片时，其上表面的无孔隔离膜保留。该过程中多组修补料片中包含的碳纤维编织布料片总层数应控制在16层内。若该次铺贴的多组修补料片中碳纤维编织布料片总层数已满16层，但未能完成修复补强，需要先对已铺贴的修补料片进行制袋抽真空固化；固化完成后，继续进行第二次制备、铺贴、固化修补料片，按此分次固化直至完成待修补区域的修复补强。
[0015]该技术方案中，可结合设计铺层步骤中设计的修补料片组数，以及树脂胶液固化时间、修补时间等因素，可综合考虑灵活设计每次铺贴固化的修补料片组数；此外，修补料片铺贴方便，碳纤维编织布料片纹路稳定，对于外场修复补强适应性强。
[0016]进一步的，所述固化，包括在距离修补区域边缘100mm外打一圈密封胶，并依次在待修补区域的修补料片上方放置无孔隔离膜、透气毡、真空袋，然后进行抽真空，在室温下固化。
[0017]通过采用真空袋固化，可增强修补区域的强度，并且采用局部固化，相比整体固化，更加便捷。
[0018]本申请提供的技术方案包括以下有益效果：本申请解决了零部件在外场进行修复补强的技术困难，整个修复补强过程，操作方便、修补效果优良；不仅适宜大平面的修补，还适应对变曲率等复杂结构的修补；在制备修补料片时，在裁切碳纤维编织布的裁切位置进行固定，避免碳纤维在转移过程中滑移、乱纹；采用无孔隔离膜承载碳纤维编织料片，可方便修补料片的裁剪和铺贴，同时又本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器外场快速修复补强的方法，其特征在于包括：S1、对破损区域进行预处理，以确定修补区域；S2、设计铺层，根据修补区域的面积、深度，设计一组或多组修补料片和对应的下料样板，以满足对修补区域的修复；S3、制备修补料片，所述修补料片中包含一层或多层碳纤维编织布料片；所述修补料片各组中碳纤维编织布料片层数可以相同或不同；S4、铺贴修补料片，将一组或多组修补料片依次按照铺层角度铺贴在修补区域；S5、固化，对修补区域制作真空袋进行加压常温固化；S6、修形，完成固化后，拆除真空辅料，对修补区域进行打磨修形；所述步骤S3
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S4
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S5可进行一次或循环进行多次。2.根据权利要求1所述的一种飞行器外场快速修复补强的方法，其特征在于所述步骤S3制备修补料片包括以下步骤：S31、裁切碳纤维编织布料片，根据设计的修补料片的长宽，量取碳纤维编织布的裁剪尺寸，并对裁切位置进行固定后再进行裁剪；S32、裁切无孔隔离膜，无孔隔离膜的尺寸大于碳纤维编织补料片尺寸；S33、制备浸润料片，根据每组修补料片中包含的碳纤维编织布料片数量，在一张无孔隔离膜上涂覆一层树脂胶液后再铺贴一层碳纤维编织布料片，如此一层树脂胶液一层碳纤维编织布料片的在无孔隔离膜上铺贴一层或多层碳纤维编织布料片，然后在最后一层碳纤维编织布料片上涂覆树脂胶液后贴附一层无孔隔离膜；S34、裁剪修补料片，根据铺层角度使用下料样板从浸润料片上裁切出修补料片并编号。3.根据权利要求2所述的一种飞行器外场快速修复补强的方法，其特征在于所述步骤S31中对裁切位置进行固定，包括采用美纹胶沿着裁切线居...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾勇涛，姜康，朱月琴，王文轩，张雄，焦字文，邵烨平，
申请(专利权)人：江苏亨睿航空工业有限公司，
类型：发明
国别省市：