传感器膜的制造方法技术

本发明专利技术涉及利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜（１）的制造方法。利用铣削装置（３）沿传感器膜（１）的表面铣削具有预定廊道路径的廊道（２）。传感器膜（１）包含塑料材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请引用本申请要求2006年10月20日提交的美国临时申请No.60/853,195和2006年10月20日提交的德国专利申请102006049607.8的优先权，在此通过引用将它们的公开内容并入本文。
本专利技术涉及利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的制造方法、利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜、利用比较真空测量方法检测构件的表面裂纹的检测方法、传感器膜用于测量材料表面裂纹的用途、和具有利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的航空器。
技术介绍
在航空器中，由于高安全性要求，因此必须检查航空器的结构状态。例如，如果在结构中和/或在结构表面中出现裂纹或裂缝，则必须对其进行识别，并且必须根据需要采取修复措施。除了常规的无损检测(NDT)以外，通过专业领域公知的结构健康监测(SHM)方法提供用于检查构件中裂纹形成的一种可能性。结构健康监测方法被理解为利用永久性集成的传感器来监测构件。相反，在常规的NDT中，传感器在检测之后被再次从构件表面移除。由于永久性集成的传感器，因此在SHM辅助下实现了比常规NDT更加迅速的结构监测，这导致维护成本降低以及航空器可利用率增加。一种SHM技术是专业领域公知的比较真空测量(CVM)方法。传感器基板或传感器膜具有不同的空气和真空通道，即所谓的廊道，空气廊道具有大气压力，而真空廊道具有部分真空或真空气氛。传感器膜被粘贴到待检测的构件上。如果在航空器结构的操作过程中CVM传感器-->下方的表面上出现裂纹，则空气经裂纹从空气廊道进入到真空通道中。由此导致的真空廊道和空气廊道之间的压力差变化被测量作为裂纹检测的信号载体。到目前为止，已经利用复型方法(铸造方法)或利用激光光刻法在传感器膜上制造了空气和真空通道。在复型方法中，首先制造承载真空和空气廊道的凹模。然后将单体或低聚体的反应混合物注入模中并使其在模中硬化。得到的凸模是CVM传感器-承载真空和空气廊道的塑料膜。DE 102004057290A1描述了利用激光光刻法将真空和空气廊道引入传感器基板或传感器膜中。塑料或聚合物由于激光束所导致的局部热引入而被蒸发。通过激光的适当横向移动，引入期望的廊道图案。通过进给速率与激光强度的比率以及通过激光经过的次数来控制表面移除深度。极难设定所需要的激光强度和精确的进给从而精确地设定廊道的深度。经常有必要实施多次穿越以获得期望的廊道形状。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供适用于比较真空测量方法的传感器膜。该目的通过具有根据独立权利要求的特征的制造传感器膜的方法和利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜、利用比较真空测量方法检测构件的表面裂纹的检测方法、传感器膜用于利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的用途、以及通过具有利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的航空器而实现。根据本专利技术的示例性实施方案，提供一种利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的制造方法。利用铣削装置沿具有塑料材料的传感器膜的表面铣削具有预定廊道路径的廊道。根据另一示例性实施方案，提供一种利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜，该传感器膜是根据以上制造方法制造的。根据另一示例性实施方案，提供一种利用比较真空测量方法来检测构件的表面裂纹的检测方法，使用利用上述制造方法制造的传感器膜来检测。首先，将具有胶粘剂的胶粘剂层施加于传感器膜表面。将传感器-->膜施加于构件表面。在廊道中提供真空气氛，利用测量装置测量廊道中真空气氛的变化。根据另一示例性实施方案，上述传感器膜被用于利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹。根据另一示例性实施方案，提供具有上述传感器膜的航空器以利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹。利用传感器膜的制造方法而不是复杂且昂贵的激光技术。铣削装置或微铣削装置可沿传感器膜表面产生预定的廊道路径，使得在传感器表面上产生具有预定廊道深度的期望廊道图案。与激光烧蚀相比，利用铣削制造廊道的材料移除方法允许获得更加迅速且成本有效的廊道制造可能性。这是因为与铣削或微铣削装置相比，激光系统的操作和供应成本高。另外，对于激光烧蚀而言，由于必须针对大幅度变化的参数通过复杂的控制器来实现廊道深度，因此需要更高的时间费用。因此，为了实现特定的廊道深度，必须与激光强度相关联极其精确地确定进给速率从而实现廊道深度。为了实现预定的廊道深度或宽度，激光有时必须多次经过廊道路径，从而实现期望的结果。利用铣削装置可只用一次经过(one pass)来实现期望的廊道深度和宽度，例如相应地精确确定铣刀头的方向。因此可节省制造时间和成本。此外，有利的是，廊道壁的边缘被实现为极其平滑，由此在构件表面和传感器膜之间设定密封性并能够由此测量表面中可能的空气交换和/或极小的裂纹。在激光烧蚀中，来自烧蚀过程的路径-晶粒蒸发产物一般冷凝在廊道壁的边缘上。利用具有微铣削的制造方法，可以实现比激光烧蚀方法更平滑的廊道壁边缘。这导致测量可靠性显著增加。术语“廊道”理解为深度变化或者穿透传感器膜材料的沟槽和/或通道或通槽。可利用微铣削提供100～250微米的限定的廊道宽度。根据另一示例性实施方案，将传感器膜铺设在真空台上，并且在真空台上产生真空以固定传感器膜。传感器膜可由此被极其精确和仔细地固定，以进行加工或铣削。在没有其它辅助的条件下，传感器膜可以仅通过产生的部分真空来固定，而不导致传感器膜在加工过程中变形。根据另一示例性实施方案，铣削装置被设置为利用高速铣削来铣削廊道，该铣削装置具有19000～21000转/分钟(rpm)的速度。增加速度-->可提高廊道壁的平滑性，从而可随后实施更精确的裂纹测量。为了实现平滑性只需进行一次制造过程。根据另一示例性实施方案，传感器膜在初始铣削之前，首先在第一温度下和第一时间间隔进行回火。随后，使传感器膜在第二时间间隔冷却到环境温度。塑料可由于回火而具有改善的铣削结构性能。回火意味着将固体加热到低于熔融温度的温度。这在第一温度下和第一时间间隔执行，结构缺陷被补偿并且短程和长程有序趋于达到较低的自由焓。在第一温度下和第一时间间隔加热和/或回火后，使传感器膜在第二时间间隔缓慢冷却到环境温度。由于塑料常常是相当坚韧的，因此通过回火可实现改善的塑料可加工性，并由此实现改善的可加工性。由于回火，使得塑料的材料硬化并由此导致韧性降低。塑料的这种韧性降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的制造方法，　其中，所述制造方法包括：　利用铣削装置（３），沿包含塑料材料的传感器膜（１）的表面铣削具有预定廊道路径的廊道（２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-20 60/853,195;DE 2006-10-20 102006049601.一种利用比较真空测量方法测量材料表面裂纹的传感器膜的制造方
法，
其中，所述制造方法包括：
利用铣削装置(3)，沿包含塑料材料的传感器膜(1)的表面铣削
具有预定廊道路径的廊道(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，
将所述传感器膜施加在真空台(4)上；
产生真空以将所述传感器膜(1)固定在所述真空台(4)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，所述铣削装置(3)设置为利用高速铣削来铣削所述廊道(2)；
其中，所述铣削装置的速度为19000～21000rpm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，
其中，将所述传感器膜(1)施加在回火表面上；
在所述铣削之前，使所述传感器膜(1)在第一温度下和第一时间
间隔进行回火；
在第二时间间隔将所述传感器膜冷却到环境温度。
5.根据权利要求4所述的方法，
在所述铣削之前，使所述传感器膜(1)在280～320℃的第一温度
下和8～12分钟的第一时间间隔进行回火。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，
在所述传感器膜(1)中以预定深度铣削所述廊道(2)。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，
铣削所述廊道(2)，使得沿所述传感器膜(1)形成具有预定廊道
路径的通槽，
在所述通槽的一侧上施加密封层。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，
利用喷嘴(6)吹除在所述铣削过程中产生的铣削碎屑，
利用所述喷嘴(6)在所述铣削过程中使所述传感器膜冷却。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，
利用抽吸装置(7)吹除在所述铣削过程中产生的铣削碎屑，
利用所述抽吸装置(7)在所述铣削过程中使所述传感器膜冷却。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，
在所述廊道(2)中施加表面密封，特别是金属清漆密封。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的方法，

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门斯博肯海默，彼得克尔，
申请(专利权)人：空中客车德国有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]