[实用新型]一种用于复合材料修理的固化组件及固化设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料胶接修理设备领域，具体地说是一种用于复合材料修理的固化组件及固化设备。

背景技术

近年来，复合材料在飞机等设备上的应用越来越广泛，因此，含有复合材料的飞机等设备如果日常的维护和修理等保障问题得不到有效解决，则必将影响飞机等设备的正常使用。

外场条件下，特别是战时的修理，基本都是原位修理。对于复合材料粘结修理而言，主要采取热固化的方式，也有少部分采取光固化的方式。

热固化需要稳定均匀的温度场，才能够很好地保证复合材料补片和粘接修理结构的强度，更好地修复损伤结构的承载能力。但是，由于飞机机体基本都是传热良好的铝合金等金属结构，存在明显的热沉效应，仅仅靠局部的单区域加热很难保证温度场的均匀稳定。现阶段，用于复合材料修理的固化设备，存在的主要难题是：(1)用于复合材料修理的固化设备大多是单区域加热，单区域加热的加热面积有限，外场条件下，很难维持相对稳定的温度场，而且容易导致局部过热，而其他部位温度过低。特别是在冬季，更容易出现这种情况。局部的过热容易因为温差过大导致结构的变形，而损伤原来完好的机构；(2)热固化需要的时间较长。

复合材料光固化的方式，主要适用于光敏树脂及其复合材料，采用基于紫外光引发阳离子或者自由基固化机理。光固化是一种简单快捷、节能环保的固化方式。光固化耗能小，非常适合在紧急情况下的抢修。光固化所需的设备更简单，只需要简单的紫外光光源，这在能源供应比较匮乏的情况，显得尤为重要。然而，目前采取光固化通常是预先制备复合材料补片的方式，无法实现外场条件下的原位修理。

为此，设计研究新型的用于复合材料修理的固化设备也是必须的。研究主要考虑能够克服上述不足，同时还要方便携带。

发明内容

本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种基于多方位加热控制、多温度分区控制的用于复合材料修理的固化组件及固化设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于复合材料修理的固化组件，包括填充在结构受损区内的复合材料预浸料，所述结构受损区的上方设有固化源模组，固化源模组对复合材料预浸料提供能量进行固化，所述固化源模组由内而外依次包围有多个温度分区，每个温度分区分别设有独立的、用于对该温度分区提供能量的固化源，多个温度分区单独或相互间配合使用，并依据结构受损区形状确定，多个温度分区的温度相同或不同。

可选地，所述多个温度分区形成由内而外温度逐渐降低的梯度温度场。

可选地，所述结构受损区的上方设有真空袋膜，真空袋膜的外围通过密封连接方式包覆在结构受损区的上表面上并形成一真空袋压腔，真空袋压腔通过真空吸盘与外部的真空发生系统连接。

可选地，所述固化源采用热源或光源，相应的固化方式采用热固化或光固化。

可选地，所述真空袋膜与复合材料预浸料之间除包括固化源外，还包含有隔离膜、脱模布、透气毡，其顺序为：复合材料预浸料外依次铺放隔离膜、固化源、脱模布、透气毡，透气毡外围连接真空袋膜。

2、一种用于复合材料修理的固化设备，该设备基于权利要求1或2所述的一种用于复合材料修理的固化组件，还包括连接控制所述固化源的温度控制系统，温度控制系统包括多套温度控制器，温度控制器与温度分区一一对应，其中，每套温度控制器包括：

控制单元，其通过KSR模块连接控制所属温度分区内的固化源；

温度检测模块，对应所属温度分区内的固化源，其包含至少一组温度检测元件，其通过数据采集模块连接控制单元的信号输入；

触摸屏，其与控制单元间交互通信；

电源模块，分别与控制单元、触摸屏、温度检测模块连接供电。

可选地，所述结构受损区的上方设有真空袋膜，真空袋膜的外围通过密封连接方式包覆在结构受损区的上表面上并形成一真空袋压腔，真空袋压腔通过真空吸盘与外部的真空发生系统连接。

可选地，所述真空发生系统包括真空泵，压力传感器、电磁阀、调压阀连接在真空泵输出管道上，并由控制单元连接控制。

可选地，所述每套温度控制器还包括：用于监测固化程度的光纤监测模块，光纤监测模块与所述控制单元相通信。

可选地，所述控制单元为工控机、单片机、可编程逻辑控制器PLC中的一种。

本实用新型的一种用于复合材料修理的固化组件及固化设备，与现有技术相比所产生的有益效果是：