[发明专利]一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法及加压修复装置

说明书

本发明属于复合材料修复技术领域，特别是涉及一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法及加压修复装置。该技术方案包括以下步骤：准备加载框架、充压胶囊、加压块和支撑块，其中加载框架由支撑平台、支持框架、连接段三部分通过螺栓组装而成；充压胶囊由软体胶囊和刚性外壳两部分装配而成；加压块和支撑块按修复区表面形状加工。维修时，先按现行修复工艺要求将复合材料结构件处理成为待修复固化组件；再将其安装在加载框架上，修复区域背面用支撑块支撑，表面用加压块和充压胶囊贴合安装；最后按照固化要求，进行加压加热固化完成修复。本发明可采用与基体同材料维修，固化压力大，修复区域粘接可靠，成型密度高强度大，质量优于现有技术。

技术领域

本发明属于复合材料修复技术领域，具体涉及一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法及加压修复装置。

背景技术

复合材料的可设计性强、重量轻、比强度高，耐腐蚀及独特的电磁穿透性能优良，使其被广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材、医疗器材、电子产品等各个尖端工业领域。由于复合材料在使用和维护过程中可能会遭受工具掉落、跑道碎石、冰雹和鸟撞等以冲击损伤为主的各种结构破坏，极易产生如裂纹、缺口、分层和破孔等损伤，这将显著降低复合材料的静、动态载荷性能，严重时会直接威胁复合材料制件的使用安全。

现有的复合材料修复主要通过损伤区域预处理后，再使用热补仪进行加温和抽真空实现复合材料修复区域(维修补片)固化。但复合材料制件通常采用热压罐固化工艺制备，而后期修补时受加压条件的限制，为减少树脂固化产生的空隙和气孔，只能使用流动性好且固化压力较低的树脂进行修补，由此造成了修补区域材料与原基体不同，存在明显粘接界面，且较低的固化压力使得修复区域成型后密度和强度偏低，进而影响了修复区域强度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法及加压修复装置，在现有加温和抽真空固化的技术基础上，增加了使用充压胶囊提高固化压力的技术，从而大幅度地提升维修补片和修复区域力学性能，获得与热压罐固化工艺相类似的复合材料补片固化质量和优良的胶接质量。

本发明的实现过程如下：

一种树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法，在修复树脂基纤维增强复合材料结构件过程中，通过加压修复装置增加固化过程中的压力。

上述树脂基纤维增强复合材料损伤的修复方法，包括如下步骤：

步骤一、根据需修复的树脂基纤维增强复合材料结构件的外形尺寸设计并加工加载框架；

步骤二、根据需修复的树脂基纤维增强复合材料结构件上所需修复区域尺寸、表面形状和背面形状加工充压胶囊、加压块和支撑块；

步骤三、使用修复补片粘贴、加热毯铺设和真空袋安装过程，对需修复的树脂基纤维增强复合材料结构件的修复区域进行修复补片粘贴、加热毯铺设和真空袋安装，得到待修复固化组件；

步骤四、将待修复固化组件安装加载框架上，并在修复区域背面用支撑块支撑；

步骤五、沿修复区域中心法线方向安装加压块和充压胶囊，并用加载框架连接固定充压胶囊，调节加载框架的连接段使充压胶囊充压后软体胶囊膨胀量不大于10mm；

步骤六、根据步骤三中修复补片所使用材料的固化要求，对充压胶囊进行充压检查，确认充压胶囊密封情况、加压块贴合情况，及待修复固化组件的修复区域变形、位移情况是否满足持续贴合加压要求；

步骤七、根据步骤三中修复补片所使用材料的固化要求，进行加压加热固化，固化结束后得到修复完成的树脂基纤维增强复合材料结构件。

上述加压修复装置，包括加载框架、充压胶囊、加压块和支撑块，所述加载框架内从从下至上依次安装支撑块、加压块、充压胶囊，所述支撑块和加压块之间设置有待修复固化组件。