一种双真空热补仪工艺成型装置的制作方法

本发明涉及复合材料修理技术，特别涉及一种双真空热补仪工艺成型装置，结合双真空热补仪成型工艺，用于修补大厚度的复合材料零件或制备大厚度复合材料修理补片。

背景技术：

随着复合材料在飞机结构中的大量应用，复合材料结构的修理问题越来越受重视，胶接修理是复合材料修补常用的修理方法。胶接修理时通常选用热压罐、固化炉、热补仪等设备进行修补层固化。热补仪由于携带方便，操作简单，修补成本低的优点，在复合材料的胶接修理中得到广泛应用。

但是，使用标准热补仪成型工艺时，若制备的复合材料层数超过6层，孔隙率含量较高，内部质量较差，超出可接受范围；若修补大厚度的复合材料零件或制备大厚度复合材料修理补片，则需要采用将较薄的复合材料补片进行多次固化的方法，且每次固化需增加一层胶膜来粘接复合材料补片，这样不仅增加了热历史时间而且增加了胶膜层数，力学性能会受到一定程度影响，对修补大厚度复合材料结构件有很大限制。

使用双真空袋热补仪成型工艺能大幅度提高可修补或制备的复合材料层数，得到内部质量良好的修理补片，但双真空袋热补仪成型工艺的封装方式非常复杂，实际操作困难，耗时较长，不利于热补仪成型工艺稳定性的控制。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种新型双真空热补仪工艺成型装置，用于修补大厚度的复合材料零件或制备大厚度复合材料修理补片。

具体地，根据本发明的技术方案，该双真空热补仪工艺成型装置包括：

底板；

盒体，其限定空腔并密封连接到所述底板，所述盒体设有用于将盒体内抽真空的盒体真空嘴；

真空袋，其布置在所述空腔内并密封连接到所述底板，所述真空袋用来覆盖待加工的零件；以及

真空嘴系统，其包括布置在所述盒体上的第一真空嘴、布置在所述真空袋上的第二真空嘴，所述第一真空嘴与所述第二真空嘴通过真空管路连接，以将所述真空袋内抽真空。

其中，所述底板为损伤复合材料零件或平板工装。

其中，所述盒体由复合材料、铝材或木材制成。

其中，所述盒体与所述底板之间通过密封橡胶条密封。

其中，所述盒体设有通气孔，所述盒体真空嘴布置在所述通气孔内。

其中，所述盒体上设有通气孔，所述第一真空嘴包括布置在所述盒体内侧的内部真空嘴和布置在所述盒体外侧的外部真空嘴，所述内部真空嘴和所述外部真空嘴经由所述通气孔连通。

其中，所述盒体上设有真空表。

本发明的技术效果：

本发明采用空腔盒体(由复合材料、铝材或木材制得)来直接代替双真空袋热补仪成型工艺中的外真空袋，设计了真空嘴系统实现双真空袋热补仪成型工艺，简化了实际操作工艺，提高了工艺稳定性，可更高效地修补大厚度的复合材料零件或制备大厚度复合材料修补补片，且节省了大量辅料的使用，降低生产成本。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：

图1是使用本发明的新型双真空热补仪装置修补损伤复合材料零件的截面示意图。

图2是使用本发明的新型双真空热补仪装置制备复合材料修补补片的截面示意图。

图3A-图3F分别示出了使用本发明的新型双真空热补仪装置制得6、8、10、12、14、16层的碳纤维增强环氧树脂基复合材料CYCOM X850/T800的补片的金相图。

图4A-图4F分别示出了使用本发明的新型双真空热补仪装置制得6、8、10、12、14、16层的碳纤维增强环氧树脂基复合材料CYCOM 977-2/T800的补片的金相图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。

如图1-2中所示，根据本发明的新型双真空热补仪装置主要包括底板1、盒体15、真空袋10和真空嘴系统。底板1为损伤复合材料零件(图1)或平板工装(图2)。盒体15布置在底板1上方，限定空腔并密封连接到底板1。盒体15设有用于将盒体内抽真空的盒体真空嘴11。优选地，盒体15由复合材料、铝材或木材制成，盒体15与底板1之间通过密封橡胶条2密封。

真空袋10布置在空腔内并密封连接到底板1，用来覆盖待加工的零件。真空嘴系统包括布置在盒体15上的第一真空嘴18、布置在真空袋10上的第二真空嘴17，第一真空嘴18与第二真空嘴17通过真空管路12连接，以将真空袋10内抽真空。

在图示的实施例中，盒体15设有2个盒体真空嘴11，分别布置在盒体15的通气孔14中。每个装置设有2个真空嘴系统，每个真空嘴系统包括两个第一真空嘴18，一个位于盒体15外，一个位于盒体15内，两个第一真空嘴18经由通气孔14连接。盒体15上设有真空表13。

根据本发明的新型双真空热补仪装置的使用方法如下：

1.封装

(1)修补损伤零件的封装(图1)：

在损伤零件上修补铺层的封装(封装顺序自下往上)：损伤零件、损伤区域铺贴的修补层7、修补层7的边缘放置的热电偶16、有孔隔离膜8(尺寸稍大于修补层7尺寸)、吸胶层9(尺寸应大于加热毯，务必与透气毡接触)、无孔隔离膜6(尺寸与匀压板相同)、匀压板5(尺寸大小等于加热毯有效区域)、加热毯4(尺寸稍大于修补层7尺寸)、透气毡3(建议使用至少2层)、第二真空嘴17放置、真空袋10封装。

(2)制备修补补片的封装(图2)：

平板工装上修补补片7’的封装(封装顺序自下往上)：平板工装、透气毡3(建议使用至少2层)、加热毯4(尺寸稍大于修补补片7’尺寸)、匀压板5(尺寸大小等于加热毯有效区域)、无孔隔离膜6(尺寸与匀压板相同)、修补补片7’、修补补片边缘放置的热电偶16、有孔隔离膜8(尺寸稍大于修补补片7’尺寸)、吸胶层9(尺寸应大于加热毯，务必与透气毡接触)、无孔隔离膜6(尺寸与有孔隔离膜相同)、透气毡3(建议使用至少2层)、第二真空嘴17放置、真空袋10封装。

2、连接真空嘴：将第一真空嘴18与第二真空嘴17相连，实现双真空系统控制。

3、密封盒体：在盒体15的密封槽内放置匹配的密封橡胶条2，然后放置于损伤零件或平板工装之上，热电偶16伸出的部位用压敏胶带和腻子条进一步密封，空腔内稍稍抽真空，其底部四周即压实密封橡胶条2，形成密封空间。

经过上述步骤即形成双真空热补仪成型装置。

实施例1：

采用该双真空热补仪工艺成型装置制得6、8、10、12、14、16层的碳纤维增强环氧树脂基复合材料CYCOM X850/T800的补片，其金相照片如图3A-3F所示，内部质量良好，孔隙率含量均不超过1.16％，远低于修理工艺的孔隙率要求，工艺稳定性较好，可用于大厚度复合材料CYCOM X850/T800层板的修理。

实施例2：

采用该双真空热补仪工艺成型装置制得6、8、10、12、14、16层的碳纤维增强环氧树脂基复合材料CYCOM 977-2/T800的补片，其金相照片如图4A-4F所示，内部质量良好，孔隙率含量均不超过0.015％，远低于修理工艺的孔隙率要求，工艺稳定性较好，可用于大厚度复合材料CYCOM 977-2/T800层板的修理。

以上已揭示本发明的具体实施例的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的各种特征和未在此明确示出的特征的组合作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施例的描述是示例性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。