一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置

1.本发明属于复合材料修复器械技术领域，具体涉及一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置。


背景技术：

2.碳纤维兼具强度高、韧性高、比重轻等特点，是一种力学性能优异的新材料，在国防军工和民用方面都有广泛的应用。目前，修复损坏的碳纤维复合材料是行业里面临的重要课题。
3.通过对待修复碳纤维复合材料的损伤面粘接脂增强基复合材料，并通过加热固化树脂，使其发生固化交联反应能实现，通过改变树脂增强基复合材料的种类能得到不同强度修复后的碳纤维复合材料。
4.热压罐固化是目前用于加热固化树脂基复合材料最常用的工艺，该工艺通过高压热空气在腔体内的循环将树脂基复合材料加压、加热以完成固化成型。然而由于热压罐属于高压力容器，其结构复杂，制造成本高，且热压罐固化工艺流程长、能耗高，导致树脂基复合材料的固化成本居高不下。针对上述局限性，国内外的诸多学者提出使用微波加热的方法固化树脂基复合材料，该方法可以降低能耗、缩短流程。
5.目前，微波加热固化装备的大型化是普遍现象，大部分的微波加热设备内部为封闭空间，损伤的碳纤维复合材料一般为结构部件(例如飞机机翼)不利于拆卸，并且由于大型微波设备不利转移，需要把修复部件转运至大型设备进行修复，这个过程会损耗大量的人力物力。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置，通过调节数控led显示器以适当的功率参数加热固化树脂增强基修复材料，从而修复碳纤维复合材料，开发出一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置，解决碳纤维复合材料结构部件无法进行现场修复的难题。
7.为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
8.一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置，包括：
9.微波加热固化装置主体、铜铸软波导管、微波罩、镀铝乳胶环、红外测温仪、待修复碳纤维复合材料、t800碳纤维/环氧树脂预浸料；
10.所述微波加热固化装置主体通过铜铸软波导管与微波罩连接；微波罩下端开口边沿连接镀铝乳胶环；所述微波加热固化装置主体上方安装红外测温仪；所述微波加热固化装置主体内放置待修复碳纤维复合材料，在待修复碳纤维复合材料上放置t800碳纤维/环氧树脂预浸料；
11.优选的，所述微波加热固化装置主体上安装触摸屏；
12.优选的，所述铜铸软波导管由铜铸波导管和铜铸支撑软管构成；所述铜铸波导管
外包覆有铜铸支撑软管；
13.优选的，所述微波加热固化装置主体上表面连接两孔底座；
14.优选的，所述两孔底座中部开设圆形柱螺母，铜铸软波导管连接在圆形柱螺母上；
15.优选的，所述两孔底座侧边开设红外测温仪安装孔，其内安装红外测温仪；
16.优选的，所述微波加热固化装置主体上表面上在上下左右四个方向上对称连接固定环；每个方向上安装两个固定环；
17.优选的，所述微波加热固化装置主体下开口边沿设置镀铝乳胶环安装槽，镀铝乳胶环是通过镀铝乳胶环安装槽安装在微波加热固化装置主体下开口边沿。
18.本发明的有益效果是：
19.将增强树脂基修复材料置于碳纤维复合材料修复部位表面，通过调节铜铸软波导管将微波罩调至待修复的碳纤维复合材料与树脂增强基修复材料的正上方，使待修复的碳纤维复合材料与树脂增强基修复材料位于红外测温仪下方的正中心处，通过弹性绳索穿过两孔底座与固定环使镀铝乳胶环紧密贴合载物面避免微波泄露并将微波罩固定，通过西门子模块200触摸屏调节适当的功率将树脂增强基修复材料加热固化并修复碳纤维复合材料，并可通过观察西门子模块200触摸屏的物料温度并实时调节功率控制温度变化，从而控制树脂增强基修复材料的固化度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明整体结构示意图；
22.图2是本发明微波罩的剖面图；
23.图3是本发明微波罩的俯视图；
24.图4是本发明铜铸软波导管的截面图；
25.图5是本发明实施例2中待修复材料在微波罩中的截面图；
26.图6是本发明实施例2中修复碳纤维复合材料过程中的时间-温度-功率工艺曲线图。
27.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
28.1-微波加热固化装置主体；2-触摸屏；3-铜铸软波导管；301-铜铸波导管；302-铜铸支撑软管；4-微波罩；401-圆柱形螺母；402-红外测温仪安装孔；403-镀铝乳胶环安装槽；5-镀铝乳胶环；6-固定环；7-两孔底座；8-红外测温仪；9-待修复碳纤维复合材料；10-t800碳纤维/环氧树脂预浸料。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.参阅图1-5所示，一种用于现场修复碳纤维复合材料的微波加热固化装置，包括微波加热固化装置主体1，微波发生装置，微波发生装置在微波加热固化装置主体上1，还包括铜铸软波导管3、微波罩4、红外测温仪8、镀铝乳胶环5、固定环6、触摸屏2和两孔底座7；所述触摸屏采用西门子模块200触摸屏。
32.所述铜铸软波导管3为铜铸波导管301与铜铸支撑软管302组成，其中铜铸波导管在铜铸支撑软管内部。
33.所述微波罩4底部设置有圆形凹槽，镀铝乳胶环5通过凹槽403与微波罩4连接。
34.所述微波罩4上部中心处有一圆柱形螺母401，其内部含有螺纹，铜铸软波导管3通过其端部的螺纹与微波罩圆柱形螺母401连接。
35.所述微波罩4上方中心圆柱形螺母401旁有一圆柱形红外测温仪安装孔402，其贯穿整个微波罩上部，红外测温仪8装置在圆柱形红外测温仪安装孔402内。
36.所述微波罩4上方有一圆柱体凸台，四个两孔底座7均匀装置在凸台边缘四周。
37.所述微波罩4上部有一圆环形平面，八个固定环6均匀装置在圆环形平面上。
38.实施例2
39.本实施例为修复过程具体操作方法，其包括以下步骤，将待修复碳纤维复合材料修复部位表面用砂纸(w10)进行无定向打磨，再用无水乙醇冲洗三次，再将t800环氧树脂预浸料10修复材料置于碳纤维复合材料9修复部位表面，通过调节铜铸软波导管3将微波罩4调至待修复的碳纤维复合材料9与t800碳纤维/环氧树脂预浸料10修复材料的正上方，使待修复的碳纤维复合材料9与t800碳纤维/环氧树脂预浸料10修复材料位于红外测温仪8下方的正中心处，通过弹性绳索穿过两孔底座7与固定环6使镀铝乳胶环5紧密贴合载物面避免微波泄露并将微波罩4固定，通过西门子模块200触摸屏2调节适当的功率将树脂增强基修复材料加热固化并修复碳纤维复合材料，通过观察西门子模块200触摸屏的物料温度并实时调节功率控制温度变化，从而控制树脂增强基修复材料的固化度，本实例的具体工艺的时间-温度-功率曲线图如图6所示。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。