用于民用飛機復(fù)合材料修理的雙抽真空裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于民用飛機復(fù)合材料修理的雙抽真空裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合材料的應(yīng)用技術(shù)不斷被完善，越來越多的先進復(fù)合材料應(yīng)用于飛機上。B787是波音公司制造的目前世界上最先進的民用客機，為了降低重量，節(jié)約維護成本，延長使用壽命，它在設(shè)計上顛覆了傳統(tǒng)理念，在機身蒙皮、飛機機翼、安定面上等飛機結(jié)構(gòu)件大量運用復(fù)合材料，復(fù)合材料占整體飛機總量比的60%，體積比甚至超過80%。
[0003]由于先進復(fù)合材料的應(yīng)用，飛機的維護修理也會隨之而來產(chǎn)生重大變革。用先進復(fù)合材料制造的飛機結(jié)構(gòu)件，是飛機的骨架，它承擔了飛機各種載荷。在平時修理飛機結(jié)構(gòu)件過程中，如果是混入水分或形成小氣泡，也會降低樹脂玻璃化轉(zhuǎn)換溫度、形成應(yīng)力集中，對于飛機的安全來說也是致命的。傳統(tǒng)的復(fù)合材料修理方法只能達到五層或五層以下的修理需求。對于由數(shù)十層碳纖維構(gòu)成的飛機結(jié)構(gòu)件，傳統(tǒng)的修理方法已經(jīng)不能滿足飛機維護的需求。
[0004]為了能夠滿足先進復(fù)合材料的修理要求，波音提出了新的工藝DVD(DoubleVacuum Debulk)。它就是利用雙抽真空，降低內(nèi)部空間氣壓力，并且使內(nèi)部氣壓與外面氣壓形成O-1inHg的壓力差。在加熱時，鋪層產(chǎn)生的水分氣體就會不斷析出，使纖維層壓實，這樣就滿足了結(jié)構(gòu)件的受力要求。
[0005]目前。手冊中描述的DVD減壓裝置是用木頭制作，然后在每次使用時用真空袋密封。這種DVD裝置運用起來耗時長，容易損壞，并且容易漏氣，對于維修極為不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于民用飛機復(fù)合材料修理的雙抽真空裝置和方法。
[0007]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種用于民用飛機復(fù)合材料修理的雙抽真空裝置，能夠?qū)τ糜陲w機復(fù)合材料修理的修理補片實施雙抽真空工藝，其特征在于:所述的雙抽真空裝置包括工作平臺、三層透氣紗、電熱毯、金屬壓板、無孔分離膜、兩層有孔分離膜、真空密封膜、減壓罩、加熱控制設(shè)備和兩臺真空栗；所述第一透氣紗、電熱毯、金屬壓板、無孔分離膜、第二透氣紗、第一有孔分離膜、修理補片、第二有孔分離膜和第三透氣紗由下至上依次平鋪在所述工作平臺上并形成在所述工作平臺上凸起的層疊堆；所述加熱控制設(shè)備的加熱控制輸出端與電熱毯電連接；所述真空密封膜的膜本體上設(shè)有連通膜本體上下兩側(cè)的密封膜真空接頭，所述真空密封膜的膜本體完全覆蓋在所述層疊堆上并與所述工作平臺密封連接，使得所述真空密封膜與工作平臺圍成第一密封腔體；所述第一真空栗的抽氣口通過第一抽氣管與所述真空密封膜的密封膜真空接頭連接；所述減壓罩的罩本體具有底部凹腔并設(shè)有連通罩本體外部和底部凹腔的減壓罩真空接頭，所述減壓罩的底部坐落在所述真空密封膜的膜本體上并將所述層疊堆容納在底部凹腔內(nèi)，所述減壓罩的底部與真空密封膜的膜本體密封連接，使得所述減壓罩與真空密封膜圍成第二密封腔體；所述第二真空栗的抽氣口通過第二抽氣管與所述減壓罩的減壓罩真空接頭連接。
[0009]為了進一步提高抽真空效果，作為本發(fā)明的一種改進，所述第一透氣紗的邊緣超出所述電熱毯、金屬壓板、無孔分離膜、第二透氣紗、第一有孔分離膜、修理補片、第二有孔分離膜和第三透氣紗該八者的邊緣。
[0010]為了便于控制電熱毯的加熱溫度，作為本發(fā)明的一種改進，所述的雙抽真空裝置還包括電熱偶，電熱偶放置在所述電熱毯與金屬壓板之間，所述加熱控制設(shè)備的溫度采集輸入端與電熱偶電連接。
[0011]為了便于獲取第一密封腔體內(nèi)的氣壓，作為本發(fā)明的一種改進，所述的雙抽真空裝置還包括第一真空壓力表；所述真空密封膜的膜本體上還設(shè)有連通膜本體上下兩側(cè)的密封膜壓力表接頭，并且，密封膜壓力表接頭與所述密封膜真空接頭分別設(shè)置在所述膜本體的兩個對角位置上，第一真空壓力表連接在真空密封膜的密封膜壓力表接頭上。
[0012]為了便于獲取第二密封腔體內(nèi)的氣壓，作為本發(fā)明的一種改進，所述的雙抽真空裝置還包括第二真空壓力表；所述減壓罩的罩本體上還設(shè)有連通罩本體外部和底部凹腔的減壓罩壓力表接頭，并且減壓罩壓力表接頭與所述減壓罩真空接頭分別設(shè)置在所述罩本體的兩個對角位置上，第二真空壓力表連接在減壓罩的減壓罩壓力表接頭上。
[0013]為了確保對修理補片雙抽真空工藝的可靠實施，作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述真空密封膜與工作平臺之間的密封性能滿足如下要求:所述第一密封腔體的氣壓能夠在所述第一真空栗的抽氣作用下至少達到負壓26inHg，并在所述第一真空栗停止抽氣后，所述第一密封腔體內(nèi)的負壓氣壓絕對值在5分鐘之內(nèi)的下降幅度在2inHg以下。
[0014]作為發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的罩本體由鋁合金材料制成，其包括前壁板、后壁板、左壁板、右壁板和上壁板；所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板和上壁板連接組成底部敞口的箱體，該箱體的內(nèi)腔即為所述罩本體的底部凹腔。
[0015]作為發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板和上壁板中任意兩者的相連部位內(nèi)側(cè)面連接有L型角鋁，所述上壁板的外表面連接有兩根或以上的所述T型鋁條，各根T型鋁條相互平行并均勻布置在所述上壁板的外表面上。
[0016]作為發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板、上壁板、L型角鋁和T型鋁條中任意兩者的相連部位均由高溫密封膠密封。
[0017]—種用于民用飛機復(fù)合材料修理的雙抽真空方法，能夠?qū)τ糜陲w機復(fù)合材料修理的修理補片實施雙抽真空工藝，其特征在于:所述的雙抽真空方法基于權(quán)利要求1至9任意一項所述雙抽真空裝置實施，包括:
[0018]步驟一，先將所述第一透氣紗、電熱毯、金屬壓板、無孔分離膜、第二透氣紗、第一有孔分離膜、修理補片、第二有孔分離膜和第三透氣紗由下至上依次平鋪在所述工作平臺上并形成在所述工作平臺上凸起的層疊堆；然后將所述加熱控制設(shè)備的加熱控制輸出端與電熱毯電連接；最后將所述真空密封膜的膜本體完全覆蓋在所述層疊堆上并與所述工作平臺密封連接，使得所述真空密封膜與工作平臺圍成第一密封腔體；
[0019]步驟二，將所述第一真空栗的抽氣口通過第一抽氣管與所述真空密封膜的密封膜真空接頭連接，并啟動第一真空栗對所述第一密封腔體進行抽氣，使得所述第一密封腔體的氣壓穩(wěn)定在Pl上，其中，該Pl為負壓且|P1| ^ 26inHg ；
[0020]步驟三，將所述減壓罩的底部坐落在所述真空密封膜的膜本體上并將所述層疊堆容納在底部凹腔內(nèi)，并將所述減壓罩的底部與真空密封膜的膜本體密封連接，使得所述減壓罩與真空密封膜圍成第二密封腔體；
[0021]步驟四，將所述第二真空栗的抽氣口通過第二抽氣管與所述減壓罩的減壓罩真空接頭連接，并啟動第二真空栗對所述第二密封腔體進行抽氣，使得所述第二密封腔體的氣壓穩(wěn)定在P2上，其中，該P2為負壓且P2彡P(guān)lNo ^ |P2|-|P1|彡IinHg ；
[0022]步驟五，通過所述加熱控制設(shè)備控制所述電熱毯工作，對所述修理補片進行預(yù)固化，即:控制所述電熱毯以2-4 °F /min的升溫速率對所述第一密封腔體進行加熱，在所述第一密封腔體內(nèi)的溫度首次達到固化溫度區(qū)域時開始進行固化時間計算，并在60?70min的固化時間內(nèi)將所述第一密封腔體內(nèi)的溫度穩(wěn)定在固化溫度區(qū)域之內(nèi)，其中，所述固化溫度區(qū)域為220±10 T ;并且，在固化時間達到30min時，控制所述第二密封腔體內(nèi)的氣壓恢復(fù)到常壓，即所述第二密封腔體在后30?40min的固化時間中處于常壓狀態(tài)；所述修理補片在固化時間結(jié)束后即完成了預(yù)固化。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0024]第一，本發(fā)明雙抽真空裝置通過真空密封膜與工作平臺圍成第一密封腔體，使得放置在第一密封腔體內(nèi)的修理補片能夠處于負壓狀態(tài)下，并通過減壓罩與真空密封膜圍成第二密封腔體，利用該第二密封腔體進行二次抽真空以減小第一密封腔體中的壓力，再通過電熱毯對第一密封腔體進行加熱來對修理補片進行預(yù)固化，從而通過第一真空栗排出修理補片在制作中其各層材料之間不可避免存在的氣體水分，提高了修理補片的可靠性；
[0025]第二，本發(fā)明雙抽真空裝置通過設(shè)置三層透氣紗確保了真空密封膜與工作平臺之間的空氣能夠充分抽空，避免其它材料層相互之間形成密閉空間，提高了第一密封腔體