[发明专利]一种三维中空复合材料修补方法

说明书

本发明公开了一种三维中空复合材料修补技术，采用三维中空织物修补料对中空织物复合材料破损处进行清理后修补，中空织物修补料树脂固化前柔软性好、树脂浸润后站立性佳、树脂固化后机械性能优异，赋予了中空织物良好的修补特性。本发明技术方案修补后产品结构无明显变化，其在产品均匀性、无应力集中性、透波性能、轻量化和修补强度方面优势明显。且该技术操作简单、可实现在轨修补，是夹层复合材料较为理想的修补方式。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种三维中空复合材料修补方法

背景技术

三维中空复合材料是一种新型的夹层复合材料，构成夹层结构的基础是表层的经纱、纬纱和连接两个表层并形成芯部的Z向纤维。中空织物经树脂复合后直接形成三维整体复合材料夹层结构，相比于蜂窝材料以及泡沫材料而言，中空复合材料具有不易分层、可设计性强、可填充、预埋的优点，以及良好的保温、隔热、隔音效果，目前已经广泛应用于轨道交通、车载方舱和建材等领域。

三维中空复合材料在使用过程中，由于种种意外会造成三维中空复合材料的损伤。因此需要进行相应的修理使其恢复原有的功能和承载能力。传统的处理方法采用挖除损伤区域后注入填料及面层。填充处理会导致材料整体增重、加大，并且由于夹层结构中面层普遍较薄，填料容易导致面层鼓起以及刚度的不均匀性，最终导致产品在修补区域应力集中；面层补强难以实现三维中空复合材料恢复原有功能性和承载能力，且影响表面质量。

为此开发出一种三维中空复合材料修补方法，解决现有技术中三维中空复合材料修补技术的不足，显得尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的中空织物夹芯复合材料在实际工况中受损后修补状态不佳的技术问题，本发明提供一种三维中空复合材料修补方法。

本发明采用的技术方案是：

一种三维中空复合材料修补方法，包括以下步骤：

步骤1：将受损部位的三维中空复合材料的上面层及中间绒经层清除，形成清除区域Ⅰ；

步骤2：以清除区域Ⅰ为基准，向四周外扩清除绒经层，并清理绒经层与上、下面层的接触面，形成清除区域Ⅱ，清除区域Ⅱ包含清除区域Ⅰ；

步骤3：以清除区域Ⅱ为基准裁剪修补三维中空织物；

步骤4：将修补三维中空织物充分浸渍树脂；

步骤5：将浸渍树脂后的中空织物置入到清除区域Ⅱ中；

步骤6：在修补中空织物的上面层复合厚度补偿层；在厚度补偿层的上表面依次铺放脱模布及平板模具；

步骤7：固化脱模；

步骤8：表面打磨及防护处理。

为了使受损区域全部被清除，优选步骤1中所述清除区域Ⅰ至少覆盖受损区域。

为了提高修补效果，优选步骤2中所述向四周外扩清除绒经层的尺寸为10～100mm。外扩区域给修补三维中空织物一个伸展的空间，利于修补三维中空织物与原织物的结合。

为了提高修补效果，优选所述修补三维中空织物为玻璃纤维中空织物、碳纤维中空织物、芳纶纤维中空织物、玻璃纤维与碳纤维混杂中空织物中的一种。

为了提高修补效果，优选步骤3中所述修补三维中空织物的材料与三维中空复合材料的中空织物的材料相同，厚度与三维中空复合材料绒经层的厚度一致，长宽尺寸与清除区域Ⅱ一致。

为了提高修补效果，优选步骤4中所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和树脂中的一种。

为了提高修补效果，优选步骤5中所述修补中空织物的置入方式为采用折叠-伸展方式将三维中空复合材料置于清除区域Ⅱ中，并保证织物回弹后组织结构完整、无褶皱。