[发明专利]生产纤维增强塑料比较体的方法及测试方法

说明书

本发明涉及生产纤维增强塑料(FRP)比较体(30)的方法，FRP比较体(30)模拟FRP组件的无损测试的层孔隙(14)，该方法包括以下步骤：i.通过以下方式生产第一部分(6)：a.布置具有切口(2)的第一FRP层(1)；b.在第一FRP层(1)上布置至少一个第二FRP层(7)；c.对第一(1)和第二FRP层(7)的布置进行预硬化以获得第一部分(6)；ii.通过以下方式生产第二部分(8)：a.布置另外的FRP层(9)；b.对另外的FRP层(9)的布置进行预硬化以获得第二部分(8)；iii.将第一部分(6)连接到第二部分(8)，第一部分(6)上的切口(2)面向第二部分(8)；和iv.对第一部分(6)和第二部分(8)的布置进行硬化，在第一FRP层(1)的切口(2)上形成层孔隙(14)。

本发明涉及一种用于生产纤维增强塑料(FRP)比较体的方法，该FRP比较体用于模拟FRP组件(特别是飞机组件)的无损测试的层孔隙。

本发明还涉及一种用于FRP组件(特别是飞机组件)的无损测试的方法。

在安全关键性的纤维增强塑料(FRP)组件(纤维-塑料复合组件)，例如飞机组件的制造中，随后的组件缺陷的测试和检测特别重要。为此，通常使用无损测试方法(例如，“无损测试”，简称NDT)，以便一方面能够立即检测有缺陷的组件，另一方面不会通过测试方法本身损坏无缺陷组件。为了还能够得出关于在测试方法期间生产中潜在缺陷来源的结论，将检测到的组件缺陷分配给一种缺陷类型或一种缺陷类别。为了进行比较和校准，为此生产了带有专门引入的人工组件缺陷的比较体，并借助NDT方法对其进行测量。为了在这种情况下确保将组件错误准确地分配给错误类别，比较体中的人工组件缺陷(组件缺陷作为参考)必须尽可能精确地模拟毛坯(测试样本)的生产缺陷。

但是，大多数组件缺陷很难被模拟，到目前为止，鉴于这种情况，根据缺陷的类型，人工组件缺陷与毛坯的缺陷或多或少地有很大不同。尤其是到目前为止，不能令人满意地模拟所谓的层孔隙。在这种情况下，层孔隙与组件的两个FRP层之间的基体或FRP材料的连接装置中的微观和宏观气体或空气夹杂物的集中聚集有关。因此，应当将层孔隙与分层(即两个FRP层的平面分离)和体积孔隙(即基本上在FRP层压件的整个横截面上的FRP层压件基体中的微观和宏观气体夹杂物(孔)的分布)区分开来。由于层孔隙会导致FRP层的部分分离，因此特别是在飞机组件中会具有严重后果，最重要的是确定层孔隙并由此以最真实的模拟层孔隙的方式生产比较体。

从现有技术中已知用于模拟组件缺陷的各种方法。例如，在EP3193164A1中描述了一种方法，其中借助于膨胀体可以将组件误差引入FRP组件中。为此，将膨胀体放置在几层FRP材料之间，添加树脂，然后加热。由于膨胀体的高膨胀系数，其在冷却期间比围绕其的FRP材料更大程度地收缩并由此产生大的剩余空腔。然后，膨胀体作为异物保留在组件中。

在CN104407060中，借助于玻璃球来模拟材料的孔隙，该玻璃球在生产过程中被引入到材料中。但是，这些也被保留在材料中。

此外，从US2014/0346405A1中已知一种用于在复合材料中产生孔隙的方法。为此目的，将复合材料暴露于不同的硬化方法，以便由此通过逸出气体而产生不同程度的孔隙度。

从EP1750123A2中进一步已知一种用于在复合材料中模拟组件缺陷的方法。在这里，孔被逐层切割，各个层被部分硬化，然后才相互连接。

从US2007/0095141A1中还已知一种用于复合材料的测量方法，其中借助于激光器引入复合材料的组件缺陷。

缺点是，在现有技术中已知的比较体中，经常发生错误的检测，因为在已知的测试方法中，由于外来体残留在比较体中，使得测量结果被伪造，并且还不能确定是否能检测到模拟组件缺陷或外来体。另一方面，在那些允许在不将外来体残留在比较体中产生组件缺陷的方法中，不可能在比较体中的规定位置处具体引入组件缺陷，而这使得检测起来相当困难。然而，所有这些已知方法还具有一个共同点是它们根本不能模拟层孔隙，即将FRP组件的各个FRP层进行部分分离，或者只能对此模拟但不能令人满意。