[發(fā)明專利]一種預(yù)埋光纖光柵復(fù)合材料層合板制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410418609.0
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104199140B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石慶華;石林
• 申請（專利權(quán)）人: 中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型工藝技術(shù)，涉及一種預(yù)埋光纖光柵復(fù)合材料層合板制造方法。

背景技術(shù)

光纖光柵傳感器作為一種新型的傳感器件，具有居多優(yōu)點(diǎn)：如重量輕、精度高、抗干擾、易成網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)測復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的損傷狀況和壽命預(yù)測。光纖傳感技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)在民用領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用，部分已經(jīng)應(yīng)用到航空、航天結(jié)構(gòu)的研制過程中。

將光纖光柵傳感器預(yù)埋于復(fù)合材料層合板中，就可以對層合板進(jìn)行感知與預(yù)測。然而，中溫固化復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)，通常要進(jìn)入熱壓罐，經(jīng)過高溫高壓處理，熱壓罐中層合板結(jié)構(gòu)的固化溫度一般在80℃～120℃，固化壓力在1～6個大氣壓。普通光纖在60℃左右表面的涂覆層就融化了。缺少保護(hù)層的光纖光柵很脆，在脫模、運(yùn)輸、加工過程中，輕易就容易斷裂。特別是在光纖伸出復(fù)合材料層板的位置，由于復(fù)合材料層板剛度較大，柔性較小，容易在出口處產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以預(yù)埋光纖在復(fù)合材料出口處更容易折斷。無法將光信號傳入到復(fù)材結(jié)構(gòu)內(nèi)部并對復(fù)材進(jìn)行狀態(tài)和壽命監(jiān)測。

傳統(tǒng)的方法是直接將普通的光纖光柵從復(fù)材結(jié)構(gòu)表面或斷面引出，因為高溫高壓，普通光纖光柵表面涂覆層融化，融化涂覆層后的光纖光柵，具有在脫模、運(yùn)輸和加工中容易被折斷的缺點(diǎn)；采用將保護(hù)套嵌入到復(fù)材中，光纖從保護(hù)套引出的方法，同樣容易引起光纖在脫模、運(yùn)輸和加工中容易被折斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種防止預(yù)埋光纖復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，在脫模、運(yùn)輸、加工的過程中斷裂，生產(chǎn)合格有效的預(yù)埋光纖光柵復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，

(1)、根據(jù)復(fù)合材料預(yù)成型板的長度，截取一段長度小于復(fù)合材料預(yù)成型板長度的普通光纖光柵，

(2)、截取2段高溫光纖，分別焊接于普通光纖光柵的兩端，焊接時，首先將高溫光纖置于酒精燈上燒烤，去除高溫光纖焊接節(jié)點(diǎn)處的涂覆層，去除涂覆層后用酒精清洗，再與去除涂覆層后的普通光纖光柵焊接；

(3)、將焊接好的光纖光柵預(yù)埋于復(fù)合材料預(yù)成型板中，普通光纖光柵的光柵置于兩個焊接節(jié)點(diǎn)之間，兩個焊接節(jié)點(diǎn)均預(yù)埋在復(fù)合材料預(yù)成型板的中，高溫光纖置于復(fù)合材料預(yù)成型板外，普通光纖光柵上按照設(shè)計需要再鋪放預(yù)浸料；

(4)、將暴露于復(fù)合材料層合板外的高溫光纖，用脫模薄膜A4000材料包覆；

(5)、按照通常的方法對預(yù)埋有光纖光柵的復(fù)合材料層合板進(jìn)行封裝、固化成型、脫模；脫模后，得到完好的預(yù)埋光纖復(fù)合材料層合板。

預(yù)埋在復(fù)合材料預(yù)成型板中的普通光纖光柵的數(shù)量大于1根時，暴露于復(fù)合材料預(yù)成型板外的每兩根高溫光纖之間采用脫模薄膜A4000材料隔離分開。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明利用高溫光纖在高溫高壓條件下，高溫光纖涂覆層保存良好，仍然具有較好的韌性特點(diǎn)，將高溫光纖與普通光纖光柵結(jié)合，將普通光纖光柵和部分高溫光纖預(yù)埋于復(fù)合材料預(yù)成型結(jié)構(gòu)中，能保證光柵傳感功能、保證復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性能的前提下，有效防止光纖在脫模、運(yùn)輸、加工過程中，輕易就容易斷裂的缺點(diǎn)，提高預(yù)埋光纖光柵的成活率。

本發(fā)明提出了一種預(yù)埋光纖光柵復(fù)合材料層合板制造工藝方法。這種方法利用高溫光纖耐熱性的特點(diǎn)，首先，采用普通的光纖光柵或采用普通光纖光柵焊接成串，根據(jù)需要截取一定的長度，其次，截取一定長度的高溫光纖，將高溫光纖和普通光纖光柵或光柵串焊接在一起，焊接前，將高溫光纖置于酒精燈上燒烤，去除高溫光纖焊接節(jié)點(diǎn)處的涂覆層，去除涂覆層后用酒精清洗。再次，將焊接好的光纖光柵預(yù)埋于復(fù)合材料層合板中，預(yù)埋時，需要注意將高溫光纖和普通光纖的焊接點(diǎn)、普通光纖光柵都預(yù)埋包含在預(yù)成型板內(nèi)。再次，將暴露于層合板外的光纖用脫模薄膜A4000材料隔離分開，對于1根光纖，可以用A4000材料直接包覆光纖進(jìn)行隔離分開，對于多根光纖，可以對每根光纖分別包覆進(jìn)行隔離，也可以按光纖層一次性進(jìn)行隔離，最后，采用通常的方法對復(fù)合材料層合板封裝、固化成型和脫模，得到預(yù)埋光纖光柵復(fù)合材料層合板。本發(fā)明對預(yù)埋光纖光柵的數(shù)量沒有限制，突破了復(fù)合材料層合板預(yù)埋光纖光柵過程中，出口位置處光纖容易斷裂的制造工藝瓶頸問題，促進(jìn)光纖光柵傳感器在復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)中的工業(yè)應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意平面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明，

第一步、首先根據(jù)復(fù)合材料層合板5的長度，截取一定長度的普通光纖光柵2。