[發明專利]生產纖維增強塑料比較體的方法及測試方法

在審

• 申請號: 201980058474.2
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN112654867A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 赫爾穆特·赫勒;安娜·卡麗娜·施平德勒;斯特凡·克羅斯邁爾
• 申請（專利權）人: FACC股份公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N25/72;G01N29/30
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘海勝;宋琴芝

本發明涉及生產纖維增強塑料(FRP)比較體(30)的方法，FRP比較體(30)模擬FRP組件的無損測試的層孔隙(14)，該方法包括以下步驟：i.通過以下方式生產第一部分(6)：a.布置具有切口(2)的第一FRP層(1)；b.在第一FRP層(1)上布置至少一個第二FRP層(7)；c.對第一(1)和第二FRP層(7)的布置進行預硬化以獲得第一部分(6)；ii.通過以下方式生產第二部分(8)：a.布置另外的FRP層(9)；b.對另外的FRP層(9)的布置進行預硬化以獲得第二部分(8)；iii.將第一部分(6)連接到第二部分(8)，第一部分(6)上的切口(2)面向第二部分(8)；和iv.對第一部分(6)和第二部分(8)的布置進行硬化，在第一FRP層(1)的切口(2)上形成層孔隙(14)。

本發明涉及一種用于生產纖維增強塑料(FRP)比較體的方法，該FRP比較體用于模擬FRP組件(特別是飛機組件)的無損測試的層孔隙。

本發明還涉及一種用于FRP組件(特別是飛機組件)的無損測試的方法。

在安全關鍵性的纖維增強塑料(FRP)組件(纖維-塑料復合組件)，例如飛機組件的制造中，隨后的組件缺陷的測試和檢測特別重要。為此，通常使用無損測試方法(例如，“無損測試”，簡稱NDT)，以便一方面能夠立即檢測有缺陷的組件，另一方面不會通過測試方法本身損壞無缺陷組件。為了還能夠得出關于在測試方法期間生產中潛在缺陷來源的結論，將檢測到的組件缺陷分配給一種缺陷類型或一種缺陷類別。為了進行比較和校準，為此生產了帶有專門引入的人工組件缺陷的比較體，并借助NDT方法對其進行測量。為了在這種情況下確保將組件錯誤準確地分配給錯誤類別，比較體中的人工組件缺陷(組件缺陷作為參考)必須盡可能精確地模擬毛坯(測試樣本)的生產缺陷。

但是，大多數組件缺陷很難被模擬，到目前為止，鑒于這種情況，根據缺陷的類型，人工組件缺陷與毛坯的缺陷或多或少地有很大不同。尤其是到目前為止，不能令人滿意地模擬所謂的層孔隙。在這種情況下，層孔隙與組件的兩個FRP層之間的基體或FRP材料的連接裝置中的微觀和宏觀氣體或空氣夾雜物的集中聚集有關。因此，應當將層孔隙與分層(即兩個FRP層的平面分離)和體積孔隙(即基本上在FRP層壓件的整個橫截面上的FRP層壓件基體中的微觀和宏觀氣體夾雜物(孔)的分布)區分開來。由于層孔隙會導致FRP層的部分分離，因此特別是在飛機組件中會具有嚴重后果，最重要的是確定層孔隙并由此以最真實的模擬層孔隙的方式生產比較體。

從現有技術中已知用于模擬組件缺陷的各種方法。例如，在EP3193164A1中描述了一種方法，其中借助于膨脹體可以將組件誤差引入FRP組件中。為此，將膨脹體放置在幾層FRP材料之間，添加樹脂，然后加熱。由于膨脹體的高膨脹系數，其在冷卻期間比圍繞其的FRP材料更大程度地收縮并由此產生大的剩余空腔。然后，膨脹體作為異物保留在組件中。

在CN104407060中，借助于玻璃球來模擬材料的孔隙，該玻璃球在生產過程中被引入到材料中。但是，這些也被保留在材料中。

此外，從US2014/0346405A1中已知一種用于在復合材料中產生孔隙的方法。為此目的，將復合材料暴露于不同的硬化方法，以便由此通過逸出氣體而產生不同程度的孔隙度。

從EP1750123A2中進一步已知一種用于在復合材料中模擬組件缺陷的方法。在這里，孔被逐層切割，各個層被部分硬化，然后才相互連接。

從US2007/0095141A1中還已知一種用于復合材料的測量方法，其中借助于激光器引入復合材料的組件缺陷。

缺點是，在現有技術中已知的比較體中，經常發生錯誤的檢測，因為在已知的測試方法中，由于外來體殘留在比較體中，使得測量結果被偽造，并且還不能確定是否能檢測到模擬組件缺陷或外來體。另一方面，在那些允許在不將外來體殘留在比較體中產生組件缺陷的方法中，不可能在比較體中的規定位置處具體引入組件缺陷，而這使得檢測起來相當困難。然而，所有這些已知方法還具有一個共同點是它們根本不能模擬層孔隙，即將FRP組件的各個FRP層進行部分分離，或者只能對此模擬但不能令人滿意。