一种碳纤维复合材料制品的修补设备及其方法与流程

本发明涉及复合材料制品修补，具体为一种碳纤维复合材料制品的修补设备及其方法。

背景技术：

1、碳纤维复合材料制品本身为层间结合，在使用环境中，在应力部位或结合部位容易出现裂痕，需要利用粘结剂和碳纤维预浸布进行相应修复，中国专利网公开了一种塑料管夹的注塑装置，申请号为202010571173.4，该装置可使在过渡段部位的前后注塑过程熔胶流动状态保持一致，避免了出现流痕，提高粘接界面胶的喷涂效果；

2、但是目前的修补设备，修补结合面规整性欠佳，设备与修补结合面的契合性不足，以致粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面喷砂粗化工作间的兼容适应性不佳，无法保证修补强度，容易造成无效修补。

技术实现思路

1、本发明提供一种碳纤维复合材料制品的修补设备，可以有效解决上述背景技术中提出的目前的修补设备，修补结合面规整性欠佳，设备与修补结合面的契合性不足，以致粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面喷砂粗化工作间的兼容适应性不佳，无法保证修补强度，容易造成无效修补的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳纤维复合材料制品的修补设备，包括顶盘，所述顶盘底部安装有凹型座，所述顶盘底部位于凹型座顶部位置处安装有整形喷涂机构；

3、所述整形喷涂机构包括轴杆；

4、所述顶盘底端中部嵌入转动安装有轴杆，所述轴杆底端安装有螺纹杆，所述螺纹杆底端安装有弹性头，所述螺纹杆外侧通过螺纹安装有螺纹圈，所述螺纹杆外侧位于螺纹圈底部位置处滑动安装有滑环，所述螺纹杆外侧位于螺纹圈和滑环之间位置处套接有压簧，所述滑环外曲面沿圆周方向等角度转动安装有若干空心臂，所述空心臂底部安装有传动座，所述传动座内侧对称转动安装有空心齿轮，所述空心齿轮底部安装有安装头，所述安装头和空心臂端部均安装有支管，且安装头和空心臂均通过支管与空心齿轮连接；

5、所述安装头内部开设有空腔，所述空腔底端中部嵌入转动安装有轴管，所述空心臂、传动座、空心齿轮、安装头、支管、空腔和轴管共同组成连动调节结构，所述连动调节结构沿滑环圆周方向共设置有五组，且五组连动调节结构底部分别安装有刻磨笔、喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头；

6、所述轴杆外曲面中部转动安装有安装盘，所述安装盘外曲面底部沿圆周方向等角度转动安装有若干驱动螺杆，所述驱动螺杆外侧通过螺纹安装有螺纹头，所述驱动螺杆外侧靠近安装盘一侧位置处滑动安装有滑圈，所述驱动螺杆外侧位于螺纹头与滑圈之间位置处套接有弹簧，所述螺纹头和滑圈外曲面底部均安装有气弹簧，所述螺纹头底部的气弹簧端部安装有压块，所述安装盘外曲面顶部转动安装有齿圈，所述驱动螺杆外曲面对应齿圈位置处安装有齿盘，所述螺纹杆外侧位于滑环底部滑动安装有限位环，所述滑环外曲面沿圆周方向等角度安装有若干滑轨。

7、优选的，所述凹型座侧端面顶部嵌入滑动安装有滑条，所述凹型座侧端面一侧对应滑条位置处嵌入转动安装有横向螺杆，所述滑条侧端面一侧安装有纵向螺杆，所述滑条侧端面另一侧安装有支撑杆，所述纵向螺杆和支撑杆外侧滑动安装有口子框，所述口子框侧端面一侧对应纵向螺杆位置处嵌入转动安装有螺纹套，所述口子框顶端一个拐角处转动安装有竖向螺杆，且竖向螺杆通过螺纹与顶盘连接，所述口子框顶端剩余拐角处安装有导向杆，且导向杆与顶盘滑动连接。

8、优选的，所述弹性头和压块底端中部均嵌入安装有激光灯，所述激光灯输入端与外部电源输出端电性连接，所述空心齿轮侧端面中部安装有指针，所述传动座侧端面对应空心齿轮位置处嵌入安装有角度盘，所述限位环通过滑轨与传动座滑动连接，所述传动座通过气弹簧与滑圈连接。

9、优选的，所述刻磨笔、擦拭头和负压头顶端均与对应的安装头转动连接，所述喷砂头顶端与安装头固定连接，所述注塑头外曲面顶部转动安装有丝杆，且注塑头通过丝杆与安装头连接，所述喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头均通过轴管与空腔连接，所述注塑头顶端与轴管滑动连接，所述刻磨笔、喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头沿轴杆转动方向依次等角度排列。

10、优选的，一个所述空腔内部转动安装有偏转轮，所述刻磨笔顶端通过轴管与偏转轮连接，所述安装头底端位于刻磨笔一侧开设有喷气口，所述空腔外曲面两侧对应喷气口和支管位置处开设有开槽，所述擦拭头端部套接有海绵套，一个所述安装头底端位于海绵套外侧位置处安装有刮耳，所述负压头外曲面等距均匀嵌入安装有若干滤网。

11、优选的，喷砂头外曲面底部和底端均等距均匀开设有若干射砂口，所述安装头底端位于喷砂头外侧位置处安装有伸缩套。

12、优选的，所述凹型座顶部安装有定向传输机构，所述定向传输机构包括传动盒；

13、所述顶盘顶端中部安装有传动盒，所述轴杆顶端位于传动盒内部位置处安装有转轮，且转轮与传动盒转动连接，所述传动盒底端一侧安装有排气管，所述顶盘顶端两侧对称安装有储料盒，所述储料盒顶端一侧安装有增压管，所述传动盒顶端两侧对应增压管位置处安装有通断阀，所述储料盒内部滑动安装有活塞板，所述活塞板顶端一侧安装有伸缩管，一个所述储料盒底端中部安装有清洁管，另一个所述储料盒底端中部安装有注胶管；

14、所述顶盘顶端一侧安装有储砂桶，所述储砂桶内壁底部安装有漏沙斗，所述储砂桶底端中部开设有出沙口，所述顶盘外曲面对应出沙口位置处通过螺纹嵌入安装有螺栓，所述出沙口端部安装有射砂管，所述传动盒顶端一侧对应储砂桶位置处安装有喷气管；

15、所述顶盘顶端另一侧安装有回料箱，所述回料箱顶端中部安装有抽风管，所述顶盘顶端位于传动盒与回料箱之间位置处安装有气泵，所述传动盒顶端一侧靠近气泵位置处和回料箱底端中部均安装有接气管，所述回料箱通过接气管与气泵出气端连接，所述回料箱通过接气管与气泵进气端连接；

16、所述轴杆外曲面顶部和底部均等距均匀嵌入安装有若干环盒，所述环盒外曲面嵌入转动安装有密封环，且排气管、清洁管、注胶管、射砂管和抽风管均通过密封环与环盒连接，所述环盒内壁安装有连接管，且连接管两端分别与安装盘两侧的环盒连接，所述滑环内部沿圆周方向等角度开设有若干连接腔，所述连接腔外壁嵌入安装有波纹管，且连接腔通过波纹管与环盒连接，所述空心齿轮另一侧端面中部安装有短管，且空腔和空心臂内腔均通过支管与短管连接，所述空心臂内腔与连接腔直接导通。

17、优选的，所述储料盒顶端对应伸缩管位置处嵌入安装有填料阀，且伸缩管端部与填料阀连接，所述顶盘外曲面对称安装有竖筒，所述竖筒内部滑动安装有隔板，所述隔板和活塞板顶端中部均安装有顶杆，所述顶杆顶端安装有连接板，所述竖筒底端中部安装有气阀。

18、优选的，所述回料箱侧端面顶部嵌入滑动安装有密封抽屉，所述回料箱侧端面底部嵌入滑动安装有过滤盒，所述密封抽屉底端中部和回料箱内部位于过滤盒与密封抽屉之间位置处嵌入安装有滤板，所述过滤盒内部依次填充有活性炭、过滤海绵和干燥剂。

19、优选的，根据一种碳纤维复合材料制品的修补设备的修补方法，包括如下步骤：

20、s1、使用碳纤维预浸布或高温双马树脂的高温碳纤维预浸布或高温氰酸酯石英纤维预浸布烘烤成型制作硬化片；

21、s2、把需要修补的损伤部位或开裂的部位，用刻磨笔打磨去除受损纤维，然后喷砂粗化处理好要修复的碳纤维基材，将粉尘吹净，再使用溶剂擦拭干净，烘烤固化的碳纤维硬片也需要喷砂粗化，将粉尘吹净，再使用溶剂擦拭干净；

22、s3、使用dp460胶对一般碳纤维复合材料制品进行修复，使用dp760胶对高温双马树脂类的高温纤维复合材料制品和高温氰酸酯石英纤维复合材料制品进行修复，并依照重量比加入3％-10％的短纤维，把胶和纤维调配均匀；

23、s4、进行碳纤维硬片试贴，确认碳纤维硬片的造型和被修补部位符合后，在需要修补的碳纤维复合材料制品部位以及碳纤维硬片的正反两面均匀喷涂已经调配好的混合有碳纤维短纤的dp460胶；

24、s5、把碳纤维硬片贴附到被修补的产品上面，贴紧压实并平稳放置，常温下静置60分钟以后进入烤箱烘烤，烘烤条件为80℃/60分钟，待产品烘烤完成，将产品表面修整平顺，即完成修补工作。

25、1、设置有整形喷涂机构，通过空心臂、传动座、空心齿轮、安装头、支管、空腔和轴管相配合，可构造连动调节结构，可对刻磨笔、喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头的位置进行同步调控，使修补结合面更加规整，大幅提高设备与修补结合面的契合性，可有效提高粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面喷砂粗化工作间的兼容适应性和衔接稳定性，同步提升粘接界面胶的涂抹均匀性、修补结合面的粗化均衡性以及修补结合面的洁净性，使得待修补的碳纤维复合材料与碳纤维固化硬片间的结合更加稳定牢靠，充分保证修复强度，使得修补工作的可靠性和有效性得以大幅加强。

26、2、通过轴杆、螺纹杆、螺纹圈、滑环、压簧、限位环和滑轨相配合可对传动座位置进行便捷调控，加之安装盘、驱动螺杆、螺纹头、滑圈、弹簧、齿圈和齿盘的同步限位作用，可充分利用压簧和弹簧的弹性压力对刻磨笔、喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头的端部位置进行精准调节，提高修补结合面修整工作的可控性，大幅提高修补结合面的处理效率和精度，实现设备对不同待修补的碳纤维复合材料的不同损伤情况的兼容适应性，在扩大装置的有效适应范围的同时间接提高修补工作的修复效果；

27、加之角度盘和指针的指示作用，可便捷对修补结合面的凹陷角度进行确定，大幅加强碳纤维固化硬片的修剪便捷性和精度，变相提升修补效率，通过弹性头、气弹簧和压块相配合加之激光灯的指示作用以及滑条、支撑杆、口子框、横向螺杆、纵向螺杆、竖向螺杆、导向杆和螺纹套的限位调节作用，可对设备进行快速对位校正，并对待修补的碳纤维复合材料进行辅助性限位固定，加强修补工作的稳定性。

28、3、通过喷气口、开槽和偏转轮相配合，可充分发挥刻磨笔的工作性能，提高受损纤维的打磨去除效果，并可实现同步降温和粉尘清理，加强打磨精度并提升刻磨笔使用寿命，通过伸缩套和射砂口相配合，可对射砂粗化面进行精准控制，在节省砂石的同时，有效提升喷砂粗化精度，避免待修补的碳纤维复合材料二次损伤，通过海绵套和刮耳相配合可进一步加强清理效果，通过滤网可保证装置运行稳定性，避免堵塞，通过丝杆则可进一步提升粘接界面胶的涂抹效果，节省黏合剂的同时使其涂抹更加均匀。

29、4、设置有定向传输机构，通过环盒、密封环、连接管、连接腔、波纹管和短管相配合，可构造五组独立的流体同步传输路径，与排气管、增压管、喷气管、清洁管、注胶管、出沙口、抽风管、接气管和射砂管相配合，可构造完整的流体传输路径，对气泵提供的气流压力进行转化利用，仅需要一个动力源即可实现粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面的喷砂粗化工作，实现气流的多重利用，大幅提升能源有效利用率，使设备更加节能高效，加之螺栓和通断阀的限流作用，可实现粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面的喷砂粗化工作的快速转化，提高设备工作的连贯性和可靠性；

30、通过传动盒和转轮相配合，可给予刻磨笔、喷砂头、擦拭头、负压头和注塑头偏转驱动力，加强粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面的喷砂粗化工作的可靠性和效率性，通过储料盒、活塞板和伸缩管相配合，可提供稳定性存储空间，配以填料阀、竖筒、隔板、顶杆、连接板和气阀，可对清理溶剂和粘接界面胶进行快速补充并可对其排放速度进行便捷调控，通过储砂桶和漏沙斗相配合，可大幅提升砂石下料稳定性，通过回料箱、密封抽屉、过滤盒和滤板相配合则可对气流进行过滤，提高气流流动流畅性，并可对砂石粉尘进行集中收集，提高修补作业的环保性。

31、5、通过预先独立制作碳纤维固化硬片，可适用于批次性、大批量产品修补且修补方法制程稳定、修补后效果良好、强度可靠，使用dp460胶和dp760胶作为粘接界面胶来粘合硬化片和被修补制品，可以达到重量超轻量化，又具有绝佳隔热效果，满足用户要求，在保证修复强度的同时，因为整个修补工作可以目视查看检验，碳纤维硬化片如有移位可以及时纠正，预防了最终修补失效的发生。

32、综上所述，本碳纤维复合材料制品的修补设备和方法，可大幅加强设备与待修补的碳纤维复合材料的契合度，同步提升粘接界面胶喷射涂抹工作、修补结合面打磨清理工作以及修补结合面喷砂粗化工作的稳定性和可靠性，并可实现碳纤维固化硬片的快速修剪和精准对位，在保证修补强度的同时，扩大修补工作的适应范围和适应性。