CN108349175B - 修复复合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种修复对包含复合基板(14)和至少一个屏蔽材料层(16)的复合材料(12)的损坏的方法。该方法包括以下步骤：a)通过在所述至少一个屏蔽材料层中创建孔(20)来去除对所述至少一个屏蔽材料层(16)的损坏；b)经由树脂在孔的区域中施加屏蔽材料片(28，32)，其中，树脂重量与屏蔽材料片的重量的比处于约0.45至0.55的范围内；以及c)固化树脂，其中，在固化的至少一部分期间吸收性可消耗材料(42)被定位成与树脂接触。

Description

修复复合材料的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2015年9月16日提交的英国专利申请第1516391.8号的优先权。
技术领域
本发明涉及通过将屏蔽材料(例如，扩展的箔层，如铜箔层)应用于复合材料来修复复合材料的一种或多种方法。另外，本发明涉及用于修复通常结合到用于建造飞行器的复合材料中的屏蔽材料层的一种或多种方法。本发明还包括所得到的修复件。
背景技术
对于由复合材料建造飞行器的技术人员来说应该明显的是，在飞行器上特别是在飞行器的蒙皮上存在其中屏蔽材料被嵌入飞行器的蒙皮中的区域。
由于复合材料不是特别导电的，因此屏蔽材料为飞行器提供电磁干扰(“EMI”)屏蔽。屏蔽材料传导电流，消散任何电荷的积聚，为飞行器内的***提供电磁保护，并最小化对复合结构的损坏。屏蔽材料提供了其他优点，这对于本领域技术人员应该是明显的。
如果复合材料损坏，则需要修复复合材料。飞行器上的雷击或机械应力导致的开裂等可能导致复合材料的损坏。
如果屏蔽材料损坏，则需要修复屏蔽材料，使得修复的屏蔽材料与存在于未损坏的复合结构中/上的屏蔽材料适当地接合。一旦修复完成，适当的界面将复合材料的电气性能重建到期望的水平。
修复屏蔽材料的现有方法在针对修复而重建可接受的电气性能、建立可接受的表面光洁度和/或为维护/修复人员提供修复便利性方面有缺陷。
因此，本文提供了一种用于修复包含屏蔽材料的复合材料的改进方法。
发明内容
本发明至少部分地解决了关于现有技术的一个或多个缺陷。
特别地，在一个方面，本公开内容描述了一种用于修复对包含复合基板和至少一个屏蔽材料层的复合材料的损坏的方法，该方法包括：
通过在所述至少一个屏蔽材料层中创建孔来去除对所述至少一个屏蔽材料层的损坏；
经由树脂在孔的区域中施加屏蔽材料片，其中，树脂重量与屏蔽材料片的重量的比处于约0.45至0.55的范围内；以及
固化树脂，其中，在固化的至少一部分期间吸收性可消耗材料被定位成与树脂接触。
所述至少一个屏蔽材料层可以包括第一屏蔽材料层和第二屏蔽材料层，其中，所述方法进一步包括：
在第一屏蔽材料层中创建第一孔；以及
在第二屏蔽材料层中创建第二孔。
第一孔可以比第二孔小。
与第二屏蔽材料层相比，第一屏蔽材料层可以是屏蔽材料的增强层。
片可以包括第一层和第二层。该方法还包括将片的第一层定尺寸为配合在第一孔内或者比第一孔大。
片的第一层可以包括第一屏蔽材料并且片的第二层可以包括第二屏蔽材料。
片的第二层可以定尺寸为大于第二孔，以覆盖复合材料的第二屏蔽材料层。
片的第二层可以在所有侧上比片的第一层大在1.0至3.0(25.4mm至76.2mm)之间的最小距离。
第一屏蔽材料和第二屏蔽材料可以包括铜箔。
复合基板可以包括碳纤维。
该方法可以进一步包括创建袋装，其中，吸收性可消耗材料定位在树脂和片的组件与释放膜之间。
该方法可以进一步包括将片的第一层定尺寸为配合在复合材料的第二屏蔽材料层中的孔内。
第一屏蔽材料层可以是重量在0.1lb/ft2至0.5lb/ft2之间的金属箔。
第一屏蔽材料层可以是重量在0.2lb/ft2和0.4lb/ft2之间的金属箔。
第二屏蔽材料层可以是重量在0.02lb/ft2和0.05lb/ft2之间的金属箔。
第二屏蔽材料层可以是重量在0.02lb/ft2和0.035lb/ft2之间的金属箔。
本发明的其他方面将从下面的段落中变得明显。
附图说明
现在将结合附图对本发明进行描述，在附图中：
图1是根据本发明的教导的修复的第一实施方式的图示侧视图；
图2是根据本发明的教导的修复的第二实施方式的图示侧视图；
图3是根据本发明的教导的修复的第三实施方式的图示侧视图；
图4是预期用于实现图1所示修复的第一实施方式的选定设备的图示侧视图；以及
图5是示出根据本发明的方法的一个实施方式的流程图。
具体实施方式
现在将结合本发明的一个或多个实施方式来描述本发明。实施方式的讨论并不意在限制本发明。相反，对实施方式的任何讨论旨在举例说明本发明的宽度和范围。对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用在此描述的一个或多个实施方式的变型和等同内容。这些变型和等同内容旨在被包含在本专利申请的范围内。
在广泛的非限制性术语中，预期本发明涵盖复合材料的若干不同修复以及可以用于实现这些修复的若干方法。在一个实施方式中，本发明包括含有两层或更多层屏蔽材料的复合材料的修复。在第二设想的实施方式中，本发明解决仅包括单层屏蔽材料的复合材料的修复。在第三设想的实施方式中，本发明解决将增强的屏蔽材料添加到通常不包括任何增强的屏蔽材料的复合材料。针对这些目标，还预期本发明涵盖包括由一种或多种屏蔽材料制成和/或结合有一种或多种屏蔽材料的一个或多个片。
举例来说，屏蔽材料包括但不限于用于飞行器上的复合部件的防雷保护的金属箔和网。
同样不受本公开内容的限制，预期本发明涵盖树脂的重量与用于修复的屏蔽材料的重量的比。更具体地，预期本发明包括使用预定重量比的混合树脂与屏蔽材料将屏蔽材料与复合基板接合。本发明设想：屏蔽材料完全接合到复合基板；屏蔽材料完全封装在树脂内；在修复屏蔽材料之间存在充分紧密接触以确保可接受的电磁干扰性能(符合预定标准)；修复区域的后处理返工满足空气动力学和美观要求并且最小化另外的努力。
在不限制本发明的情况下，预期屏蔽材料与复合基板的接合可以或可以不需要使用一种或多种可消耗材料，例如一个或多个释放膜和/或织物。释放膜和/或织物通过帮助确保在固化之前将受控量的过量树脂从修复中去除并且在固化过程期间使用的任何装袋材料不粘附到固化树脂上来辅助树脂的固化。释放膜也可以有助于最小化修复区域的任何后固化工作。
鉴于以上提供的广泛的、非限制性的概述，现在将结合一个或多个实施方式来描述本发明。
图1是根据本发明的复合材料12的第一修复10的图示侧视图。如图1所示，复合材料12包括复合基板14、沉积在其上的第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18。
在第一修复10的情况下，复合材料12至少包括复合基板14、第一屏蔽材料层16、第二屏蔽材料层18、以及一旦固化，将各层接合在一起的任何基质剂，例如一种或多种树脂。对于本领域技术人员来说明显的是，树脂未在图1中示出。
为了清楚起见，本发明不应被理解为仅限于图1中所示的复合材料的组合和/或构造。预期其他组合和/或构造被包括在本发明中。例如，复合材料12可以包括两个或更多个基板14、两层或更多层第一屏蔽材料16、和/或两层或更多层第二屏蔽材料18。
此外，应注意的是，复合基板14、第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18相互层叠的特定顺序对于本发明而言并不重要。尽管所示实施方式描绘了预期最常遇到的构造，但本发明不应被认为仅限于此。
在讨论第一修复10的各个方面之前，提供组成复合材料12的部件的各个方面的非限制性概述。
预期复合基板14包括嵌入固化树脂基质中的一层或多层纤维织物。纤维织物被设想为碳纤维织物。然而，其他织物，无论是否织造，均被认为落入本发明的范围内。例如，芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维和尼龙纤维等被认为是在不脱离本发明的范围的情况下可以采用的替代方案。更进一步地，在不脱离本发明的预期范围的情况下，复合基板14可以组合多种不同类型的纤维材料。
预期接合形成复合基板的层的树脂是热固性树脂。可替代地，可以使用热塑性树脂。在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用其他树脂。
虽然复合基板14被设想为由单一材料(例如嵌入固化树脂中的碳纤维)制成的纤维织物制成，但是复合材料14不限于此。不同类型的织物可以结合在一起以形成复合基板14。单独地，可以设想，复合基板14可以将非织物材料(例如蜂窝材料)与一个或多个上述织物层结合在一起。
第一屏蔽材料16被预期为铜箔。根据非限制性实施方式，第一屏蔽材料16可以是重量在0.1lb/ft2到0.5lb/ft2之间的铜箔材料。更具体地，第一屏蔽材料可以是重量在0.2lb/ft2和0.4lb/ft2之间的铜箔材料。虽然铜被设想用于第一屏蔽材料16，但是在不脱离本发明的范围的情况下，第一屏蔽材料16可以由任何其他合适的金属制成。设想用于屏蔽材料16的其他材料包括例如铝、镍、铁、铜合金、铝合金、镍合金、铁合金、钢等等。为了本发明的目的，屏蔽材料16可以由任何其他导电金属材料或合金制成。
如所指出的，第一屏蔽材料16被设想为铜箔。在下面的讨论中，箔被设想为单层材料。可以对箔进行穿孔、图案化、压花或以其他方式制造以提供一种或多种期望的性质，包括但不限于箔响应于热和/或机械应力和应变而伸展的能力。可替代地，第一屏蔽材料层16可以由编织网状材料制成。换句话说，第一屏蔽材料层16不需要被构造成金属箔。作为编织网状材料，第一屏蔽材料层16可以由编织成织物的金属丝制成。根据一个另外的替代方案，第一屏蔽材料层16可以由扁平金属带编织成织造织物而产生。更进一步地，第一屏蔽材料层16可以是穿孔的和扩展的箔、钻孔材料或具有由导致多孔表面的过程形成的穿孔的任何其他材料。为此，第一屏蔽材料层16可以经由任何数目不同的方法来构建，所有这些都被认为落入本发明的范围内。
预期第二屏蔽材料18具有与第一屏蔽材料16相同的组成性质。特别地，第二屏蔽材料18被设想为铜箔。
像第一屏蔽材料16一样，第二屏蔽材料18可以由可替代材料制成。这些材料包括但不限于金属、合金、铝、镍、铁、铜合金、铝合金、镍合金、铁合金、钢等等。与第一屏蔽材料16的情况一样，第二屏蔽材料可以被构造成箔、织造金属织物、穿孔板等。根据非限制性实施方式，第二屏蔽材料16可以是重量在0.02lb/ft2至0.05lb/ft2之间的铜箔材料。更具体地，第二屏蔽材料可以是重量在0.02lb/ft2和0.035lb/ft2之间的铜箔材料。
注意到，第二屏蔽材料层18预期为比第一屏蔽材料层16更薄并因此更轻。结果，在第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18具有相同的组成特性的实施方式中，第二屏蔽材料18预期具有比第一屏蔽材料16低的每单位面积重量(例如，较低的面重量)。在至少一个非限制性示例中，第二屏蔽材料层18被设想为比第一屏蔽材料层16更慢地耗散电力。因此，通过与第二屏蔽材料层18相比，第一屏蔽材料层16的所选特性得以增强。至少由于这个原因，第一屏蔽材料层16也被称为“增强屏蔽材料16”。
再次参照图1，可以设想，响应于对第一屏蔽材料层16、第二屏蔽材料层18或第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18两者的一些损坏，将实现第一修复10。在所示的实施方式中，预期第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18两者已经以某种方式被损坏，由此需要重建它们。
当实现第一修复10时，可以预期复合材料12将首先被准备用于第一修复10。具体地，可以预期的是，围绕损坏部分的第一屏蔽材料层16的部分将被去除。类似地，在需要时，围绕损坏部分的第二屏蔽材料层18的部分将被去除。为了准备(或预处理)用于第一修复10的区域，可以采用烧剥来去除第一屏蔽材料层16和/或第二屏蔽材料层18的部分。尽管预期使用烧剥，但是可以采用任何其他去除技术而不脱离本发明的范围。例如，可以采用打磨和/或研磨。其他预处理操作包括但不限于去除灰尘、油漆、底漆等。无论使用何种技术，预期用于第一修复10的区域将被准备(或预处理)以促进第一修复10。
虽然预期复合材料12的预处理用于实现第一修复10，但第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18的损坏可能具有不需要预处理的这样的特性。此外，在复合材料12不包含屏蔽材料层16、18的情况下，可能不需要预处理。本发明旨在涵盖需要预处理的情况以及不需要的情况。
返回到图1，不管是否被去除作为对复合材料12的预处理操作的一部分，第一屏蔽材料层16的去除部分在第一屏蔽材料层16中建立具有第一孔宽度22的第一孔20。类似地，第二屏蔽材料层18的去除部分在第二屏蔽材料层18中建立具有第二孔宽度26的第二孔24。应该明显的是，当在图1所示的复合材料12上执行预处理操作时，在去除第一屏蔽材料层16的损坏部分之前或同时去除第二屏蔽材料18层的损坏部分。
关于第一修复10，使用包括第一屏蔽材料16的第一层28和第二屏蔽材料的第二层32的片。片的第一层28包括第一片宽度30，并且片的第二层32具有第二片宽度34。虽然可以设想片的第一层28将由与第一屏蔽材料16相同的材料制成，但本发明不需要这样。片的第一层28可以由与第一屏蔽材料16不同的组成和构造的不同材料制成。类似地，片的第二层32预期由与第二屏蔽材料18相同的材料制成。如同片的第一层28一样，该布置不需要实施本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，片的第二层32可以由具有与第二屏蔽材料18的材料不同的组成和结构的不同材料制成。
同样关于图1，注意到第一孔宽度22仅仅是限定第一孔20的总面积的尺寸之一。自然地，没有描绘深度尺寸。类似地，第二孔宽度26、第一片宽度30和第二片宽度34仅仅是限定第二孔24、片的第一层28和片的第二层32的总面积的尺寸之一。因此，为了本讨论的目的，对第一孔宽度22、第二孔宽度26、第一片宽度30和第二片宽度34的引用还旨在指代第一孔区域(未示出)、第二孔区域(未示出)、第一片区域(未示出)以及第二片区域(未示出)。
结合第一修复10，可以设想修复10可以涉及从第一屏蔽材料层16去除0.75英寸(19.05mm)的最小长度。如上所述，从第一屏蔽材料层16中去除材料可以涉及使用烧剥工具、砂纸等。在预期的实施方式中，从第一屏蔽材料层16的去除部分的区域的边缘可以离任何紧固件孔或埋头孔的边缘最小为0.5英寸(12.7mm)。
继续参照图1，可以设想，片的第一层28可以被成形为使得第一片宽度30与第一孔宽度22共同延伸。换句话说，第一片宽度30可以基本上等于(或者略小于)第一孔宽度22。
对于图示的第一修复10，第二片宽度34可以大于第二孔宽度26。此外，片的第二层32可以在所有侧上与第一片28交叠1.0英寸至3.0英寸(25.4mm至76.20mm)。应注意的是，交叠可以可替代地落入以下范围中之一：1.25英寸至2.75英寸(31.75mm至69.85mm)、1.50英寸至2.50英寸(38.10mm至63.5mm)、1.75英寸至2.25英寸(44.45mm至57.15mm)。另外，交叠可以是约2.00英寸(50.8mm)。
图2示出了根据本发明的第二实施方式的第二修复36。在此，结构大部分与图1中描述和示出的相同。然而，对于第二修复36，片的第一层28的尺寸大于第一孔20的尺寸。特别地，参照图2，注意到第一片宽度30大于第一孔宽度22。如在第一实施方式中那样，第二片宽度34大于第二孔宽度26。
由于至少一个原因，第一修复10的构造与第二修复36的构造有意不同。可以预期的是，第一修复10将被用于飞行器的空气动力学敏感的区域或者受到不太严格的EMI要求的区域。相比之下，第二修复36被设想用于飞行器的非空气动力学敏感的区域或受到更严格的EMI要求的区域。
对于本领域技术人员来说明显的是，在飞行器上存在飞行器表面的形状的微小变化可能对飞行器的空气动力学特性产生大的影响的区域。翼片和其他控制表面的选定表面属于这一类。为了使第一修复10对空气动力学表面的形状具有最小的影响，第一片宽度30被调整为基本匹配第一孔宽度22。以这种方式，可以在对复合材料12的表面的空气动力学特性没有影响或影响最小的情况下实现复合材料12的第一修复10。
预期修复36被应用于复合材料12的空气动力学敏感较低或经受更严格的EMI要求的区域。对于本领域技术人员来说应该明显的，飞行器的机身的一部分可以呈现这样的区域。在这样的区域中，第一片宽度30可以超过第一孔宽度22。可以设想，关于第二修复36，当第二修复36完成时，第二修复36可以在复合材料12的表面上留下轻微的、可见的***。
图3示出了根据本发明的第三实施方式的第三修复38。在此，结构大部分也与结合图1和图2描述和示出的结构相同。但是，对于第三修复38，在修复10的区域中的复合基板14上不存在第一屏蔽材料层16。预期该修复38将在复合基板14的可能不存在任何在下面的增强屏蔽材料16的区域中执行。然而，由于使用机械紧固件将片固定到复合基板14的修复，可能需要包括含有在修复的区域中的增强的屏蔽材料16的片，以确保修复片与现有的屏蔽材料16之间的良好的导电性。
关于第三修复38，可以设想复合材料将包括在复合基板14上的第二屏蔽材料层18。因此，虽然没有示出，但是本发明也预期包括本实施方式。
对于该第三修复38，具有第一片宽度30的片的第一层28被接合到复合基板14。可选地，具有第二片宽度34的片的第二层32在片的第一层28上方接合到复合基板14。虽然在该实施方式中示出了片的第一层28和片的第二层32，但是本发明预期片的第一层28或片的第二层32中的仅一个可以被本身采用。
另外，对于第三修复38，可以设想第一片宽度30将大于第二片宽度34。在可替代设想的实施方式中，第一片宽度30可以等于第二片宽度34。在另外又考虑的实施方式中，第二片宽度34可以小于第一片宽度30。
不管所使用的修复10、36、38如何，预期修复10、36、38将需要很少或不需要后固化处理。换句话说，在树脂固化之后，修复10、36、38预期提供合适的表面光洁度。然而，本发明并不排除一些后固化处理，例如包括一些打磨和表面修整。
图4是预期用于辅助实现图1至图3中所示的修复10、36、38的修复套件40的一个实施方式的图示侧视图。修复套件40包括多个部件，其中的一些或全部有助于实现修复10、36、38。为了便于讨论下面的修复方法60的实施方式，首先提供了修复套件40的部件的概览。
尽管为了讨论的目的可以使用相同的修复套件40来实现全部修复10、36、38，但修复套件40仅与图1中所示的第一修复10相关联地示出。
修复套件40包括置于第一修复10顶上的可消耗织物42。可消耗织物42可以定位成与用于修复的树脂接触。更具体地，可消耗织物42可以定位成与用于修复的树脂和片组件接触。在不限制本发明的情况下，可消耗织物42可以是聚四氟乙烯(“PTFE”)涂覆的玻璃织物或类似织物。预期可消耗织物42呈现对于所使用的树脂合适的吸收能力。如此，可消耗织物42还可以是多孔织物。
可以使用的多孔PTFE涂覆的可消耗织物42的一个示例是多孔释放Ease TFG250P，其为由Airtech(也被称为Tygavac Advanced Materials Ltd.的公司)制造并出售的产品，其商业地址为英国奥德姆OL99XD查德顿百老汇商业公园堤道(Causeway,BroadwayBusiness Park,Chadderton,Oldham OL9 9XD,United Kingdom)。多孔PTFE涂覆的可消耗织物42可以具有任何合适的厚度。如果使用Tygavac TFG 250P材料，那么多孔PTFE涂覆的可消耗织物42具有0.010英寸(0.254mm)的厚度。应该明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其他多孔PTFE涂覆的可消耗织物42。
多孔PTFE涂覆的可消耗织物42允许去除适量的树脂，使得修复10、36、38与树脂完全接合并封装，而不需要在固化之后去除过量的树脂。这可以通过具有期望的吸收能力来完成。此外，多孔PTFE涂覆的可消耗织物42具有选定的特性，其阻止多孔PTFE涂覆的可消耗织物42粘附到树脂并因此防止粘附到第一修复10。多孔PTFE涂覆的可消耗织物42允许气体在固化期间从中通过。如本领域技术人员应该理解的，气体包括但不限于挥发性气体和空气。
多孔PTFE涂覆的可消耗织物42也在树脂固化之后建立适合的表面。合适的表面是不需要过量后固化表面处理(例如打磨、抛光等)的表面。
第一释放膜44定位于多孔PTFE涂覆的可消耗织物42的顶上。预期第一释放膜44由倾向于阻止气体通过其中的材料制成。如此，第一释放膜44可以是液体和/或不透气材料。应该明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他类型的释放膜44。
预期垫板46被定位在第一释放膜44上方。预期垫板46是与围绕第一修复10的结构的形状相配的实心结构。在不脱离本发明的范围的情况下，垫板46可以由诸如金属或橡胶的材料或任何其他合适的材料制成。
预期第二释放膜48定位在垫板46上方。预期第二释放膜48由与第一释放膜44相同的材料制成。可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，第二释放膜48的组成可以不同于第一释放膜44的组成。
通气装置50定位在第二释放膜48的顶上。在其他情况下，通气装置50允许排出在施加到第一修复10上的树脂固化期间产生的气体(包括挥发性气体和空气)并且使任何修复后的返工最小化。
真空袋54放置在通气装置50上方。预期真空袋54允许对通气装置50下的空间施加真空。为了在周边或修复10处固定真空袋54，可以使用密封带52。在真空袋54下方的可消耗织物42、释放膜46、48、垫板46和通气装置50的布置在工业中通常称为袋装(bag-up)。
本发明预期应用约21英寸汞柱(Hg)(533.40mm Hg)的真空。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以施加更大或更小级别的真空。例如，应用于固化树脂的真空可以在21mm(0.83英寸)±2.5％汞柱、21mm(0.83英寸)±5.0％汞柱、或21mm(0.83英寸)±10.0％汞柱的范围内。
修复套件40也预期包括围绕修复的带56。带可以是聚四氟乙烯(“PTFE”)带，其在完成第一修复10之后被从复合材料12中容易地去除。
一个或多个热电偶58可以定位在第一修复10周围以监测施加到第一修复10的热量，并由此在第一修复10期间辅助树脂。对于某些树脂固化，可能不需要依赖热电偶58。因此，尽管热电偶58被设想用于监测树脂的固化，但热电偶58不需要实施本发明。
对于本领域技术人员来说明显的是，可以在固化期间通过许多不同的方法中的任何一种将热量施加于修复10。在一个非限制性示例中，可以采用加热灯。
现在将结合上述修复10、36、38和修复套件40来描述修复方法60的一个实施方式。然而，应注意的是，本文描述的修复方法60预期适用于使用树脂转移注入(“RTI”)过程制造的复合材料12。尽管设想了经由RTI过程制造的复合材料12，但是本发明也被设想适用于根据除RTI过程之外的过程制造的复合材料12。
应该注意，结合本发明描述的方法可以在可以被认为是谨慎的一个或多个步骤之后。例如，一项初步操作可以包括识别损坏程度。在一些情况下，可能需要的只是视觉检查。在其他情况下，可能有必要使用一个或多个仪器来评估复合材料12中损坏的横向尺寸以及复合材料12中损坏的深度。
结合评估损坏，并且作为在实施修复10、36、38之前可能需要的另一个初始步骤，可能有必要从复合材料12上去除任何油漆、灰尘和/或表面涂层(即，底漆)。此操作可以需要一种或多种溶剂和/或水。
另外，可以设想的是，在实施下面描述的方法之一之前可能存在可能需要执行的其他初步操作。
图5提供了概述用于实现图1中所示的第一修复10的方法60的第一实施方式的流程图。方法60同样适用于第二修复36和第三修复38。
方法60在框62处开始。
在框64处，复合材料12的表面被准备用于修复10、36、38。如上所述，这可以包括任何数目的操作，包括去除灰尘、油漆和底漆、烧剥损坏区域、打磨等。在使用烧剥时，合适的烧剥装置包括但不限于配有金刚石切割器的GMI'Leslie'便携式烧剥设备。GMI指的是GMIAero，商业地址在法国，75009巴黎9e，9rue buffault。在采用打磨的情况下，240号砂纸被认为是可接受的，但不限制本发明。
当去除第一屏蔽材料层16的一部分时，可以理解的是，复合基板12中的在下面的碳纤维层不会受到干扰，从而不会改变复合基板12的性能。因此，建议小心地去除第一屏蔽材料层16的损坏部分。另外，对复合基板12的表面(例如用240号砂纸)轻轻地研磨以准备用于修复10、36、38的复合基板12的表面可以是谨慎的。
方法60从框64前进到框66。在框66处，混合树脂。树脂可以是可用于修复10、36、38的任何合适的树脂。在一个非限制性实施方式中，树脂将被混合，使得树脂的重量为包含第一材料的第一层28和第二材料的第二层32的片的总重量的约一半(0.5)。由于片的第一层28和片的第二层32预期由铜箔制成，如上所述，可以设想树脂的重量将为被放入修复10、36、38中的铜箔的重量的约一半(0.5)。
在其他实施方式中，可以设想的是，树脂的重量与片的第一层28和第二层32的总重量的比将落在0.49至0.51的范围内、在0.48至0.52的范围内、在0.47至0.53的范围内、在0.46至0.54的范围内或在0.45至0.55的范围内。应该明显的是，无论用于构造片的第一层28和第二层32的金属如何，可以设想该比都可适用。
如上所述，可以设想的是，第一屏蔽材料和第二屏蔽材料将具有相同的组成性质。在本文讨论的非限制性实施方式中，片的第一层28和第二层32由铜制成。然而，如果片的第一层28和第二层32由不同材料制成，则如上所述，片的第一层28和第二层32的总重量适用于所使用的重量比。因此，可以设想的是，在片的第一层28和第二层32由不同材料制成的情况下，将使用具有不同组成的树脂。
该方法从框66前进到框68。在框68处，将树脂施用于适合于修复10、36、38的修复区域。当将树脂施加到修复区域时，预期树脂被刷到在由带54围绕的区域内的修复区域上。此外，可以设想的是，施加到修复区域的树脂的厚度将是均匀的并且将基本上等于片的第一层28和第二层32的厚度。应该明显的是，如果只将片的第二层32施加到修复区域，则树脂的厚度将小于片的第一层28和第二层32两者都沉积到修复区域处的厚度。
该方法从框68前进到框70。在框70处，将一个或多个片28、32定位在修复10、36、38中。
方法60从框70前进到框72，在框72处，修复10、36、38的袋装完成。如上所述，袋装包括来自修复套件40的一个或多个部件的放置，包括如上所述的可消耗织物42的定位。具体地，可消耗织物42定位成与树脂(或树脂和片组件)接触。更具体地，可消耗织物42定位在树脂和片组件与第一释放膜44之间。然后固化树脂并移除修复套件40。
固化可以涉及或可以不涉及施加热量。如此，可以设想的是，可以采用一个或多个外部热源。如上所述，在不限制本发明的情况下，加热灯可以定位在修复10、36、38附近以辅助树脂的固化。
另外，预期树脂的固化涉及对修复10、36、38应用真空。如上所述，修复套件40预期包括真空袋54。预期真空袋54被构造成使得可以在真空袋54下施加约21mm(0.83英寸)汞柱(Hg)的真空。尽管预期约21mm(0.83英寸)汞柱的真空，但如上所述，可以预期其他的真空级别也适用于本专利申请。
在框72之后，修复10、36、38的表面可以可选地完成。修整可以包括诸如打磨、涂底漆、涂漆等操作。修整还可以涉及使用溶剂和/或水来清洁修复10、36、38。出于美观的原因，例如也可以需要局部施加树脂，例如经由树脂摩擦，以便修复10、36、38的表面符合预期和/或符合适用的标准。
方法60在框74处结束。
已经认识到本发明的方法60具有许多非限制性的优点。特别地，可以设想的是，修复10、36、38的尺寸在一个或多个方向上可以非常大。例如，在不限制本发明的情况下，可以设想方法60可以用于实现一(1)米(39.37英寸)或更长的修复10、36、38，这取决于损坏的位置。
本发明的一个另外非限制性优点在于修复10、36、38的EMI特性。特别地，在修复10、36的情况下，片的层28、32被定尺寸和定位成使得它们建立与落入预定参数内的复合材料的第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18的电磁干扰性能。换言之，片定位在第一屏蔽材料层16和第二屏蔽材料层18附近，使得片修复对复合材料的屏蔽材料层16、18的损坏。
如上所述，本发明预期涵盖用于修复10、36、38的树脂的重量与片的屏蔽材料的重量的比。更具体地，预期本发明包括使用预定重量比的混合树脂与屏蔽材料层28、32将屏蔽材料(以片的层28、32的形式)接合到复合基板14上。本发明设想片的层28、32完全接合到复合基板14并完全封装在树脂内，使得复合材料上的屏蔽材料层16、18之间与片的屏蔽材料层28、32之间充分紧密接触，以确保可接受的电磁干扰性能(符合预定标准)，并且修复区域10、36、38的后固化返工满足空气动力学和美观要求，同时最小化附加努力。
同样如上所述，可以设想，片的屏蔽材料层28、32与复合基板14的接合可以需要或可以不需要使用一种或多种可消耗材料，例如一个或多个吸收释放膜和/或织物(即可消耗织物42)。释放膜和/或织物42通过确保在固化之前从修复10、36、38去除过量的树脂并且在固化过程期间使用的任何装袋材料54不粘附到固化的树脂上来辅助树脂的固化。吸收性释放膜和/或织物42还可以帮助最小化修复区域的任何后固化工作。
如上所述，本文描述的实施方式旨在作为本发明广泛范围的示例。所描述的实施方式的变型和等同内容旨在由本发明涵盖，如同在本文中描述的那样。

Claims (18)

1.一种用于修复对包含复合基板和至少一个屏蔽材料层的复合材料的损坏的方法，所述方法包括：
通过在所述至少一个屏蔽材料层中创建孔来去除对所述至少一个屏蔽材料层的损坏；
经由混合树脂在所述孔的区域中施加屏蔽材料片，其中，混合树脂重量与所述屏蔽材料片的重量的比处于0.45至0.55的范围内；以及
固化所述混合树脂，其中，在所述固化的至少一部分期间，吸收性可消耗材料被定位成与所述混合树脂接触，并且去除一定量的所述树脂；
其中，所述至少一个屏蔽材料层包括第一屏蔽材料层和第二屏蔽材料层，所述方法进一步包括：
在所述第一屏蔽材料层中创建第一孔；以及
在所述第二屏蔽材料层中创建第二孔，所述第一孔比所述第二孔小；
其中，与所述第二屏蔽材料层相比，所述第一屏蔽材料层是增强的屏蔽材料层，使得第二屏蔽材料比第一屏蔽材料更慢地耗散电力，并且其中所述第二屏蔽材料具有与所述第一屏蔽材料相同的组成特性；
并且进一步包括：
将所述片的第一层定尺寸为配合在所述第一孔内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述片的所述第一层包括所述第一屏蔽材料，并且其中，所述片的第二层包括所述第二屏蔽材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述片的第二层定尺寸为大于所述第二孔，以覆盖所述复合材料的所述第二屏蔽材料层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述片的所述第二层在所有侧上比所述片的所述第一层大在1.0英寸至3.0英寸(25.4mm至76.2mm)之间的最小距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一屏蔽材料和所述第二屏蔽材料包括铜箔。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合基板包含碳纤维。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括创建袋装，其中，所述吸收性可消耗材料被定位在所述混合树脂和片的组件与释放膜之间。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一屏蔽材料层是重量在0 .1lb/ft2至0.5lb/ft2之间的金属箔。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二屏蔽材料层是重量在0 .02lb/ft2至0.05lb/ft2之间的金属箔。
10.一种用于修复对包含复合基板和至少一个屏蔽材料层的复合材料的损坏的方法，所述方法包括：
通过在所述至少一个屏蔽材料层中创建孔来去除对所述至少一个屏蔽材料层的损坏；
经由混合树脂在所述孔的区域中施加屏蔽材料片，所述片具有第一屏蔽材料的第一层和第二屏蔽材料的第二层，与第二屏蔽材料相比，第一屏蔽材料是增强的屏蔽材料，使得所述第二屏蔽材料比所述第一屏蔽材料更慢地耗散电力，并且其中所述第二屏蔽材料具有与所述第一屏蔽材料相同的组成特性，
其中，将所述片的所述第一层定尺寸为配合在所述孔内，将所述片的所述第二层定尺寸为大于所述片的所述第一层，并且大于所述孔，以覆盖所述至少一个屏蔽材料层。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
其中，混合树脂重量与所述屏蔽材料片的重量的比处于0.45至0.55的范围内；以及
固化所述混合树脂，其中，在所述固化的至少一部分期间吸收性可消耗材料被定位成与所述混合树脂接触。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个屏蔽材料层包括第三屏蔽材料层和第四屏蔽材料层，所述方法进一步包括：
在所述第三屏蔽材料层中创建第一孔；以及
在所述第四屏蔽材料层中创建第二孔，所述第一孔比所述第二孔小。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第三屏蔽材料与所述第一屏蔽材料相同，所述第四屏蔽材料与所述第二屏蔽材料相同。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述片的所述第二层定尺寸为大于所述第二孔。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一屏蔽材料和所述第二屏蔽材料包括铜箔。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括创建袋装，其中，所述吸收性可消耗材料被定位在所述混合树脂和片的组件与释放膜之间。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一屏蔽材料层是重量在0 .1lb/ft2至0.5lb/ft2之间的金属箔。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二屏蔽材料层是重量在0 .02lb/ft2至0.05lb/ft2之间的金属箔。
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