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JP2017035848A - Repairing method of composite material component and manufacturing method of composite material component - Google Patents

Repairing method of composite material component and manufacturing method of composite material component Download PDF

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JP2017035848A
JP2017035848A JP2015159346A JP2015159346A JP2017035848A JP 2017035848 A JP2017035848 A JP 2017035848A JP 2015159346 A JP2015159346 A JP 2015159346A JP 2015159346 A JP2015159346 A JP 2015159346A JP 2017035848 A JP2017035848 A JP 2017035848A
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Japan
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composite material
resin
patch
fiber
repaired
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JP2015159346A
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Japanese (ja)
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謙二郎 山岸
Kenjiro Yamagishi
謙二郎 山岸
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of improving the efficiency of repair work of composite material components.SOLUTION: Provided is a repairing method of a composite material component 10 formed with a fiber-reinforced resin composite material, which includes: a step of forming a recessed part 14 by removing a damaged part 12 of the composite material product 10 as a repairing target; a step of disposing a fiber body 16 made of a woven fabric or a nonwoven fabric along an inner surface of the recessed part 14; a step of covering the recessed part 14 where the fiber body 16 is disposed with a patch 18 formed with the fiber-reinforced resin composite material; and a step of inserting a resin 28 to a gap between the composite material component 10 as the repairing target and the patch and impregnating and curing the resin in the fiber body.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複合材部品の修理方法及び複合材部品の製造方法に係り、特に、繊維強化樹脂複合材料で形成される複合材部品の修理方法及び複合材部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for repairing composite parts and a method for manufacturing composite parts, and more particularly, to a method for repairing composite parts formed of fiber-reinforced resin composite materials and a method for manufacturing composite parts.

航空機用や車両用等の構造部材には、繊維強化樹脂複合材料で形成される複合材部品が用いられている。このような複合材部品は、実機の組み立て中や、実機に適用中に衝撃等を受けて損傷する場合がある。このため、複合材部品の損傷部位を修理することが行われている。特許文献1には、複合材の修理方法が記載されている。   For structural members for aircraft and vehicles, composite parts formed of fiber reinforced resin composite materials are used. Such composite material parts may be damaged by impact or the like during assembly of the actual machine or during application to the actual machine. For this reason, repairing the damaged part of a composite material part is performed. Patent Document 1 describes a repair method for a composite material.

特開2014−100847号公報JP 2014-1000084

ところで、複合材部品の修理方法は、特許文献1等に記載されているように、複合材部品の損傷部位を除去し、損傷部位を除去した箇所にフィルム状接着剤を介して修理材を配置し、フィルム状接着剤と修理材とを一体的に同時に硬化させることにより行われている。修理材には、プリプレグを積層した半硬化状態のものや、ドライファブリックに樹脂含浸した未硬化状態のものが用いられている。また、修理材には、損傷除去箇所の形状に合わせて加工した、硬化済の複合材を用いる場合もある。   By the way, as described in Patent Document 1 and the like, the repair method of the composite material part removes the damaged part of the composite material part, and arranges the repair material via the film adhesive in the part from which the damaged part is removed. The film adhesive and the repair material are integrally and simultaneously cured. As the repair material, a semi-cured state in which prepregs are laminated, or an uncured state in which a dry fabric is impregnated with a resin is used. In some cases, the repaired material may be a cured composite material that has been processed according to the shape of the damage removal portion.

また、フィルム状接着剤は、ナイロン繊維やガラス繊維等の基布からなる基布層と、基布層の両面に積層される樹脂層と、から構成されている。フィルム状接着剤は、基布層の両面に樹脂層が設けられていることから、樹脂層で拘束されて変形し難く、損傷部位を除去した箇所の形状に馴染み難くい。このため、損傷部位を除去した箇所の形状に沿ってフィルム状接着剤を配置する作業に時間を要し、複合材部品の修理作業の効率が低下する可能性がある。   Moreover, the film adhesive is comprised from the base fabric layer which consists of base fabrics, such as a nylon fiber and glass fiber, and the resin layer laminated | stacked on both surfaces of a base fabric layer. Since the film-like adhesive is provided with resin layers on both sides of the base fabric layer, the film-like adhesive is not easily deformed by being restrained by the resin layer, and is not easily adapted to the shape of the part from which the damaged part is removed. For this reason, it takes time to arrange the film adhesive along the shape of the part from which the damaged part has been removed, and there is a possibility that the efficiency of the repair work of the composite material part is lowered.

そこで本発明の目的は、複合材部品の修理作業の効率をより向上させることが可能な複合材部品の修理方法及び複合材部品の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite part repair method and a composite part manufacturing method capable of further improving the efficiency of repair work of composite part.

本発明に係る複合材部品の修理方法は、繊維強化樹脂複合材料で形成される複合材部品の修理方法であって、修理対象の複合材部品の損傷部位を除去して、凹部を形成する工程と、前記凹部の内面に沿って、織物または不織布からなる繊維体を配置する工程と、前記繊維体を配置した凹部を、繊維強化樹脂複合材料で形成したパッチで塞ぐ工程と、前記修理対象の複合材部品と、前記パッチとの間の隙間に樹脂を注入し、前記繊維体に前記樹脂を含浸硬化する工程と、を備えることを特徴とする。   A method for repairing a composite material part according to the present invention is a method for repairing a composite material part formed of a fiber reinforced resin composite material, wherein a damaged part of the composite material part to be repaired is removed to form a recess. A step of arranging a fiber body made of a woven fabric or a non-woven fabric along the inner surface of the concave portion, a step of closing the concave portion in which the fibrous body is arranged with a patch formed of a fiber reinforced resin composite material, and the repair target And a step of injecting a resin into a gap between the composite material part and the patch and impregnating and curing the resin in the fibrous body.

本発明に係る複合材部品の修理方法において、前記凹部を形成する工程は、前記凹部の内面が凹凸状に形成されていることを特徴とする。   In the method for repairing a composite part according to the present invention, the step of forming the concave portion is characterized in that an inner surface of the concave portion is formed in an uneven shape.

本発明に係る複合材部品の製造方法は、上記の複合材部品の修理方法からなる工程を含むことを特徴とする。   A method for manufacturing a composite material part according to the present invention is characterized by including a process comprising the above-described repair method for a composite material part.

上記構成によれば、修理対象の複合材部品における損傷部位を除去した凹部の内面に沿って織物または不織布からなる繊維体を配置し、繊維体を配置した凹部をパッチで塞ぎ、修理対象の複合材部品と、パッチとの間の隙間に樹脂を注入して、繊維体に樹脂を含浸硬化させることにより複合材部品を修理する。上記構成によれば、繊維体には樹脂層が設けられてないことから、繊維体を容易に変形させて凹部の内面に沿って配置することができるので、複合材部品の修理作業の効率を向上させることが可能となる。   According to the above configuration, the fiber body made of woven fabric or non-woven fabric is disposed along the inner surface of the recessed portion from which the damaged portion in the composite material part to be repaired is removed, and the recessed portion in which the fiber body is disposed is closed with the patch, and the composite to be repaired The composite material component is repaired by injecting resin into the gap between the material component and the patch and impregnating and curing the resin in the fibrous body. According to the above configuration, since the fiber body is not provided with the resin layer, the fiber body can be easily deformed and disposed along the inner surface of the concave portion. It becomes possible to improve.

本発明の実施の形態において、複合材部品の修理方法の構成を示すフローチャートである。In embodiment of this invention, it is a flowchart which shows the structure of the repair method of a composite material component. 本発明の実施の形態において、複合材部品の修理方法の各工程を説明するための模式図である。In embodiment of this invention, it is a schematic diagram for demonstrating each process of the repair method of a composite material component.

以下に本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、複合材部品の修理方法の構成を示すフローチャートである。図2は、複合材部品の修理方法の各工程を説明するための模式図である。複合材部品の修理方法は、凹部を形成する工程(S10)と、繊維体を配置する工程(S12)と、パッチで塞ぐ工程(S14)と、樹脂を含浸硬化する工程(S16)と、を備えている。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the structure of a method for repairing a composite material part. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining each step of the method of repairing the composite material part. The method of repairing a composite material part includes a step of forming a recess (S10), a step of placing a fibrous body (S12), a step of closing with a patch (S14), and a step of impregnating and curing a resin (S16). I have.

凹部を形成する工程(S10)は、繊維強化樹脂複合材料で形成される修理対象の複合材部品10における損傷部位12を除去して、凹部14を形成する工程である。   The step of forming the recess (S10) is a step of forming the recess 14 by removing the damaged portion 12 in the composite part 10 to be repaired formed of the fiber reinforced resin composite material.

修理対象の複合材部品10は、繊維強化樹脂複合材料で形成されている。繊維強化樹脂複合材料は、強化繊維と、マトリックス樹脂とから構成されている。強化繊維には、例えば、PAN系やピッチ系の炭素繊維、アラミド繊維等の有機繊維、ガラス繊維やシリコンカーバイト(SiC)繊維等のセラミックス繊維が用いられる。マトリックス樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が用いられる。また、繊維強化樹脂複合材料には、1方向強化材(UD材)、2方向強化材(2D材)、3方向強化材(3D材)等を用いることが可能である。   The composite material part 10 to be repaired is formed of a fiber reinforced resin composite material. The fiber reinforced resin composite material is composed of a reinforced fiber and a matrix resin. Examples of the reinforcing fibers include organic fibers such as PAN-based and pitch-based carbon fibers and aramid fibers, and ceramic fibers such as glass fibers and silicon carbide (SiC) fibers. As the matrix resin, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin such as an epoxy resin, a bismaleimide resin, a polyimide resin, a polyester resin, or a phenol resin is used. Moreover, a unidirectional reinforcing material (UD material), a two-way reinforcing material (2D material), a three-way reinforcing material (3D material), etc. can be used for the fiber reinforced resin composite material.

複合材部品は、例えば、航空機用や車両用(例えば、自動車用)等の構造部材等に適用されている。複合材部品は、実機の組み立て中や、実機に適用中に衝撃等を受けると、複合材部品の表面や内部に損傷が生じる場合がある。図2(a)は、修理対象の複合材部品10の構成を示す図である。修理対象の複合材部品10は、表面亀裂、層間剥離、層内亀裂等の損傷が生じた損傷部位12を含んでいる。損傷部位12については、目視観察等による外観検査や、超音波探傷検査、放射線透過検査のような非破壊検査で検出することができる。   Composite material parts are applied to structural members for aircraft and vehicles (for example, automobiles), for example. When the composite material part receives an impact or the like during assembly of the actual machine or application to the actual machine, damage may occur on the surface or inside of the composite material part. FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of the composite material part 10 to be repaired. The composite part 10 to be repaired includes a damaged portion 12 in which damage such as surface cracks, delamination, and in-layer cracks has occurred. The damaged portion 12 can be detected by a visual inspection or the like, a nondestructive inspection such as an ultrasonic flaw inspection or a radiographic inspection.

まず、修理対象の複合材部品10における損傷部位12を除去して、凹部14を形成する。図2(b)は、修理対象の複合材部品10に、凹部14を形成した状態を示す図である。損傷部位12は、グラインダ等を用いた手加工や、NC加工機等の加工機により加工して除去される。例えば、修理対象の複合材部品10が、NC加工機等の加工機に載置することが難しい大型の複合材部品の場合には、手加工により損傷部位12が除去される。凹部14の内面の形状については、スカーフ加工の加工面等のように滑らかな平面状または曲面状であってもよいし、手加工による加工面等のように凹凸状であってもよい。   First, the damaged portion 12 in the composite material part 10 to be repaired is removed to form the recess 14. FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which the concave portion 14 is formed in the composite material part 10 to be repaired. The damaged portion 12 is removed by hand processing using a grinder or the like, or processing by a processing machine such as an NC processing machine. For example, when the composite material part 10 to be repaired is a large composite material part that is difficult to be placed on a processing machine such as an NC processing machine, the damaged portion 12 is removed by manual processing. The shape of the inner surface of the recess 14 may be a smooth flat surface or curved surface such as a scarf processed surface, or may be uneven such as a manually processed surface.

繊維体を配置する工程(S12)は、凹部14の内面に沿って、織物または不織布からなる繊維体16を配置する工程である。図2(c)は、凹部14の内面に沿って、繊維体16を配置した状態を示す図である。   The step of arranging the fibrous body (S12) is a step of arranging the fibrous body 16 made of a woven fabric or a non-woven fabric along the inner surface of the concave portion. FIG. 2C is a diagram illustrating a state in which the fiber body 16 is disposed along the inner surface of the recess 14.

繊維体16は、後述する樹脂を含浸硬化する工程(S16)で、繊維体16に樹脂を含浸硬化して形成される接着層の厚みを確保する機能を有している。繊維体16は、織物または不織布から構成されている。これらの繊維体16は、繊維と繊維との間に隙間を有しているので、樹脂を含浸させることが可能となる。   The fibrous body 16 has a function of ensuring the thickness of an adhesive layer formed by impregnating and curing the resin in the fibrous body 16 in a step of impregnating and curing resin (described later) (S16). The fiber body 16 is composed of a woven fabric or a non-woven fabric. Since these fiber bodies 16 have gaps between the fibers, it is possible to impregnate the resin.

繊維体16は、織物または不織布の単体から構成されており、フィルム状接着剤とは異なり、繊維体16の両面に樹脂層を有していないことから、樹脂層による拘束がなく、容易に変形可能である。このため、繊維体16は、凹部14の内面に沿って馴染み易くなり、繊維体16を凹部14の内面に沿って容易に配置することができる。また、損傷部位12を手加工で除去することにより、凹部14の内面が凹凸状となる場合でも、繊維体16を凹部14の内面の凹凸に沿って容易に配置することが可能となる。更に、繊維体16は、凹部14の内面に馴染み易いことから、後述する樹脂を含浸硬化する工程(S16)で凹部14の内面に沿って接着層をより均一に形成することができる。   The fiber body 16 is composed of a single piece of woven fabric or non-woven fabric. Unlike the film adhesive, the fiber body 16 does not have a resin layer on both sides of the fiber body 16, and is not easily restricted by the resin layer. Is possible. For this reason, the fiber body 16 can be easily adapted along the inner surface of the recess 14, and the fiber body 16 can be easily disposed along the inner surface of the recess 14. In addition, by removing the damaged portion 12 by hand, the fiber body 16 can be easily arranged along the unevenness of the inner surface of the recess 14 even when the inner surface of the recess 14 is uneven. Furthermore, since the fibrous body 16 is easily adapted to the inner surface of the recess 14, the adhesive layer can be more uniformly formed along the inner surface of the recess 14 in a step of impregnating and curing a resin described later (S 16).

繊維体16には、PAN系やピッチ系の炭素繊維、アラミド繊維等の有機繊維、ガラス繊維やシリコンカーバイト(SiC)繊維等のセラミックス繊維等からなる織物または不織布を用いることが可能である。織物の形態については、平織、朱子織、綾織等を用いることができる。繊維体16には、一般的に、繊維強化樹脂複合材料(FRP)用として市販されている織物や不織布を適用可能である。繊維体16には、例えば、(株)日東紡製のFRP用クロス「WF350 100 BS6」(厚さ0.33mm)を用いることができる。   The fibrous body 16 may be a woven or non-woven fabric made of PAN-based or pitch-based carbon fiber, organic fiber such as aramid fiber, ceramic fiber such as glass fiber or silicon carbide (SiC) fiber, or the like. As for the form of the woven fabric, plain weave, satin weave, twill weave and the like can be used. In general, a woven fabric or a non-woven fabric that is commercially available for a fiber reinforced resin composite material (FRP) can be applied to the fibrous body 16. For the fiber body 16, for example, FRP cloth “WF350 100 BS6” (thickness 0.33 mm) manufactured by Nittobo Co., Ltd. can be used.

パッチで塞ぐ工程(S14)は、繊維体16を配置した凹部14を、繊維強化樹脂複合材料で形成したパッチ18で塞ぐ工程である。図2(d)は、繊維体16を配置した凹部14を、パッチ18で塞いだ状態を示す図である。   The step of closing with the patch (S14) is a step of closing the concave portion 14 in which the fiber body 16 is disposed with the patch 18 formed of a fiber reinforced resin composite material. FIG. 2 (d) is a diagram showing a state where the concave portion 14 in which the fiber body 16 is arranged is closed with a patch 18.

パッチ18は、繊維強化樹脂複合材料で形成されている修理材である。パッチ18を形成する繊維強化樹脂複合材料には、予め硬化して成形したものが用いられる。これにより、パッチ18は、要求される機械的強度等を満たすことが可能となり品質が向上する。パッチ18の形成には、一般的な繊維強化樹脂複合材料の成形方法を用いることができる。このような成形方法には、例えば、プリプレグをレイアップした後にオートクレーブ等で硬化して成形する方法や、金型に、織物で形成したプリフォームを入れ、このプリフォームに樹脂含浸して硬化するRTM(Resin Transfer Molding)法等を適用可能である。   The patch 18 is a repair material formed of a fiber reinforced resin composite material. As the fiber reinforced resin composite material that forms the patch 18, a material that has been cured and molded in advance is used. Thereby, the patch 18 can satisfy the required mechanical strength and the like, and the quality is improved. For forming the patch 18, a general method for molding a fiber-reinforced resin composite material can be used. In such a molding method, for example, a method of laying up a prepreg and then curing and molding with an autoclave or the like, or putting a preform formed of a woven fabric into a mold and impregnating the preform with a resin and curing the preform. An RTM (Resin Transfer Molding) method or the like can be applied.

パッチ18は、繊維強化樹脂複合材料の成形後に、繊維体16を配置した凹部14に嵌合可能なように、凹部14と略同じ形状に機械加工して形成される。また、パッチ18は、繊維体16を配置した凹部14に嵌合可能なように、凹部14と略同じ形状に成形して形成してもよい。   The patch 18 is formed by machining into substantially the same shape as the recess 14 so that the patch 18 can be fitted into the recess 14 in which the fiber body 16 is disposed after the fiber reinforced resin composite material is molded. Further, the patch 18 may be formed by being molded in substantially the same shape as the recess 14 so that the patch 18 can be fitted into the recess 14 in which the fiber body 16 is disposed.

パッチ18は、修理対象の複合材部品10と同じ構成からなる繊維強化樹脂複合材料で形成されることが好ましい。より詳細には、パッチ18と、修理対象の複合材部品10とは、強化繊維と、マトリックス樹脂と、強化方法とが同じである繊維強化樹脂複合材料で形成されることが好ましい。例えば、修理対象の複合材部品10を形成する繊維強化樹脂複合材料の強化繊維が炭素繊維からなり、マトリックス樹脂がエポキシ樹脂からなり、強化方法が2方向強化(2D材)である場合には、パッチ18を形成する繊維強化樹脂複合材料の構成もこれと同じであることが好ましい。これにより、パッチ18の機械強度特性と、修理対象の複合材部品10の機械強度特性とを略同等することが可能となる。また、パッチ18と、修理対象の複合材部品10との間で、熱膨張差等に起因する層間剥離等を抑制することができる。   The patch 18 is preferably formed of a fiber reinforced resin composite material having the same configuration as the composite material part 10 to be repaired. More specifically, the patch 18 and the composite part 10 to be repaired are preferably formed of a fiber reinforced resin composite material having the same reinforcing fiber, matrix resin, and reinforcing method. For example, when the reinforcing fiber of the fiber reinforced resin composite material forming the composite part 10 to be repaired is made of carbon fiber, the matrix resin is made of epoxy resin, and the reinforcing method is two-way reinforcement (2D material), The configuration of the fiber-reinforced resin composite material forming the patch 18 is preferably the same as this. Thereby, the mechanical strength characteristic of the patch 18 and the mechanical strength characteristic of the composite material part 10 to be repaired can be substantially equalized. Further, delamination or the like due to a difference in thermal expansion or the like between the patch 18 and the composite material part 10 to be repaired can be suppressed.

樹脂を含浸硬化する工程(S16)は、修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間の隙間に樹脂を注入して、繊維体16に樹脂を含浸硬化する工程である。図2(e)は、樹脂の含浸方法を示す図である。修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間の隙間に樹脂を注入して、繊維体16に樹脂を含浸硬化することにより、繊維体16に樹脂を含浸硬化して形成される接着層を設けて、パッチ18を修理対象の複合材部品10に接着する。   The step of impregnating and curing the resin (S16) is a step of injecting the resin into the gap between the composite material component 10 to be repaired and the patch 18 and impregnating and curing the fiber 16 with the resin. FIG.2 (e) is a figure which shows the impregnation method of resin. An adhesive layer formed by impregnating and curing the resin in the fibrous body 16 by injecting resin into the gap between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18 and impregnating and curing the resin in the fibrous body 16 And the patch 18 is bonded to the composite part 10 to be repaired.

樹脂の含浸方法について、より詳細に説明する。修理対象の複合材部品10におけるパッチ18で塞いだ箇所が、真空バックフィルム20で覆われる。真空バックフィルム20の周縁部が、リークを防止するためにシーラント22で修理対象の複合材部品10に取り付けられる。真空バックフィルム20は、ナイロン樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム等の樹脂フィルムで形成されている。また、修理対象の複合材部品10の表面やパッチ18の表面に、樹脂が付着することを抑制するために、ナイロン繊維等からなるピールプライや、穴あきのフッ素フィルム等からなる離形フィルム(図示せず)を設けるようにしてもよい。   The resin impregnation method will be described in more detail. A portion of the composite material part 10 to be repaired covered with the patch 18 is covered with the vacuum back film 20. The periphery of the vacuum back film 20 is attached to the composite material part 10 to be repaired with a sealant 22 in order to prevent leakage. The vacuum back film 20 is formed of a resin film such as a nylon resin film or a polyimide resin film. In addition, in order to prevent the resin from adhering to the surface of the composite material part 10 to be repaired or the surface of the patch 18, a release film (not shown) made of a peel ply made of nylon fiber or a perforated fluorine film or the like. May be provided.

パッチ18で塞いだ箇所の近傍に、真空排気するための真空排気口24が設けられる。真空排気口24は、真空引き用の口金等で構成される。真空排気口24には、真空ポンプ(図示せず)が接続される。   An evacuation port 24 for evacuating is provided in the vicinity of the portion closed by the patch 18. The vacuum exhaust port 24 is configured by a vacuum drawing base or the like. A vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum exhaust port 24.

樹脂注入口26は、パッチ18で塞いだ箇所の近傍に設けられる。樹脂注入口26は、含浸用の液状の樹脂を貯めた樹脂用タンク(図示せず)に接続されている。樹脂用タンク(図示せず)には、含浸用の液状の樹脂を加温して粘度を低下するために、ヒータ等の加熱手段を設けるようにしてもよい。樹脂注入口26は、パッチ18で塞いだ箇所を挟んで真空排気口24と対向する位置に設けられることが好ましい。これにより、修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間の隙間から空気が抜けやすくなるので、繊維体16に樹脂を含浸硬化して形成される接着層中にボイドが形成されることが抑制される。   The resin injection port 26 is provided in the vicinity of the portion blocked by the patch 18. The resin injection port 26 is connected to a resin tank (not shown) that stores a liquid resin for impregnation. The resin tank (not shown) may be provided with heating means such as a heater in order to warm the liquid resin for impregnation and reduce the viscosity. It is preferable that the resin injection port 26 is provided at a position facing the vacuum exhaust port 24 across the portion blocked by the patch 18. As a result, air can easily escape from the gap between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18, so that voids are formed in the adhesive layer formed by impregnating and curing the fiber body 16 with resin. Is suppressed.

真空排気口24から真空引きを行い、真空バックフィルム20で覆われたパッチ18で塞いだ箇所を減圧する。これにより、修理対象の複合材部品10とパッチ18との間の隙間が排気されて減圧される。修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間の隙間が減圧された場合でも、凹部14の内面に沿って繊維体16が配置されているので、接着層を形成するための空間が確保される。真空排気口24から真空引きを行いながら、樹脂注入口26から含浸用の液状の樹脂を注入する。注入された樹脂は、修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間の隙間から入り、繊維体16に含浸される。   A vacuum is evacuated from the vacuum exhaust port 24, and the portion closed by the patch 18 covered with the vacuum back film 20 is decompressed. As a result, the gap between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18 is exhausted and decompressed. Even when the gap between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18 is reduced in pressure, the fiber body 16 is disposed along the inner surface of the recess 14, so that a space for forming an adhesive layer is secured. Is done. While evacuating from the vacuum exhaust port 24, liquid resin for impregnation is injected from the resin injection port 26. The injected resin enters through the gap between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18 and is impregnated into the fiber body 16.

含浸用の樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が用いられる。含浸用の樹脂は、硬化剤、促進剤、粘度調整剤等を含んでいてもよい。含浸用の樹脂には、含浸し易くするために、低粘度型の樹脂を用いることが好ましい。含浸用の樹脂には、(株)三菱化学製のエポキシ樹脂であるjER825やjER801等の市販されている樹脂を用いることができる。   As the resin for impregnation, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin such as an epoxy resin, a bismaleimide resin, a polyimide resin, or a polyester resin is used. The resin for impregnation may contain a curing agent, an accelerator, a viscosity modifier and the like. As the impregnation resin, it is preferable to use a low-viscosity resin in order to facilitate the impregnation. Commercially available resins such as jER825 and jER801, which are epoxy resins manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, can be used as the resin for impregnation.

含浸用の樹脂には、修理対象の複合材部品10やパッチ18を形成する繊維強化樹脂複合材料のマトリックス樹脂と同じ種類の樹脂を用いることが接着性等から好ましい。例えば、修理対象の複合材部品10やパッチ18を形成する繊維強化樹脂複合材料のマトリックス樹脂にエポキシ樹脂を用いている場合には、含浸用の樹脂には、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。   As the resin for impregnation, it is preferable from the viewpoint of adhesiveness to use the same type of resin as the matrix resin of the fiber reinforced resin composite material forming the composite material part 10 or the patch 18 to be repaired. For example, when an epoxy resin is used for the matrix resin of the fiber reinforced resin composite material forming the composite material part 10 or the patch 18 to be repaired, it is preferable to use an epoxy resin as the resin for impregnation.

次に、繊維体16に含浸させた樹脂を、加熱炉等で加熱して硬化させる。複合材部品10が加熱炉には入らない大型品であれば、赤外線ヒータやラバーヒータ等により局所加熱しても良い。硬化条件については使用する含浸用の樹脂により相違するが、エポキシ樹脂の場合には、硬化条件は、例えば、硬化温度が120℃から200℃であり、硬化時間が1時間から3時間である。   Next, the resin impregnated in the fibrous body 16 is cured by heating in a heating furnace or the like. If the composite material part 10 is a large product that does not enter the heating furnace, it may be locally heated by an infrared heater, a rubber heater, or the like. The curing conditions differ depending on the resin used for impregnation. In the case of an epoxy resin, the curing conditions are, for example, a curing temperature of 120 ° C. to 200 ° C., and a curing time of 1 hour to 3 hours.

図2(f)は、繊維体16に樹脂を含浸硬化した後の状態を示す図である。修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間には、繊維体16に含浸させた樹脂が硬化した接着層28が形成されている。修理対象の複合材部品10と、パッチ18とは、この接着層28により接着されて一体化する。また、接着層28は、修理対象の複合材部品10と、パッチ18との間に略同じ厚みで形成されることから、接着強度のばらつき等が抑えられ接着性が向上する。このようにして、修理対象の複合材部品10の修理が完了する。   FIG. 2F is a diagram illustrating a state after the fiber body 16 is impregnated and cured with resin. An adhesive layer 28 in which the resin impregnated in the fiber body 16 is cured is formed between the composite material part 10 to be repaired and the patch 18. The composite part 10 to be repaired and the patch 18 are bonded and integrated by the adhesive layer 28. In addition, since the adhesive layer 28 is formed between the composite material component 10 to be repaired and the patch 18 with substantially the same thickness, variations in adhesive strength and the like are suppressed, and the adhesiveness is improved. In this way, the repair of the composite material part 10 to be repaired is completed.

なお、複合材部品の製造方法は、上記構成における複合材部品の修理方法(S10からS16)からなる工程を含むようにしてもよい。複合材部品が衝撃等を受けて損傷した場合でも、複合材部品の製造方法は、上記構成における複合材部品の修理方法(S10からS16)からなる工程を含むので、複合材部品を容易に製造可能となる。   In addition, the manufacturing method of a composite material part may include a process including a repair method (S10 to S16) of the composite material part in the above configuration. Even when the composite material part is damaged by impact or the like, the composite material part manufacturing method includes a process comprising the composite material part repair method (S10 to S16) in the above configuration, so that the composite material part is easily manufactured. It becomes possible.

上記構成における複合材部品の修理方法によれば、修理対象の複合材部品の損傷部位を除去して、凹部を形成する工程と、凹部の内面に沿って、織物または不織布からなる繊維体を配置する工程と、繊維体を配置した凹部を、繊維強化樹脂複合材料で形成したパッチで塞ぐ工程と、修理対象の複合材部品と、パッチとの間の隙間に樹脂を注入して、繊維体に樹脂を含浸硬化する工程と、を備えていることから、繊維体が容易に変形して凹部の内面に馴染み、繊維体を凹部の内面に沿って容易に配置することができる。これにより、複合材部品の修理作業の効率がより向上する。   According to the method for repairing a composite material component in the above configuration, a damaged portion of the composite material component to be repaired is removed to form a recess, and a fiber body made of a woven fabric or a nonwoven fabric is disposed along the inner surface of the recess A step of closing the concave portion in which the fiber body is disposed with a patch formed of a fiber reinforced resin composite material, and injecting resin into a gap between the composite material component to be repaired and the patch, And the step of impregnating and curing the resin, the fiber body can be easily deformed to fit into the inner surface of the recess, and the fiber body can be easily disposed along the inner surface of the recess. Thereby, the efficiency of the repair work of the composite material part is further improved.

上記構成における複合材部品の修理方法によれば、手加工により損傷部位が除去されることにより、凹部の内面が凹凸状となる場合でも、繊維体を凹部の内面に沿って容易に配置することができるので、複合材部品の修理作業の効率がより向上する。また、凹部の内面が凹凸状となる場合でも、凹部の内面に沿って繊維体を馴染ませて配置することができるので、繊維体に樹脂を含浸硬化して形成される接着層の厚みが略均一となり、修理対象の複合材部品と、パッチとの接着性が向上する。   According to the method for repairing a composite material component in the above configuration, even when the inner surface of the recess becomes uneven due to removal of the damaged portion by manual processing, the fiber body can be easily arranged along the inner surface of the recess. Therefore, the efficiency of repair work for composite parts is further improved. Further, even when the inner surface of the concave portion is uneven, the fibrous body can be adapted and disposed along the inner surface of the concave portion, so that the thickness of the adhesive layer formed by impregnating and curing the resin to the fibrous body is substantially It becomes uniform, and the adhesion between the composite material part to be repaired and the patch is improved.

複合材部品の製造方法によれば、上記構成における複合材部品の修理方法の工程を備えていることから、複合材部品が衝撃等を受けて損傷した場合でも修理で対応できるので、複合材部品の製造作業を効率良く行うことが可能となる。   According to the composite material manufacturing method, since the composite material component repair method in the above configuration is provided, even if the composite material is damaged due to impact or the like, it can be repaired. It is possible to efficiently perform the manufacturing work.

10 修理対象の複合材部品、
12 損傷部位、
14 凹部、
16 繊維体、
18 パッチ、
20 真空バックフィルム、
22 シーラント、
24 真空排気口、
26 樹脂注入口、
28 接着層。
10 Composite parts to be repaired,
12 Damaged part,
14 recess,
16 Fiber body,
18 patches,
20 vacuum back film,
22 sealant,
24 vacuum exhaust port,
26 resin inlet,
28 Adhesive layer.

Claims (3)

繊維強化樹脂複合材料で形成される複合材部品の修理方法であって、
修理対象の複合材部品の損傷部位を除去して、凹部を形成する工程と、
前記凹部の内面に沿って、織物または不織布からなる繊維体を配置する工程と、
前記繊維体を配置した凹部を、繊維強化樹脂複合材料で形成したパッチで塞ぐ工程と、
前記修理対象の複合材部品と、前記パッチとの間の隙間に樹脂を注入し、前記繊維体に前記樹脂を含浸硬化する工程と、
を備えることを特徴とする複合材部品の修理方法。
A method of repairing a composite part formed of a fiber reinforced resin composite material,
Removing the damaged part of the composite part to be repaired and forming a recess;
A step of arranging a fibrous body made of a woven fabric or a non-woven fabric along the inner surface of the concave portion;
A step of closing the concave portion in which the fibrous body is disposed with a patch formed of a fiber reinforced resin composite material;
Injecting resin into the gap between the composite part to be repaired and the patch, and impregnating and curing the resin in the fibrous body;
A method for repairing a composite material part comprising:
請求項1に記載の複合材部品の修理方法であって、
前記凹部を形成する工程は、前記凹部の内面が凹凸状に形成されていることを特徴とする複合材部品の修理方法。
A method for repairing a composite part according to claim 1,
The method of repairing a composite material part, wherein the step of forming the recess includes forming an inner surface of the recess in an uneven shape.
請求項1または2に記載の複合材部品の修理方法からなる工程を含むことを特徴とする複合材部品の製造方法。   A method for manufacturing a composite part, comprising a step comprising the method for repairing a composite part according to claim 1.
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