碳纖維復(fù)合材料因輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，已成為航空航天、新能源汽車等制造領(lǐng)域的核心材料。然而，其層間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表面易受損傷的特性，使缺陷修復(fù)技術(shù)成為行業(yè)攻關(guān)焦點(diǎn)。本文將梳理近年碳纖維表面缺陷修復(fù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)突破，并解析Dolphicam2智能檢測(cè)系統(tǒng)如何以創(chuàng)新方案提升修復(fù)精度與效率。

一、碳纖維缺陷修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

碳纖維制品在制造或使用中產(chǎn)生的裂紋、分層、孔隙等缺陷，會(huì)顯著降低力學(xué)性能。激光誘導(dǎo)修復(fù)技術(shù)因其非接觸、高精度的特點(diǎn)備受關(guān)注：2021年浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Composites Part A》發(fā)表的論文證實(shí)，通過(guò)脈沖激光在缺陷區(qū)域誘導(dǎo)碳纖維再結(jié)晶，可使修復(fù)后層間剪切強(qiáng)度恢復(fù)至原始材料的92%。
微納米復(fù)合修補(bǔ)技術(shù)則是另一前沿方向：哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究人員開發(fā)出含碳納米管的環(huán)氧樹脂修補(bǔ)劑，利用納米粒子填充微裂紋的同時(shí)增強(qiáng)界面結(jié)合力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該方法處理后的試件疲勞壽命延長(zhǎng)了40%。

值得關(guān)注的是，自修復(fù)涂層技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。德國(guó)弗勞恩霍夫研究所通過(guò)仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)的微膠囊涂層，能在裂紋擴(kuò)展時(shí)自動(dòng)釋放修復(fù)劑，實(shí)現(xiàn)損傷區(qū)域的實(shí)時(shí)愈合。該技術(shù)已通過(guò)空客A350機(jī)翼部件的工況驗(yàn)證。

二、缺陷精準(zhǔn)檢測(cè)：修復(fù)工藝的基石

修復(fù)效果的核心前提在于缺陷的精準(zhǔn)識(shí)別與定位。傳統(tǒng)目視檢測(cè)和超聲波掃描存在效率低、誤判率高等痛點(diǎn)。青島縱橫儀器有限公司推出的Dolphicam2智能檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)三大技術(shù)創(chuàng)新破解行業(yè)難題：

1. 多光譜融合成像技術(shù)
   集成可見光、紅外與激光散斑成像模塊，可同步捕捉表面劃痕（精度達(dá)5μm）與亞表面分層（檢測(cè)深度>8mm）。相較傳統(tǒng)設(shè)備，檢測(cè)效率提升3倍以上。
   

2. AI缺陷分類算法
   內(nèi)置超過(guò)200萬(wàn)組碳纖維缺陷樣本庫(kù)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)自動(dòng)區(qū)分裂紋類型（如橫向/縱向裂紋、星形裂紋），分類準(zhǔn)確率達(dá)98.7%。
   

   

3. 三維形貌重建功能
   采用結(jié)構(gòu)光掃描技術(shù)生成缺陷區(qū)域三維模型，精確計(jì)算損傷體積，為修復(fù)工藝參數(shù)設(shè)定提供量化依據(jù)。

   在2023年某新能源汽車電池箱體檢測(cè)項(xiàng)目中，Dolphicam2系統(tǒng)僅用15分鐘便完成2㎡碳纖維部件的全尺寸掃描，精準(zhǔn)識(shí)別出3處隱蔽性分層缺陷，幫助客戶將產(chǎn)品良率從82%提升至97%。

   三、修復(fù)工藝與智能檢測(cè)的協(xié)同創(chuàng)新

   最新研究表明，檢測(cè)-修復(fù)一體化技術(shù)能顯著提升碳纖維制品可靠性：

• 激光清洗與修復(fù)同步技術(shù)
  中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研發(fā)的復(fù)合加工頭，可在Dolphicam2系統(tǒng)定位缺陷后，先以532nm激光清除污染層，再通過(guò)同軸送粉裝置完成碳纖維補(bǔ)強(qiáng)材料的熔覆沉積。該技術(shù)將修復(fù)工序耗時(shí)縮短60%。
  

• 原位固化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

  北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)將光纖布拉格光柵（FBG）傳感器嵌入修補(bǔ)區(qū)域，配合Dolphicam2的紅外熱成像模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)固化過(guò)程中的溫度/應(yīng)變變化，確保修補(bǔ)層與基體達(dá)到最佳結(jié)合狀態(tài)。

  四、縱橫儀器：復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

  作為專精特新企業(yè)，青島縱橫儀器有限公司深耕無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域17年，擁有36項(xiàng)核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其開發(fā)的Dolphicam系列設(shè)備已服務(wù)于商飛C919復(fù)材機(jī)翼、中車碳纖維轉(zhuǎn)向架等項(xiàng)目，累計(jì)檢測(cè)面積超120萬(wàn)平方米。
  針對(duì)碳纖維修復(fù)場(chǎng)景，公司提供定制化檢測(cè)方案：

• 手持式Dolphicam2-Pro型號(hào)重量?jī)H1.2kg，適合現(xiàn)場(chǎng)快速巡檢

• 搭配自動(dòng)掃描架的Dolphicam2-Max系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大尺寸構(gòu)件（最大10m×4m）的全自動(dòng)檢測(cè)
  技術(shù)咨詢熱線：135-0542-5410
  （30分鐘響應(yīng)｜免費(fèi)方案設(shè)計(jì)｜全國(guó)48小時(shí)上門演示）