A Review of Laser In⁃situ Curing of Thermoplastic Composites

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.06.018

Abstract

Abstract:

This paper reviewed the research and application works of laser in?situ curing of thermoplastic composite materials at home and abroad. Summarized three aspects of laser in?situ curing mechanism research ， experiments ， and temperature field simulation. Discussed the latest development trend of laser in?situ curing technology at last.

Key words: laser in?situ curing, thermoplastic, composite, crystallization kinetics, temperature field, the laser absorption

CLC Number:

TQ320.66⁺9

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Figures/Tables 25

材料名称	弯曲强度/MPa	弯曲模量/GPa	拉伸强度/MPa	拉伸模量/GPa	压缩强度/GPa	热变形温度/℃
PEEK	142	4.0	97	2.8	130	230
聚四氟乙烯（PTFE）	13	0.7	20	0.4	12	55
聚苯醚（PPO）	110	2.0	66	2.7	100	190
聚酰亚胺（TPI）	176	3.3	116	3.0	148	260
PPS	142	3.3	85	2.5	120	240
聚砜（PSF）	118	2.7	74	2.5	95	175

Tab.1. Properties of high temperature thermoplastic resins

Fig.1. Laying head of laser in?situ curing equipment

Fig.2. Schematic diagram of laser in situ curing

Fig.3. Electromagnetic gun track prepared by thermoplastic resin matrix composites

Fig.4. Missile shell prepared by thermoplastic resin matrix composites

Fig.5. Optical behavior of materials during laser in situ curing

Fig.6. Grove ray tracing model

Fig.7. Grouve experimental measurement of reflectivity

Fig.8. Laser reflection in prepreg

Fig.9. PEEK/CF reflectivity at different incidence angles

Fig.10. Curves of crystallinity of the PEEK/CF composites with temperature at different cooling rates

Fig.11. Changes in the crystallinity of composites during processing

Fig.12. Boeing 787 body curing tank

Fig.13. Composite tubes produced by laser in situ curing

Fig.14. Beyeler laser in situ curing equipment

Fig.15. Vivek laser in situ curing equipment

Fig.16. Giuseppe Dell 'Anno laser curing system

Fig.17. Automated Dynamics laser curing system

Fig.18. Thermoplastic composite skin reinforcement structure

Fig.19. In?situ curing equipment 1 with hot gas heating

Fig.20. In?situ curing equipment 2 with hot gas heating

Fig.21. Beyeler's temperature field analysis model

Fig.22. Xuefeng Wang geometric model

Fig.23. Simplified geometric model adopted by Stokes?Griffin

Fig.24. Song Qinghua Geometric model

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