1 Întărirea materialelor compozite
Ciclurile de întărire sunt cicluri de timp, temperatură și presiune utilizate pentru a întări sistemele de rășini termosecuri sau preimpregnate. Întărirea reparației este la fel de importantă ca și întărirea materialului original al piesei. Spre deosebire de reparațiile metalice în care materialul este prefabricat, reparațiile compozite necesită tehnicieni să fabrice materialul. Aceasta include toate funcțiile de stocare, procesare și control al calității. Ciclul de restaurare pentru întreținerea aeronavelor începe cu depozitarea materialelor. Materialele depozitate necorespunzător vor începe să se întărească înainte de a putea fi folosite pentru restaurare. Toate timpii, temperaturile și cerințele trebuie îndeplinite și documentate. Consultați Manualul de reparație structurală a aeronavei pentru a determina ciclul corect de reparație pentru piesa care urmează să fie reparată.
1.1 Întărire la temperatura camerei
Întărirea la temperatura camerei este cea mai benefică în ceea ce privește economia de energie și portabilitatea. Reparațiile umed-întărite la temperatură a camerei nu restabilesc rezistența sau durabilitatea componentei intarite la 250℉ (121 grade ) sau 350℉ (176,67 grade ) și sunt utilizate de obicei pentru reparațiile umede ale-fibră de sticlă pe componente ne-critice. Reparațiile la temperatura camerei pot fi accelerate prin încălzire. Performanța maximă este atinsă la 150℉ (65,56 grade). Un sac de vid poate fi folosit pentru a consolida laminatul și pentru a oferi o cale de evacuare a aerului și a substanțelor volatile.
1.2 Întărire la temperatură ridicată
Toate preimpregnatele sunt vindecate folosind cicluri de temperatură ridicată. Unele reparații cu straturi umede folosesc cicluri de întărire ridicate pentru a crește rezistența reparației și pentru a accelera procesul de întărire. Cuptoarele de întărire și lipitorii fierbinți folosesc pungi de vid pentru a consolida laminatul și pentru a oferi o cale de evacuare a aerului și a substanțelor volatile. Autoclavele folosesc vid și presiune pozitivă pentru a consolida laminatul și pentru a oferi o cale de evacuare a aerului și a substanțelor volatile. Majoritatea încălzitoarelor folosesc comenzi programabile ale computerului pentru a rula ciclul de întărire. Operatorul poate selecta dintr-un meniu de cicluri de vindecare disponibile sau poate scrie propriul program.
Termocuplurile sunt plasate lângă reparație și oferă feedback de temperatură unității de încălzire. Temperaturile tipice de întărire pentru compozite sunt 250℉ (121 grade) sau 350℉ (176,67 grade). Temperatura unei părți mari întărite într-un cuptor sau autoclavă poate fi diferită de temperatura cuptorului sau a autoclavei în timpul ciclului de întărire, deoarece acţionează ca un radiator. Temperatura piesei este cea mai importantă pentru întărirea corectă, astfel încât termocuplurile sunt plasate pe piesă pentru a monitoriza și controla temperatura piesei. O sondă de temperatură a aerului din cuptor sau autoclavă utilizată pentru a măsura temperatura cuptorului sau a autoclavei nu este întotdeauna un dispozitiv de încredere pentru determinarea temperaturii de întărire a părții. Dacă piesa sau unealta acționează ca un radiator, temperatura cuptorului și temperatura piesei pot fi foarte diferite.
Ciclul de întărire la temperatură ridicată constă din cel puțin trei părți.
-Incalzire:unitatea de încălzire se încălzește la o temperatură setată, de obicei între 3℉ (-16,1 grade ) și 5℉ (-15 grade ) pe minut.
-Deţinere:unitatea de încălzire menține temperatura pentru o perioadă de timp predeterminată.
-Răcire:unitatea de încălzire se răcește la o temperatură setată. Temperatura de răcire este de obicei sub 5℉ pe minut. Când unitatea de încălzire scade sub 125 ℉, piesa poate fi dezasamblată. Când întăriți piesele cu o autoclavă, asigurați-vă că eliberați presiunea din autoclavă înainte de a deschide ușa. După cum se arată în Figura 53.
Figura 53: Procesul de întărire în autoclavă
Procesul de întărire este realizat prin aplicarea de căldură și presiune pe laminat. Pe măsură ce temperatura crește, rășina începe să se înmoaie și să curgă. La temperaturi mai scăzute, are loc o reacție foarte mică. Orice contaminanți volatili, cum ar fi aerul sau apa, sunt extrași din laminat cu vid în acest timp. Laminatul se compactează prin aplicarea unei presiuni, de obicei un vid (presiune atmosferică); autoclava aplică o presiune suplimentară, de obicei 50-100 psi Pe măsură ce temperatura se apropie de temperatura finală de întărire, viteza de reacție crește considerabil și rășina începe să se întărească prin gel. Menținerea la întărirea finală permite rășinii să termine întărirea și să obțină proprietățile structurale dorite.
2 Repararea sandvișului de fagure compozit
O mare parte din componentele compozite aerospațiale actuale sunt structuri sandwich ușoare predispuse{0}}deteriorării. Deoarece structurile sandwich sunt structuri lipite cu panouri subțiri, deteriorarea structurilor sandwich este de obicei reparată prin lipire.
Repararea structurilor tip fagure tip sandwich folosește tehnici similare celor mai comune materiale pentru panouri, cum ar fi fibra de sticlă, fibra de carbon și Kevlar®. Kevlarul este de obicei reparat cu fibră de sticlă. După cum se arată în Figura 54.
Figura 54: Repararea tipică a structurilor tip sandwich tip fagure
2.1 Clasificarea daunelor
Reparațiile pe termen scurt-poate îndeplini cerințele de rezistență, dar sunt limitate de timp sau de ciclurile de zbor. La sfârșitul duratei de viață a reparației, reparația trebuie îndepărtată și înlocuită. Reparațiile temporare pot restabili rezistența necesară a componentei. Cu toate acestea, această reparație nu va restabili durabilitatea necesară a componentei. Prin urmare, are intervale sau metode diferite de inspecție. O reparație permanentă este o reparație care restabilește rezistența și durabilitatea necesare componentei. Reparația are aceleași metode și intervale de inspecție ca și componenta originală.
2.2 Microdeteriorări la miezurile stivei structurii sandwich (ambalare și reparare a ghiveciului)
Repararea încapsulării poate fi utilizată pentru a repara deteriorarea structurilor tip fagure tip sandwich mai mici de 0,5 inci. Materialul de tip fagure poate fi lăsat pe loc sau îndepărtat și umplut cu un compus pentru ghiveci pentru a restabili o anumită rezistență. Reparațiile încapsulate nu restabilesc întreaga rezistență a piesei.
Compusul de ghiveci este de obicei o sticlă izolatoare umplută cu epoxi, microsfere fenolice sau din plastic, bumbac, un mixer sau alt material. Compozitul pentru ghiveci poate fi folosit și ca umplutură pentru marginile de reparații decorative și panourile de piele. Compusul pentru ghiveci este, de asemenea, utilizat în panourile laminate de tip fagure ca punct dur pentru șuruburi și șuruburi. Compozitul de ghiveci este mai greu decât miezul original, ceea ce poate afecta echilibrul controlului zborului. Greutatea reparației trebuie calculată și comparată cu limitele de greutate și centrare ale controlului de zbor specificate de SRM.
2.3 Deteriorarea unuia sau ambelor panouri laterale care necesită înlocuire și reparare
NOTĂ: Următorii pași sunt doar pentru referință și nu ar trebui considerați aplicabili direct tuturor metodelor de reparare.
Pasul 1: Verificați dacă nu există daune
Laminatele subțiri pot fi inspectate vizual și testate percuția pentru a determina deteriorarea. Laminatele mai groase necesită metode NDI mai aprofundate, cum ar fi inspecția cu ultrasunete, așa cum se arată în Figura 55. Verificați dacă apă, ulei, combustibil, murdărie sau alte materii străine pătrund în apropierea avariei. Apa poate fi detectată cu un detector de raze X-, iluminare de fundal sau de umiditate.
Figura 55: Tehnica de testare knockout
Pasul 2: Îndepărtați apa din zona deteriorată
Apa trebuie îndepărtată din miezul de fagure înainte ca piesa să poată fi reparată. După cum se arată în Figura 56, dacă apa nu este îndepărtată, aceasta va fierbe în timpul ciclului de întărire la temperatură ridicată și panoul va extinde miezul, provocând mai multe daune. Apa din miezul de fagure poate îngheța, de asemenea, la temperaturi scăzute, la altitudini mari, ceea ce poate cauza desprinderea panourilor.
Figura 56: Metoda de ambalare cu vid pentru uscarea pieselor
Pasul 3: Eliminați deteriorarea
Tăiați zona deteriorată de pe piesă la o formă netedă, cu colțuri rotunjite, sau o formă rotundă sau ovală. Nu deteriorați straturile, miezurile sau materialul înconjurător nedeteriorate. Dacă miezul este, de asemenea, deteriorat, tăiați miezul la același contur ca și pielea miezului. După cum se arată în Figura 57.
Figura 57: Îndepărtarea deteriorării miezului
Pasul 4: Presetarea zonei deteriorate
Utilizați o mașină de șlefuit cu disc moale sau o mașină de șlefuit rotativ pentru a șlefui în jurul deteriorării curățate cu o conicitate uniformă. Unii producători oferă un raport de conicitate, cum ar fi 1:40, în timp ce alții specifică o distanță de conicitate, cum ar fi o suprapunere de 1 inch a distanței conice existente pentru fiecare strat. Îndepărtați finisajul exterior, inclusiv stratul conductor, într-o zonă cu cel puțin 1 inch mai mare decât marginea conică. Îndepărtați tot nisipul și praful cu aer comprimat uscat și un hoover. Curățați zona deteriorată cu o cârpă curată umezită cu solvent permis. După cum se arată în Figura 58.
Figura 58: Slefuirea zonei de reparare
Pasul 5: Instalați miezul de fagure (strat umed)
Tăiați miezul de schimb cu un cuțit. Fișele de bază trebuie să fie de același tip, calitate și calitate ca miezul original. Celulele de miez trebuie să fie orientate în aceeași direcție cu fagurele materialului din jur. Dopurile trebuie tăiate la lungimea corespunzătoare și curățate cu solvent cu un agent de curățare aprobat.
Pentru reparații întinse-ume, tăiați două straturi de țesătură potrivite pentru suprafața interioară a pielii nedeteriorate. Impregnați straturile de țesătură cu rășină și puneți-le în gaură. Utilizați compus de perfuzie în jurul miezului și puneți-l în gaură. Pentru reparații preimpregnate, tăiați o bucată de film adeziv pentru a se potrivi cu gaura și utilizați adeziv spumă în jurul blocajului. dopul ar trebui să atingă părțile laterale ale găurii. Aliniați miezul blocajului cu materialul amorsat original. Reparați zona cu un sac de vid și întăriți miezul de înlocuire folosind un cuptor, autoclavă sau pătură fierbinte. Reparațiile straturilor umede pot fi vindecate la temperatura camerei la 150℉ (65,56 grade). Reparațiile preimpregnate trebuie să fie tratate la 250℉ (121 grade) sau 350℉ (176,67 grade). De obicei, miezurile de înlocuire sunt întărite într-un ciclu separat, mai degrabă decât co-întărite cu plasturele. După întărire, blocajul trebuie șlefuit la același nivel cu zona înconjurătoare. Acest lucru este prezentat în Figura 59.
Figura 59: Înlocuirea miezului
Pasul 6: Pregătiți și instalați straturi de reparații
Consultați manualul de reparații pentru materialul corect de reparație și numărul de straturi necesare pentru reparație. De obicei, instalați un strat în plus față de instalat inițial. Tăiați grosimea stratului la dimensiunea și orientarea corecte. Grosimea stratului de reparare trebuie instalată în aceeași direcție cu stratul original care se repara. Impregnați stratul cu rășină pentru reparații umed-pentru întindere sau îndepărtați materialul de suport din preimpregnat. Straturile sunt de obicei așezate utilizând o secvență de întindere minimă a primului conic. După cum se arată în Figura 60.
Figura 60: Instalarea patch-urilor
Pasul 7: Aspirați reparația
Odată ce materialul de pavaj este la locul său, utilizați instalarea sacului de vid pentru a elimina aerul și a presuriza reparația pentru a se întări. Consultați Figura 61 pentru instrucțiunile de instalare a sacului de vid.
Figura 61: Tratarea cu vid
Pasul 8: Întărirea reparației
Reparați în timpul ciclului de reparații dorit. Reparațiile pavajului umed pot fi vindecate la temperatura camerei. Temperatura poate fi ridicată la 150℉ (65,56 grade) pentru a accelera întărirea. Reparațiile prepreg trebuie să fie vindecate în timpul ciclului de întărire ridicat. Componentele îndepărtate din aeronava pentru a fi reparate pot fi vindecate într-o cameră fierbinte, cuptor sau autoclavă, așa cum se arată în Figura 62. Păturile încălzite sunt utilizate pentru reparații la aeronave.
După întărire, îndepărtați materialul încapsulat și inspectați reparația. Reparația trebuie să fie fără gropi, vezicule și zone cu câștig sau pierdere de rășină. Slefuiți ușor plasturele de reparare cu hârtie abrazivă pentru a da o suprafață netedă, care nu va deteriora fibrele. Aplicați un tratament de suprafață și un strat conductiv (rezistent la undele de lumină).
Figura 62: Reparație vindecată
Pasul 9: Inspecția după-reparație
O inspecție vizuală, robinet sau ultrasonică este de obicei utilizată pentru a efectua o inspecție a grosimii reparației. Dacă se găsesc defecte, patch-ul reparat este îndepărtat. Acest lucru este prezentat în Figura 63.
Figura 63: Verificați după reparație
Dacă panoul de control de zbor a fost reparat, efectuați o verificare a echilibrului și asigurați-vă că panoul de control de zbor reparat se află în raza SRM. Nerespectarea acestui lucru poate duce la zbuciumul controlului zborului și poate compromite siguranța zborului.
De continuat
Sursa Site-ul public „Composites Frontier”.