I. Techniki nakładania warstw
Zinterpretuj SRM i określ właściwy materiał do naprawy, liczbę warstw potrzebnych do naprawy i kierunek warstw. Wysuszyć część, usunąć uszkodzenia i przeszlifować krawędzie uszkodzonego obszaru stożkowym piaskiem. Za pomocą cienkiego kawałka plastiku narysuj rozmiar każdej warstwy naprawczej z uszkodzonego obszaru. Kalką kreślarską zaznacz kierunek ułożenia każdej warstwy. Skopiuj informacje o grubości naprawy na kawałek materiału do naprawy, tak aby był wystarczająco duży, aby przeciąć wszystkie warstwy. Zaimpregnować naprawiany materiał żywicą, nałożyć na tkaninę kawałek przezroczystej folii antyadhezyjnej, przeciąć warstwy i ułożyć je na uszkodzonym obszarze. Warstwy te są zwykle układane przy użyciu kolejności układania o najmniejszym priorytecie, ale alternatywą jest zastosowanie sekwencji układania o największym priorytecie. W tej kolejności pierwsza warstwa tkaniny wzmacniającej całkowicie pokrywa obszar roboczy, po niej następują mniejsze warstwy w tej kolejności, a następnie wykańcza się dodatkową lub dwiema warstwami zewnętrznymi rozciągającymi się w pewnej odległości na łatę i laminat dźwiękowy. Obie metody pokazano na rysunkach 46 i 47.
Rysunek 46: Naprawa procesu układania nawierzchni
Rysunek 47: Różne techniki-układania (metoda).
II. Technologia rozlewu (przenikania).
Tradycyjna technika rozsypywania wykorzystująca technologię pakowania próżniowego polega na umieszczeniu na wierzchu uzupełnienia perforowanej membrany uwalniającej i warstwy odpowietrzającej/rozciekającej. Otwory w membranie uwalniającej umożliwiają wentylację powietrza i odprowadzanie żywicy z całego obszaru uzupełnienia. Ilość rozlanej żywicy zależy od rozmiaru i liczby otworów w perforowanej membranie uwalniającej, grubości tkaniny rozlanej/napowietrzającej, lepkości i temperatury żywicy oraz podciśnienia.
Kontrolowane rozlewanie pozwala na uwolnienie ograniczonej ilości żywicy w perforowanej warstwie. Kawałek perforowanej folii rozdzielającej umieszcza się na wierzchu materiału prepreg, warstwę folii rozdzielającej umieszcza się na wierzchu perforowanej folii rozdzielającej, a na wierzchu folii rozdzielającej umieszcza się warstwę stałej folii rozdzielającej. Uciśnij naprawę za pomocą oddychającej warstwy i worka próżniowego. Warstwa wentylacyjna umożliwia ucieczkę powietrza. Formy przelewowe mogą wchłonąć jedynie ograniczoną ilość żywicy, a ilość żywicy w formie przelewowej można kontrolować poprzez zastosowanie wielu warstw przelewowych. Zbyt wiele warstw przelewowych może skutkować brakiem żywicy do naprawy. Zawsze zapoznaj się z instrukcjami konserwacji lub kartami technicznymi producenta, aby uzyskać informacje na temat właściwych technik pakowania i przelewania.
III. Systemy nieprzepuszczalne
Systemy prepregów o zawartości żywicy wynoszącej 32-35 procent to typowe systemy nieprzepuszczalne. Te prepregi zawierają dokładnie taką samą ilość żywicy, jaka jest potrzebna do utwardzenia laminatu; dlatego nie jest wymagany żaden przelew żywicy. Rozlanie tych prepregów skutkuje niewystarczającą lub częściowo wyczerpaną naprawą żywicy. Wiele stosowanych obecnie-prepregów o wysokiej wytrzymałości to systemy nieprzepuszczalne. Nie stosuje się żadnych form do rozlewania, a żywica jest uszczelniona, więc nie dochodzi do rozlania. Aby określić, czy warstwa rozlana wymaga naprawy, należy zapoznać się z instrukcją konserwacji. Arkusz stałej folii rozdzielającej (nieporowatej) umieszcza się na wierzchu prepregu i okleja krawędzie taśmą zabezpieczającą. Na krawędzi taśmy wykonano niewielki otwór, przez który mogło uchodzić powietrze. Zamontowano warstwy napowietrzające i worki próżniowe w celu dociśnięcia warstwy prepregu. Powietrze może uciekać wokół krawędzi naprawy, ale żywica nie będzie wypływać. Rozlanie poziome (lub krawędziowe) wykorzystuje się do napraw na mokro w temperaturze pokojowej, jak pokazano na rysunku 48. Wokół naprawy lub części (warstwy odpowietrzającej) umieszcza się 2-calową tkaninę przelewową. Nie jest konieczne umieszczanie folii, ponieważ na górze naprawy nie ma szmatki. Zaimpregnować część żywicą i umieścić worek próżniowy na naprawionym miejscu. Do usunięcia powietrza i nadmiaru żywicy do przelewu krawędziowego stosuje się aplikację próżniową i ściągaczkę.
Rysunek 48: Laminowanie próżniowe części o wypukłych i wklęsłych konturach
IV. Blokowanie krzywizny poziomej nawierzchni
Zawsze dobrą praktyką jest projektowanie symetrycznych lub zrównoważonych laminatów, aby zminimalizować szczątkowe naprężenia termiczne powstające podczas utwardzania żywicy. Przykłady zrównoważonych laminatów pokazano na rysunku 49. W pierwszym przykładzie zastosowano taśmę jednokierunkową, natomiast przykłady 2 i 3 to typowe quasi-laminaty izotropowe wykonane z tkaniny.
Rysunek 49: Przykład laminatu wyrównującego
Przykład efektów powodowanych przez laminaty asymetryczne pokazano na rysunku 50. Efekty te są najbardziej zauważalne, gdy laminat jest utwardzany w podwyższonych temperaturach w autoklawie lub piecu ze względu na naprężenia termiczne, które występują, gdy laminat jest obniżany z temperatury utwardzania do temperatury pokojowej. Laminaty utwardzane w temperaturze pokojowej za pomocą typowych-warstw nakładanych na mokro nie wykazują takiego samego stopnia odkształcenia ze względu na znacznie niższe naprężenia termiczne.
Rysunek 50: Przykłady uderzeń powodowanych przez laminaty asymetryczne
Wytrzymałość i sztywność kompozytu zależy od kierunku-ułożenia. Rzeczywisty zakres wytrzymałości i sztywności węglowych żywic epoksydowych waha się od niskich do wysokich wartości zapewnianych przez włókna szklane, do wysokich wartości zapewnianych przez tytan. Ten zakres wartości jest określony przez orientację warstwy względem przyłożonego obciążenia. Ponieważ wymagania projektowe dotyczące wytrzymałości są funkcją kierunku przyłożonego obciążenia, kierunek warstwy i kolejność warstw muszą być prawidłowe. Podczas procesu naprawy niezwykle istotna jest wymiana każdej uszkodzonej warstwy na warstwę z tego samego materiału i orientacji lub na zatwierdzony zamiennik.
Gięcie odnosi się do podłużnych włókien tkaniny. Ze względu na prostotę włókien osnowa jest kierunkiem o dużej wytrzymałości. Krzywizna służy do opisu kierunku włókien na wykresie, arkuszu specyfikacji lub arkuszu producenta. Jeśli na tkaninie nie ma krzywizny, kierunek krzywizny domyślnie przyjmuje wartość zerową, gdy tkanina schodzi z rolki. Dlatego szerokość tkaniny wynosi 90 stopni do zera.. 90 stopień do zera jest również określany jako kierunek wypełnienia.
V. Żywice mieszane
Żywice epoksydowe, podobnie jak wszystkie materiały-wieloskładnikowe, muszą być dobrze wymieszane. Niektóre systemy żywic zawierają barwniki, które pomagają sprawdzić, jak dobrze materiał jest wymieszany. Ponieważ wiele systemów żywic nie zawiera barwników, żywicę należy mieszać powoli i dokładnie przez trzy minuty. Jeśli żywica zostanie wymieszana zbyt szybko, do mieszaniny może przedostać się powietrze. Jeśli system żywicy nie zostanie dokładnie wymieszany, żywica może nie utwardzić się prawidłowo. Pamiętaj, aby delikatnie dotknąć krawędzi i dna kubka do mieszania, aby upewnić się, że cała żywica została prawidłowo wymieszana.
Nie mieszać dużych ilości żywic szybkoutwardzalnych. Tego typu żywice generują ciepło po zmieszaniu. Kiedy żywica się przegrzeje, opary mogą cię spalić lub zatruć. Wymieszaj tylko potrzebną ilość materiału. Jeśli potrzeba więcej materiału niż maksymalna partia, należy wymieszać wiele partii.
VI. Technika nasycenia
W przypadku napraw metodą na mokro tkaninę impregnuje się żywicą. Ważne jest, aby nałożyć na tkaninę odpowiednią ilość żywicy. Za dużo lub za mało żywicy wpłynie na wytrzymałość naprawy. Powietrze osadzone w żywicy lub nieusunięte z tkaniny również zmniejszy wytrzymałość naprawy.
VII. Impregnacja tkanin za pomocą pędzla lub skrobaka gumowego
Tradycyjnym sposobem impregnacji jest użycie pędzla lub gumowego skrobaka. Technik umieszcza na płycie nakładkowej środek rozdzielający lub folię rozdzielającą, tak aby warstwa kleju nie przykleiła się do płyty. Kawałek materiału kładzie się na kartonie, a na jego środek nakłada się żywicę. Dokładnie zwilż tkaninę szczoteczką lub szczoteczką do czyszczenia. Dodaj kolejne warstwy tkaniny i żywicy i powtarzaj proces, aż wszystkie warstwy zostaną zaimpregnowane. Do skonsolidowania warstw i usunięcia nadmiaru żywicy i substancji lotnych zostanie użyty worek próżniowy. Większość procesów nakładania na mokro-utwardza się w temperaturze pokojowej, ale w celu przyspieszenia procesu utwardzania stosuje się dodatkowe ciepło do 150 stopni F (65,56 stopnia). Pokazano to na rysunku 51.
Rysunek 51: Impregnacja tkaniny za pomocą pędzla lub gumowego skrobaka
a) Układanie na mokro-; B) Umieszczenie tkaniny; C) Impregnacja tkanin; D) Wyczyść szczotkę używaną do dokładnego zeskrobania zwilżonej tkaniny
VIII. Impregnacja tkanin workami próżniowymi
Metodę impregnacji-próżniowej stosuje się do impregnacji tkanin naprawczych dwiema częściami żywicy, zamkniętych w worku próżniowym. Metoda ta jest odpowiednia dla gęsto dzianych tkanin, gdy stosunek żywicy do włókna jest bliski optymalnemu. W porównaniu z impregnacją raklową, proces ten zmniejsza poziom powietrza uwięzionego w tkaninie, zapewniając bardziej kontrolowaną i kompleksową konfigurację do zakończenia procesu impregnacji.
8.1 Procedura impregnacji-wspomaganej próżnią
1. Nałóż taśmę uszczelniającą worek próżniowy na powierzchnię stołu, na której będzie impregnowany materiał. Powierzchnia powinna być co najmniej 4 cale większa niż materiał przeznaczony do impregnacji.
2. umieść kawałek wentylowanej tkaniny obok taśmy uszczelniającej worek próżniowy. Krawędź otworu wentylacyjnego powinna mieć szerokość 1-2 cali.
3. połóż na stole kawałek stałej folii oddzielającej. Arkusz powinien być o 2 cale większy od materiału, który ma być impregnowany.
4. Zważ tkaninę, aby określić ilość mieszanki żywicy potrzebnej do zaimpregnowania materiału.
5. Połóż tkaninę na folii zabezpieczającej.
6. Umieść kawałek oddychającego materiału pomiędzy tkaniną a otworem wentylacyjnym, aby zapewnić przepływ powietrza.
7. Nałóż żywicę na tkaninę. Żywica powinna tworzyć ciągłą kałużę w środkowej części tkaniny.
8. Umieść sondę podciśnienia na krawędziowym zaworze odpowietrzającym.
9. Nałóż kolejną solidną folię na tkaninę. Ten film powinien być tego samego rozmiaru lub większy niż pierwszy.
10. Umieść worek próżniowy w celu uszczelnienia i odkurz worek.
11. Pozwól, aby powietrze spłynęło z tkaniny przez 2 minuty.
12. Za pomocą gumowego skrobaka zeskrob żywicę z tkaniny. Powoli przeciągnij żywicę od środka do krawędzi tkaniny. Żywicę należy równomiernie rozprowadzić po całej tkaninie.
13. Usuń tkaninę i odetnij warstwę naprawczą.
8.2 Technologia worków próżniowych
Pakowanie próżnioweto proces utwardzania układu pod ciśnieniem wytwarzanym przez odkurzanie przestrzeni pomiędzy układem a elastycznym arkuszem umieszczonym i zgrzanym na krawędziach. Podczas formowania próżniowego materiał warstwowy jest zazwyczaj umieszczany w formie metodą ręcznego-układania przy użyciu prepregu lub układania-na mokro. Do pakowania próżniowego preferowane są żywice o dużej płynności.
Jednostronne pakowanie próżniowe:Jeśli obszar naprawy jest wystarczająco duży, po jednej stronie miejsca naprawy można umieścić worek próżniowy, co jest preferowaną metodą. Worek próżniowy przykleja się taśmą samoprzylepną, a próżnię wytwarza się poprzez umieszczenie otworu próżniowego w worku.
Opakowanie kopertoweto proces, podczas którego naprawiana część jest całkowicie zamykana w worku próżniowym lub worek jest umieszczany na końcu części w celu uzyskania odpowiedniego uszczelnienia. Często stosuje się go do zdejmowanych części samolotów, takich jak elementy sterujące lotem, panele osłon itp., gdy geometria części lub miejsce naprawy bardzo utrudnia prawidłowe pakowanie próżniowe i uszczelnianie obszaru w próżni. W niektórych przypadkach część może być zbyt mała, aby umożliwić instalację-jednostronnego odkurzacza workującego. Innym razem naprawa ma miejsce na końcu dużej części i przez cały czas należy owinąć koniec workiem próżniowym i uszczelnić go. Jak pokazano na rysunku 52.
Rysunek 52: Naprawa paczki z kopertami
X. Zastosowania pod ciśnieniem alternatywnym
9.1 Taśma termokurczliwa
Inną metodą stosowania ciśnienia podczas utwardzania w piecu jest użycie folii termokurczliwej lub taśmy termokurczliwej. Metodę tę zwykle stosuje się w przypadku części, które są już owinięte-włóknem, ponieważ obowiązują te same zasady stosowania. Taśma jest owinięta wokół ukończonego-układu, zwykle z tylko jedną warstwą materiału oddzielającego pomiędzy taśmą a ułożeniem.- Taśma jest poddawana działaniu ciepła, zwykle za pomocą opalarki, w celu jej skurczenia. Jest to proces, który może wywrzeć ogromny nacisk na układ. Po obkurczeniu część umieszcza się w piecu w celu utwardzenia. Wysokiej jakości części można niedrogo wyprodukować przy użyciu taśmy termokurczliwej.
9.2 Zaciski-C
Części można także łączyć ze sobą za pomocą klipsów. Technikę tę stosuje się w przypadku pełnych laminowanych krawędzi paneli o strukturze plastra miodu. Zaciski (np. zaciski c-i zaciski sprężynowe) służą do dociskania krawędzi lub naprawy detali części razem. Zawsze używaj zacisków z podkładkami-rozdzielającymi nacisk, ponieważ część może ulec uszkodzeniu, jeśli siła zacisku będzie zbyt duża. Zaciski sprężynowe można stosować w zastosowaniach, w których podczas utwardzania rozlewa się żywica, a zaciski C- wymagają okresowego-ponownego dokręcania.
9.3 Torby i obciążniki do strzelby
Do zapewnienia ciśnienia można również użyć worków i obciążników do strzelby, ale ich użycie jest ograniczone ze względu na niski poziom wywieranego ciśnienia.
Ciąg dalszy
Źródło: Publiczna witryna internetowa „Composites Frontier”.