1 Hærdning af kompositmaterialer
Hærdningscyklusser er cyklusser af tid, temperatur og tryk, der bruges til at hærde termohærdende harpikssystemer eller prepregs. Hærdningen af reparationen er lige så vigtig som hærdningen af det originale delmateriale. I modsætning til metalreparationer, hvor materialet er præfabrikeret, kræver kompositreparationer, at teknikere fremstiller materialet. Dette inkluderer alle funktioner til opbevaring, behandling og kvalitetskontrol. Restaureringscyklussen for vedligeholdelse af fly begynder med materialeopbevaring. Forkert opbevarede materialer vil begynde at hærde, før de kan bruges til restaurering. Alle tider, temperaturer og krav skal opfyldes og dokumenteres. Se Aircraft Structural Repair Manual for at bestemme den korrekte reparationscyklus for den del, der skal repareres.
1.1 Rumtemperaturhærdning
Rumtemperaturhærdning er mest fordelagtig med hensyn til energibesparelser og bærbarhed. Rumtemperaturhærdede vådoplægningsreparationer genopretter ikke styrken eller holdbarheden af den originale 250℉ (121 grader) eller 350℉ (176,67 grader) hærdede komponent og bruges typisk til vådglasfiberoplægningsreparationer på ikke-kritiske komponenter. Rumtemperaturhærdede reparationer kan fremskyndes ved opvarmning. Maksimal ydeevne opnås ved 150℉ (65,56 grader). En vakuumpose kan bruges til at konsolidere laminatet og give en vej for luft og flygtige stoffer til at undslippe.
1.2 Højtemperaturhærdning
Alle prepregs hærdes ved hjælp af højtemperaturcyklusser. Nogle vådlagsreparationer bruger forhøjede hærdningscyklusser for at øge styrken af reparationen og fremskynde hærdningsprocessen. Hærdningsovne og varmebindere bruger vakuumposer til at konsolidere laminatet og give en vej for luft og flygtige stoffer til at undslippe. Autoklaver bruger vakuum og positivt tryk til at konsolidere laminatet og give en vej for luft og flygtige stoffer til at undslippe. De fleste varmeapparater bruger programmerbare computerstyringer til at køre hærdecyklussen. Operatøren kan vælge fra en menu med tilgængelige helbredelsescyklusser eller skrive sit eget program.
Termoelementer er placeret i nærheden af reparationen, og de giver temperaturfeedback til varmeenheden. Typiske hærdningstemperaturer for kompositter er 250℉ (121 grader) eller 350℉ (176,67 grader) Temperaturen på en stor del hærdet i en ovn eller autoklave kan være forskellig fra temperaturen i ovnen eller autoklaven under hærdningscyklussen, fordi de fungerer som en køleplade. Temperaturen på delen er vigtigst for korrekt hærdning, så termoelementer er placeret på delen for at overvåge og kontrollere delens temperatur. En ovn- eller autoklavelufttemperatursonde, der bruges til at måle ovn- eller autoklavetemperatur, er ikke altid en pålidelig anordning til at bestemme delhærdningstemperaturen. Hvis delen eller værktøjet fungerer som en køleplade, kan ovntemperaturen og delens temperatur være meget forskellige.
Højtemperaturhærdningscyklussen består af mindst tre dele.
-Opvarmning:varmeenheden varmer op ved en indstillet temperatur, normalt mellem 3℉ (-16,1 grader) og 5℉ (-15 grader) pr. minut.
-Holding:varmeenheden holder temperaturen i et forudbestemt tidsrum.
-Køling:varmeenheden køler ved en indstillet temperatur. Køletemperaturen er normalt under 5℉ pr. minut. Når varmeenheden falder til under 125℉, kan delen skilles ad. Når du hærder dele med en autoklave, skal du sørge for at lette trykket i autoklaven, før du åbner døren. Som vist i figur 53.
Figur 53: Autoklavhærdningsproces
Hærdningsprocessen udføres ved at påføre varme og tryk på laminatet. Når temperaturen stiger, begynder harpiksen at blive blød og flyde. Ved lavere temperaturer sker der meget lidt reaktion. Eventuelle flygtige forurenende stoffer, såsom luft eller vand, ekstraheres fra laminatet med et vakuum i løbet af denne tid. Laminatet komprimeres ved at påføre tryk, sædvanligvis et vakuum (atmosfærisk tryk); autoklaven påfører yderligere tryk, sædvanligvis 50-100 psi Når temperaturen nærmer sig den endelige hærdningstemperatur, øges reaktionshastigheden betydeligt, og harpiksen begynder at gel-hærde. Fastholdelse ved endelig hærdning gør det muligt for harpiksen at afslutte hærdningen og opnå de ønskede strukturelle egenskaber.
2 Reparation af komposit honeycomb sandwich
En stor del af de nuværende kompositkomponenter til luftfartsindustrien er-beskadigede letvægtssandwichstrukturer. Da sandwichstrukturer er limede strukturer med tynde paneler, repareres skader på sandwichstrukturer normalt ved limning.
Reparation af sandwich-bikagestrukturer bruger lignende teknikker til de mest almindelige panelmaterialer såsom glasfiber, kulfiber og Kevlar®. Kevlar repareres normalt med glasfiber. Som vist i figur 54.
Figur 54: Typisk reparation af honeycomb sandwich strukturer
2.1 Klassificering af skader
Kort-reparationer kan opfylde styrkekravene, men er begrænset af tid eller flyvecyklusser. Ved slutningen af reparationens levetid skal reparationen fjernes og udskiftes. Midlertidige reparationer kan genoprette den nødvendige styrke af komponenten. Denne reparation vil dog ikke genoprette den nødvendige holdbarhed af komponenten. Derfor har den forskellige inspektionsintervaller eller -metoder. En permanent reparation er en reparation, der genopretter den nødvendige styrke og holdbarhed af komponenten. Reparationen har samme inspektionsmetoder og intervaller som den originale komponent.
2.2 Mikrobeskadigelse af sandwichstrukturstabelkerner (pakning og pottereparation)
Indkapslingsreparation kan bruges til at reparere skader på sandwich-bikagestrukturer på mindre end 0,5 tommer. Honeycomb-materialet kan efterlades på plads eller fjernes og fyldes med en pottemasse for at genoprette en vis styrke. Indkapslede reparationer genopretter ikke delens fulde styrke.
Pottemassen er normalt et epoxyfyldt isoleringsglas, phenol- eller plastikmikrokugler, bomuld, en mixer eller andet materiale. Pottekompositten kan også bruges som fyldstof til dekorative reparationskanter og hudpaneler. Pottemassen bruges også i laminerede honeycomb-paneler som et hårdt punkt for bolte og skruer. Pottekompositten er tungere end den originale kerne, hvilket kan påvirke flyvekontrolbalancen. Vægten af reparationen skal beregnes og sammenlignes med flyvekontrolvægt- og balancegrænserne specificeret af SRM.
2.3 Skader på en eller begge sidepaneler, der kræver udskiftning og reparation
BEMÆRK: De følgende trin er kun til reference og bør ikke betragtes som direkte anvendelige for alle reparationsmetoder.
Trin 1: Undersøg for skader
Tynde laminater kan inspiceres visuelt og percussionstestes for at bestemme skader. Tykkere laminater kræver mere -dybdegående NDI-metoder, såsom ultralydsinspektion som vist i figur 55. Tjek for vand, olie, brændstof, snavs eller andre fremmedlegemer, der trænger ind i nærheden af skaden. Vand kan detekteres med en røntgenstråle, baggrundsbelysning eller fugtdetektor.
Figur 55: Knockout-testteknik
Trin 2: Fjern vand fra det beskadigede område
Vand skal fjernes fra honeycomb-kernen, før delen kan repareres. Som vist i figur 56, hvis vandet ikke fjernes, vil det koge under højtemperaturhærdningscyklussen, og panelet vil udvide kernen, hvilket forårsager mere skade. Vand i honeycomb-kernen kan også fryse ved lave temperaturer i store højder, hvilket kan få paneler til at skalle af.
Figur 56: Vakuumopsamlingsmetode til tørring af dele
Trin 3: Fjern skader
Trim det beskadigede område på delen til en glat form med afrundede hjørner eller en rund eller oval form. Beskadig ikke ubeskadigede lag, kerner eller omgivende materiale. Hvis kernen også er beskadiget, trimmes kernen til samme kontur som kernehuden. Som vist i figur 57.
Figur 57: Fjernelse af kerneskade
Trin 4: Forudindstilling af det beskadigede område
Brug en blød slibemaskine eller slibemaskine til at slibe rundt om den rensede skade med en jævn tilspidsning. Nogle producenter giver et konusforhold, såsom 1:40, mens andre angiver en konusafstand, såsom en 1-tommers overlapning af den eksisterende tilspidsningsafstand for hvert lag. Fjern den udvendige finish, inklusive den ledende belægning i et område, der er mindst 1 tomme større end den tilspidsede kant. Fjern alt sand og støv med tør trykluft og en støvsuger. Rengør det beskadigede område med en ren klud fugtet med tilladt opløsningsmiddel. Som vist i figur 58.
Figur 58: Slibning af reparationsområdet
Trin 5: Installer Honeycomb Core (Wet Layer)
Skær den nye kerne med en kniv. Kernepropperne skal være af samme type, kvalitet og kvalitet som den originale kerne. Kernecellerne skal orienteres i samme retning som bikagen af det omgivende materiale. Propper skal trimmes til den rigtige længde og opløsningsmiddel rengøres med et godkendt rengøringsmiddel.
Til vådlægningsreparationer-klippes to lag vævet stof, der passer til den indvendige overflade af den ubeskadigede hud. Imprægner stoflagene med harpiks og læg dem i hullet. Brug infusionsblanding rundt om kernen og placer den i hullet. Til prepreg-reparationer skal du skære et stykke klæbende film, så det passer til hullet, og bruge skumklæbemiddel rundt om blokeringen. Stikket skal røre ved siderne af hullet. Juster blokeringens kerne med det originale grundede materiale. Reparer området med en vakuumpose og hærd udskiftningskernen ved hjælp af en ovn, autoklave eller varmt tæppe. Vådlagsreparationer kan hærdes ved stuetemperatur til 150℉ (65,56 grader). Prepreg reparationer skal hærdes ved 250℉ (121 grader) eller 350℉ (176,67 grader). Erstatningskerner hærdes typisk i en separat cyklus i stedet for at-samhærdes med plasteret. Efter hærdning skal blokeringen slibes i plan med det omkringliggende område. Dette er vist i figur 59.
Figur 59: Udskiftning af kerne
Trin 6: Forbered og installer reparationslag
Se reparationsmanualen for det korrekte reparationsmateriale og antallet af lag, der kræves til reparationen. Installer typisk et lag mere end oprindeligt installeret. Skær lagtykkelsen til den korrekte størrelse og orientering. Reparationslagets tykkelse skal monteres i samme retning som det originale lag, der repareres. Imprægner laget med harpiks til vådlægningsreparationer- eller fjern bagsidematerialet fra prepreg. Lagene lægges sædvanligvis ved at bruge en minimum layup første taper layup sekvens. Som vist i figur 60.
Figur 60: Installation af patch
Trin 7: Støvsuger reparationen
Når belægningsmaterialet er på plads, skal du bruge en vakuumposeinstallation til at fjerne luft og sætte reparationen under tryk for at hærde. Se figur 61 for installationsvejledning til vakuumpose.
Figur 61: Vakuumbehandling
Trin 8: Udbedring af reparationen
Reparation under den ønskede reparationscyklus. Våde belægningsreparationer kan hærdes ved stuetemperatur. Temperaturen kan hæves til 150℉ (65,56 grader) for at fremskynde hærdningen. Prepreg reparationer skal helbredes under den forhøjede hærdningscyklus. Komponenter, der fjernes fra flyet, der skal repareres, kan hærdes i et varmt rum, ovn eller autoklave som vist i figur 62. Opvarmede tæpper bruges til reparationer på fly.
Efter hærdning fjern det indkapslede materiale og inspicér reparationen. Reparationen bør være fri for gruber, vabler og områder med harpikstilvækst eller -tab. Slib reparationsplasteret let med sandpapir for at give en glat overflade, der ikke beskadiger fibrene. Påfør overfladebehandling og ledende belægning (lysbølgebestandig).
Figur 62: Udhærdet reparation
Trin 9: Efter-reparationsinspektion
En visuel, tap eller ultralydsinspektion bruges normalt til at foretage en inspektion af tykkelsen af reparationen. Hvis der findes defekter, fjernes det reparerede plaster. Dette er vist i figur 63.
Figur 63: Tjek efter reparation
Hvis flyvekontrolpanelet blev repareret, skal du udføre en balancekontrol og sikre, at det reparerede flyvekontrolpanel er inden for SRM'ens rækkevidde. Undladelse af at gøre det kan resultere i flykontrolsnak og kompromittere flysikkerheden.
Fortsættes
Kilde "Composites Frontier" Offentlig hjemmeside