I. Kuum survevalu
Kuumpressimisvormimise protsessis kuumutatakse materjal ahjus sulamistemperatuurist kõrgemale temperatuurile (340-430 kraadi ehk 645-805℉), kiiresti (1-10 s) vormimisvormi, survevormitakse ning tahkutakse ja jahutatakse rõhu all k (Pa{{3})} (4 kPa,{3})}. Nagu on näidatud joonisel 42, on tootmises pressimisvorm tavaliselt teras- või alumiiniumkonstruktsiooni kumer{17}}nõgus kombinatsioon. Prototüüpimise protsessis saab aga kasutada materjale nagu kumm, puit, fenool jne. Tervet vormi saab hoida toatemperatuuril kogu vormimis-tahkumistsükli vältel. Kuumade vormide (120-200 kraadi või 250-390 ℉) kasutamine võimaldab aga reguleerida jahutuskiirust (vältides osade kõverdumist ja kontrollides poolkristalliliste termoplastsete eelprepregide (nt PEEK ja polüfenüleensulfiid) morfoloogiat) ning pikendab vormimisakent ja soodustab paremat paigaldamist.
Joonis 42: Kuumpressi seadmed
Selle meetodi peamiseks puuduseks on see, et press avaldab survet ainult ühes suunas, mis muudab keerulise kujuga detailide (nt helmed, suletud nurgad) või peaaegu vertikaalsete tugedega osade valmistamise keeruliseks. Kuna kogu vormikomplekti temperatuuri ei ole vaja iga osaga tsükliliselt reguleerida, on pressvormimisega saavutatav kiire prototüüpimisaeg vahemikus 10 minutit kuni 2 tundi.
II. Termopaar (sond)
Termopaar (TC) on termoelektriline seade, mida kasutatakse temperatuuri täpseks mõõtmiseks. Selle saab ühendada lihtsa temperatuurilugemisseadmega või termilise lüli, ahju või muud tüüpi kontrolleriga, et reguleerida soojust. TC koosneb ühest traadist või kahest erinevast metallist traadist, mille üks ots on omavahel ühendatud. Soojendusega pistik genereerib elektrivoolu, mis muundatakse TC monitori temperatuurinäiduks. Valige juhtmetüüp (J või K) ja pistiku tüüp, mis ühildub kohalike temperatuuri jälgimisseadmetega (termoliitmikud, ahjud, autoklaavid jne). TC-juhtmeid saab ühendada erinevat tüüpi isoleeritud seadmetega; kontrollige tootja toote andmelehte veendumaks, et isolatsioon talub kõrgeimaid kõvenemistemperatuure. Teflon-isolatsiooniga traat sobib tavaliselt kõvenemiseks temperatuuril 390 ℉ (198,89 kraadi) ja alla selle; Kõrgematel temperatuuridel tuleks kasutada polüimiidi (Kapton) isolatsiooniga traati.
III. Termopaari paigutus
Termopaaride paigutamine kogu parandusprotsessi vältel on õige kõvenemistemperatuuri saavutamiseks ülioluline. Üldiselt tuleks temperatuuri reguleerimiseks kasutatavad termopaarid paigutada parandusmaterjalile võimalikult lähedale, ilma et neid parandusmaterjali sisse põimitaks või parandusprotsessi käigus tekiks süvendeid. Samuti tuleks need asetada sobivalt kuumaks või külmaks, et tagada materjali piisav kõvenemine, kuid mitte kokku puutuda ülemäärase temperatuuriga, mis võiks halvendada materjali struktuurseid omadusi. Termopaarid tuleks asetada jälgitavale alale võimalikult lähedale. Termopaaride kasutamisel tuleks järgida järgmisi samme.
-Vähemalt kolm termopaari küttetsükli jälgimiseks.
-Kui ühendate eelnevalt kõvenenud plaastreid, asetage termopaarid plaastri keskkoha lähedale.
-Juhttermopaarid võivad asuda madalal temperatuuril (200 kraadi F (93,33 kraadi) või madalamal) kooskõvendatud plaastri keskel, kui need on asetatud õhukese metalllehe peale, et vältida termopaaride plaastrisse süvenemist. See võimaldab plaastri temperatuuri täpsemalt kontrollida.
-Parandusplaastri ümber paigaldatud termopaarid tuleks asetada liimijoone servast umbes 0,5 tolli kaugusele.
-Paigaldage lekketeip termopaari otsikute alla ja kohale, et kaitsta neid vaigu lekete eest ja juhtseadet lühiste eest.
-Ärge asetage termopaare vaakumportide alla, kuna rõhk võib kahjustada juhtmeid ja põhjustada valenäite.
-Ärge asetage termopaari juhtmeid soojusülekandekattega toitejuhtmete kõrvale või risti, et magnetvooliinid ei põhjustaks vale temperatuurinäitu.
-Ärge asetage termopaare kahe-tollise kattuva soojuskatte parandusse, et kontroller ei üritaks kompenseerida madalamaid temperatuure.
-Säilitage vaakumkoti all olevad termopaari juhtmed alati lõtvunud, et vältida termopaari tõmbamist vaakumrakenduse ajal jälgimisalast eemale.
IV. Remondiala soojusseire
Maksimaalse struktuurilise liimitud komposiitremondi saavutamiseks on oluline, et need materjalid kõveneksid soovitatud temperatuurivahemikus. Ebaõnnestumine õigel temperatuuril võib tekitada nõrku laike või liimitud pindu ning põhjustada remondi ebaõnnestumise. Enne remondi paigaldamist tuleks teha soojusmõõtmised, et tagada õige ja ühtlane temperatuur. Soojusuuring määrab kütte- ja isolatsiooninõuded, samuti TC asukoha remondialal. Soojusuuringud on eriti kasulikud küttemeetodite (kuumaõhumoodulid, soojuslambid, soojuskatte meetodid ja seirenõuded, kui remondialal on radiaatorid) määramisel. Katsetada tuleks igat tüüpi küttemeetodeid, et vältida taastamisala ala-, üle- või ebaühtlast kuumenemist.
V. Temperatuuri kõikumised remondialal
Temperatuuri kõikumised taastamisalal võivad olla mitmel põhjusel. Peamised neist on materjali tüüp, materjali paksus ja restaureerimisala alusstruktuur. Nendel põhjustel on oluline mõista remonditava ala struktuurilist koostist. Taastamisalal olevad aluskonstruktsioonid juhivad soojuse taastamisalast eemale, mille tulemuseks on külm koht otse konstruktsiooni kohal. Õhukesed pinnad kuumenevad kiiresti ja võivad kergesti üle kuumeneda. Paksemad pinnad neelavad soojust aeglasemalt ja leotustemperatuuri saavutamiseks kulub kauem aega. Soojusmõõtmised võivad need probleemsed piirkonnad tuvastada ja võimaldada tehnikul välja töötada soojus- ja isolatsiooniseaded, mis on vajalikud remondiala ühtlaseks soojendamiseks.
VI. Soojusmõõtmised
Soojusmõõtmise käigus proovige tuvastada võimalikud kuumad ja külmad alad remondialal. Asetage remondikohale ajutiselt samast materjalist ja paksusega plaaster, mitu termopaari, soojendustekid ja vaakumkott. Kuumutage ala ja registreerige termopaari temperatuurid pärast temperatuuri stabiliseerumist. Kui termopaari temperatuur erineb keskmisest temperatuurist rohkem kui 10 kraadi, tuleks lisada isolatsioon. Pikkade ribade ja ribidega alad näitavad madalamat temperatuuri kui plaastri keskosa, kuna need toimivad jahutusradiaatoritena. Temperatuuri tõstmiseks lisage nendele aladele isolatsioon. Nagu on näidatud joonisel 43.
Joonis 43: Soojusmõõtmise legend
VII. Lahendused soojuse hajumise probleemidele
Remondialasse saab paigutada lisaisolatsiooni. See isolatsioon võib ulatuda ka remondialast kaugemale, et minimeerida soojuse ärakandmist. Ventilatsiooniklapi materjal ja klaaskiudriie töötavad hästi kas vaakumkoti peal või sees või konstruktsiooni ligipääsetaval tagaküljel. Pane rohkem isolatsiooni külmadesse kohtadesse ja vähem kuumadesse kohtadesse. Kui teil on juurdepääs remondiala tagaküljele, saate remondiala ühtlasemaks soojendamiseks asetada sinna täiendavad soojatekid.
VIII. Kattekihi tüübid
Kuiv kangas immutatakse märja-ladumise käigus vaiguga. Vaigusüsteem segatakse enne remonti. Lao parandus kangatükile ja immuta kangas vaiguga. Pärast kanga immutamist lõigatakse paranduskihid, laotakse õiges ladumise suunas virna ja pakitakse hoobiga. Märgkatte-parandusi kasutatakse sageli klaaskiuga mitte-konstruktsioonilistel rakendustel. Süsinikkiust ja kevlar®-i kuivkangaid saab kasutada ka märg{9}kattega vaigusüsteemidega. Paljud vaigusüsteemid kõveneb toatemperatuuril märgkihiga{11}}, mida on lihtne viimistleda ja materjali saab toatemperatuuril pikka aega säilitada. Ruumitemperatuuril{13}}märg{14}}kihistamise puuduseks on see, et see ei taasta algsete struktuuride ja komponentide tugevust ja vastupidavust, mis tootmisprotsessi käigus kõvenesid temperatuuril 250 ℉ (121 kraadi) või 350 ℉ (176,67 kraadi). Mõnel märgkihi vaigul on kõrgel temperatuuril kõvenemise tõttu paremad omadused. Üldjuhul on märgade paigaldusmaterjalide omadused madalamad kui prepregmaterjalidel.
Epoksüvaigud võivad vajada enne kasutamist külmkapis. See hoiab ära epoksiidi riknemise. Konteinerite sildid näitavad iga osa õiget säilitustemperatuuri. Enamiku epoksüvaikude tüüpilised säilitustemperatuurid on vahemikus 40 ℉ (4,4 kraadi) kuni 80 ℉ (26,67 kraadi). Mõned vaigusüsteemid vajavad säilitamist temperatuuril alla 40 ℉ (4,4 kraadi).
IX. Eelimpregneeritud
Prepregmaterjalid on tootmisprotsessi käigus vaiguga immutatud kangad või teibid. Vaigusüsteem on segatud ja on kõvenemise etapis B. Prepreg säilitatakse sügavkülmikus temperatuuril alla 0 ℉ (-17,78 kraadi), et vältida vaigu edasist kõvenemist. Tavaliselt asetatakse materjal rullile ja alusmaterjal asetatakse materjali ühele küljele, et prepregid kokku ei kleepuks. See prepreg on kleepuv ja kipub virnastamise ajal kleepuma teiste kihtidega. Peate prepreg sügavkülmast välja võtma ja laskma materjalil sulada, mis võib täisrulli jaoks aega võtta kuni 8 tundi. Hoidke prepregi suletud niiskuskindlas kotis. Ärge avage neid kotte enne, kui materjal on täielikult sulanud, et vältida materjali niiskusega saastumist.
Kui materjal on üles sulanud ja virnastatud ning alusmaterjalist eemaldatud, lõigake see paranduskihtideks, virnastage need õiges lao-suunas ja vaakum. Ärge unustage virnastamisel eemaldada tugimaterjali. Kõvendada prepreg suurema kõvendustsükliga; Kõige tavalisemad temperatuurid on 250 ℉ (121 kraadi) ja 350 ℉ (176,67 kraadi). Kuumpressipaake, kuumtöötlusahjusid ja kuumsideaineid saab kasutada prepregmaterjalide kõvendamiseks.
Kui detail on valmistatud mitmest prepregikihist, on kõvastumine vajalik, kuna iga prepregikihi vahele jääb suur hulk õhku. Eemaldage see kinnijäänud õhk, kattes prepreg perforeeritud eralduskilega ja hingava kihiga ning kandke peale vaakumkott. Vaakum 10 kuni 15 minutit toatemperatuuril. Tavaliselt kantakse esimene kiht tihendatud vineeri tööriista pinnale ja protsessi korratakse iga 3 või 5 kihi järel, olenevalt eeltöö paksusest ja komponendi kujust.
Hoidke prepreg-, kile- ja vahtliimi sügavkülmikus temperatuuril alla 0 ℉ (-17,78 kraadi). Kui neid materjale on vaja transportida, asetage need kuiva jääga täidetud spetsiaalsetesse konteineritesse. Sügavkülmik ei tohi olla automaatset sulatustüüpi; automaatne sulatustsükkel soojendab perioodiliselt sügavkülmiku sisemust, mis võib lühendada säilivusaega ja tühjendada komposiitmaterjali lubatud tehaseaega. Sügavkülmikud peavad suutma hoida temperatuuri 0 ℉ (-17,78 kraadi) või alla selle; enamik koduseid sügavkülmikuid vastavad sellele standardile. Suure võimsusega külmhoonete jaoks saab kasutada suuri sügavkülmikuid. Kui kasutusala on väike, võib piisata kastist sügavkülmast. Lamineerimis- ja liimainete kleepimiseks kasutatakse sügavkülmikuid ning neid tuleks hoida temperatuuril 40 ℉ (4,4 kraadi). Nagu on näidatud joonisel 44.
Kõvendamata prepregidel on ladustamiseks ja kasutamiseks ajapiirangud. Maksimaalset aega, mida prepregide madalal temperatuuril on lubatud hoida, nimetatakse säilivusajaks ja see on tavaliselt 6 kuud kuni 1 aasta, nagu on näidatud joonisel 45. Materjali tootja saab materjali testida ja säilivusaega pikendada.
Joonis 44: Prepreg materjalide ladustamine väikeses külmutuskambris
Joonis 45: Prepreg materjalide säilivusaeg
Maksimaalset aega enne materjali kõvenemist toatemperatuuril nimetatakse mehaaniliseks elueaks. Soovitatavat aega sillutamise ja tihendamise lõpetamiseks toatemperatuuril nimetatakse tööeaks. Kasutusiga on lühem kui mehaaniline eluiga. Mehaanilist eluiga mõõdetakse materjali sügavkülmast väljavõtmise ja materjali sügavkülmikusse tagasi viimise vahel. Operaator peab registreerima sügavkülmikusse sisenemise ja sellest väljumise aja. Materjal, mis ületab oma mehaanilise eluea, tuleb ära visata.
Paljud hooldusasutused lõikavad materjalid väiksemateks komplektideks ja hoiustavad neid niiskuskindlates{0}}kottides, mis sulavad pärast sügavkülmast väljavõtmist kiiremini üles. See vähendab ka aega, mis kulub suurte materjalirullide sügavkülmast väljumiseks.
Kõik külmutatud prepregid tuleb hoida niiskuskindlates{0}}kottides, et vältida niiskusega saastumist. Kõik prepregmaterjalid peavad olema kaitstud tolmu, õli, auru, suitsu ja muude saasteainete eest. Remonditöödeks on soovitav puhas ruum-, kuid kui see pole saadaval, tuleks preprege hoida kottides või katta kilega. Katke prepregi kaitsmata serv eraldusmembraaniga enne paigaldamist- ja puhastage parandatud ala vahetult enne paranduskihi paigaldamist.
Prepregid on temperatuuritundlikud. Liiga kõrge temperatuur põhjustab materjali kõvenemise ja liiga madal temperatuur muudab selle käsitsemise keeruliseks. Lennuki remontimisel väga külmas või väga kuumas kliimas peaks remondiala olema kaitstud telgiga. Valmistage prepregi paranduskiht ette kontrollitud temperatuuriga keskkonnas ja viige see vahetult enne kasutamist remondipiirkonda.
X. Kaas-kõvastumine
Kaas{0}}kõvastumine on protsess, mille käigus kõvastatakse kaks osa korraga. Kahe osa vahelisel liidesel võib olla või mitte olla sidekiht. Kaas-kõvenemine põhjustab tavaliselt paneeli kehvema pinnakvaliteedi, mida saab vältida, kasutades standardse kõvendustsükli käigus kaas-kuivatatud sekundaarset kattematerjali või sellele järgnevat täiteaine homogeniseerimist. Kaaskõvenenud pindadel võivad olla ka kehvemad mehaanilised omadused, mistõttu on vaja kasutada madalamaid projekteerimisväärtusi.
Tüüpiline kooskõvenemise rakendus{0}} on jäigastajate ja nahkade samaaegne kõvenemine. Tihti asetatakse jäikuse ja naha vahele kleepuv kile, et suurendada väsimust ja koorumist. Kaaskõvenemisprotsessi peamised eelised on liimivate komponentide sobivus ja pinna puhtuse tagamine.
XI. sekundaarne sidumine
Sekundaarsel liimimisel kasutatakse eel-kõvastunud komposiitkomponente, et liimida kaks eel-kuivatatud komposiitkomponenti liimikihiga. Kärgstruktuuri võileiva komponendid ühendatakse tavaliselt sekundaarse sidumisprotsessi abil, et tagada optimaalne struktuurne jõudlus. K-kõvendatud laminaatidel kärgstruktuuri südamikel võivad olla deformeerunud kihid, mis on tunginud südamiku rakkudesse. Selle tulemusena võib survejäikus ja tugevus väheneda vastavalt 10% ja 20%.
Eelkõvenenud laminaatidel, mis on läbinud sekundaarse liimimise, on liimimispinnal tavaliselt õhuke kiht nailonist või klaaskiust liimi. Kuigi mahakooruv-kiht takistab mõnikord eelnevalt kõvenenud laminaatide mittepurustavat kontrollimist, on see leitud olevat kõige tõhusam meetod puhta pinna tagamiseks enne liimimist. Kui koorimiskiht on eemaldatud, saadakse puutumatu liides. Kerge abrasiivne lihvimine eemaldab kooritud kihikangast üleliigsed vaigujäljed, mis võivad purunemisel tekitada sidemesse pragusid.
Komposiite saab kasutada alumiinium-, teras- ja titaankomponentide konstruktsioonide parandamiseks, taastamiseks või tugevdamiseks. Komposiittugevduste kombineerimisel on võime aeglustada või peatada väsimuspragude laienemist, asendada korrosioonihõõrdumise tõttu kaduma läinud konstruktsioonipiirkondi ning tugevdada struktuurselt väikseid ja negatiivseid servaalasid. Seda tehnikat kasutatakse tavaliselt koos metallide liimimise ja komposiitliimitud remondiga tavalistel lennukitel. Selle rakenduse jaoks kasutatakse kõige sagedamini epoksüvaikudega boori eelteipe.
XII. Kaas-liimimine
Kaasliimimisel kõveneb üks osadest eel-ja sobiv osa kõveneb liimiga samal ajal. Koorimise tugevuse parandamiseks kasutatakse sageli kile liime.
Jätkub
Allikas "Composites Frontier" avalik veebisait