1, pegat de reparació d’enllaç
Les estructures de fuselatge i ala dels avions de nova generació estan de laminats sòlids, reforçats externament amb bigues longitudinals co-cuides o co-unides. Aquests laminats sòlids tenen més capes que els panells d’estructures d’entrepans de bresca. Les tècniques de reparació estampades per a estructures de laminat sòlids són similars a les de fibra de vidre, Kevlar® i fibra de carboni, però amb diferències menors.
Les reparacions estampades es poden fer amb una reparació de passos o, més habitualment, amb una reparació Notch (reparació cònica). L’angle del tall circumferencial sol ser petit per alleujar la càrrega a l’articulació i evitar una escapada adhesiva. Això es tradueix en una proporció de gruix i longitud de 1:10 a 1:70. Com que la inspecció de les reparacions vinculades és difícil, les reparacions vinculades requereixen un compromís més elevat amb el control de qualitat, el personal millor format i la neteja que les reparacions cargolades.
Des del punt de vista de transferència de càrrega, l’articulació incrustada és més eficaç perquè redueix l’excentricitat de càrrega alineant estretament l’eix femení amb l’eix neutre del pegat. Tanmateix, aquesta configuració té diversos desavantatges a l’hora de realitzar restauracions.
En primer lloc, s’ha d’eliminar una gran quantitat de material sensible a l’acústic per mantenir un petit angle cònic.
En segon lloc, la capa de recanvi s’ha de posar amb molta precisió i col·locar -la a la costura de reparació.
En tercer lloc, la curació de la capa de substitució pot donar lloc a una reducció significativa de la força si no es guareix en un autoclau.
En quart lloc, l’adhesiu s’enganxarà al fons de l’articulació, creant una línia d’enllaç desigual. Això es pot mitigar per una sèrie de petits passos per aproximar l’angle circumferencial.
Per aquests motius, tret que la part es carregui lleugerament, aquest tipus de reparació es realitza generalment en una instal·lació de reparació on la part es pot inserir en un autoclau, cosa que pot fer que la part sigui tan forta com la part original.
Hi ha diversos mètodes de reparació diferents per a laminats sòlids. El pegat es pot curar prèviament i després unió secundari al material pare. Aquest mètode és el més proper a una reparació de cargol. Tal com es mostra a la figura 64, es pot convertir en un pegat i després co-curat al mateix temps que l'adhesiu. Els pegats també es poden reparar mitjançant una capa de disposició humida. El cicle de curació també pot variar en el temps, la temperatura de curació i la pressió de curació, augmentant el nombre de possibles combinacions de reparació.
Figura 64: Els pegats pre-curats es poden enllaçar secundàriament al substrat primari
2, reparació del panell bisellat compost
Pas 1: inspecció i enquesta de danys
La mida i la profunditat del dany a reparar s’han de mesurar amb precisió mitjançant tècniques adequades d’avaluació no destructiva (NDE). Es poden utilitzar diverses tècniques NDE per a la inspecció de danys d’estructures compostes. La tècnica més senzilla és la inspecció visual, on es pot utilitzar el blanqueig a causa de la delaminació o la esquerda de resina en compostos translúcids com els laminats de vidre-polièster i èster de vidre-vinil per indicar zones de danys.
La inspecció visual no és una tècnica precisa, ja que no tots els danys poden ser detectats per l’ull, sobretot els danys ocults per la pintura, els danys situats a sota de la superfície i els danys en compostos no transparents com la fibra de carboni i els laminats d’aramides. Una tècnica popular és la prova de tap, on s’utilitza un objecte lleuger, com una moneda o un martell, per localitzar danys. El principal avantatge de la prova de l’aixeta és que és senzill i es pot utilitzar per inspeccionar ràpidament grans zones. Les proves de TAP s’utilitzen normalment per detectar danys de delaminació a prop de la superfície, però es fa menys fiable, ja que la delaminació es troba a les profunditats per sota de la superfície. La prova de l’aixeta del con no és útil per detectar altres tipus de danys, com ara esquerdes de resina i fibres trencades.
Les tècniques NDE més avançades per detectar compostos són proves d’impedància, radiografia de raigs X, termografia i ecografia. D’aquestes tècniques, l’ecografia és, probablement, la més precisa i pràctica i s’utilitza sovint per mesurar els danys. L’ecografia es pot utilitzar per detectar petites capes situades a sota de la superfície, a diferència de la inspecció visual i les proves de percussió.
Pas 2: traieu el material danyat
Un cop determinat l’abast de la zona danyada que s’ha de reparar, s’ha de treure el laminat danyat. La vora del laminat de la font de so es tanca fins a un angle poc profund. La relació de pendent cònica, també coneguda com a angle circumferencial, hauria de ser inferior a 12: 1 (<5°) to minimise shear strain along the bondline after repairing the patch. The shallow angle also compensates for some errors in process and other operational variables that may reduce patch adhesion. As shown in Figure 65.
Figura 65: tauler sòlid de pegat incrustat
Pas 3: Preparació de la superfície
El laminat a prop de la zona d’incrustació s’ha de polir lleugerament amb paper de sorra i s’han d’eliminar la pols i els contaminants. Es recomana que si l’àrea d’incrustació ha estat exposada al medi durant un període considerable de temps, s’ha de netejar amb un dissolvent per eliminar la contaminació.
Pas 4: formació/eina de cinema
Es necessita una placa de suport rígida amb els contorns originals de l'estructura composta per assegurar -se que la reparació tingui la mateixa geometria que l'estructura circumdant.
Pas 5: laminació
Les reparacions laminades normalment es realitzen mitjançant una seqüència mínima de tapers preferits. Si bé aquesta reparació és acceptable, produeix zones relativament febles riques en resina a les vores de cada capa a la interfície de reparació. El màxim gruix de la primera seqüència de laminació de capes, on la primera capa de teixit reforçador cobreix completament la zona de treball, produeix una connexió interfacial més forta. Segueix les instruccions SRM del fabricant.
L’elecció del material de reforç és fonamental per garantir que la reparació tingui propietats mecàniques acceptables. El teixit o cinta de reforç ha de ser el mateix que el material de reforç utilitzat al compost original.
L’orientació de la fibra de la capa de reforç dins del contraplacat de reparació ha de coincidir amb la de la fusta contraplacada original de manera que les propietats mecàniques de la reparació siguin el més a prop possible de les del material original.
3, Reparació de les vores i les zones de transició de les ales
La vora final de l'ala del tauler de control és molt susceptible de danys. Els 4 polzades de 4 polzades són especialment vulnerables a l'impacte i la manipulació del sòl, així com a les vagues dels llamps. Les reparacions poden ser difícils en aquesta zona, ja que es pot implicar un reforç de la pell i la vora. Les reparacions als nuclis de bresca en vores o panells danyats són similars a les reparacions que requereixen la substitució de nuclis i les estructures de bresca sandvitx danyades discutides en una o ambdues seccions de reparació de panells. S’investiga el dany, s’eliminen capes i nuclis danyats, s’asseca la part, s’instal·la un nucli nou, s’aplica, s’aplica i s’inspecciona una capa de reparació després de la reparació. A la figura 66 es mostra una reparació típica de la vora de la traça de les ales.
Figura 66: Reparació de la vora del final de les ales
4, Reparació per injecció de resina
La reparació d’injecció de resina s’utilitza per a laminats sòlids de construcció de drets lleugers amb danys reduïts a causa de la delaminació. Es perforen dos forats a la part exterior de la zona de delaminació i la resina de baixa viscositat s’injecta en un dels forats fins que la resina surt de l’altre forat. La reparació d’injecció de resina s’utilitza de vegades en estructures de bresca de sandvitx per reparar el despreniment del panell. L’inconvenient del mètode d’injecció de resina és que és difícil eliminar la humitat de la zona danyada a causa de les fibres tallades com a conseqüència de la perforació, cosa que dificulta l’obtenció de la injecció completa de resina, tal com es mostra a la figura 67.
Figura 67: Reparació per injecció de resina
Continuar
Font "Composites Frontier" lloc web públic