I. Ručné náradie
Predimpregnované aj suché vlákna možno rezať ručnými nástrojmi, ako sú nožnice, rezačky na pizzu a nože. Materiály vyrobené z Kevlaru sa rezajú ťažšie ako sklenené alebo uhlíkové vlákna a nástroje sa rýchlejšie opotrebúvajú. Na impregnáciu suchého vlákna mokrou vrstvou živice sa používa gumená škrabka a kefa. Na vytvorenie rozvrhnutia reštaurovania boli použité značky, pravítka a kruhová šablóna. To je znázornené na obrázku 31.
Obrázok 31: Ručné laminovacie nástroje na ležanie-
II. Vzduchom-poháňané nástroje
Na výrobu kompozitov sa používajú vzduchové-elektrické nástroje, ako sú vŕtačky, frézky a brúsky. Elektromotory sa neodporúčajú, pretože uhlíkové vlákno je vodivý materiál a môže spôsobiť skrat. Ak sa používa elektrické náradie, musí byť úplne uzavretého typu. Ako je znázornené na obrázku 32.
Obrázok 32: Pneumatické nástroje na opravy kompozitov
III. Doska filmu na pneumatiky
Na podoprenie dielu počas procesu vytvrdzovania sa zvyčajne používa hliníková doska. Aby sa diel neprilepil na debnenie, nanesie sa na debnenie odformovací prostriedok alebo deliaca fólia. Panely s tenkým povlakom sa používajú aj v hornej časti opravy, keď sa použije tepelné spojivo. Potiahnutá doska poskytuje rovnomernejšie vyhrievanú plochu, ktorá je zakončená hladším kompozitným laminátom.
IV. Podporné nástroje a formy
Niektoré opravy vyžadujú nástroje na podopretie dielu/alebo na udržanie profilu povrchu počas vytvrdzovania. Na výrobu týchto nástrojov je možné použiť rôzne materiály. Typ materiálu závisí od typu opravy, teploty vytvrdzovania a od toho, či ide o dočasný alebo trvalý nástroj. Vytvrdzovanie v peci a horúcej lisovacej nádrži vyžaduje podporné nástroje kvôli vysokým teplotám vytvrdzovania. Ak sa nepoužijú podporné nástroje, diel sa zdeformuje. K dispozícii je veľa druhov nástrojov. Niektoré sú tvarované na špecifický profil dielu a iné sa používajú ako pevné podpery na držanie profilu počas vytvrdzovania. Sadra je lacný a pohodlný materiál na kontúrovanie. Môže byť vyplnený sklolaminátom, konope alebo inými materiálmi. Sadra nie je veľmi odolná, ale môže byť použitá ako dočasný nástroj. Na bočný povrch nástroja sa zvyčajne nanáša vrstva epoxidovej živice vystuženej sklenenými vláknami, aby sa zlepšila kvalita povrchovej úpravy.
Formovacie živice sa používajú na impregnáciu sklenených vlákien, uhlíkových vlákien alebo iných výstužných materiálov na výrobu trvalých nástrojov. Zložité diely sa vyrábajú z kovu alebo vysokoteplotných formovacích dosiek{1}} a opracujú sa na 5-osovom CNC zariadení, aby sa vytvorili základné nástroje, ktoré možno použiť na výrobu častí lietadiel. Toto je znázornené na obrázku 33/34.
Obrázok 33: 5-osové CNC zariadenie na výrobu nástrojov a foriem
Obrázok 34: Forma jednotky nasávania vzduchu
V. Materiály na vákuové vrecovanie
Oprava kompozitných komponentov lietadla sa zvyčajne vykonáva technikou tlakovania vákuovým vakom. Okolo miesta opravy je utesnené plastové vrecko. Z vaku sa potom odčerpá vzduch, takže sa opravné vrstvy stiahnu k sebe a nezostane medzi nimi žiadny vzduch. Atmosférický tlak vytvára počas procesu opravy pevné a bezpečné spojenie.
Na použitie častí vákuového vrecovania je k dispozícii niekoľko procesných materiálov. Tieto materiály nie sú súčasťou opravy a na konci procesu opravy sa zlikvidujú.
VI. Uvoľňovacie prostriedky
Separačný prostriedok, tiež známy ako prostriedok na uvoľnenie filmu, umožňuje ľahké odstránenie vytvrdenej časti z formy alebo plechu pneumatiky.
VII. Separačná doska
Separačná vrstva vytvára cestu pre únik vzduchu a prchavých látok z opravy. Prebytočná živica sa zhromažďuje v separátore. Separačný materiál môže pozostávať z vrstvy skleneného vlákna, netkaného polyesteru alebo to môže byť perforovaný materiál potiahnutý teflónom (Teflon)®. Structural Repair Manual (SRM) popisuje, aký typ a koľko vrstiev separácie je potrebných. Vo všeobecnosti platí, že čím je laminát hrubší, tým je potrebných viac vrstiev.
VIII. Povrchové lamináty
Povrchové lamináty sa zvyčajne používajú na vytvorenie čistého povrchu na účely lepenia. S opraveným dielom sa vytvrdzuje tenká vrstva skleneného vlákna. Tesne predtým, ako je časť pripevnená k inej štruktúre, sa odstráni vrstva kože. Vrstva pokožky sa ľahko odstráni a zanechá čistý povrch na lepenie. Poťahové vrstvy sú vyrobené z polyesteru, nylonu, fluórovaného etylénpropylénu (FEP) alebo potiahnutého skleneného vlákna. Ak sa prehrejú, môže byť ťažké ich odstrániť. Niektoré potiahnuté kože môžu zanechať na povrchu nežiaduce znečistenie. Výhodným sťahovacím materiálom je polyester, ktorý môže byť tepelne vytvrdený, aby sa eliminovalo zmršťovanie.
IX. Lepiaca páska
Tesniaca páska na vákuové vrecká, tiež známa ako lepiaca páska, sa používa na utesnenie vákuových vreciek na diely alebo nástroje. Pred nalepením lepiacej pásky vždy skontrolujte teplotnú triedu, aby ste sa uistili, že používate lepiacu pásku so správnou teplotnou triedou.
X. Pórovitý uvoľňovací film
Porézna separačná fólia sa používa na umožnenie vzduchu a prchavosti pri oprave, čo zabraňuje priľnutiu separačnej vrstvy k dielu alebo oprave. K dispozícii sú rôzne veľkosti otvorov a rozstup otvorov v závislosti od požadovaného objemu vypúšťania.
XI. Pevná separačná membrána
Použitie pevnej separačnej fólie zabraňuje prilepeniu predimpregnovanej alebo mokrej vrstvy k pracovnej ploche alebo obkladovej doske. Ak sa použije pevná separačná fólia, zabráni tiež úniku živice a poškodeniu tepelnej prikrývky alebo poťahovej dosky.
XII. Vzduch-priepustné materiály
Opísaný priedušný materiál sa používa na poskytnutie cesty vzduchu pre výstup z vákuového vrecka. Priedušný materiál musí byť v kontakte so separátorom. Polyesterové vlákno sa zvyčajne používa v hmotnosti 4 unce. alebo 10 oz. 4 oz. sa používa pre aplikácie pod 50 libier na štvorcový palec (psi) a 10 oz. sa používa pre 50 - 100 psi.
XIII. Vákuové vrecká
Materiály vákuových vreciek poskytujú pevnú vrstvu medzi opravou a vzduchom.
Materiály vákuových vreciek sú dostupné v rôznych teplotných triedach, takže sa uistite, že materiál použitý na opravu zvládne teploty vytvrdzovania. Väčšina materiálov vákuových vreciek je na jedno{1}}použitie, no tie, ktoré sú vyrobené z pružnej silikónovej gumy, sa dajú použiť opakovane. Vo vrecovom materiáli sa urobia dva malé zárezy, aby sa umožnila inštalácia ventilu vákuovej sondy. Vákuové vrecia nie sú veľmi flexibilné a ak chcete, aby sa zmestili do zložitých tvarov, musíte v taške vytvárať vrstvy. Niekedy sa používajú vrecká typu obálky, ale nevýhodou tejto metódy je, že podtlak môže časti rozdrviť. Opätovne použiteľné vrecká vyrobené zo silikónovej gumy sú flexibilnejšie. Niektorí majú zabudované-vyhrievacie prikrývky, ktoré zjednodušujú vrecovanie. To je znázornené na obrázkoch 35/36/37.
Obrázok 35: Obalové materiály
Obrázok 36: Vrecia na zložité diely
Obrázok 37: Samo-tesniace vákuové vrecká na vykurovacie telesá
XIV. Vákuové zariadenie
Vákuové čerpadlá sa používajú na nasávanie vzduchu a prchavých látok z vákuového vrecka na výrobu laminátov fixovaných atmosférickým tlakom. V opravovniach sa používajú špecializované vákuové čerpadlá. Pri opravách lietadiel možno použiť mobilné vývevy. Väčšina lepidiel spájaných za horúca má zabudovanú-vákuovú pumpu. Špeciálne vzduchové hadice sa používajú ako vákuové vedenia, pretože bežné vzduchové hadice môžu byť počas vysávania sploštené. Vákuové vedenia používané v peciach alebo autoklávoch musia byť schopné odolať vysokým teplotám vo vykurovacej jednotke. Regulátory tlaku vákua sa niekedy používajú na zníženie tlaku vákua počas vrecovania.
XV. Vákuový lisovací stôl
Vákuový lisovací stôl je praktický nástroj na rozbíjanie viacvrstvových{0}}kompozitných laminátov. Lisovací stôl je v podstate opakovane použiteľné vákuové vrecko pozostávajúce z kovovej stolovej dosky so sklopným vekom. Veko obsahuje pevný rám, flexibilnú membránu a vákuové tesnenie. Opravná vrstva sa položí na povrch stola a utesní sa pod vekom pomocou vákua, aby sa odstránil zachytený vzduch. Niektoré zo zhutnených stolov boli vystavené teplu, ale väčšina nie.
XVI. Rúra
Kompozity možno vytvrdzovať v peci pomocou rôznych metód tlakovej aplikácie. Typicky sa na odstránenie prchavých látok a zachyteného vzduchu používa vákuový plášť a vytvrdzuje sa pomocou atmosférického tlaku, ako je znázornené na obrázku 38. Ďalšou metódou aplikácie tlaku na vytvrdzovanie v peci je použitie zmršťovacej fólie alebo zmršťovacej pásky. Pec vytvrdzuje materiálový systém pomocou horúceho vzduchu cirkulujúceho pri vysokých rýchlostiach. Typické teploty vytvrdzovania v rúre sú 250 stupňov F (121 stupňov) a 350 stupňov F (176,67 stupňov). Rúra má teplotný senzor, ktorý odovzdáva údaje o teplote späť do ovládača rúry. Teplota rúry sa môže líšiť od skutočnej teploty dielu v závislosti od umiestnenia snímača rúry a polohy dielu v rúre.
Obrázok 37: Dvojdverová vytvrdzovacia pec-
Tepelná hmotnosť dielu vo vnútri pece je zvyčajne väčšia ako tepelná hmotnosť okolitej pece a teplota dielu bude počas procesu zahrievania výrazne zaostávať za teplotou pece. Na zvládnutie týchto rozdielov musia byť na diele umiestnené aspoň dva termočlánky (chémia) a pripojené k zariadeniu na snímanie teploty (samostatný zapisovač grafov, tepelný viazač atď.) umiestnenému mimo pece. Niektoré ovládače rúry je možné ovládať termočlánkom (chémiou) umiestneným na opravovanej časti.
XVII. Horúce lisovacie nádrže
Systémy zásobníkov horúceho lisu umožňujú, aby v tlakovej nádobe prebiehali zložité chemické reakcie na spracovanie širokej škály materiálov na základe špecifikovaného rozloženia času, teploty a tlaku. Ako je znázornené na obrázku 39, variácie materiálov a procesov zvyšujú prevádzkové podmienky vysokoteplotných lisovacích nádrží zo 120 stupňov (250 stupňov F) a 275 kPa (40 psi) na viac ako 760 stupňov (1400 stupňov F) a 69 000 kPa (10 000 psi). Vysokoteplotné horúce lisovacie nádrže pracujúce pri nižších teplotách a tlakoch môžu byť natlakované vzduchom, ale ak sú pre cyklus vytvrdzovania potrebné vyššie teploty a tlaky, mala by sa použiť zmes vzduchu a dusíka v pomere 50/50 alebo 100 % dusíka, aby sa znížil výskyt požiarov pri vysokej{18}}teplotnej lisovacej nádrži.
Obrázok 39: Vysokoteplotná lisovacia nádrž za horúca
Hlavnými komponentmi autoklávového systému sú: nádoba na udržiavanie tlaku, zdroj na ohrievanie prúdu plynu a jeho rovnomernú cirkuláciu v nádobe, subsystém na aplikáciu vákua na časti pokryté vákuovým vakom, subsystém na kontrolu prevádzkových parametrov a subsystém na vkladanie foriem do autoklávu. Moderné autoklávy sú riadené počítačmi, ktoré umožňujú operátorovi programovať a monitorovať všetky typy vytvrdzovacích cyklov. Najpresnejší spôsob riadenia vytvrdzovacieho cyklu je ovládanie regulátora zásobníka lisu za tepla pomocou termočlánkov umiestnených na skutočnom diele.
Väčšina dielov spracovaných v horúcej lisovacej nádrži je pokrytá vákuovým vakom, ktorý sa používa predovšetkým na zhutnenie laminátu a poskytuje cestu na odstránenie prchavých látok. Vákuové vrecko umožňuje, aby časť existovala s rozdielovým tlakom mimo horúceho lisu bez priameho vystavenia horúcemu lisovaciemu prostrediu. Vákuové vrecká sa tiež používajú na aplikáciu rôznych stupňov vákua na diely.
XVIII. Tepelné spojivá a tepelné lampy
Medzi typické{0}}spôsoby vykurovania na palube patria odporové tepelné prikrývky, infračervené tepelné lampy a teplovzdušné zariadenia. Všetky vykurovacie zariadenia musia byť nejakým spôsobom ovládané, aby bolo možné aplikovať správne množstvo tepla. Toto je obzvlášť dôležité pri opravách s použitím predimpregnovaných laminátov a lepidiel, kde sú často špecifikované regulované rýchlosti ohrevu a chladenia.
XIX. Tepelné konektory
Tepelný konektor je prenosné zariadenie, ktoré automaticky riadi ohrev na základe teplotnej spätnej väzby z miesta opravy. Tepelné spojivo má tiež vákuové čerpadlo na zásobovanie a monitorovanie vákuového zariadenia vo vákuovom vrecku. Tepelné spojivo riadi cyklus vytvrdzovania pomocou termočlánkov umiestnených v blízkosti opravy. Niektoré opravy vyžadujú až 10 termočlánkov. Moderné tepelné lepidlá môžu vykonávať mnoho rôznych typov programov vytvrdzovania a údaje o cykle vytvrdzovania možno vytlačiť alebo nahrať do počítača. To je znázornené na obrázku 40.
Obrázok 40: Horúce{1}}prepojovacie zariadenie
XX. Vyhrievacie prikrývky
Tepelná prikrývka je flexibilný ohrievač. Je vyrobený z dvoch vrstiev silikónovej gumy s kovovým odporovým ohrievačom medzi dvoma vrstvami. Tepelné prikrývky sú bežnou metódou poskytovania tepla na údržbu lietadiel. Tepelné prikrývky možno manuálne ovládať; zvyčajne sa však používajú s tepelným spojivom. Teplo sa prenáša z prikrývky vedením. Preto sa tepelná prikrývka musí prispôsobiť a byť v 100% kontakte s dielom, čo sa zvyčajne dosahuje tlakom vákuového vrecka. Ako je znázornené na obrázku 41.
Obrázok 41: Horúca prikrývka
XXI. Tepelné lampy
Infračervené tepelné lampy možno použiť na vytvrdzovanie kompozitov pri vysokých teplotách, ak sa nepoužívajú vákuové vrecká. Zvyčajne sú však neúčinné, keď teploty vytvrdzovania presahujú 150 stupňov Fahrenheita alebo keď plocha presahuje 2 metre štvorcové. Je tiež ťažké regulovať teplo pomocou lampy a lampy majú tendenciu veľmi rýchlo vytvárať vysoké povrchové teploty. Tepelné lampy možno použiť na aplikáciu vytvrdzovacieho tepla na veľké alebo nepravidelné povrchy, ak sú riadené termostatom. Na ovládanie tepelnej lampy je možné použiť tepelné spojivá.
XII. Teplovzdušné systémy
Teplovzdušné systémy možno použiť na vytvrdzovanie opráv kompozitov a sú primárne obmedzené na malé opravy a suché opravy. Po dokončení vákuového vrecovania tepelný generátor dodáva horúci vzduch priamo do izolovaného krytu okolo miesta opravy. Horúci vzduch obklopuje opravu rovnomerným nárastom teploty.
Na pokračovanie
Zdroj Verejná webová stránka "Composites Frontier".