Dispensa dei compositi avanzati (ⅹ): riparazione di componenti strutturali in alluminio, tappetini in fibra di vetro e radome

Feb 19, 2025

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1, strutture in alluminio incollate incorporate composite

I compositi possono essere utilizzati per la riparazione strutturale, il restauro o il rinforzo dei componenti di alluminio, acciaio e titanio. I doppianti compositi legati hanno la capacità di rallentare o fermare la propagazione delle crepe di fatica, sostituire le aree strutturali perse a causa dell'abrasione di corrosione e migliorare strutturalmente aree piccole e negativamente compensate.

I materiali epossidici di boro, GLERE® e epossidico di carbonio sono usati come patch compositi per riparare pelli ad ali di metallo danneggiate, sezioni di fusoliera, travi a pavimento e paratie. Come inibitore dell'estensione della fessura, il materiale composito incollato rigido limita l'area rotta, riduce lo stress totale nel metallo e fornisce un percorso di carico alternativo attorno alla fessura. Come rinforzo strutturale o riempitivi drogati, i compositi ad alto contenuto di moduli offrono trascinamento aerodinamico trascurabile e prestazioni controllabili.

La preparazione della superficie è importante per ottenere la resistenza del legame. Le pelli di alluminio sono state preparate utilizzando l'anodizzazione di silano e acido fosforico. Gli adesivi a film sottile che utilizzano la indurimento da 250 ℉ (121 gradi) sono comunemente usati per legare i duplicatori alle strutture metalliche. Le aree critiche del processo di installazione comprendono un buon controllo della guarigione termica, con e mantenimento di una superficie di legame anidro e superfici di legame preparate chimicamente e fisicamente.

I rinforzi pre-creati incollati secondari e i rinforzi induriti in situ sono stati applicati a un'ampia varietà di geometrie strutturali che vanno dalle cornici di fusoliera ai ritagli delle porte ai rinforzi della lama. I sacchetti a vuoto vengono utilizzati per applicare la pressione di legame e cura tra i doppietti e le superfici metalliche.

2, riparazione del tappetino da stampaggio in fibra di vetro

I tappetini stampati in fibra di vetro sono costituiti da fibre corte e sono molto più deboli di altri prodotti compositi che utilizzano fibre continue. I tappetini stampati in fibra di vetro non sono utilizzati nelle applicazioni di riparazione strutturale ma possono essere utilizzati in applicazioni non strutturali. I tappetini stampati in fibra di vetro vengono generalmente utilizzati in combinazione con tessuti in fibra di vetro. Il tappetino modellato è impregnato di resina e agisce come uno strato di lay-up bagnato di tessuto in fibra di vetro. I vantaggi dei tappetini modellati sono i loro costi e la facilità d'uso più bassi.

3, riparazione di Radome

I radomi degli aeromobili, che fungono da finestre elettroniche al radar, sono generalmente realizzati con una struttura sandwich non conduttiva con solo tre o quattro strati di fibra di vetro. Hanno un sottile guscio esterno in modo da non bloccare i segnali radar. La sottile costruzione, combinata con la loro posizione davanti all'aereo, rende i radomi vulnerabili ai danni da grandine, colpi di uccelli e fulmini. I danni a basso impatto possono portare a peeling e delaminazione.

Di solito, l'acqua si trova nella struttura del radome a causa di danni da impatto o erosione. L'umidità raccoglie il materiale centrale e inizia un ciclo di congelamento-scongelamento ogni volta che l'aereo vola. Questo alla fine danneggia il materiale a nido d'ape e provoca punti morbidi nel radome stesso. Il danno al radome deve essere riparato rapidamente per evitare ulteriori danni e blocco del segnale radar. L'acqua o l'umidità intrappolate possono creare ombre sull'immagine radar e degradare gravemente le prestazioni del radar. Per rilevare l'acqua nel radome, le tecniche di test non distruttive disponibili includono la radiografia a raggi X, la termografia a infrarossi e i contatori di umidità del radome, che misurano la perdita di potenza RF a causa della presenza di acqua. Le riparazioni ai radomi sono simili alle riparazioni ad altre strutture cellulari, ma i tecnici devono essere consapevoli del fatto che le riparazioni possono influire sulle prestazioni radar. La riparazione di un radome gravemente danneggiato richiede uno strumento speciale. Questo è mostrato nella Figura 68.

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Figura 68: Strumenti di riparazione del radome

Il test di trasmittanza dopo la riparazione del radome è una garanzia che i segnali radar vengano trasmessi correttamente attraverso il radome. Il radome ha strisce di protezione dei fulmini attaccati all'esterno del radome per dissipare l'energia di un fulmine. È importante che queste strisce fulmini siano in buone condizioni per evitare danni alla struttura del radome. I guasti tipici della striscia di fulmini riscontrati sono elevati resistenza a causa di strisce fulmini corti o hardware attaccato e stripping delle strisce di fulmini dalla superficie del radome. Questo è mostrato nella Figura 69.

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Figura 69: strisce fulmini su radome

4, riparazione mediante legame esterno

Le strutture composite danneggiate possono essere riparate con una patch esterna. Le patch esterne possono essere riparate con pre -preg, lay-up bagnati o patch pre-crediti. Le patch esterne vengono generalmente passo avanti per ridurre le concentrazioni di stress ai bordi della patch. Lo svantaggio di una patch esterna è che l'eccentricità del carico provoca sollecitazioni peeling e sporgenza della patch nel flusso d'aria. Il vantaggio del patch esterno è che è più facile da realizzare rispetto alle riparazioni con il antenatura.

5, riparazione mediante legame esterno con legame pre -preg

I metodi di riparazione per fibra di carbonio, fibra di vetro e Kevlar® sono simili. La fibra di vetro viene talvolta utilizzata per riparare i materiali Kevlar®. I passaggi principali per la riparazione del danno con il legame esterno sono l'indagine e la mappatura del danno, la rimozione del danno, il lay-up dello strato di riparazione, l'incapsulamento della sacca per vuoto, la cura e il rivestimento superficiale.

Passaggio 1: indagare e individuare il danno

Determinare il danno usando un test di rubinetto o un test ad ultrasuoni.

Passaggio 2: rimuovere il danno

Taglia l'area danneggiata in un cerchio liscio o ovale. Usa taglio o carta vetrata per ruvide la superficie del substrato almeno 1 'più grande della patch. Pulisci la superficie con un solvente approvato e un panno morbido secco.

Passaggio 3: depositare il livello di riparazione

Utilizzare SRM per determinare il numero, le dimensioni e l'orientamento degli strati di riparazione. Il materiale e l'orientamento degli strati di riparazione devono essere uguali all'orientamento della sottostruttura primaria. La riparazione può essere gradinata per ridurre al minimo lo stress da buccia ai bordi.

Passaggio 4: incapsulamento del vuoto

Uno strato di adesivo per film viene posizionato sull'area danneggiata e il layup di riparazione è posizionato sopra la riparazione. Il materiale di incapsulamento della sacca per vuoto viene posizionato sopra la riparazione (vedere l'incapsulamento di layup e controllo prepreg) e viene applicato un vuoto.

Passaggio 5: curare la riparazione

Quando la parte può essere rimossa dall'aeromobile, la patch pre -preg può essere curata posizionando una coperta preriscaldata all'interno di una borsa a vuoto, del forno o dell'autoclave. La maggior parte degli adesivi pre -pregs e del cinema curano a 250 ℉ (121 gradi) o 350 ℉ (176,67 gradi). Controllare l'SRM per il ciclo di riparazione corretto.

Passaggio 6: applicare il rivestimento di superficie

Rimuovere il sacchetto sottovuoto dalla riparazione dopo che la riparazione è stata effettuata, ispezionare la riparazione e rimuovere la patch se la riparazione non è soddisfacente. Levigare leggermente la riparazione con carta vetrata e applicare un rivestimento protettivo.

Continua

Sito Web pubblico "Composites Frontier" Fonte