1 durcissement des matériaux composites
Les cycles de durcissement sont des cycles de temps, de température et de pression utilisés pour guérir les systèmes de résine thermodurcisse ou les préimprégères. Le durcissement de la réparation est aussi important que le durcissement du matériau de pièce d'origine. Contrairement aux réparations métalliques où le matériau est préfabriqué, les réparations composites nécessitent que les techniciens fabriquent le matériau. Cela comprend toutes les fonctions de stockage, de traitement et de contrôle de la qualité. Le cycle de restauration de la maintenance des avions commence par le stockage des matériaux. Les matériaux mal stockés commencent à guérir avant de pouvoir être utilisés pour la restauration. Tous les temps, les températures et les exigences doivent être satisfaites et documentées. Reportez-vous au manuel de réparation structurel de l'avion pour déterminer le cycle de réparation correct pour la réparation de la pièce.
1.1 durcissement à température ambiante
Le durcissement à température ambiante est le plus bénéfique en termes d'économies d'énergie et de portabilité. Les réparations de disposition humide durcies à température ambiante ne restaurent pas la résistance ou la durabilité du composant durci de 250 ℉ (121 degrés) ou de 350 ℉ (176,67 degrés) et sont généralement utilisés pour les réparations de disposition des fibres de verre humide sur les composants non critiques. Les réparations à température ambiante peuvent être accélérées par chauffage. Les performances maximales sont obtenues à 150 ℉ (65,56 degrés). Un sac à vide peut être utilisé pour consolider le stratifié et fournir un chemin à échapper à l'air et aux volatiles.
1,2 durcissement à haute température
Tous les préimprégères sont durcies à l'aide de cycles à haute température. Certaines réparations de pli humides utilisent des cycles de durcissement élevés pour augmenter la résistance de la réparation et accélérer le processus de durcissement. Les fours de durcissement et les obligations chaudes utilisent des sacs à vide pour consolider le stratifié et fournir un chemin à l'échappement de l'air et des volatils. Les autoclaves utilisent le vide et la pression positive pour consolider le stratifié et fournir un chemin pour que l'air et les volatiles s'échappent. La plupart des radiateurs utilisent des commandes d'ordinateur programmables pour exécuter le cycle de durcissement. L'opérateur peut sélectionner dans un menu de cycles de guérison disponibles ou écrire son propre programme.
Les thermocouples sont placés près de la réparation et ils fournissent une rétroaction à la température à l'unité de chauffage. Les températures de guérison typiques pour les composites sont de 250 ℉ (121 degrés) ou 350 ℉ (176,67 degrés) La température d'une grande partie durcie dans un four ou l'autoclave peut être différente de la température du four ou de l'autoclave pendant le cycle de remède car ils agissent comme un dissipateur de chaleur. La température de la pièce est la plus importante pour un bon durcissement, de sorte que les thermocouples sont placés sur la pièce pour surveiller et contrôler la température de la pièce. Une sonde de température d'air au four ou d'autoclave utilisée pour mesurer la température du four ou de l'autoclave n'est pas toujours un dispositif fiable pour déterminer la température de guérison des pièces. Si la pièce ou l'outil agit comme un dissipateur thermique, la température du four et la température de la pièce peuvent être très différentes.
Le cycle de durcissement à haute température se compose d'au moins trois parties.
-Réchauffement:L'unité de chauffage se réchauffe à une température définie, généralement entre 3 ℉ (-16. 1 degré) et 5 ℉ (-15) par minute.
-Holding:L'unité de chauffage maintient la température pendant une période prédéterminée.
-Refroidissement:L'unité de chauffage se refroidit à une température réglée. La température de refroidissement est généralement inférieure à 5 ℉ par minute. Lorsque l'unité de chauffage tombe en dessous de 125 ℉, la pièce peut être démontée. Lorsque vous guérissez les pièces avec une autoclave, assurez-vous de soulager la pression dans l'autoclave avant d'ouvrir la porte. Comme le montre la figure 53.
Figure 53: Processus de durcissement de l'autoclave
Le processus de durcissement est accompli en appliquant la chaleur et la pression au stratifié. À mesure que la température augmente, la résine commence à adoucir et à s'écouler. À des températures plus basses, très peu de réaction se produit. Tous les contaminants volatils, tels que l'air ou l'eau, sont extraits du stratifié avec un vide pendant cette période. Le stratifié est compacté en appliquant une pression, généralement un vide (pression atmosphérique); L'autoclave applique une pression supplémentaire, généralement 50-100} PSI à mesure que la température s'approche de la température de guérison finale, le taux de réaction augmente considérablement et la résine commence à gel-harden. La tenue à la guérison finale permet à la résine de terminer le durcissement et d'obtenir les propriétés structurelles souhaitées.
2 Réparation du sandwich en nid d'abeille composite
Une grande proportion de composives composites aérospatiales actuelles sont des structures sandwichs légères sujettes aux dommages. Étant donné que les structures sandwich sont des structures liées avec des panneaux minces, les dommages aux structures sandwich sont généralement réparés par collage.
La réparation des structures en nid d'abeille sandwich utilise des techniques similaires aux matériaux de panneau les plus courants tels que la fibre de verre, la fibre de carbone et Kevlar®. Kevlar est généralement réparé avec des fibres de verre. Comme le montre la figure 54.
Figure 54: Réparation typique des structures de sandwich en nid d'abeille
2.1 Classification des dommages
Les réparations à court terme peuvent répondre aux exigences de résistance mais sont limitées par les cycles de temps ou de vol. À la fin de la durée de vie de la réparation, la réparation doit être retirée et remplacée. Les réparations temporaires peuvent restaurer la résistance requise du composant. Cependant, cette réparation ne restaurera pas la durabilité requise du composant. Par conséquent, il a différents intervalles d'inspection ou méthodes. Une réparation permanente est une réparation qui restaure la résistance et la durabilité requises du composant. La réparation a les mêmes méthodes d'inspection et intervalles que le composant d'origine.
2.2 Microdamage aux noyaux de pile de structure de sandwich (réparation d'emballage et de rempotage)
La réparation de l'encapsulation peut être utilisée pour réparer les dommages aux structures en nid d'abeille de sandwich inférieures à 0. 5 pouces. Le matériau en nid d'abeille peut être laissé en place ou retiré et rempli d'un complexe pour restaurer une certaine résistance. Les réparations encapsulées ne restaurent pas toute la force de la pièce.
Le composé de rempotage est généralement un verre isolant rempli d'époxy, des microsphères phénoliques ou en plastique, du coton, un mélangeur ou un autre matériau. Le composite de rempotage peut également être utilisé comme remplissage pour les bords de réparation décoratifs et les panneaux de peau. Le composé de rempotage est également utilisé dans les panneaux en nid d'abeille laminés comme point dur pour les boulons et les vis. Le composite de rempotage est plus lourd que le noyau d'origine, ce qui peut affecter l'équilibre du contrôle du vol. Le poids de la réparation doit être calculé et comparé au poids de commande de vol et aux limites d'équilibre spécifiées par la SRM.
2.3 dommage à un ou aux deux panneaux latéraux nécessitant un remplacement et une réparation
Remarque: Les étapes suivantes sont réservées à la référence et ne doivent pas être considérées comme directement applicables à toutes les méthodes de réparation.
Étape 1: Inspecter les dommages
Les stratifiés minces peuvent être inspectés visuellement et testés à la percussion pour déterminer les dommages. Les stratifiés plus épais nécessitent des méthodes NDI plus approfondies telles que l'inspection à ultrasons, comme le montre la figure 55. Vérifiez l'eau, l'huile, le carburant, la saleté ou d'autres matières étrangères entrant à proximité des dommages. L'eau peut être détectée avec un détecteur de rayons X, de rétro-éclairage ou d'humidité.
Figure 55: technique de test à élimination directe
Étape 2: Retirer l'eau de la zone endommagée
L'eau doit être retirée du noyau en nid d'abeille avant que la pièce ne puisse être réparée. Comme le montre la figure 56, si l'eau n'est pas retirée, elle bouillra pendant le cycle de guérison à haute température et que le panneau élargira le noyau, causant plus de dégâts. L'eau dans le noyau en nid d'abeille peut également se congeler à basse température à haute altitude, ce qui peut provoquer des panneaux de panneaux.
Figure 56: Méthode de l'ensachage de l'aspirateur pour les pièces de séchage
Étape 3: Retirez les dégâts
Coupez la zone endommagée de la pièce à une forme lisse avec des coins arrondis, ou une forme ronde ou ovale. Ne endommagez pas les couches, les noyaux ou les matériaux environnants. Si le noyau est également endommagé, coupez le noyau au même contour que la peau du noyau. Comme le montre la figure 57.
Figure 57: Suppression des dommages du cœur
Étape 4: préréglage de la zone endommagée
Utilisez une ponceuse à disque molle ou une ponceuse de tampon rotative pour poncer autour des dommages nettoyés avec un cône uniforme. Certains fabricants donnent un rapport conique, tel que 1:40, tandis que d'autres spécifient une distance de cône, comme un chevauchement 1- de la distance de cône existante pour chaque couche. Retirez la finition extérieure, y compris le revêtement conducteur dans une zone d'au moins 1 pouce plus grand que la bordure conique. Retirer tout le sable et la poussière d'air sèche comprimé et un hoover. Nettoyez la zone endommagée avec un chiffon propre humidifié avec un solvant autorisé. Comme le montre la figure 58.
Figure 58: ponçage de la zone de réparation
Étape 5: Installez le noyau en nid d'abeille (couche humide)
Coupez le noyau de remplacement par un couteau. Les bouchons de noyau doivent être du même type, de la même note et de la même qualité que le noyau d'origine. Les cellules centrales doivent être orientées dans la même direction que le nid d'abeille du matériau environnant. Les bouchons doivent être coupés sur la bonne longueur et le solvant nettoyé avec un nettoyant approuvé.
Pour les réparations de pose humide, coupez deux couches de tissu tissé adaptées à la surface intérieure de la peau non endommagée. Imprégner les couches de tissu avec de la résine et placer dans le trou. Utilisez le composé de perfusion autour du noyau et placez-le dans le trou. Pour les réparations préimpressives, coupez un morceau de film adhésif pour s'adapter au trou et utiliser l'adhésif en mousse autour du blocage. Le bouchon doit toucher les côtés du trou. Alignez le cœur du noyau du blocage avec le matériau amorcé d'origine. Réparez la zone avec un sac à vide et guérissez le noyau de remplacement à l'aide d'un four, d'une couverture autoclave ou chaude. Les réparations des plis humides peuvent être guéries à température ambiante à 150 ℉ (65,56 degrés). Les réparations préimprégnées doivent être guéries à 250 ℉ (121 degrés) ou 350 ℉ (176,67 degrés). En règle générale, les noyaux de remplacement sont durcis dans un cycle séparé plutôt que co-cassé avec le patch. Après le durcissement, le blocage doit être poncé à la chasse d'eau avec la zone environnante. Ceci est illustré à la figure 59.
Figure 59: Remplacement de base
Étape 6: Préparer et installer des couches de réparation
Reportez-vous au manuel de réparation pour le matériau de réparation correct et le nombre de couches requises pour la réparation. En règle générale, installez une couche de plus que l'installation initiale. Coupez l'épaisseur de la couche à la taille et à l'orientation correctes. L'épaisseur de la couche de réparation doit être installée dans le même sens que la couche d'origine en cours de réparation. Imprégner la couche avec de la résine pour les réparations de dispositif humide ou retirer le matériau de support de la preregre. Les couches sont généralement posées en utilisant une première séquence de pose-up de layup minimum. Comme le montre la figure 60.
Figure 60: Installation du patch
Étape 7: Bouclage de l'aspirateur
Une fois le matériau de pavage en place, utilisez l'installation du sac à vide pour éliminer l'air et pressuriser la réparation pour guérir. Voir la figure 61 pour les instructions d'installation du sac à vide.
Figure 61: traitement de l'aspirateur
Étape 8: guérir la réparation
Réparer pendant le cycle de réparation souhaité. Les réparations des chaussées humides peuvent être guéries à température ambiante. La température peut être augmentée à 150 ℉ (65,56 degrés) pour accélérer le durcissement. Les réparations préimprégères doivent être guéries pendant le cycle de guérison élevé. Les composants retirés de l'avion à réparer peuvent être guéris dans une pièce chaude, un four ou une autoclave comme le montre la figure 62. Des couvertures chauffées sont utilisées pour les réparations de l'avion.
Après le durcissement, retirez le matériau encapsulé et inspectez la réparation. La réparation doit être exempte de stands, de cloques et de zones de gain ou de perte en résine. Poncez légèrement le patch de réparation avec du papier de verre pour donner une surface lisse qui n'endommagera pas les fibres. Appliquer le traitement de surface et le revêtement conducteur (résistant aux ondes lumineuses).
Figure 62: Réparation durcie
Étape 9: inspection post-réparation
Une inspection visuelle, de robinet ou d'échographie est généralement utilisée pour effectuer une inspection de l'épaisseur de la réparation. Si des défauts sont trouvés, le patch réparé est retiré. Ceci est illustré à la figure 63.
Figure 63: Vérifiez après réparation
Si le panneau de commande de vol a été réparé, effectuez une vérification de l'équilibre et assurez-vous que le panneau de commande de vol réparé se trouve dans la plage de la SRM. Ne pas le faire peut entraîner un bavardage de contrôle de vol et compromettre la sécurité des vols.
À suivre
Source "Composites Frontier" Site Web public