1, 습식 포장 및 이중 진공 탈착 공법을 이용한 외관 복원
일반적으로 습식-레이어 패치는 프리프레그로 만든 패치만큼 성능이 좋지 않습니다. 그러나 습식-층 공정의 성능은 습식 적층 패널에서 다공성을 유발하는 정체된 공기를 제거하는 기술인 이중-진공 분리 방법(DVD 방법)을 사용하여 향상될 수 있습니다. DVD 공정은 일반적으로 복잡한 윤곽의 표면이 있는 견고한 적층 구조용 패치를 만드는 데 사용됩니다. 습식-라미네이트 패치는 DVD 도구로 준비된 다음 항공기 구조에 2차 접착됩니다. 아래 그림 70에 표시된 것처럼 적층 공정은 표준 습식 레이업- 공정과 유사합니다. 차이점은 패치가 적용되는 방식에 있습니다.
1.1 이중 진공 압축의 원리
이중 진공 포장 공정은 습식 레이업 또는 사전 함침-수리 합판 제조에 사용됩니다. 아래 그림 70에 나와 있습니다. 감압 과정을 시작하기 위해 내부의 유연한 진공 백에서 공기가 제거됩니다. 그런 다음 견고한 외부 상자를 내부 진공 백에 밀봉하고 견고한 외부 상자와 내부 진공 백 사이의 공기를 배출합니다. 외부 상자가 단단하기 때문에 두 번째 환기 장치는 대기압 하에서 내부 진공 백이 패치되는 것을 방지합니다. 이는 결과적으로 라미네이트 내에서 기포가 끼이는 것을 방지하고 내부 진공에 의한 공기 제거를 촉진합니다. 다음으로, 라미네이트는 사전 결정된 팽창 온도로 가열되어 수지 점도를 감소시키고 라미네이트 내에서 공기 및 휘발성 물질의 제거를 더욱 향상시킵니다. 열은 열 전달 블랭킷 위에 직접 배치된 열전대에 의해 제어되는 열 전달 블랭킷을 통해 적용됩니다. 감압 주기가 완료되면 라미네이트가 압축되고 배기 진공 소스를 통해 외부 견고한 상자에 연결되어 층을 통합하여 대기압이 상자에 다시 들어가-내부 진공 백에 양압이 제공되도록 합니다. 압축 사이클이 완료되면 라미네이트가 어셈블리에서 제거되고 경화 준비가 됩니다.
DVD 도구는 상업적으로 구입할 수 있지만 그림 70과 같이 2x4 목재와 합판을 사용하여 현지에서 만들 수도 있습니다.
그림 70: 나무 2{1}}x4-와 합판으로 만든 DVD 도구
1.2 항공기 패치 설치
DVD 도구에서 패치를 제거한 후에도 여전히 항공기의 윤곽을 형성할 수 있지만 시간은 일반적으로 10분으로 제한됩니다. 필름 접착제 또는 페이스트 접착제는 항공기 피부에 부착되고 패치는 항공기에 부착됩니다. 진공 백과 가열 담요를 사용하여 접착제를 경화시킵니다. 이는 그림 71과 72에 나와 있습니다.
그림 71: 이중 진공 압축의 개략도
그림 72: DVD 경화 주기
2,사전 경화된 라미네이션을 사용한 외부 수리-
사전 경화된 수리는 유연성이 떨어지며 굴곡이 심한 표면이나 복합 표면에는 사용할 수 없습니다. 수리 절차는 프리프레그를 사용한 외부 접착 수리와 유사합니다. 올바른 크기, 두께 및 방향은 SRM을 참조하세요. 수리점에서 사전 경화된 패치를 라미네이팅 및 경화한 후 기본 하부 구조에 2차 접착하거나 표준 사전 경화 패치를 얻을 수 있습니다.- 그림 73과 같이 손상된 부분에 필름 접착제나 페이스트 접착제를 바르고 그 위에 미리 경화된 보수재를-붙입니다. 진공백은 필름 접착제나 접착제에 적합한 온도에서 수리 및 경화됩니다. 대부분의 필름 접착제는 화씨 250도(121도) 또는 화씨 350도(176.67도)에서 경화됩니다. 일부 페이스트 접착제는 실온에서 경화되지만, 경화 과정 속도를 높이기 위해 온도를 높일 수도 있습니다.
그림 73: 사전-경화 수리
3, 본딩 및 볼트 수리
접착 수리의 개념은 두 가지 유형의 제조 조립 방법에 적용할 수 있는 것으로 나타났습니다. 패치 설치를 위해 뚫린 패스너 구멍에 응력 집중이 발생하지 않는다는 장점이 있으며 원래 부품 재료보다 더 강할 수 있습니다. 접착제 수리의 단점은 대부분의 수리 재료에 특별한 보관, 취급 및 경화 절차가 필요하다는 것입니다.
볼트 수리는 접착 수리보다 빠르고 쉽습니다. 이는 일반적으로 하중 전달을 위한 적절한 패스너 베어링 영역을 보장하기 위해 두께가 0.125인치보다 큰 복합 하우징에 사용됩니다. 패스너 구멍을 통한 습기 침투 및 코어 레이어의 저하 가능성 때문에 허니컴 샌드위치 조립품에는 사용이 금지됩니다. 볼트 수리는 유사한 접착 수리보다 무거워서 무게-에 민감한 비행 제어 표면에서의 사용이 제한됩니다.
허니컴 샌드위치 구성요소는 일반적으로 표면이 얇은 패널로 되어 있으며 원형 -혼 유형-접착식 수리를 사용하는 것이 가장 효과적입니다. 바운드 외부 스텝 패치를 대안으로 사용할 수 있습니다. 볼트- 수리는 복합 라미네이트의 베어링 응력이 낮기 때문에 얇은 합판에는 효과적이지 않습니다. 대형 항공기에 사용되는 더 두꺼운 솔리드 라미네이트는 하중이 높은 영역에서 최대 1인치 두께가 될 수 있으며, 이러한 유형의 라미네이트는 수리 주위에 접착된 모서리를 사용하여 효과적으로 수리할 수 없습니다-. 그림 74와 같습니다.
3.1 볼트 수리
1970년대에 설계된 항공기는 복합 샌드위치 벌집 구조를 경부하 보조 구조로 사용했지만-신형 대형 항공기는 샌드위치 벌집 구조 대신 두꺼운 고체 적층판을 기본 구조로 사용했습니다. 이 두꺼운 솔리드 라미네이트는 전통적인 샌드위치 벌집 구조와 매우 다르며 오늘날 항공기의 비행 제어 장치, 랜딩 기어 도어, 플랩 및 스포일러에 사용됩니다. 이는 수리하기가 어렵고 보세 수리 방법으로는 수리하기 어렵습니다. 두꺼운 솔리드 라미네이트를 수리하기 위해 볼트 수리 방법이 개발되었습니다.
허니컴 샌드위치 구조는 라미네이트의 하중 지지 강도가 제한되어 있고 드릴로 뚫린 구멍이 허니컴 구조를 약화시키기 때문에 볼트 수리가 필요하지 않습니다. 볼트 수리의 장점은 패치 재료와 패스너만 선택하면 되며 수리 방법이 판금 수리와 유사하다는 점입니다. 수리를 경화할 필요가 없으며 프리프레그 수리 재료와 필름 접착제를 냉장고에 보관할 필요가 없습니다. 패치는 알루미늄, 티타늄, 강철 또는 사전 경화된 복합 재료로 만들 수 있습니다.- 복합재 수리는 일반적으로 에폭시가 포함된 탄소 섬유 또는 에폭시가 포함된 유리 섬유로 만들어집니다.
탄소섬유 구조물은 알루미늄판으로 수리할 수 있지만, 갈바닉 부식을 방지하려면 탄소섬유 부품과 알루미늄판 사이에 유리섬유 천을 씌워야 한다. 하중이 많이 걸리는 부품을 수리하려면 티타늄과 사전 경화된 복합 패널이 선호됩니다. 사전 경화된-카본/에폭시 패치는 일반적으로 유사하게 경화되므로 기판과 동일한 강도와 강성을 갖습니다.
티타늄 또는 스테인리스강 패스너는 탄소 섬유 구조물의 볼트 수리에 사용됩니다. 알루미늄 패스너는 탄소 섬유와 함께 사용하면 부식됩니다. 리벳 건을 사용하여 리벳을 설치하는 것은 리벳을 사용할 수 없습니다. 리벳 건을 사용하여 구멍과 주변 구조물에 손상을 줄 수 있으며, 설치 중에 리벳이 팽창하므로 복합 재료의 경계가 확장될 수 있으므로 복합 구조물에는 바람직하지 않습니다.
3.2 수리 절차
1단계: 손상 검사
두꺼운 합판의 경우 탭 테스트는 손상이 표면에 가깝지 않으면 박리를 감지하는 데 효과적이지 않습니다.
손상 부위를 확인하려면 초음파 검사가 필요합니다. 적용 가능한 NDI 절차를 찾으려면 SRM에 문의하세요.
2단계: 손상 제거
응력 집중을 방지하려면 손상된 영역을 부드러운 반경의 원형 또는 직사각형 구멍으로 다듬어야 합니다. 샌더, 대패 또는 유사한 도구를 사용하여 손상을 제거하십시오.
3단계: 수리 준비
SRM의 복구 정보를 기반으로 패치 크기를 결정합니다. 손상된 구조에 패치를 적용하기 전에 패치를 자르고 모양을 만들고 고정하십시오. 패치를 계산된 것보다 약간 더 크게 만들고 모든 패스너 구멍을 뚫은 후 크기에 맞게 다듬는 것이 더 쉽습니다. 어떤 경우에는 패치가 미리-모양을 이루고 미리-구멍이 뚫려 있습니다. 절단 작업을 수행하려면 패치 재료에 적용되는 표준 작업 절차를 사용해야 합니다. 티타늄은 작업하기 어렵고 재료를 구부리려면 강력한 슬립 롤러가 필요합니다. 금속 패치는 절단 부위 주변의 균열을 방지하기 위해 평평하게 다듬어야 합니다. 복합재에 파일럿 구멍을 뚫을 때 패스너 수리에 사용되는 구멍은 기존 패스너 직경의 4배 이상이어야 하며 최소 가장자리 거리는 패스너 직경 3배여야 합니다. 이는 두 직경의 거리를 허용하는 알루미늄의 표준 관행과 다릅니다. 특정 가이드 구멍 크기와 사용되는 드릴 비트 유형은 특정 SRM 지침을 따라야 합니다. 그림 75와 같습니다.
그림 75: 복합재 구조물의 볼트 수리를 위한 자재 수리 레이아웃
4단계: 구멍 레이아웃
손상된 영역에서 수리 위치를 찾으려면 기본 하부 구조와 기본 하중 또는 기하학적 방향을 정의하는 패치 재료에 두 개의 수직 중심선을 그립니다. 그런 다음 패치에 구멍 패턴을 그리고 패치 재료에 가이드 구멍을 뚫습니다. 패치의 두 수직 중심선을 기본 하부 구조의 선과 정렬하고 가이드 구멍을 기본 기판 재료로 옮깁니다. 최소한의 차이로 수리를 확보하십시오. 쉽게 원래 위치로 되돌릴 수 있도록 수리한 부분의 가장자리를 표시하십시오.
5단계: 패치 및 주요 하부 구조에 구멍을 뚫고 넓히기
복합 스킨은 분할을 방지하기 위해 백업되어야 합니다. 1/64 크기보다 작은 드릴 비트를 사용하여 패치와 주 기판의 파일럿 구멍을 확대한 다음 모든 구멍을 올바른 크기로 리밍합니다. 항공기 부품에는 일반적으로 +0.0025/-0.000인치의 공차가 권장됩니다. 복합재의 경우 이는 간섭 패스너가 없음을 의미합니다.
6단계: 패스너 설치
패스너 구멍을 전체 크기로 뚫고 넓힌 후 영구 패스너가 설치됩니다. 설치하기 전에 고정 장치 길이 게이지를 사용하여 각 고정 장치의 고정 길이를 측정하십시오. 다양한 수리에는 다양한 패스너가 필요하므로 허용되는 패스너 유형 및 설치 절차는 SRM을 참조하세요. 그러나 실런트로 적신 모든 패스너를 설치하고 나사와 볼트를 설치하는 데 적절한 토크를 적용하십시오.
7단계: 패스너 밀봉 및 수리
실란트는 물이나 습기 침입, 화학적 손상, 갈바닉 부식 및 연료 누출을 방지하기 위해 볼트 수리에 적용됩니다. 또한 윤곽을 부드럽게 하는 기능도 제공합니다. 실란트는 깨끗한 표면에 도포해야 합니다. 마스킹 테이프는 일반적으로 패치 가장자리에 평행하게 배치되며 패치 가장자리와 마스킹 테이프 사이에 작은 간격을 남깁니다. 이 틈새에는 실런트가 도포됩니다.
8단계: 탑코트와 번개망 적용
수리는 승인된 페인트 시스템을 사용하여 샌딩하고 프라이밍하고 페인트해야 합니다. 낙뢰에 취약한 지역에서 복합 수리를 사용하는 경우 피뢰망을 추가해야 합니다.
계속됩니다
출처 "복합재료 프론티어" 공개 웹사이트