고급 복합 재료 유인물 (ⅹⅰ) : 복합 외부 수리, 본딩 및 볼트 수리

Feb 28, 2025

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1, 습식 포장 및 이중 진공 디 번딩 방법을 사용한 외부 복원

일반적으로 습식 레이어 패치는 Prepregs로 만든 패치뿐만 아니라 수행되지 않습니다. 그러나, 습식 가죽 패널에서 다공성을 유발하는 정체 된 공기를 제거하는 기술 인 DVD 방법 (dvd vacuum debonding method)을 사용하여 습식 계층 공정의 성능을 향상시킬 수 있습니다. DVD 공정은 일반적으로 복잡한 윤곽선 표면으로 고체 적층 구조에 대한 패치를 만드는 데 사용됩니다. 습식 라미네이트 패치는 DVD 도구에서 제조 된 다음 2 차 항공기 구조에 결합됩니다. 아래 그림 70에 표시된 바와 같이, 라미네이션 프로세스는 표준 습식 레이 업 프로세스와 유사합니다. 차이는 패치가 적용되는 방식에 있습니다.

1.1 이중 진공 압축의 원리

이중 진공 포장 공정은 습식 배치 또는 미리 충전 된 수리 합판의 제조에 사용됩니다. 아래 그림 70에 나와 있습니다. 감압 공정을 시작하기 위해 내부 유연한 진공 백에서 공기가 제거됩니다. 그런 다음 강성 외부 박스를 내부 진공 백에 밀봉하고 강성 외부 박스와 내부 진공 백 사이의 볼륨 공기가 배출됩니다. 외부 박스는 단단하기 때문에 두 번째 배출은 대기압 하에서 내부 진공 백의 패치를 방지합니다. 이후에는 기포가 라미네이트 내에서 튀어 나오지 않도록하고 내부 진공에 의한 공기 제거를 촉진합니다. 다음으로, 라미네이트는 사전 결정된 탈퇴 온도로 가열되어 수지 점도를 줄이고 라미네이트 내에서 공기 및 휘발성 물질의 제거를 더욱 향상시킨다. 열 전달 담요에 직접 배치 된 열전대에 의해 제어되는 열 전달 담요를 통해 열이 적용됩니다. 감압주기가 완료되면 라미네이트가 압축되어 배기 진공 소스를 통해 외부 강성 상자에 연결되어 층을 통합하여 대기압이 상자에 다시 들어가서 내부 진공 백에 양압을 제공합니다. 압축 사이클이 완료되면, 라미네이트는 어셈블리에서 제거되고 경화를 준비합니다.

DVD 도구는 상업적으로 구입할 수 있지만 그림 70과 같이 -4 목재 및 합판에 의해 2-에서 로컬로 만들 수 있습니다.

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그림 70 : 2 x 4 및 합판으로 만든 DVD 도구

1.2 항공기 패치 설치

패치가 DVD 도구에서 제거되면 여전히 항공기의 개요로 형성 될 수 있지만 시간은 일반적으로 10 분으로 제한됩니다. 필름 접착제 또는 페이스트 접착제는 항공기 피부에 놓고 패치는 항공기에 배치됩니다. 진공 백과 가열 담요를 사용하여 접착제를 치료합니다. 이것은도 71 및 72에 나와있다.

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그림 71 : 이중 진공 압축의 개략도

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그림 72 : DVD 경화 사이클

2, 사전 구성된 라미네이션을 사용한 외부 수리

사전 규정 수리는 매우 유연하지 않으며 곡선 또는 복합 표면에서 사용할 수 없습니다. 수리 절차는 Prepreg를 사용한 외부 결합 수리와 유사합니다. 올바른 크기, 두께 및 방향은 SRM을 참조하십시오. 수리점에서 사전 구성된 패치를 라미네이트하고 치료하고 2 차를 1 차 하위 구조로 결합하거나 표준 사전 구성 패치를 얻을 수 있습니다. 그림 73에서 볼 수 있듯이 필름 접착제를 적용하거나 손상된 영역에 접착제를 붙여 넣고 사전 구성된 수리를 상단에 놓습니다. 진공 백은 필름 접착제 또는 접착제에 적합한 온도에서 수리 및 경화됩니다. 대부분의 필름 접착제는 250도 F (121도) 또는 350도 F (176.67도)에서 치료합니다. 일부 페이스트 접착제는 실온에서 경화되지만, 높은 온도는 경화 과정의 속도를 높이기 위해 사용될 수 있습니다.

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그림 73 : 사전 규정 수리

3, 본딩 및 볼트 수리

결합 수리의 개념은 두 가지 유형의 제조 조립 방법에서 적용 가능성을 발견했습니다. 그들은 패치 설치를 위해 스트레스 농도를 드릴 패스너 홀을 도입하지 않는 이점을 가지고 있으며 원래 부품 재료보다 강할 수 있습니다. 접착제 수리의 단점은 대부분의 수리 재료에는 특별한 저장, 취급 및 경화 절차가 필요하다는 것입니다.

볼트 수리는 접착제 수리보다 빠르고 쉽습니다. 이들은 일반적으로 부하 전달을위한 적절한 패스너 베어링 영역을 보장하기 위해 0. 125 인치 이상의 복합 하우징에 사용됩니다. 이들은 패스너 구멍을 통한 수분 침입 및 코어 층의 분해 가능성 때문에 벌집 샌드위치 어셈블리에서 사용하는 것이 금지되어있다. 볼트 수리는 유사한 접착제 수리보다 무겁고 체중 감수성 비행 제어 표면에서의 사용을 제한합니다.

벌집 샌드위치 구성 요소는 일반적으로 본드 둥근 둥근 유형 수리를 사용하는 것이 가장 효과적인 얇은 표면 패널을 가지고 있습니다. 바운드 외부 단계 패치는 대안으로 사용할 수 있습니다. 복합 라미네이트의 낮은 베어링 응력으로 인해 볼트 온 수리는 얇은 합판에 비효율적입니다. 더 큰 항공기에 사용되는 더 두꺼운 고체 라미네이트는 높은 하중 영역에서 최대 1 인치 정도 일 수 있으며, 이러한 유형의 라미네이트는 본드 코너-어라운드 수리를 사용하여 효과적으로 수리 할 수 ​​없습니다. 그림 74와 같이.

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3.1 볼트 수리

1970 년대에 설계된 항공기는 복합 샌드위치 벌집 구조를 광선 2 차 구조로 사용했지만 새롭고 더 큰 항공기는 샌드위치 벌집 구조물이 아닌 1 차 구조로 두꺼운 고체 라미네이트를 사용합니다. 이 두꺼운 솔리드 라미네이트는 전통적인 샌드위치 벌집 구조와는 매우 다르며 오늘날 항공기의 비행 제어, 랜딩 기어 도어, 플랩 및 스포일러에 사용됩니다. 그들은 수리에 어려움을 겪고 결합 수리 방법으로 수리하기가 어렵습니다. 더 두꺼운 고체 라미네이트를 수리하기 위해 볼트 수리 방법이 개발되었습니다.

벌집 샌드위치 구조는 라미네이트의 제한된 하중 강도로 인해 볼트 수리가 필요하지 않으며 드릴 홀은 벌집 구조를 약화시킵니다. 볼트 수리의 장점은 패치 재료와 패스너 만 선택해야하며 수리 방법은 판금 수리와 유사하다는 것입니다. 수리를 치료하고 Prepreg 수리 재료와 필름 접착제를 냉장고에 보관할 필요가 없습니다. 패치는 알루미늄, 티타늄, 강철 또는 사전 구성 복합 재료로 만들 수 있습니다. 복합 수리는 일반적으로 에폭시가있는 탄소 섬유 또는 에폭시가있는 유리 섬유로 만들어집니다.

알루미늄 플레이트로 탄소 섬유 구조를 수리 할 수는 있지만 탄소 섬유 부분과 알루미늄 플레이트 사이에 유리 섬유 천 층을 놓아 갈바닉 부식을 방지해야합니다. 고도로로드 된 구성 요소를 수리하기 위해 티타늄 및 사전 절단 복합 패널이 선호됩니다. 사전 절단 탄소/에폭시 패치는 일반적으로 유사하게 치료하기 때문에 기질과 동일한 강도와 강성을 갖습니다.

티타늄 또는 스테인리스 스틸 패스너는 탄소 섬유 구조의 볼트 수리에 사용됩니다. 탄소 섬유와 함께 사용하면 알루미늄 패스너가 부식됩니다. 리벳 건을 사용하여 리벳을 설치하면 구멍과 주변 구조에 손상을 줄 수 있으며, 설치 중에 리벳이 확장 될 수 있으며, 복합 재료가 경계를 확장 할 수 있으므로 복합 구조에 바람직하지 않습니다.

3.2 수리 절차

1 단계 : 손상 검사

두꺼운 합판에서 탭 테스트는 손상이 표면에 가까이 있지 않으면 박리를 감지하는 데 효과적이지 않습니다.

손상 영역을 결정하려면 초음파 검사가 필요합니다. 해당 NDI 절차를 찾으려면 SRM에 문의하십시오.

2 단계 : 손상 제거

응력 농도를 방지하기 위해 손상된 영역은 반경이 부드러운 둥근 또는 직사각형 구멍으로 다듬어 야합니다. Sander, Planer 또는 이와 유사한 도구로 손상을 제거하십시오.

3 단계 : 수리 준비

SRM의 수리 정보를 기반으로 패치의 크기를 결정하십시오. 패치를 손상된 구조에 적용하기 전에 패치를 자르고 모양을 정리하고 설정하십시오. 모든 패스너 구멍을 드릴링 한 후에도 패치를 계산보다 약간 크게 크기로 만들고 크기를 크기로 만들기가 더 쉽습니다. 경우에 따라 패치는 사전 모양이며 사전 드릴링됩니다. 절단을 수행하려면 패치 재료에 적용 할 수있는 표준 상점 절차를 사용해야합니다. 티타늄은 작업하기가 어렵고 재료를 구부리려면 강한 슬립 롤러가 필요합니다. 컷 주위의 균열을 방지하기 위해 금속 패치를 평평하게 제출해야합니다. 복합재에서 파일럿 구멍을 드릴링 할 때 패스너를 수리하는 데 사용되는 구멍은 기존 패스너에서 최소 4 개의 직경이어야하며 최소 모서리 거리가 3 개의 패스너 직경을 가져야합니다. 이는 알루미늄의 표준 실습과 다르며, 이는 두 직경의 거리를 허용합니다. 특정 가이드 홀 크기 및 사용 된 드릴 비트 유형은 특정 SRM 지침을 따라야합니다. 그림 75와 같이.

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그림 75 : 복합 구조물의 볼트 수리를위한 재료 수리 레이아웃

4 단계 : 홀 레이아웃

손상된 영역에서의 수리를 찾으려면 1 차 하위 구조와 1 차 하중 또는 기하학적 방향을 정의하는 패치 재료에 수직 중심 라인 2 개를 그립니다. 그런 다음 패치 재료의 패치 및 드릴 가이드 구멍에 구멍 패턴을 그립니다. 패치의 2 개의 수직 중심선을 1 차 하위 구조의 라인과 정렬하고 가이드 구멍을 1 차 기판 재료로 옮깁니다. 최소 차이로 수리를 고정하십시오. 수리의 가장자리를 원래 위치로 쉽게 다시 배치 할 수 있도록 수리의 가장자리를 표시하십시오.

5 단계 : 패치 및 주 하위 구조의 드릴 및 림 구멍

쪼개지는 것을 방지하기 위해 복합 피부를 백업해야합니다. 1/64 크기보다 작은 드릴 비트로 패치의 파일럿 구멍을 확대 한 다음 모든 구멍을 올바른 크기로 깎습니다. +0. 0025/-0. 000 인치의 공차는 일반적으로 항공기 부품에 권장됩니다. 복합재의 경우 이는 간섭 패스너가 없음을 의미합니다.

6 단계 : 패스너 설치

패스너 구멍이 풀 크기를 뚫고 reamed하면 영구 패스너가 설치됩니다. 설치하기 전에 고정구 길이 게이지로 각 패스너의 고정구 길이를 측정하십시오. 다른 수리는 다른 패스너가 필요하므로 허용 가능한 패스너 유형 및 설치 절차는 SRM을 참조하십시오. 그러나 실런트로 젖은 모든 패스너를 설치하여 나사와 볼트를 설치하기 위해 적절한 토크를 적용하십시오.

7 단계 : 패스너 및 수리의 밀봉

실란트는 물이나 수분 침입, 화학적 손상, 갈바니 부식 및 연료 누출을 방지하기 위해 볼트 수리에 적용됩니다. 또한 윤곽 스무딩을 제공합니다. 실란트는 깨끗한 표면에 적용되어야합니다. 마스킹 테이프는 일반적으로 패치의 주변에 배치되며 패치의 가장자리와 평행하고 패치의 가장자리와 마스킹 테이프 사이에 작은 간격이 남습니다. 실란트는이 간격에 적용됩니다.

8 단계 : 탑 코트 및 번개 그물을 바릅니다

수리는 승인 된 페인트 시스템을 사용하여 샌딩, 프라이밍 및 페인트해야합니다. 번개 타격에 취약한 지역에서 복합 수리를 사용하는 경우 번개 네트를 추가해야합니다.

계속하기 위해

출처 "Composites Frontier"공개 웹 사이트