Портативті жинақты ультракүлгіні қалпына келтіретін талшықты және винил эфирімен немесе көміртекті талшықты / эпоксидімен жөнделуі мүмкін. # түзетілетін #
Ультракүлгіні түзетуге болатын PrePreg түзетуі Custom Composite көпірі үшін ЖШС-нің Prantbon Fiber / EPOXY Reploy LLC компаниясы қарапайым және тез болды, әйнек талшықты күшейтілген арматураланатын винил эфиріне арналған винил эрдині Preprg vipreg . Сурет көзі: Custom Technology LLC
Модульдік қондырылатын көпірлер - бұл әскери-тактикалық операциялар мен логистика үшін маңызды активтер, сонымен қатар табиғи апаттар кезінде көлік инфрақұрылымын қалпына келтіру. Мұндай көпірлердің салмағын азайту үшін композициялық құрылымдар зерттеліп, көлік құралдарына ауыртпалықты азайтады және іске қосу-қалпына келтіру механизмдері. Металл көпірлермен салыстырғанда композициялық материалдарда сонымен қатар жүк көтергіштігі бар және қызмет көрсету мерзімін ұзарту мүмкіндігі бар.
Кеңейтілген модульдік композициялық көпір (AMCB) - мысал. Seasann Composits LLC (Гүлфорт, Миссисипи, Миссисипи, АҚШ) және Материалдар туралы ғылымдар ЖШС (Horsham, PA, АҚШ) көміртекті талшықты эпоксидті ламинаттарды қолданады (1-сурет). ) Жобалау және салу). Алайда, осы саладағы осындай құрылымдарды жөндеу мүмкіндігі композициялық материалдардың қабылдануына кедергі келтіреді.
1-сурет Құрама көпір, Key Infile Asset Asset Advanced Composite көпірі (AMCB) SELSANN Composite LLC және Cath Composites LLC және Cater Matals Sciends LLC компаниясы көміртекті талшықты күшейтілген эпоксидті композиттерін қолданады. Сурет көзі: Seian Composits LLC (сол жақта) және АҚШ армиясы (оң жақта).
2016 жылы «Custom Technology» ЖШС (Милерсвилл, МДС, АҚШ) АҚШ-тың 1-кезең-кезеңімен қаржыландырылатын шағын бизнес-инновациялық зерттеулерді (SBIR) сарбаздардың сайтында сәтті орындауға болатын жөндеу әдісін жасауға арналған грант алды. Осы тәсілге сүйене отырып, SBIR грантының екінші кезеңі 2018 жылы жаңа материалдар мен аккумуляторлы жабдықтарды, тіпті жаңадан шығарылған жаңа жаттығулармен марапатталды. Күш. Технологияның орындылығы бірқатар талдау, материалды іріктеу, үлгіні өндіру және механикалық тестілеу тапсырмаларын орындау арқылы анықталады, сонымен қатар шағын және ауқымды жөндеу жұмыстарымен анықталады.
Екі СБир фазаларындағы негізгі зерттеуші - Майкл Берген, «Custom Technologies» ЖШС құрылтайшысы және президенті. Берген әскери-теңіздегі соғыс орталығының (NSWC) кардирлетінен зейнетке шықты және 27 жыл ішінде Құрылыс және материалдар бөлімінде қызмет етті, онда ол АҚШ әскери-теңіз күштерінің флотында композиттік технологияларды әзірлеуді және қолдануға мүмкіндік берді. Доктор Роджер Кран 2015 жылы АҚШ әскери-теңіз күштерінен зейнетке шыққаннан кейін, 2011 жылы 32 жыл қызмет етті. Оның композициялық материалдарына сараптама жаңа композициялық материалдар, прототиптік өндіріс, қосылу әдістері, көпфункционалды композициялық материалдар, құрылымдық материалдар, құрылымдық материалдарды бақылау және композиттік қалпына келтіру сияқты техникалық жарияланымдар мен патенттерді қамтиды.
Екі сарапшы Ticonderoga CG-47-дің алюминийден құрылымындағы жарықтарды қалпына келтіретін бірегей процесті жасады. Платформалық тақтаны 2-ден 4 миллион долларға ауыстыру », - деді Берген. «Сондықтан біз зертханадан тыс және нақты қызмет ортасында жөндеу жұмыстарын жүргізуді білдік. Бірақ бұл қиындық туындады, әскери активтердің қазіргі әдістері өте сәтті емес. Опция байланыстырылған дуплексті жөндеу [негізінен зақымдалған жерлерде үстіңгі тақтайшаны жоғарыға желімге желімге желімге жабыңыз] немесе «Қойма деңгейіндегі (D-деңгей) жөндеу қызметтерінен активті алып тастаңыз. D-деңгейлі жөндеу қажет болғандықтан, көптеген активтер бөлінеді ».
Ол қажет деп айтуға кетті, солдаттардың тек жинақтар мен техникалық қызмет көрсету құралдарын қолдана отырып, құрама материалдарда тәжірибесі жоқ әдіс. Біздің мақсатымыз - процесті қарапайым ету: нұсқаулықты оқып, зақым келтіріңіз және жөндеу жұмыстарын жүргізіңіз. Біз сұйық шайырларды араластқымыз келмейді, өйткені бұл нақты өлшеуді қажет етеді. Жөндеу аяқталғаннан кейін бізге қауіпті қалдықтары жоқ жүйе қажет. Және ол қолданыстағы желі қолдануға болатын жинақ түрінде болуы керек. «
Өзгертпелі технологиялар сәтті көрсетілетін бір шешім - бұл зиянды композициялық патчты зақымданудың мөлшеріне сәйкес теңшеу үшін қатайтылған эпоксидті жабысатын портативті жинақ (12 шаршы дюймге дейін). Демонстрация 3 дюймдік қалыңдығы бар композициялық материалда аяқталды. Композиттік материалда қалыңдығы 3 дюймдік майлы ағаш (15 фунт, фоеникс, Аризона, бізде) C -lt 1100 көміртегі талшықтары 0 ° / 90 ° 0 ° / 90 ° Бакалині C-TLX 1900 1800 / + + ° / + 45 ° / + 45 ° / + 45 ° / -45 ° Екі білік және екі қабатты C-LT 1100, барлығы бес қабат. «Біз жиынтық префабрикациялық патчтарды мата бағыты мата бағыты мәселе болып табылмайтын етіп квази-изотропты ламинатпен қолданады деп шештік», - деді Кран.
Келесі мәселе - ламинатураны жөндеу үшін қолданылатын шайыр матрицасы. Сұйық шайырын араластыруды болдырмас үшін, патч Prepreg пайдаланады. «Алайда, бұл қиындықтар», - деп түсіндірді Берген. Салыстырылатын патч ерітіндісін жасау үшін, Custom Technology Sunrez Corp. (El Cajon, Cajon, Cajon, Cajon, Калифорния, АҚШ) алты минут ішінде ультракүлгін сәулені (ультрафиолет) қолдана алады. Сондай-ақ, ол ілулі ағайындармен (Бей қаласы, Мичиган, АҚШ) жұмыс жасады, бұл жаңа икемді эпоксидті пленканы қолдануды ұсынды.
Алғашқы зерттеулер эпоксидті шайыр көміртек талшығына арналған ең қолайлы шайыр болып табылады- Гудеонның жаңа фильміне сүйене отырып, ежелгі эпоксидің соңғы эпоксикі 1 сағатқа 1 сағатқа 1 сағатқа созылады және бөлме температурасында ұзақ уақыт бойы сөреге ие, температурасы төмен сақтау қажет емес. Бергендер егер жоғары әйнекті өтпелі температура (TG) қажет болса, шайырға жоғары температурада, мысалы, 350 ° F / 177 ° C) болатынын айтты. Прогрег те портативті жөндеу жинағында пластикалық пленкалық конвертте пластикалық пленкаға мөрленген түзету жинағында беріледі.
Жөндеу жинағынан бері ұзақ уақыт сақтауға болады, өйткені жарамдылық мерзімін сақтау үшін жеке технологиялар қажет. «Біз төрт қатты пластик қоршауды сатып алдық - көлік техникасында пайдаланылған, және эпоксидикалық желім және винил эфирінің үлгілерін және винил эфирінің үлгілерін әр қоршауға салыңыз», - деді Берген. Содан кейін қораптарды сынау үшін төрт түрлі жерге орналастырды: Мичиганның ағайынды Мичиган зауытының төбесі, Мичиганның төбесі, Мичиганның төбесі, Мэриленд әуежайының төбесі, Юкка алқабындағы ашық мекеме (Калифорния шөлі) және Флорида Оңтүстік Флоридадағы ашық коррозияға қарсы зертхана. Барлық жағдайларда деректер лагері бар, Берген, «Біз үш айда бір рет бағалау үшін деректер мен материалдық үлгілерді аламыз. Флорида мен Калифорниядағы қораптарда жазылған ең көп температура - бұл 140 ° F, бұл қалпына келтіру шайырлары үшін жақсы. Бұл нақты қиындық ». Сонымен қатар, gougeon groense жаңадан жасалған таза эпоксидті шайырды іштей сынады. «Бірнеше ай ішінде пешке салынған үлгілер бірнеше ай бойы полимерлене бастайды», - деді Берген. «Алайда, 110 ° F температурада сақталған тиісті үлгілер үшін шайырлы химия ғана аз мөлшерде жақсарды.
Жөндеу тест тақтасында және AMCB-дің осы масштабтағы моделі, сол ламинат пен негізгі материалды Masann композиттері салынған түпнұсқа көпір ретінде қолданды. Сурет көзі: Custom Technology LLC
Жөндеу техникасын көрсету үшін өкілдік ламинат өндірілуі, зақымдалған және жөнделуі керек. «Жобаның бірінші кезеңінде біз бастапқыда 4 x 48 дюймдік арқалықтарды және жөндеу жұмыстарының орындылығын бағалау үшін төрт балдық иілу сынақтарын қолдандық», - деді Кляйн. «Содан кейін, біз жобаның екінші кезеңіндегі 12 x 48 дюймдік панельге ауысып, қолданбалы жүктемелер, сәтсіздікке әкелу үшін қолданбалы жүктемелер, содан кейін жөндеу жұмыстарын бағалаңыз. Екінші кезеңде біз сондай-ақ бізде техникалық қызмет көрсетудің AMCB моделін аяқтадық ».
Берген жөндеу жұмыстарын дәлелдеу үшін пайдаланылғанын дәлелдеген, бұл параллель ось теоремасына негізделген AMCB сияқты ламинаттар мен негізгі материалдардың көмегімен жасалған «ламинаттар мен негізгі материалдар», - деді. . Бұл жағдай. Әдіс, сәулелік теория және классикалық ламинат теориясының қосымша элементтерімен бірге [CLT] инерция моменті мен толық масштабты амалдың тиімді қаттылығын және одан да көп мөлшердегі демо-өніммен байланыстыру үшін қолданылған үнемді. Содан кейін біз XCROFT Inc. (Бостон, Массачусетс, АҚШ) жасалған, құрылымдық жөндеудің дизайнын жақсарту үшін біз (Бостон, Массачусетс) моделін қолданамыз ». Сынақ панельдері үшін пайдаланылатын көміртек талшықты матасы және AMCB моделі векторлардан сатып алынды, ал балам өзегін балериялық ядросы (бристол, Ри, АҚШ) негізгі композиттермен (бристол, Ри, АҚШ) жасады.
1-қадам. Бұл сынақ панелі ортада белгіленген зақымдарды модельдеу және айналдыра қалпына келтіру үшін 3 дюймдік тесік диаметрі көрсетіледі. Барлық қадамдар үшін фото қайнар көзі: Custom Technologies LLC.
2-қадам. Зақымдалған материалды алып тастап, жөндеу жамылғысын 12: 1 бұрап алыңыз.
«Біз полигондағы көпір палубасында көрінетіннен гөрі, сынақ тақтасындағы зақымданудың жоғары дәрежесін модельдегіміз келеді», - деп түсіндірді Берген. «Сондықтан біздің әдісіміз - 3 дюймдік диаметрлі тесік жасау үшін тесіктерді қолдану. Содан кейін біз зақымдалған материалдың ашасын шығарып, 12: 1 шарфты өңдеу үшін қолдан жасалған пневматикалық тартқышты қолданамыз. »
Кран көміртекті / эпоксидті жөндеу үшін, «зақымдалған» панель материалы алынып, тиісті шарф қолданылғаннан кейін, алдын-ала шарф қолданылып, зақымдалған аймақтың бұралуының ені мен ұзындығына дейін кесіледі. «Біздің сынақ тақтасы үшін, бұл жөндеу материалын түпнұсқа бүлінбеген көміртегі панелінің жоғарғы жағына сәйкес ұстау үшін төрт қабатты қажет. Осыдан кейін, көміртегі / эпоксидің үш қабаты жөнделген бөлігінде шоғырланған. Әрбір кезекті қабат төменгі қабаттың барлық жағына 1 дюймді ұзартады, бұл «жақсы» материалдан бастап, жөнделген аймақтағы «жақсы» материалдан біртіндеп жүктеледі. » Бұл жөндеу жұмыстарын орындаудың жалпы уақыты, оның ішінде жөндеу жұмыстарын, қалпына келтіруді және қалпына келтіру материалын орналастыруды және емделу процедурасын қолдануды, шамамен 2,5 сағат.
Көміртекті талшық / эпокси үшін, жөндеу аймағы вакуумды және 210 ° F / 99 ° C температурада, батареямен жұмыс істеп тұрған термиялық бондты пайдаланып, бір сағат ішінде 210 ° F / 99 ° C температурада емделеді.
Көміртекті / эпоксидті жөндеу қарапайым және тез болса да, команда жұмысты қалпына келтіру үшін ыңғайлы шешім қабылдау қажеттілігін мойындады. Бұл ультракүлгін (ультрафиолет) алдын-ала алдын-ала дайындады. «Sunrez Vinyl Ester шайырларына деген қызығушылық компанияның негізін қалаушы Марк Ливеймен алдыңғы әскери-теңіз тәжірибесіне негізделген», - деп түсіндірді Берген. «Біз алдымен квази-изотропты әйнек матамен бірге, винил эфирін қолдана отырып, олардың винил эфирін қолдана отырып, әр түрлі жағдайда емделу қисығын бағаладық. Сонымен қатар, біз Винил Эфир шайыры vinyl эфирінің шайыры эпоксидті шайырға ұқсамайтынын білеміз, ол әр түрлі жабысқақ муфтаның құрамдасымен қамтамасыз етілетін және қайсысы қолдануға жарамды екенін анықтауға арналған қосымша күш қажет ».
Тағы бір мәселе, шыны талшықтар көміртегі талшықтары ретінде бірдей механикалық қасиеттерді бере алмайды. «Көміртекті / эпоксидті патчпен салыстырғанда, бұл проблема әйнек / винил эфирінің қосымша қабатын қолдану арқылы шешіледі», - деді Кран. «Шыны материалдың бір ғана қосымша қабатының себебі - бұл үлкен мата ауыр мата». Бұл қолдануға болатын және алты минут ішінде біріктіріліп, тіпті өте суық / мұздатуға арналған температурада біріктіріліп, біріктірілуі мүмкін. Жылусыз емдеу. Крон бұл жөндеу жұмыстарын бір сағат ішінде аяқтауға болатындығын атап өтті.
Патч-жүйелер де көрсетіліп, сыналды. Әр жөндеу үшін зақымдалған аймақ (1-қадам), тесік арамені құрылды, содан кейін батареямен жұмыс істейтін қолмен тартқыштың көмегімен алынып тасталады (2-қадам). Содан кейін жөнделген жерді 12: 1 тоқашына кесіңіз. Шарфтың бетін алкоголь төсемі бар тазалаңыз (3-қадам). Әрі қарай, жөндеу патчын белгілі бір мөлшерге кесіңіз, оны тазартылған жерге қойыңыз (4-қадам) және ауа көпіршіктерін алу үшін оны роликпен шоғырландырыңыз. Шыны талшықты / ультракүлгін тазарту үшін винил эрдирі үшін, содан кейін шығарылым қабатын жөндеңіз және алты минут ішінде сымсыз ультракүлгін ультракүлгін лампамен емделіңіз (5-қадам). Көміртек талшығына / эпоксидті үшін алдын-ала бағдарламаланған, бір батареяны, батареямен жұмыс істейтін, батареямен жұмыс істеп тұрған термиялық бондты пайдаланыңыз және жөндеуден өткен аймақты 210 ° F / 99 ° C температурада қолданыңыз.
5-қадам. Қабатты қабатты жөнделген жерге қойғаннан кейін, 6 минут ішінде патчты емдеу үшін сымсыз ультра күлгін шамды пайдаланыңыз.
«Содан кейін біз патчтың құрбылығын және оның құрылымның жүктеме қабілеттілігін қалпына келтіру қабілетін бағалау үшін сынақтар жүргіздік», - деді Берген. «Бірінші кезеңде біз қолданудың жеңілдігін және күштің кем дегенде 75% қалпына келу қабілетін дәлелдеуіміз керек. Бұл 4 х 48 дюймдік көміртекті / эпоксидті шайырға / эпоксидті шайырға / эпоксидті шайырға / эпоксидті шайырға және балқыту зақымымен күрделі жөндеуден кейін. Иә. Жобаның екінші кезеңі 12 x 48 дюймдік панельді пайдаланды және күрделі кернеулер бойынша 90% -дан астам күшке қойылатын талаптарды көрсетуі керек. Біз осы талаптардың барлығын кездестірдік, содан кейін AMCB моделіндегі жөндеу әдістерін суретке түсірдік. Көрнекі анықтама беру үшін Infield технологиясы мен жабдықтарын қалай пайдалануға болады ».
Жобаның негізгі аспектісі - жаңалықтар жөндеуді оңай аяқтайтындығын дәлелдеу. Осы себепті Бергенде: «Мен әскердегі екі техникалық байланыстарымызды көрсетуге уәде етті: доктор Бернард Сиа және Эшли Геннна. Жобаның бірінші кезеңі туралы қорытынды шолуда мен ешқандай жөндеу сұрамадым. Тәжірибелі Эшли жөндеу жұмыстарын жүргізді. Жинақ пен нұсқаулықты пайдаланып, біз қамтамасыз еттік, ол патчты қолданып, жөндеуді еш қиындықсыз аяқтады ».
Сурет 2 Батареямен жұмыс істемейтін буманы алдын-ала бағдарламаланған, батареямен жұмыс істемейтін термиялық бұғатталатын машина Түйменің көмегімен көміртегі талшығын / эпоксидті жөндеу патчын, жөндеуге немесе емдеу циклін емдеуге қажет емес. Сурет көзі: Жеке технологиялар, ЖШС
Тағы бір негізгі даму - батареямен жұмыс істейтін емдеу жүйесі (2-сурет). «Инфильдке техникалық қызмет көрсету арқылы сізде тек батарея қуаты бар», - деп атап өтті Берген. «Жөндеу жинағындағы барлық технологиялық жабдықтар сымсыз». Бұған «Wichitech Industries Inc.» Custom технологиясымен және жылу байланыс стансасымен бірлесіп жасалған батареямен жұмыс істейтін жылу байланысын қамтиды. «Бұл батареямен жұмыс істеп тұрған жылу бондері емделуді аяқтауға алдын-ала бағдарламаланған, сондықтан жаңашылдық емдік циклды бағдарламалаудың қажеті жоқ», - деді Кран. «Олар дұрыс пандус пен жібіту үшін түймені басу керек». Қазіргі уақытта қолданыстағы батареялар қайта зарядталудан бұрын бір жыл ішінде созылуы мүмкін.
Жобаның екінші кезеңі аяқталғаннан кейін, тапсырыс бойынша технологиялар бақылауды жетілдіру және қызығушылық пен қолдау хаттарын жинау болып табылады. «Біздің мақсатымыз - осы технологияны 8-ге дейін жетелеп, оны алаңға шығарыңыз», - деді Берген. «Біз сондай-ақ әскери емес қосымшалардың әлеуетін көрдік».
Ескі өнерді саланың алғашқы талшықты арматурасынан түсіндіреді және жаңа талшықты және болашақтағы дамудың терең түсінігі бар.
Жақында және ұшу алғаш рет ұшып келе жатқанда, 787-і композициялық материалдар мен мақсаттарға жету үшін инновацияларға сүйенеді
POST TIME: SEP-02-2021