Преносни комплет се може поправити са УВ-омотреним фибергласима / винил естером или причврсним влакнима / епоксидном влакном сачуваним на собној температури и очвршћавању батерије. # опидеанаПроизводња # инфраструцтуе
УВ-ОЗУЧИ ПРЕПРЕГ ПРЕПРЕГ закрпа Иако се поправљају Царбон Фибер / Епокси препраг развијен по прилагођеним технологијама ЛЛЦ за композитни мост у Инфиелд-у, и брз, употреба ојачаног стакленог влакана УВ-Озврђивача Винил Естер Препрег развила је погоднији систем . Извор слике: Прилагођене технологије ЛЛЦ
Модуларни распоређени мостови су критична имовина за војне тактичке операције и логистике, као и обнову транспортне инфраструктуре током природних катастрофа. Композитне структуре се проучавају како би се смањила тежина таквих мостова, чиме се смањују оптерећење на транспортним возилима и механизми за опоравак покретања. У поређењу са металним мостовима, композитни материјали такође имају потенцијал да повећају капацитет оптерећења и проширују радни век.
Пример је напредни модуларни композитни мост (АМЦБ). СЕЕМАНН ЦОМПОМИТЕС ЛЛЦ (ГУЛФПОРТ, Миссиссиппи, САД) и науке о материјалима ЛЛЦ (ХОРСХАМ, ПА, САД) користе епоксини за епоксинирање угљеника ојачани у карбонским влакнима (слика 1). ) Дизајн и грађевинарство). Међутим, способност поправљања таквих структура у пољу је питање које омета усвајање композитних материјала.
Слика 1 Композитни мост, Кључни инсерт Напредни модуларни композитни мост (АМЦБ) је дизајниран и изграђен од стране САПЕЕНЦА САПЕЕНЦИЈАМЕНТНИХ САСТАВИМА ЈЕДНОГ ЦОМПОТИС-а ЛЛЦ ИМП-а са Цомпоксинима ојачалих композита. Извор слике: СЕЕМан Цомпоситес ЛЛЦ (лево) и америчка војска (десно).
У 2016. године прилагођене технологије ЛЛЦ (Миллерсвилле, МД, САД) примили су америчку активну иновативну иновацију и иновативне истраживања (СБИР) ФАЗА 1 (СБИР) ФАЗА 1. Да би се развио метод поправке који се могу успешно обављати на лицу места војници. На основу овог приступа, друга фаза Грантова СБИР-а награђена је 2018. године како би се приказала нова материјала и опрему која се напаја и батерију, чак и ако је закрпу обављао почетник без претходне обуке, 90% или више структуре може се вратити сирово Снага. Изводљивост технологије се одређује вршењем низа анализе, селекције материјала, задатака за производњу узорака и механичких задатака за испитивање, као и мале поправке у пуној обиму.
Главни истраживач у двије фазе СБИР-а је Мицхаел Берген, оснивач и председник ЦАРИМЕРНОГ ТЕХНОЛОГИЈА ЛЛЦ. Берген се повукао од Царрероцк-а морнаричке површинске ратове (НСВЦ) и служио је у одељењу за структуре и материјала 27 година, где је управљао развојем и применом композитних технологија у флоти америчке морнарице. Др Рогер Цране придружио се прилагођеним технологијама у 2015. години након повлачења из америчке морнарице у 2011. години и служио је 32 године. Његови композитна стручност материјала укључује техничке публикације и патенте, који покривају теме као што су нови композитни материјали, производња прототипа, методе прикључка, мултифункционалне композитне материјале, надзорни здравствени материјал и композитни рестаурација материјала.
Два стручњака су развила јединствени процес који користи композитне материјале за поправку пукотина у алуминијумској суперструктури тицондерога ЦГ-47 Класа са ракетом ЦЛЕСИЛЕ 5456. "Процес је развијен да би се смањио раст пукотина и служио као економска алтернатива До замене платформе од 2 до 4 милиона долара ", рекао је Берген. "Дакле, доказали смо да знамо како да обављамо поправке изван лабораторије и у стварном услужном окружењу. Али изазов је да тренутне методе војне имовине нису баш успешне. Опција је везана за поправак дуплек-а [у основи у оштећеним подручјима лепите плочу на врх] или уклоните имовину са услуге за складиштење (Д-ниво). Пошто су потребне поправке нивоа Д, многе имовине се одлогну. "
Он је наставио да каже да је оно што је потребно је метода коју војници могу извести без искуства у композитним материјалима, користећи само приручнике за комплете и одржавање. Наш циљ је да процес буде једноставан: прочитајте приручник, процените штету и обављате поправке. Не желимо да мешамо течне смоле, јер то захтева прецизно мерење како би се осигурало потпуни лек. Потребан нам је и систем без опасног отпада након завршетка поправке. И мора се упаковати као комплет који се може распоредити постојећа мрежа. "
Једно решење које су прилагођене технологије успешно демонстрирале је преносни комплет који користи натопљени епоксидни лепак за прилагођавање композитне фластере лепка према величини штете (до 12 квадратних инча). Демонстрација је завршена на композитном материјалу који представља 3-инчну дебелу АМЦБ палубу. Композитни материјал има 3-инчни дебели балса језгро дрво (15 килограма по кубичној густини стопала) и два слоја векторијске понуде (Пхоеник, Аризона, САД) Ц -ЛТ 1100 карбонских влакана 0 ° / 90 ° Биаксијална широког тканине, један слој Ц-ТЛКС 1900 Царбон влакна од 0 ° / + 45 ° / -45 ° Три осовине и два слоја Ц-ЛТ 1100, укупно пет слојева. "Одлучили смо да се комплет користи монтажне закрпе у квази-изотропном ламинату сличном мулти-оси тако да правац тканине неће бити проблем", рекао је Цране.
Следеће питање је резолација смоле која се користи за поправку ламината. Да би се избегло мешање течне смоле, закрпа ће користити препрег. "Међутим, ови изазови су складиште", објаснио је Берген. Да бисте развили закрпу за смеће, прилагођене технологије удружене су са Сунрез Цорп. (Ел Цајон, Цалифорниа, САД) да би развио стаклену влакна / винил естер препраг који може да користи ултраљубичасто светло (УВ) у шест минута ЛИГХТ. Такође је сарађивао са браћом Гоугеон (Баи Цити, Мицхиган, САД), који је предложио употребу новог флексибилног епоксидног филма.
Ране студије су показале да је епоксидна смола најприкладнија смола за прекривене ув влакно-ув-очвршћавање винил естера и прозирног стакленог влакана добро, али не лечи под угљеним влакнима за блокирање светлости. На основу новог филма Гоугеон Бротхерс-а, коначни епоксидни препраг се излечи 1 сат на 210 ° Ф / 99 ° Ц и има дуг рок трајања на собној температури - нема потребе за складиштењем ниског температуре. Берген је рекао да ако је потребна виша температура транзиције стакла (ТГ), смола ће се такође излечити на вишој температури, као што је 350 ° Ф / 177 ° Ц. Оба препредгара се пружају у преносничком комплету за поправак као гомилу преприштиних запечаћених запечаћених у пластичној филмској коверти.
Пошто се комплет за поправку дуже време чува, прилагођене технологије је потребна за спровођење радне студије. "Купили смо четири тврдог пластичног кућишта - типична војна типа која се користи у транспортној опреми - и ставите узорке епоксидног и винил естера препраг у свако кућиште", рекао је Берген. Кутије су затим постављене на четири различите локације за тестирање: кров фабрике браће Гоугеон у Мичигену, кров аеродрома Мариланд, спољни објекат у долини Иуцца (Калифорнија) и лабораторија за тестирање на отвореном на јужној Флориди. Сви случајеви имају свјегледнике података, Берген истиче, "узимамо податке и материјалне узорке за процену свака три месеца. Максимална температура снимљена у кутијама на Флориди и Калифорнији је 140 ° Ф, што је добро за већину рестаураторских смола. То је прави изазов. " Поред тога, браћа Гоугеон интерно тестирала су новоразвијену чисту епоксидну смолу. "Узорци који су постављени у рерни на 120 ° Ф током неколико месеци почињу да се полимеризирају", рекао је Берген. "Међутим, за одговарајуће узорке који се чувају на 110 ° Ф, хемија смоле се само побољшала малом количином."
Поправка је верификована на тестној плочи и овај модел АМЦБ-а, који је користио исти ламинатни и основни материјал као оригинални мост који је изградио Сеемент Цомпоситес. Извор слике: Прилагођене технологије ЛЛЦ
Да би се демонстрирала техника поправке, репрезентативни ламинат мора бити произведен, оштећен и поправљен. "У првој фази пројекта у почетку смо користили мале скале 4 к 48-инчне греде и тестове савијања у четири тачке да би се проценили изводљивост нашег процеса поправке", рекао је Клеин. "Затим смо у другој фази пројекта прешли на 12 к 48 инча, примењене оптерећења да би створила биаксијално стање стреса како би проузроковала неуспех, а затим је проценила перформансе поправке. У другој фази смо такође завршили АМЦБ модел који смо изградили одржавање. "
Берген је рекао да је тестна панел који се користи за доказивање перформанси поправке произведене исте линије ламината и основних материјала као АМЦБ произведен од стране Дебљине вентилатора, "али смо смањили дебљину плоче од 0,375 инча на 0,137 инча на 0,137 инча на 0,137 инча на 0,137 инча на 0,137 инча на 0,375 инча на 0,175 инча на основу паралелне осовине . То је случај. Метода, заједно са додатним елементима теорије од снопа и класичне теорије ламината, коришћена је за повезивање тренутног инерције и ефикасне крутости пуне скале АМЦБ са демонским производом мање величине који је лакше руковати и више економичан. Тада смо се користили коначна анализа елемената [ФЕА] који је развио Ксцрафт Инц. (Бостон, Масачусетс, САД) коришћен је за побољшање дизајна структурних поправки. " Тканина од угљених влакана која се користи за тестне плоче и АМЦБ модел купљени су од вредности вектора, а језгра балза је направила језгрене композите (Бристол, РИ, САД).
1. корак. Овај тест панел приказује пречник рупе од 3 инча како би симулирао оштећење означене у средини и поправља обим обима. Извор фотографија за све кораке: Прилагођене технологије ЛЛЦ.
Корак 2. Помоћу ручне брусилице напајате батерију да бисте уклонили оштећени материјал и приложите закрпу за поправку са конусом од 12: 1.
"Желимо да симулирамо већи степен оштећења на тестној плочи него што се може видети на палуби моста на терену", објаснио је Берген. "Дакле, наша метода је да користимо рупу која је постала рупа за 3 инча пречника. Затим извучемо утикач оштећеног материјала и користимо ручни пнеуматску брусилицу за обраду шал 12: 1. "
Цране је објаснио да је за поправку угљеника / епоксидног влакна, након што се уклони "оштећена" материјал панела и примијени одговарајући шал, препрег ће се исећи на ширину и дужину да би се прилагодио конус оштећеног подручја. "За нашу тестну плочу, ово је потребно четири слоја препријека да задрже материјал за поправку у складу са врхом оригиналног неоштећеног карбонског панела. Након тога, три прекривена слоја преправног угљеника / епоксидног / епоксида концентришу се на то на поправљеном делу. Сваки узастопни слој продужава 1 инч на свим странама доњег слоја, који пружа постепени пренос оптерећења из "добре" околног материјала до поправљеног подручја. " Укупно време за обављање овог поправке - укључујући припрему површине, сечење и постављање материјала за рестаурацију и примену поступка очвршћивања - отприлике 2,5 сата.
За причвршћивање угљеника / епоксидног прерага, површина поправке је усисавана и очвршћена на 210 ° Ф / 99 ° Ц током једног сата помоћу термичких бодова на батерије.
Иако је поправак угљеника / епоксида једноставан и брз, тим је препознао потребу за погоднијем решењем за враћање перформанси. То је довело до истраживања прекрита за очвршћивање ултраљубичасте (УВ). "Интересовање за Сунрез Винил Естер је заснован на претходном морнаричком искуству са оснивачем компанија Марк Ливес," објаснио је Берген. "Прво смо обезбедили Сунрез са квази-изотропном стакленом тканином, користећи њихов винил естер препраг и оценили кривуље очвршћивања под различитим условима. Поред тога, јер знамо да Винил Естер смола није попут епоксидне смоле која пружа одговарајуће средњошколске перформансе, па су потребни додатни напори за процену различитих средстава за спајање лепка и одређују који је погодан за апликацију. "
Други проблем је што стаклена влакна не могу пружити иста механичка својства као карбонска влакна. "У поређењу са угљеном / епоксидном закрпом, овај проблем је решен коришћењем додатног слоја стакла / винил естера", рекао је Цране. "Разлог зашто је потребан само један додатни слој је да је стаклени материјал тежа тканина." Ово производи погодну закрпу која се може применити и комбиновати у року од шест минута, чак и на врло хладним / смрзавајућим температурама. Очвршћавање без пружања топлоте. Цране је истакао да се овај поправци могу завршити у року од сат времена.
Оба система закрпе су демонстриране и тестиране. За сваку поправку је означено подручје које треба оштетити (корак 1), створен са тестером рупе, а затим уклоњен ручном брусилицом на батерије (корак 2). Затим прекините поправљено подручје у конус од 12: 1. Очистите површину шал са алкохолним јастуком (корак 3). Затим исеците закрпу за поправку на одређену величину, ставите га на чишћену површину (корак 4) и консолидирајте га са ваљком да бисте уклонили мехуриће ваздуха. За стаклено влакно / УВ-очвршћивање винил естера препрег, а затим поставите слој ослобађања на поправљену површину и излечите закрпу бежичном УВ лампом на шест минута (корак 5). За карбонски влакна / епоксидни препраг користите унапред програмирани, једно дугме, термички бондер на батерију и излечите поправљену површину на 210 ° Ф / 99 ° Ц током једног сата.
Корак 5. Након постављања слоја за пилинг на поправљену површину, користите бежичну УВ лампу да излечите закрпу током 6 минута.
"Затим смо спровели тестове да проценимо адхезивност закрпе и њену способност да вратим капацитет оптерећења структуре", рекао је Берген. "У првој фази морамо доказати једноставност пријаве и способност да се опорави најмање 75% снаге. То се врши савијање четири тачке на 4 к 48 инчним угљеним влакнима за карбонским влакнима / епоксидом и балзама језгра након поправке симулиране штете. Да. Друга фаза пројекта користила је панел од 12 к 48 инча и мора да показује више од 90% потреба за снагом под сложеним оптерећењем напрезања. Упознали смо све ове захтеве, а затим смо фотографирали методе поправке на АМЦБ моделу. Како користити технологију и опрему за информације да бисте пружили визуелну референцу. "
Кључни аспект пројекта је доказати да Новице могу лако да заврше поправак. Из тог разлога, Берген је имао идеју: "Обећао сам да ћу демонстрирати на нашу два техничка контакта у војсци: Др Бернард СИА и Асхлеи Генна. У завршном прегледу прве фазе пројекта, нисам тражио поправке. Искусни Асхлеи је извршио поправку. Користећи комплет и приручник који смо дали, нанели су закрпу и завршили поправку без икаквих проблема. "
Слика 2 Очврсно очвршћивање батерије Пре програмирана, термичка везивање на батерије може излечити фластер за поправку угљеника / епоксидног поправка на притиску на дугме, без потребе за поправком знања или програмирање циклуса очвршћивања. Извор слике: Прилагођене технологије, ЛЛЦ
Други кључни развој је систем за очвршћивање батерије (Слика 2). "Кроз одржавање инфлата, имате само снагу батерије", истакао је Берген. "Сва процесна опрема у комплету за поправак развијена је бежична." Ово укључује термичко лепљење на батерије које је заједнички развило по прилагођеним технологијама и термичким машинама за машине за машине Вицхитецх Индустриес Инц. (Рандаллстовн, Мариланд, УСА) машина. "Овај термички бондер на батерије је унапред програмиран на потпуном очвршћивању, тако да Новице не морају да програмирају циклус очвршћивања", рекао је Цране. "Само треба да притисне дугме да бисте довршили одговарајућу рампу и натопите." Батерије које тренутно користе могу трајати годину дана пре него што се морају напунити.
По завршетку друге фазе пројекта, прилагођене технологије припрема предлоге за унапређење праћења и прикупљања питања од интереса и подршке. "Наш циљ је да ову технологију сазремо ТРЛ 8 и донесем га на терен", рекао је Берген. "Такође видимо потенцијал за невојне примене."
Објашњава стару уметност иза прве индустрије првог ојачања влакана и има дубинско разумевање нових наука о влакнима и будућем развоју.
Ускоро се први пут лети, 787 се ослања на иновације у композитним материјалима и процесима за постизање својих циљева
Вријеме поште: сеп-02-2021