I. Schichttechniken
Interpretieren Sie das SRM und bestimmen Sie das richtige Reparaturmaterial, die Anzahl der für die Reparatur erforderlichen Schichten und die Richtung der Schichten. Trocknen Sie das Teil, entfernen Sie den Schaden und schleifen Sie die Kanten des beschädigten Bereichs mit Kegelsand ab. Zeichnen Sie mit einem dünnen Stück Plastik die Größe jeder Reparaturschicht auf der beschädigten Stelle auf. Markieren Sie die Verlegerichtung jeder Schicht mit Pauspapier. Kopieren Sie die Informationen zur Reparaturdicke auf ein Stück Reparaturmaterial, sodass es groß genug ist, um alle Schichten zu schneiden. Tränken Sie das Reparaturmaterial mit Harz, legen Sie ein Stück durchsichtige Trennfolie auf den Stoff, schneiden Sie die Schichten ab und stapeln Sie die Schichten auf der beschädigten Stelle. Diese Lagen werden normalerweise mit der kleinsten Layup-Priorität der konischen Layup-Reihenfolge verlegt, eine Alternative besteht jedoch darin, die Layup-Reihenfolge mit der größten Layup-Priorität zu verwenden. In dieser Reihenfolge deckt die erste Schicht Verstärkungsgewebe den Arbeitsbereich vollständig ab, gefolgt von kleineren Schichten in dieser Reihenfolge und wird dann mit einer oder zwei zusätzlichen Außenschichten abgeschlossen, die sich über eine gewisse Distanz auf das Patch- und Schalllaminat erstrecken. Die beiden Methoden sind in den Abbildungen 46 und 47 dargestellt.
Abbildung 46: Reparatur des Pflastervorgangs
Abbildung 47: Verschiedene Lay-up-(Methoden-)Techniken
II. Verschüttungstechnologie (Permeation).
Bei der traditionellen Verschüttungstechnik mit Vakuumbeuteltechnologie werden eine perforierte Trennmembran und eine Entlüftungs-/Verschüttungsschicht auf der Restauration platziert. Durch die Löcher in der Trennmembran kann Luft entweichen und das Harz aus dem gesamten Restaurationsbereich abfließen. Die Menge des verschütteten Harzes hängt von der Größe und Anzahl der Löcher in der perforierten Trennmembran, der Dicke des Verschüttungs-/Belüftungstuchs, der Harzviskosität und -temperatur sowie dem Vakuumdruck ab.
Durch kontrolliertes Verschütten kann eine begrenzte Menge Harz in der perforierten Schicht freigesetzt werden. Ein Stück perforierte Trennfolie wird auf das Prepreg-Material gelegt, eine Schicht Trennfolie wird auf die perforierte Trennfolie gelegt und eine Schicht fester Trennfolie wird auf die Trennfolie gelegt. Komprimieren Sie die Reparatur mit einer atmungsaktiven Schicht und einem Vakuumbeutel. Durch die Entlüftungsschicht kann Luft entweichen. Überlaufformen können nur eine begrenzte Menge Harz aufnehmen und die Harzmenge in der Überlaufform kann durch die Verwendung mehrerer Überlaufschichten gesteuert werden. Zu viele Überlaufschichten können zu einem Harzmangel für die Reparatur führen. Informationen zu den richtigen Absack- und Überlauftechniken finden Sie immer in den Wartungshandbüchern oder den technischen Datenblättern des Herstellers.
III. Undurchlässige Systeme
Prepreg-Systeme mit einem Harzanteil von 32-35 Prozent sind typische undurchlässige Systeme. Diese Prepregs enthalten genau die gleiche Menge Harz, die zum Aushärten des Laminats benötigt wird; Daher ist kein Harzüberlauf erforderlich. Das Verschütten dieser Prepregs führt zu einer unzureichenden oder teilweise erschöpften Harzreparatur. Viele der heute verwendeten hochfesten Prepregs sind undurchlässige Systeme. Es werden keine Auslaufformen verwendet und das Harz ist versiegelt, so dass es nicht zu Auslaufen kommt. Sehen Sie im Wartungshandbuch nach, um festzustellen, ob eine verschüttete Schicht repariert werden muss. Eine feste Trennfolie (nicht porös) wird auf das Prepreg gelegt und die Kanten mit Klebeband abgeklebt. Am Rand des Bandes wurde eine kleine Öffnung angebracht, damit die Luft entweichen konnte. Zur Komprimierung der Prepreg-Schicht wurden Belüftungsschichten und Vakuumbeutel installiert. An den Rändern der Reparaturstelle kann Luft entweichen, es fließt jedoch kein Harz heraus. Horizontales (oder Rand-)Verschütten wird für kleine Nasslagenreparaturen bei Raumtemperatur verwendet, wie in Abbildung 48 dargestellt. Ein 2 Zoll langes Überlauftuch wird um die Reparatur oder den Teil (Randentlüftungsschicht) gelegt. Es ist nicht erforderlich, eine Folie anzubringen, da sich oben auf der Reparaturstelle kein Überlauftuch befindet. Tränken Sie das Teil mit Harz und legen Sie einen Vakuumbeutel über die Reparaturstelle. Mithilfe einer Vakuumanwendung und einem Rakel werden Luft und überschüssiges Harz bis zum Randüberlauf entfernt.
Abbildung 48: Vakuumlaminierung von konvex und konkav konturierten Teilen
IV. Sperrung der horizontalen Fahrbahnkrümmung
Es empfiehlt sich immer, symmetrische oder ausgewogene Laminate zu entwerfen, um die während der Harzaushärtung entstehenden thermischen Restspannungen zu minimieren. Beispiele für ausgewogene Laminate sind in Abbildung 49 dargestellt. Das erste Beispiel verwendet unidirektionales Band, während die Beispiele 2 und 3 typische quasi-isotrope Laminate aus gewebtem Stoff sind.
Abbildung 49: Beispiel für Ausgleichslaminat
Ein Beispiel für die durch asymmetrische Laminate verursachten Effekte ist in Abbildung 50 dargestellt. Diese Effekte machen sich am deutlichsten bemerkbar, wenn das Laminat bei erhöhten Temperaturen in einem Autoklaven oder Ofen ausgehärtet wird, da thermische Spannungen auftreten, wenn das Laminat von der Aushärtungstemperatur auf Raumtemperatur gebracht wird. Bei Raumtemperatur ausgehärtete Laminate mit typischen Nassaufbauschichten weisen aufgrund der viel geringeren thermischen Spannungen nicht den gleichen Grad an Verformung auf.
Abbildung 50: Beispiele für Einwirkungen durch asymmetrische Laminate
Die Festigkeit und Steifigkeit eines Verbundwerkstoffs hängt von der Richtung des Aufbaus ab. Der tatsächliche Bereich der Festigkeit und Steifigkeit von Kohlenstoff-Epoxidharzen variiert von niedrigen über hohe Werte durch Glasfasern bis hin zu hohen Werten durch Titan. Dieser Wertebereich wird durch die Ausrichtung der Schicht zur aufgebrachten Last bestimmt. Da die Anforderungen an die Festigkeitskonstruktion von der Richtung der aufgebrachten Last abhängen, müssen die Richtung der Lage und die Lagenfolge korrekt sein. Während des Reparaturvorgangs ist es wichtig, jede beschädigte Lage durch eine Lage aus dem gleichen Material und der gleichen Ausrichtung oder einen zugelassenen Ersatz zu ersetzen.
Unter Biegen versteht man die Längsfasern des Stoffes. Aufgrund der Geradheit der Fasern ist die Kettrichtung die Richtung mit hoher Festigkeit. Die Krümmung wird verwendet, um die Richtung der Fasern in einer Tabelle, einem Spezifikationsblatt oder einem Herstellerblatt zu beschreiben. Wenn der Stoff keine Krümmung aufweist, wird die Krümmungsrichtung standardmäßig auf Null gesetzt, wenn der Stoff von der Rolle kommt. Daher ist 90 Grad zu Null die Breite durch das Gewebe. . 90 Grad zu Null wird auch als Füllrichtung bezeichnet.
V. Mischharze
Epoxidharze müssen, wie alle Mehrkomponentenmaterialien, gut gemischt werden. Einigen Harzsystemen werden Farbstoffe zugesetzt, um zu sehen, wie gut das Material vermischt ist. Da viele Harzsysteme keine Farbstoffe enthalten, muss das Harz drei Minuten lang langsam und gründlich gemischt werden. Wenn das Harz zu schnell gemischt wird, kann Luft in die Mischung gelangen. Wenn das Harzsystem nicht gründlich gemischt wird, härtet das Harz möglicherweise nicht richtig aus. Achten Sie darauf, den Rand und Boden des Mischbechers leicht zu berühren, um sicherzustellen, dass das gesamte Harz richtig vermischt wird.
Mischen Sie keine großen Mengen schnell aushärtender Harze. Diese Harzarten erzeugen beim Mischen Wärme. Wenn das Harz überhitzt, können die Dämpfe zu Verbrennungen oder einer Vergiftung führen. Mischen Sie nur die benötigte Materialmenge. Wenn mehr Material als die maximale Charge benötigt wird, mischen Sie mehrere Chargen.
VI. Sättigungstechnik
Für Nassreparaturen wird das Gewebe mit Harz imprägniert. Es ist wichtig, die richtige Menge Harz auf den Stoff aufzutragen. Zu viel oder zu wenig Harz beeinträchtigt die Festigkeit der Reparatur. Wenn sich Luft im Harz ablagert oder nicht aus dem Stoff entfernt wird, verringert sich auch die Festigkeit der Reparatur.
VII. Stoffimprägnierung mit Pinsel oder Gummischaber
Die traditionelle Art der Imprägnierung erfolgt mit einer Bürste oder einem Gummischaber. Damit die Klebeschicht nicht an der Platte festklebt, bringt der Techniker ein Formtrennmittel oder eine Trennfolie auf die Overlay-Platte auf. Ein Stück Stoff wird auf den Karton gelegt und das Harz in der Mitte des Stoffes aufgetragen. Befeuchten Sie den Stoff gründlich mit einer Bürste oder Reinigungsbürste. Fügen Sie weitere Schichten Stoff und Harz hinzu und wiederholen Sie den Vorgang, bis alle Schichten imprägniert sind. Ein Vakuumbeutel wird verwendet, um die Schichten zu verfestigen und überschüssiges Harz und flüchtige Stoffe abzuleiten. Die meisten Nassauflegeverfahren härten bei Raumtemperatur aus, es wird jedoch zusätzliche Wärme von bis zu 150 Grad F (65,56 Grad) verwendet, um den Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Dies ist in Abbildung 51 dargestellt.
Abbildung 51: Stoff mit Bürste oder Gummischaber imprägnieren
a) Nasses Auflegen-; B) Stoffplatzierung; C) Stoffimprägnierung; D) Saubere Bürste, mit der der nasse Stoff gut abgekratzt wird
VIII. Imprägnierung von Stoffen mit Vakuumbeuteln
Die vakuumunterstützte Imprägnierungsmethode wird verwendet, um Reparaturgewebe mit zwei Teilen Harz zu imprägnieren, während es in einem Vakuumbeutel verschlossen ist. Diese Methode eignet sich für dicht gestrickte Stoffe, wenn das Verhältnis von Harz zu Faser nahezu optimal ist. Im Vergleich zur Rakelimprägnierung reduziert das Verfahren die Menge der im Stoff eingeschlossenen Luft und sorgt so für eine kontrolliertere und umfassendere Konfiguration für den Abschluss des Imprägnierungsprozesses.
8.1 Verfahren zur Vakuum-unterstützten Imprägnierung
1. Legen Sie Vakuumbeutel-Dichtungsband um den Bereich der Tischoberfläche, der zum Imprägnieren des Materials verwendet werden soll. Die Fläche sollte mindestens 10 cm größer sein als das zu imprägnierende Material.
2. Legen Sie ein Stück randbelüfteten Stoff neben das Dichtungsband des Vakuumbeutels. Der Randschlitz sollte 1–2 Zoll breit sein.
3. Legen Sie ein Stück feste Trennfolie auf den Tisch. Die Folie sollte 2 Zoll größer sein als das zu imprägnierende Material.
4. Wiegen Sie den Stoff, um die Menge an Harzmischung zu ermitteln, die zum Imprägnieren des Materials erforderlich ist.
5. Legen Sie den Stoff auf die Trennfolie.
6. Platzieren Sie ein Stück atmungsaktives Material zwischen dem Stoff und der Randöffnung, um einen Luftweg zu schaffen.
7. Gießen Sie das Harz auf den Stoff. Das Harz sollte im Mittelbereich des Stoffes eine durchgehende Lache bilden.
8. Platzieren Sie die Vakuumsonde am Randentlüftungsventil.
9. Legen Sie eine weitere feste Folie über den Stoff. Dieser Film sollte genauso groß oder größer sein als der erste.
10. Platzieren Sie den Vakuumbeutel zum Verschließen und Vakuumieren des Beutels.
11. Lassen Sie die Luft 2 Minuten lang aus dem Stoff entweichen.
12. Schaben Sie das Harz mit einem Gummischaber auf den Stoff. Streichen Sie das Harz langsam von der Mitte zum Rand des Stoffes. Das Harz sollte gleichmäßig im Stoff verteilt sein.
13. Entfernen Sie den Stoff und schneiden Sie die Reparaturschicht ab.
8.2 Vakuumbeutel-Technologie
Vakuumverpackungist der Prozess des Aushärtens des Laminats unter dem Druck, der durch Vakuumieren des Raums zwischen dem Laminat und der an den Rändern versiegelten flexiblen Folie erzeugt wird. Beim Vakuumbeutelformen wird das Schichtmaterial im Allgemeinen durch Handauflegen-mit Prepreg oder Nassauflegen-in die Form eingebracht. Für die Vakuumverpackung werden Harze mit hohem Fließvermögen bevorzugt.
Einseitige Vakuumverpackung:Wenn der Reparaturbereich groß genug ist, kann ein Vakuumbeutel auf einer Seite der Reparaturstelle platziert werden, was die bevorzugte Methode ist. Der Vakuumbeutel wird mit Klebeband befestigt und ein Vakuum wird erzeugt, indem ein Vakuumanschluss durch den Beutel geführt wird.
Umschlagverpackungist ein Verfahren, bei dem das zu reparierende Teil vollständig in einem Vakuumbeutel eingeschlossen wird oder der Beutel auf das Ende des Teils aufgesetzt wird, um eine ordnungsgemäße Abdichtung zu erreichen. Es wird häufig für abnehmbare Flugzeugteile wie Flugsteuerungen, Motorverkleidungen usw. verwendet, wenn die Geometrie des Teils oder der Ort der Reparatur eine ordnungsgemäße Vakuumverpackung und Versiegelung des Bereichs im Vakuum sehr schwierig macht. In manchen Fällen ist das Teil möglicherweise zu klein, um die Installation eines einseitigen Beutelsaugers zu ermöglichen. In anderen Fällen befindet sich die Reparatur am Ende eines großen Teils und es muss immer ein Vakuumbeutel um das Ende gewickelt und versiegelt werden. Wie in Abbildung 52 dargestellt.
Abbildung 52: Reparatur des Umschlagpakets
X. Wechseldruckanwendungen
9.1 Schrumpfband
Eine weitere Methode der Druckanwendung zur Ofenhärtung ist die Verwendung von Schrumpffolie oder Schrumpfband. Diese Methode wird normalerweise für Teile verwendet, die bereits mit Glasfaser umwickelt sind, da einige der gleichen Anwendungsregeln gelten. Das Band wird um das fertige Gelege gewickelt, normalerweise mit nur einer Schicht Trennmaterial zwischen dem Band und dem Gelege. Um das Band zu schrumpfen, wird Hitze auf das Band ausgeübt, normalerweise mit einer Heißluftpistole. Dieser Vorgang kann einen enormen Druck auf den Aufbau ausüben. Nach dem Schrumpfen wird das Teil zum Aushärten in einen Ofen gegeben. Mit Schrumpfband lassen sich hochwertige Teile kostengünstig herstellen.
9.2 C--Klemmen
Teile können auch mit Klammern zusammengepresst werden. Diese Technik wird für massiv laminierte Kanten von Wabenplatten verwendet. Zwingen (z. B. C--Klemmen und Federzwingen) werden verwendet, um Kanten zusammenzudrücken oder Details von Teilen zu reparieren. Verwenden Sie immer Klemmen mit Druckverteilungspolstern, da bei zu hoher Klemmkraft das Teil beschädigt werden kann. Federklemmen können für Anwendungen verwendet werden, bei denen während der Aushärtung Harz verschüttet wird und die Klemmen regelmäßig nachgezogen werden müssen.
9.3 Schrotflintentaschen und -gewichte
Zur Druckerzeugung können auch Schrotflintentaschen und -gewichte verwendet werden, ihre Einsatzmöglichkeiten sind jedoch durch den geringen ausgeübten Druck eingeschränkt.
Fortgesetzt werden
Quelle: Öffentliche Website „Composites Frontier“.