1, restauração externa usando pavimentação úmida e método de descolagem a vácuo duplo
Em geral, os patches de camada-úmida não funcionam tão bem quanto os patches feitos com pré-impregnados; no entanto, o desempenho do processo de camada-úmida pode ser melhorado usando o método de descolamento com-vácuo duplo (método DVD), uma técnica que remove o ar estagnado que causa porosidade em painéis laminados-úmidos. O processo DVD é comumente usado para criar remendos para estruturas laminadas sólidas com superfícies com contornos complexos. Os remendos laminados-úmidos são preparados na ferramenta de DVD e depois colados à estrutura da aeronave. Conforme mostrado na Figura 70 abaixo, o processo de laminação é semelhante ao processo padrão de laminação úmida-. A diferença está na forma como o patch é aplicado.
1.1 Princípio da compactação a vácuo duplo
O processo de ensacamento duplo a vácuo é usado na fabricação de compensados de reparo-úmidos ou pré{1}}impregnados. É mostrado na Figura 70 abaixo. Para iniciar o processo de descompressão, o ar é retirado do saco de vácuo flexível interno. A caixa externa rígida é então selada ao saco de vácuo interno e o volume de ar entre a caixa externa rígida e o saco de vácuo interno é expelido. Como a caixa externa é rígida, uma segunda ventilação evita o remendo do saco de vácuo interno sob pressão atmosférica. Isto evita subsequentemente que as bolhas de ar sejam comprimidas dentro do laminado e promove a remoção do ar pelo vácuo interno. Em seguida, o laminado é aquecido a uma temperatura de de-expansão predeterminada para reduzir a viscosidade da resina e melhorar ainda mais a remoção de ar e voláteis de dentro do laminado. O calor é aplicado através de uma manta de transferência de calor, que é controlada por um termopar colocado diretamente na manta de transferência de calor. Uma vez concluído o ciclo de descompressão, o laminado é comprimido e conectado a uma caixa rígida externa por meio de uma fonte de vácuo de exaustão para consolidar a camada, permitindo que a pressão atmosférica re-entre na caixa e forneça pressão positiva no saco de vácuo interno. Após a conclusão do ciclo de compactação, o laminado é retirado da montagem e preparado para a cura.
As ferramentas de DVD podem ser adquiridas comercialmente, mas também podem ser fabricadas localmente com madeira serrada 2 por 4 e compensado, conforme mostrado na Figura 70.
Figura 70: Ferramenta de DVD feita de madeira dois{1}}por{2}}quatro e compensado
1.2 Instalação de Patch de Aeronave
Depois que o patch for removido da ferramenta de DVD, ele ainda poderá formar o contorno da aeronave, mas o tempo geralmente é limitado a 10 minutos. O adesivo de filme, ou adesivo em pasta, é colocado no revestimento da aeronave e o adesivo é colocado na aeronave. Um saco de vácuo e uma manta de aquecimento são usados para curar o adesivo. Isto é mostrado nas Figuras 71 e 72.
Figura 71: Diagrama esquemático da compactação a vácuo duplo
Figura 72: Ciclo de cura de DVD
2,Reparos externos usando laminação pré-curada
Reparos pré-curados não são muito flexíveis e não podem ser usados em superfícies altamente curvas ou compostas. O procedimento de reparo é semelhante a um reparo colado externamente usando pré-impregnado. Consulte o SRM para tamanho, espessura e orientação corretos. Você pode laminar e curar o remendo pré-curado em uma oficina e colá-lo secundariamente à subestrutura primária ou obter um remendo pré-curado padrão. Conforme mostrado na Figura 73. Aplique adesivo de filme ou adesivo em pasta na área danificada e coloque o reparo pré-curado por cima. Os sacos a vácuo são reparados e curados em temperaturas apropriadas para o filme adesivo ou adesivo. A maioria dos adesivos de filme cura a 250 graus F (121 graus) ou 350 graus F (176,67 graus). Alguns adesivos em pasta curam à temperatura ambiente, embora temperaturas elevadas possam ser usadas para acelerar o processo de cura.
Figura 73: Reparo pré-curado
3, colagem e reparo de parafusos
O conceito de reparos colados encontrou aplicabilidade em dois tipos de métodos de montagem de fabricação. Eles têm a vantagem de não introduzir concentrações de tensão em furos de fixação para instalações de remendos e podem ser mais resistentes do que o material da peça original. A desvantagem dos reparos adesivos é que a maioria dos materiais de reparo requerem procedimentos especiais de armazenamento, manuseio e cura.
Os reparos aparafusados são mais rápidos e fáceis do que os reparos adesivos. Eles são normalmente usados em caixas compostas com mais de 0,125 polegada de espessura para garantir uma área adequada de suporte do fixador para transferência de carga. Seu uso é proibido em montagens sanduíche tipo favo de mel devido ao potencial de entrada de umidade através dos furos de fixação e degradação da camada central. Os reparos aparafusados são mais pesados do que os reparos adesivos semelhantes, limitando seu uso em-superfícies de controle de vôo sensíveis ao peso.
Os componentes sanduíche em formato de favo de mel geralmente têm painéis de superfície finos, onde o uso de um reparo do tipo chifre colado-ao redor-é mais eficaz. Um patch de etapa externo vinculado pode ser usado como alternativa. Os reparos-parafusados são ineficazes para compensados finos devido às baixas tensões de suporte dos laminados compostos. Os laminados sólidos mais espessos usados em aeronaves maiores podem ter até 2,5 cm de espessura em áreas de alta carga, e esses tipos de laminados não podem ser reparados com eficácia usando um canto colado-ao redor do reparo. Conforme mostrado na Figura 74.
3.1 Reparação de parafusos
Aeronaves projetadas na década de 1970 usavam estruturas compostas em favo de mel tipo sanduíche como estruturas secundárias de carga-leve, mas aeronaves maiores e mais novas usam laminados sólidos espessos como estruturas primárias, em vez de estruturas tipo sanduíche em forma de favo de mel. Esses laminados sólidos e espessos são muito diferentes das estruturas tradicionais em forma de favo de mel em sanduíche e são usados para controles de vôo, portas de trem de pouso, flaps e spoilers nas aeronaves atuais. Eles apresentam um desafio para reparar e são difíceis de reparar com métodos de reparo colados. Métodos de reparo de parafusos foram desenvolvidos para reparar laminados sólidos mais espessos.
As estruturas sanduíche em favo de mel não exigem reparos nos parafusos devido à resistência limitada-de carga do laminado e os furos enfraquecem a estrutura em favo de mel. A vantagem dos reparos aparafusados é que apenas o material do remendo e os fixadores precisam ser selecionados e o método de reparo é semelhante ao reparo em chapa metálica. Não há necessidade de curar o reparo e armazenar o material de reparo pré-impregnado e o adesivo do filme em uma geladeira. Os remendos podem ser feitos de alumínio, titânio, aço ou materiais compostos pré-curados. Os reparos de compósitos geralmente são feitos de fibra de carbono com epóxi ou fibra de vidro com epóxi.
Você pode reparar uma estrutura de fibra de carbono com uma placa de alumínio, mas deve colocar uma camada de tecido de fibra de vidro entre a parte de fibra de carbono e a placa de alumínio para evitar corrosão galvânica. Painéis compostos de titânio e pré{1}}curados são preferidos para reparar componentes altamente carregados. Os remendos de carbono/epóxi pré-curados têm a mesma resistência e rigidez que o substrato porque geralmente curam de forma semelhante.
Fixadores de titânio ou aço inoxidável são usados para reparos de parafusos em estruturas de fibra de carbono. Os fixadores de alumínio sofrerão corrosão se usados com fibra de carbono. Os rebites não podem ser usados, pois a instalação de rebites usando uma pistola de rebite pode causar danos ao furo e à estrutura circundante. Os rebites se expandem durante a instalação, o que é indesejável para estruturas compostas, pois pode fazer com que o material compósito expanda seus limites.
3.2 Procedimento de reparo
Passo 1: Inspeção de Danos
In thick plywood, the tap test is not effective in detecting delamination unless the damage is close to the surface.
A inspeção ultrassônica é necessária para determinar a área do dano. Consulte o SRM para encontrar o procedimento NDI aplicável.
Passo 2: Remoção de Danos
Para evitar concentrações de tensão, a área danificada precisa ser cortada em um furo redondo ou retangular com raio suave. Remova os danos com uma lixadeira, plaina ou ferramenta semelhante.
Etapa 3: Preparando o Reparo
Determine o tamanho do patch com base nas informações de reparo no SRM. Corte, modele e fixe o remendo antes de aplicá-lo na estrutura danificada. É mais fácil fazer o remendo um pouco maior do que o calculado e aparar no tamanho certo depois de fazer todos os furos de fixação. Em alguns casos, o remendo é pré-formado e pré-perfurado. Se o corte for feito, procedimentos padrão de oficina aplicáveis ao material do remendo deverão ser usados. O titânio é difícil de trabalhar e requer um rolo deslizante forte para dobrar o material. Os remendos de metal precisam ser limados para evitar rachaduras ao redor do corte. Ao fazer furos piloto em compósitos, os furos usados para reparar fixadores devem ter pelo menos 4 diâmetros do fixador existente e ter uma distância mínima de borda de 3 diâmetros de fixador. Isto difere da prática padrão para o alumínio, que permite uma distância de dois diâmetros. Os tamanhos específicos dos furos-guia e o tipo de broca usada devem seguir as instruções específicas do SRM. Conforme mostrado na Figura 75.
Figura 75: Layout de reparo de material para reparo de parafusos de estruturas compostas
Etapa 4: Layout do furo
Para localizar o reparo na área danificada, desenhe duas linhas centrais perpendiculares na subestrutura primária e no material do remendo que definem a carga primária ou direção geométrica. Em seguida, desenhe o padrão de furos no remendo e faça furos-guia no material do remendo. Alinhe as duas linhas centrais verticais do remendo com as linhas da subestrutura primária e transfira os furos guia para o material do substrato primário. Garanta o reparo com uma diferença mínima. Marque as bordas do reparo para que ele possa ser facilmente colocado de volta em sua posição original.
Etapa 5: Perfurar e escarear furos no remendo e na subestrutura principal
A película composta deve ser apoiada para evitar rachaduras. Aumente os furos piloto no remendo e no substrato principal com uma broca menor que 1/64 e, em seguida, escareie todos os furos até o tamanho correto. Uma tolerância de +0.0025/-0,000 polegadas geralmente é recomendada para peças de aeronaves. Para compósitos, isso significa ausência de fixadores de interferência.
Etapa 6: instalação do fixador
Depois que os furos dos fixadores forem perfurados e fresados, os fixadores permanentes serão instalados. Antes da instalação, meça o comprimento de fixação de cada fixador com um medidor de comprimento de fixação. Como diferentes reparos exigem fixadores diferentes, consulte o SRM para saber os tipos de fixadores e procedimentos de instalação permitidos; entretanto, instale todos os fixadores umedecidos com selante, aplicando o torque adequado para instalar os parafusos e porcas.
Passo 7: Selagem de Fixadores e Reparos
Selantes são aplicados em reparos de parafusos para evitar entrada de água ou umidade, danos químicos, corrosão galvânica e vazamentos de combustível. Eles também fornecem suavização de contorno. Os selantes devem ser aplicados em uma superfície limpa. A fita adesiva é geralmente colocada na periferia do remendo, paralelamente à borda do remendo e deixando um pequeno espaço entre a borda do remendo e a fita adesiva. O selante é aplicado nesta lacuna.
Etapa 8: aplique o acabamento e a rede contra raios
O reparo precisará ser lixado, preparado e pintado com um sistema de pintura aprovado. Se um reparo composto for usado em uma área suscetível a descargas atmosféricas, será necessário adicionar uma rede contra raios.
Continua
Fonte do site público "Composites Frontier"