복합재료는 기존 재료에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 그중 하나는 수리가 쉽고 내구성이 뛰어나다는 점입니다. 손상된 복합재료 부품은 수리 방법에 대한 지식이 부족하면 교체해야 할 수도 있습니다. 하지만 실제로는 복합재료 부품이 기존 재료보다 수리가 더 쉽습니다. 이 글에서는 복합재료 수리에 대한 기본적인 내용을 다룹니다.
복합재 수리를 성공적으로 수행하면 부품의 수명을 연장하고 복합재 부품 교체 비용을 절감할 수 있습니다. 복합재 수리를 성공적으로 완료하려면 다음 세 가지 주요 원칙을 이해해야 합니다. 첫째, 수리 부위는 원래 부품과 달라야 합니다. 둘째, 표면적 증가로 복합재 수리 부위의 강도가 향상됩니다. 셋째, 수리 부위는 원래 부품과 일치해야 합니다.
수리된 부품은 원래 부품과 다를 수 있습니다.
복합재 수리에 대해 이해해야 할 첫 번째 원칙은 구조적 수리가 원래 부품과는 다른 공정으로 이루어진다는 것입니다. 복합재 부품이 처음 제조될 때, 수지가 경화되면서 보강 섬유와 화학적 및 물리적으로 결합하여 섬유층의 수나 방향에 관계없이 하나의 단위체를 형성합니다. 이를 1차 구조 또는 결합이라고 하며, 복합재 부품 내에서 존재할 수 있는 가장 강력한 결합 유형입니다.
부품이 손상되면 모든 수리는 원래의 주요 구조물에 부착되는 2차 접합이 됩니다. 즉, 모든 수리는 원래 주요 구조물의 표면과의 물리적 접착에 의존합니다. 이러한 이유로 유리섬유 수리는 수지의 접착력, 즉 주요 구조물과의 물리적 접착 강도에 따라 강도가 결정됩니다. 따라서 수리에 사용되는 수지는 부품 제작에 사용된 수지만큼 강해야 합니다. 실제로 접착력이 강한 수지가 수리에 사용되기도 합니다.
표면적 증가로 복합재 수복 강도가 향상됩니다.
유리섬유 수리는 수리 부위와 원래 구조물 사이의 표면 접착(물리적 결합)에 의존하기 때문에, 접착면의 표면적을 늘리면 접착 강도와 내구성이 향상되고, 결과적으로 수리 부위의 강도와 내구성도 향상됩니다.
일반적으로 표면적을 늘리는 데 사용되는 방법은 테이퍼 샌딩 또는 스카프 샌딩입니다. 이 유형의 샌딩은 손상 부위 바로 옆 부분을 점진적으로 갈아내는 것을 의미하며, 일반적으로 복합 적층판 한 장당 약 1/2~3/4인치의 면적을 확보할 수 있습니다. 스카프 샌딩은 보통 고속 압축 공기 동력 샌더를 사용하여 수행됩니다.롤록 샌딩 디스크.
대부분의 복합 구조물은 상당히 얇기 때문에 이 과정은 비교적 부드럽게 진행됩니다. 적층재 두께에 대한 테이퍼의 크기는 비율로 표현됩니다. 일반적으로 수리 강도가 높거나 수리의 중요도가 높을수록 비율이 커집니다. 구조적 수리에는 보통 20:1에서 100:1 사이의 완만한 테이퍼가 필요합니다.
표면적을 넓히는 또 다른 방법으로는 단계별 샌딩이 있습니다. 이 공정은 내부 수리 영역의 크기를 정한 후, 부품의 각 층당 1/2인치 너비로 주변 재료를 제거하면서 부품 표면을 향해 진행합니다. 그 결과 수리 영역이 상당히 넓어지고 각 단계에서 섬유 방향이 뚜렷하게 나타납니다.
두 방법 모두 대부분의 복합재 수리에 적합하지만, 대부분은 스카핑(scarfing) 방식이 더 쉽고 일반적으로 더 우수하다고 여겨집니다. 스텝핑(stepping) 방식은 수리된 각 층에 날카로운 모서리와 맞대기 이음매를 남깁니다. 또한 스텝핑 샌딩은 층을 잘라내지 않고 진행하기 어렵기 때문에 아래쪽 층에 손상을 줄 위험이 있습니다.
수리 부품은 원래 부품과 동일해야 합니다.
수리할 복합재료는 원래 부품과 다르지만, 수리 시에는 원래 라미네이트의 두께, 밀도, 층 방향을 그대로 유지하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 부품의 기능을 보존하는 데 도움이 됩니다. 두껍다고 항상 좋은 것은 아닙니다. 이 경우, 수리 부위가 원래 부품보다 두꺼우면 사용된 재료와 관계없이 강성이 높아질 가능성이 큽니다. 부품 내에 다양한 강도를 가진 재료가 섞이면 의도치 않은 응력 지점이 발생하여 결국 재료 피로 또는 파손으로 이어질 수 있습니다. 손상된 부위에서 제거된 모든 층을 동일한 재료로, 가능하면 같은 방향으로 조심스럽게 교체하는 것이 좋습니다. 이러한 층별 교체 방식은 수리된 구조물이 원래 구조물과 동일한 하중을 견딜 수 있고, 하중을 의도한 대로 분산시킬 수 있도록 보장합니다.
게시 시간: 2022년 4월 7일