Kompozyty mają liczne zalety w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi. Jedną z nich jest łatwość i trwałość napraw. Uszkodzone elementy kompozytowe można wymienić w przypadku braku wiedzy na temat naprawy. W rzeczywistości jednak elementy kompozytowe są łatwiejsze w naprawie niż materiały konwencjonalne. W tym artykule przedstawimy podstawowe informacje na temat napraw kompozytowych.
Skuteczne naprawy kompozytowe pozwalają wydłużyć żywotność części i obniżyć koszty wymiany. Aby skutecznie przeprowadzić naprawę kompozytową, należy zrozumieć trzy główne zasady. Są to: Naprawy różnią się od części oryginalnej, Zwiększona powierzchnia zwiększa wytrzymałość napraw kompozytowych, Naprawy powinny być zgodne z oryginalną częścią.
Naprawy różnią się od części oryginalnych.
Pierwszą zasadą naprawy materiałów kompozytowych, którą należy zrozumieć, jest to, że naprawy strukturalne przeprowadza się w innym procesie niż naprawa oryginalnego elementu. Podczas produkcji elementu kompozytowego, jego żywica utwardza się, wiążąc się zarówno chemicznie, jak i fizycznie z materiałem wzmacniającym, tworząc pojedynczą całość, niezależnie od liczby i orientacji warstw materiału. Nazywa się to strukturą pierwotną lub wiązaniem i jest to najmocniejszy rodzaj wiązania, jaki może występować w elemencie kompozytowym.
Po uszkodzeniu elementu, wszystkie naprawy stają się wtórnymi wiązaniami przymocowanymi do pierwotnej struktury. Oznacza to, że wszystkie naprawy zależą od fizycznego połączenia z powierzchnią pierwotnej struktury. Z tego powodu, wytrzymałość napraw z włókna szklanego zależy od jakości kleju żywicy – siły fizycznego połączenia z pierwotną strukturą. Z tego powodu żywica użyta do naprawy powinna być równie wytrzymała, jak żywica użyta do wykonania elementu. W rzeczywistości, do napraw czasami stosuje się żywice o silnych właściwościach klejących.
Większa powierzchnia zwiększa wytrzymałość napraw kompozytowych
Ponieważ naprawa włókna szklanego zależy od przyczepności powierzchniowej (wiązania fizycznego) naprawianego materiału do pierwotnej struktury, zwiększenie powierzchni połączenia zwiększy wytrzymałość i trwałość połączenia — a co za tym idzie, również naprawianej części.
Zazwyczaj metodą zwiększania powierzchni jest szlifowanie stożkowe lub skośne. Ten rodzaj szlifowania polega na stopniowym szlifowaniu obszaru w pobliżu uszkodzenia, co zazwyczaj daje około 1,25–1,75 cm (½–¾ cala) powierzchni na warstwę laminatu kompozytowego. Szlifowanie skośne zazwyczaj wykonuje się za pomocą wysokoobrotowej szlifierki pneumatycznej.tarcze ścierne Roloc.
Ponieważ większość struktur kompozytowych jest dość cienka, proces ten jest delikatny. Wielkość stożka, w stosunku do grubości laminatu, jest wyrażona jako stosunek. Zasadniczo, im silniejsza lub bardziej krytyczna musi być naprawa, tym większy jest stosunek. Naprawy konstrukcyjne zazwyczaj wymagają łagodniejszego stożka, ze stosunkiem od 20:1 do 100:1.
Alternatywną metodą zwiększania powierzchni jest szlifowanie stopniowe. Procedura ta określa rozmiar wewnętrznej naprawy, a następnie usuwa otaczające materiały o szerokości ½ cala na warstwę elementu, pracując w kierunku powierzchni elementu. Powoduje to znaczny wzrost powierzchni naprawy i pozwala na uwidocznienie orientacji włókien na każdym etapie.
Obie metody są akceptowalne w przypadku większości napraw kompozytów, choć większość uważa szlifowanie za łatwiejsze i generalnie lepsze. Stopniowanie powoduje ostre krawędzie i styki czołowe w każdej naprawianej warstwie. Trudno jest również wykonać schodzenie po piasku bez przecinania, co może uszkodzić warstwy znajdujące się pod spodem.
Naprawy powinny pasować do oryginalnej części
Chociaż naprawa kompozytowa różni się od naprawy części oryginalnej, zaleca się, aby podczas naprawy zastosować tę samą grubość, gęstość i orientację warstw oryginalnego laminatu. Pomoże to zachować funkcjonalność części. Więcej nie zawsze znaczy lepiej — w tym przypadku, jeśli naprawiana część jest grubsza niż oryginalna, prawie na pewno będzie sztywniejsza, niezależnie od użytego materiału. Wprowadzenie różnych wytrzymałości do części może spowodować powstanie niezamierzonych punktów naprężeń, co ostatecznie doprowadzi do zmęczenia materiału lub uszkodzenia. Lepiej jest ostrożnie wymienić każdą warstwę, która została usunięta w uszkodzonym miejscu, na identyczny materiał, umieszczając go w tej samej orientacji, jeśli to możliwe. Takie podejście do wymiany warstw gwarantuje, że naprawiona konstrukcja wytrzyma te same obciążenia co oryginalna i będzie rozpraszać obciążenia zgodnie z przeznaczeniem.
Czas publikacji: 07-04-2022