Vật liệu composite có nhiều ưu điểm so với vật liệu truyền thống. Một trong những ưu điểm đó là sự dễ dàng và độ bền khi sửa chữa. Các bộ phận composite bị hư hỏng có thể phải thay thế nếu thiếu kiến thức về sửa chữa. Nhưng trên thực tế, các bộ phận composite dễ sửa chữa hơn so với vật liệu truyền thống. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cung cấp những hiểu biết cơ bản về sửa chữa vật liệu composite.
Việc sửa chữa bằng vật liệu composite thành công cho phép chúng ta kéo dài tuổi thọ của bộ phận và tiết kiệm chi phí thay thế bộ phận composite. Có ba nguyên tắc chính cần hiểu nếu bạn muốn thực hiện sửa chữa composite thành công. Đó là: Bộ phận sửa chữa phải khác với bộ phận ban đầu, diện tích bề mặt tăng lên làm tăng độ bền của bộ phận sửa chữa composite, và bộ phận sửa chữa phải phù hợp với bộ phận ban đầu.
Các bộ phận sửa chữa khác với bộ phận gốc.
Nguyên tắc đầu tiên cần hiểu về sửa chữa vật liệu composite là việc sửa chữa cấu trúc được thực hiện bằng một quy trình khác so với việc chế tạo chi tiết ban đầu. Khi một chi tiết composite được sản xuất ban đầu, nhựa của nó sẽ đông cứng và liên kết cả về mặt hóa học và vật lý với vải gia cường, tạo thành một khối thống nhất, bất kể số lượng hay hướng của các lớp vải. Điều này được gọi là cấu trúc hoặc liên kết sơ cấp, và đó là loại liên kết mạnh nhất có thể tồn tại trong một chi tiết composite.
Khi một bộ phận bị hư hỏng, tất cả các mối nối sửa chữa đều trở thành các mối nối thứ cấp gắn vào cấu trúc chính ban đầu. Điều này có nghĩa là tất cả các mối nối sửa chữa đều phụ thuộc vào sự liên kết vật lý với bề mặt của cấu trúc chính ban đầu. Vì lý do này, các mối nối bằng sợi thủy tinh dựa vào chất lượng kết dính của nhựa để tạo nên độ bền – độ bền của liên kết vật lý với cấu trúc chính. Do đó, nhựa được sử dụng để sửa chữa phải có độ bền tương đương với nhựa được sử dụng để chế tạo bộ phận đó. Trên thực tế, đôi khi người ta sử dụng các loại nhựa có đặc tính kết dính mạnh để sửa chữa.
Tăng diện tích bề mặt giúp tăng cường độ bền của các mối nối composite.
Vì việc sửa chữa bằng sợi thủy tinh phụ thuộc vào độ bám dính bề mặt (liên kết vật lý) của phần sửa chữa với cấu trúc chính, việc tăng diện tích bề mặt của đường liên kết sẽ làm tăng độ bền và độ chắc chắn của mối liên kết—và do đó, cả bộ phận hoặc phần sửa chữa.
Thông thường, phương pháp được sử dụng để tăng diện tích bề mặt là chà nhám vát hoặc chà nhám xiên. Loại chà nhám này có nghĩa là khu vực bên cạnh chỗ bị hư hại được chà nhám dần dần, thường tạo ra diện tích khoảng ½—¾ inch cho mỗi lớp vật liệu composite nhiều lớp. Chà nhám vát thường được thực hiện bằng máy chà nhám khí nén tốc độ cao.đĩa mài Roloc.
Vì hầu hết các cấu trúc composite đều khá mỏng, nên đây là một quá trình nhẹ nhàng. Kích thước của phần vát so với độ dày của lớp vật liệu được biểu thị bằng tỷ lệ. Nói chung, sửa chữa càng cần độ bền cao hoặc càng quan trọng thì tỷ lệ càng lớn. Sửa chữa kết cấu thường yêu cầu phần vát nhẹ nhàng hơn, với tỷ lệ từ 20:1 đến 100:1.
Một phương pháp khác được sử dụng để tăng diện tích bề mặt là chà nhám từng bước. Quy trình này xác định kích thước của phần sửa chữa bên trong, sau đó loại bỏ các vật liệu xung quanh với chiều rộng ½ inch cho mỗi lớp của chi tiết, tiến dần về phía bề mặt chi tiết. Điều này dẫn đến sự tăng đáng kể diện tích bề mặt sửa chữa và cho phép quan sát rõ hướng sợi ở mỗi bước.
Cả hai phương pháp đều có thể chấp nhận được đối với phần lớn các trường hợp sửa chữa vật liệu composite, mặc dù hầu hết mọi người cho rằng phương pháp ghép vát dễ hơn và thường được coi là tốt hơn. Phương pháp ghép bậc thang tạo ra các cạnh sắc nhọn và các mối nối thẳng ở mỗi lớp gỗ được sửa chữa. Ngoài ra, việc chà nhám theo kiểu ghép bậc thang mà không cắt xuyên qua cũng rất khó, có thể làm hỏng các lớp gỗ bên dưới.
Việc sửa chữa phải phù hợp với bộ phận gốc của bạn.
Mặc dù phần sửa chữa bằng vật liệu composite của bạn khác với phần ban đầu, nhưng bạn nên sao chép độ dày, mật độ và hướng lớp của vật liệu composite ban đầu khi thực hiện sửa chữa. Điều này sẽ giúp duy trì chức năng của phần đó. Nhiều hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn – trong trường hợp này, nếu phần sửa chữa của bạn dày hơn phần ban đầu, nó gần như chắc chắn sẽ cứng hơn, bất kể vật liệu được sử dụng là gì. Việc tạo ra các độ bền khác nhau trong một phần có thể gây ra các điểm ứng suất không mong muốn, cuối cùng dẫn đến sự mỏi vật liệu hoặc hỏng hóc. Tốt hơn hết là nên cẩn thận thay thế từng lớp đã bị loại bỏ trong khu vực bị hư hỏng bằng vật liệu giống hệt, đặt theo cùng hướng nếu có thể. Phương pháp thay thế từng lớp này đảm bảo cấu trúc được sửa chữa có thể chịu được tải trọng tương tự như cấu trúc ban đầu và sẽ phân tán tải trọng như dự định.
Thời gian đăng bài: 07/04/2022