Το φορητό κιτ μπορεί να επισκευαστεί με προ-εμποτισμένο υαλοβάμβακα/βινυλεστέρα ή με ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη, που σκληραίνει με υπεριώδη ακτινοβολία και φυλάσσεται σε θερμοκρασία δωματίου και σε εξοπλισμό σκλήρυνσης που τροφοδοτείται από μπαταρία. #insidemanufacturing #infrastructure
Επισκευή επιθέματος prepreg που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία Παρόλο που η επισκευή prepreg από ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη που αναπτύχθηκε από την Custom Technologies LLC για τη γέφυρα από σύνθετο υλικό εντός πεδίου αποδείχθηκε απλή και γρήγορη, η χρήση ρητίνης βινυλεστέρα Prepreg ενισχυμένης με υαλονήματα που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία έχει αναπτύξει ένα πιο βολικό σύστημα. Πηγή εικόνας: Custom Technologies LLC
Οι αρθρωτές αναπτυσσόμενες γέφυρες αποτελούν κρίσιμα στοιχεία για τις στρατιωτικές τακτικές επιχειρήσεις και την εφοδιαστική, καθώς και για την αποκατάσταση των υποδομών μεταφορών κατά τη διάρκεια φυσικών καταστροφών. Μελετώνται σύνθετες κατασκευές για τη μείωση του βάρους τέτοιων γεφυρών, μειώνοντας έτσι το βάρος στα οχήματα μεταφοράς και στους μηχανισμούς εκτόξευσης-ανάκτησης. Σε σύγκριση με τις μεταλλικές γέφυρες, τα σύνθετα υλικά έχουν επίσης τη δυνατότητα να αυξήσουν την ικανότητα φέρουσας ικανότητας και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής τους.
Η Προηγμένη Αρθρωτή Σύνθετη Γέφυρα (AMCB) είναι ένα παράδειγμα. Οι Seemann Composites LLC (Γκάλφπορτ, Μισισιπή, ΗΠΑ) και Materials Sciences LLC (Χόρσαμ, Πενσυλβάνια, ΗΠΑ) χρησιμοποιούν εποξειδικά ελάσματα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (Σχήμα 1). Σχεδιασμός και κατασκευή). Ωστόσο, η δυνατότητα επισκευής τέτοιων κατασκευών στο πεδίο αποτελεί ένα ζήτημα που εμποδίζει την υιοθέτηση σύνθετων υλικών.
Σχήμα 1 Σύνθετη γέφυρα, βασικό περιουσιακό στοιχείο του πεδίου. Η Advanced Modular Composite Bridge (AMCB) σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την Seemann Composites LLC και την Materials Sciences LLC χρησιμοποιώντας σύνθετα εποξειδικά ρητινικά ενισχυμένα με ίνες άνθρακα. Πηγή εικόνας: Seeman Composites LLC (αριστερά) και ο Στρατός των ΗΠΑ (δεξιά).
Το 2016, η Custom Technologies LLC (Millersville, MD, ΗΠΑ) έλαβε επιχορήγηση Φάσης 1 για την Έρευνα Καινοτομίας Μικρών Επιχειρήσεων (SBIR) που χρηματοδοτήθηκε από τον Στρατό των ΗΠΑ για την ανάπτυξη μιας μεθόδου επισκευής που μπορεί να εκτελεστεί με επιτυχία επί τόπου από στρατιώτες. Με βάση αυτήν την προσέγγιση, η δεύτερη φάση της επιχορήγησης SBIR απονεμήθηκε το 2018 για την παρουσίαση νέων υλικών και εξοπλισμού που λειτουργεί με μπαταρία. Ακόμα και αν η επιδιόρθωση εκτελείται από έναν αρχάριο χωρίς προηγούμενη εκπαίδευση, το 90% ή περισσότερο της δομής μπορεί να αποκατασταθεί σε ακατέργαστη αντοχή. Η σκοπιμότητα της τεχνολογίας καθορίζεται από την εκτέλεση μιας σειράς αναλύσεων, επιλογής υλικών, κατασκευής δειγμάτων και εργασιών μηχανικών δοκιμών, καθώς και επισκευών μικρής και πλήρους κλίμακας.
Ο κύριος ερευνητής στις δύο φάσεις του SBIR είναι ο Michael Bergen, ιδρυτής και πρόεδρος της Custom Technologies LLC. Ο Bergen αποσύρθηκε από το Carderock του Ναυτικού Κέντρου Επιφανειακού Πολέμου (NSWC) και υπηρέτησε στο Τμήμα Δομών και Υλικών για 27 χρόνια, όπου διαχειριζόταν την ανάπτυξη και εφαρμογή σύνθετων τεχνολογιών στον στόλο του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ. Ο Δρ. Roger Crane εντάχθηκε στην Custom Technologies το 2015 μετά τη συνταξιοδότησή του από το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ το 2011 και έχει υπηρετήσει για 32 χρόνια. Η εξειδίκευσή του στα σύνθετα υλικά περιλαμβάνει τεχνικές δημοσιεύσεις και διπλώματα ευρεσιτεχνίας, που καλύπτουν θέματα όπως νέα σύνθετα υλικά, κατασκευή πρωτοτύπων, μέθοδοι σύνδεσης, πολυλειτουργικά σύνθετα υλικά, παρακολούθηση της δομικής υγείας και αποκατάσταση σύνθετων υλικών.
Οι δύο ειδικοί έχουν αναπτύξει μια μοναδική διαδικασία που χρησιμοποιεί σύνθετα υλικά για την επισκευή των ρωγμών στην υπερκατασκευή αλουμινίου του καταδρομικού 5456 με κατευθυνόμενους πυραύλους κατηγορίας Ticonderoga CG-47. «Η διαδικασία αναπτύχθηκε για να μειώσει την ανάπτυξη ρωγμών και να χρησιμεύσει ως μια οικονομική εναλλακτική λύση στην αντικατάσταση μιας πλατφόρμας αξίας 2 έως 4 εκατομμυρίων δολαρίων», δήλωσε ο Bergen. «Έτσι, αποδείξαμε ότι γνωρίζουμε πώς να εκτελούμε επισκευές εκτός εργαστηρίου και σε ένα πραγματικό περιβάλλον υπηρεσίας. Αλλά η πρόκληση είναι ότι οι τρέχουσες μέθοδοι στρατιωτικών πόρων δεν είναι πολύ επιτυχημένες. Η επιλογή είναι η επισκευή διπλής όψης με συγκόλληση [ουσιαστικά σε κατεστραμμένες περιοχές, κολλώντας μια σανίδα στην κορυφή] ή η αφαίρεση του περιουσιακού στοιχείου από την υπηρεσία για επισκευές σε επίπεδο αποθήκης (επίπεδο D). Επειδή απαιτούνται επισκευές σε επίπεδο D, πολλά περιουσιακά στοιχεία τίθενται στην άκρη.»
Συνέχισε λέγοντας ότι αυτό που χρειάζεται είναι μια μέθοδος που μπορεί να εκτελεστεί από στρατιώτες χωρίς εμπειρία σε σύνθετα υλικά, χρησιμοποιώντας μόνο κιτ και εγχειρίδια συντήρησης. Στόχος μας είναι να κάνουμε τη διαδικασία απλή: διαβάστε το εγχειρίδιο, αξιολογήστε τη ζημιά και εκτελέστε επισκευές. Δεν θέλουμε να αναμειγνύουμε υγρές ρητίνες, καθώς αυτό απαιτεί ακριβείς μετρήσεις για να διασφαλιστεί η πλήρης σκλήρυνση. Χρειαζόμαστε επίσης ένα σύστημα χωρίς επικίνδυνα απόβλητα μετά την ολοκλήρωση των επισκευών. Και πρέπει να συσκευάζεται ως κιτ που μπορεί να αναπτυχθεί από το υπάρχον δίκτυο.
Μία λύση που επέδειξε με επιτυχία η Custom Technologies είναι ένα φορητό κιτ που χρησιμοποιεί μια σκληρυμένη εποξειδική κόλλα για να προσαρμόσει το αυτοκόλλητο σύνθετο έμπλαστρο ανάλογα με το μέγεθος της ζημιάς (έως 12 τετραγωνικές ίντσες). Η επίδειξη ολοκληρώθηκε σε ένα σύνθετο υλικό που αντιπροσωπεύει ένα κατάστρωμα AMCB πάχους 3 ιντσών. Το σύνθετο υλικό έχει έναν πυρήνα από ξύλο μπάλσα πάχους 3 ιντσών (πυκνότητα 15 λίβρες ανά κυβικό πόδι) και δύο στρώσεις υφάσματος διαξονικής ραφής Vectorply (Φοίνιξ, Αριζόνα, ΗΠΑ) C-LT 1100 από ίνες άνθρακα 0°/90°, ένα στρώμα από ίνες άνθρακα C-TLX 1900 0°/+45°/-45° τρεις άξονες και δύο στρώσεις C-LT 1100, συνολικά πέντε στρώσεις. «Αποφασίσαμε ότι το κιτ θα χρησιμοποιεί προκατασκευασμένα έμπλαστρα σε ένα σχεδόν ισότροπο laminate παρόμοιο με ένα πολυαξονικό, έτσι ώστε η κατεύθυνση του υφάσματος να μην αποτελεί πρόβλημα», δήλωσε ο Crane.
Το επόμενο ζήτημα είναι η ρητινώδης μήτρα που χρησιμοποιείται για την επισκευή laminate. Προκειμένου να αποφευχθεί η ανάμειξη υγρής ρητίνης, το έμπλαστρο θα χρησιμοποιεί prepreg. «Ωστόσο, αυτές οι προκλήσεις αφορούν την αποθήκευση», εξήγησε ο Bergen. Για την ανάπτυξη μιας αποθηκευτικής λύσης έμπλαστρου, η Custom Technologies συνεργάστηκε με την Sunrez Corp. (El Cajon, Καλιφόρνια, ΗΠΑ) για την ανάπτυξη ενός prepreg από υαλοβάμβακα/βινυλεστέρα που μπορεί να χρησιμοποιήσει υπεριώδη ακτινοβολία (UV) σε έξι λεπτά φωτοπολυμερισμού. Συνεργάστηκε επίσης με την Gougeon Brothers (Bay City, Μίσιγκαν, ΗΠΑ), η οποία πρότεινε τη χρήση μιας νέας εύκαμπτης εποξειδικής μεμβράνης.
Πρώιμες μελέτες έχουν δείξει ότι η εποξειδική ρητίνη είναι η καταλληλότερη ρητίνη για προεμποτίσματα από ανθρακονήματα - ο βινυλεστέρας που σκληραίνει με υπεριώδη ακτινοβολία και οι ημιδιαφανείς υαλονήματα λειτουργούν καλά, αλλά δεν σκληραίνουν κάτω από ίνες άνθρακα που μπλοκάρουν το φως. Με βάση τη νέα μεμβράνη της Gougeon Brothers, το τελικό εποξειδικό προεμποτισμένο υλικό σκληρύνεται για 1 ώρα στους 210°F/99°C και έχει μεγάλη διάρκεια ζωής σε θερμοκρασία δωματίου - δεν χρειάζεται αποθήκευση σε χαμηλή θερμοκρασία. Ο Bergen δήλωσε ότι εάν απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (Tg), η ρητίνη θα σκληρυνθεί επίσης σε υψηλότερη θερμοκρασία, όπως 350°F/177°C. Και τα δύο προεμποτισμένα υλικά παρέχονται σε ένα φορητό κιτ επισκευής ως στοίβα από έμπλαστρα προεμποτισμένα σφραγισμένα σε ένα πλαστικό φάκελο.
Δεδομένου ότι το κιτ επισκευής μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, η Custom Technologies υποχρεούται να διεξάγει μελέτη διάρκειας ζωής. «Αγοράσαμε τέσσερα σκληρά πλαστικά περιβλήματα - έναν τυπικό στρατιωτικό τύπο που χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό μεταφορών - και τοποθετήσαμε δείγματα εποξειδικής κόλλας και προ-εμποτισμένου βινυλεστέρα σε κάθε περίβλημα», δήλωσε ο Bergen. Τα κουτιά τοποθετήθηκαν στη συνέχεια σε τέσσερις διαφορετικές τοποθεσίες για δοκιμές: την οροφή του εργοστασίου Gougeon Brothers στο Μίσιγκαν, την οροφή του αεροδρομίου του Μέριλαντ, την εξωτερική εγκατάσταση στην κοιλάδα Γιούκα (έρημος της Καλιφόρνια) και το εξωτερικό εργαστήριο δοκιμών διάβρωσης στη νότια Φλόριντα. Όλες οι περιπτώσεις διαθέτουν καταγραφείς δεδομένων, επισημαίνει ο Bergen. «Λαμβάνουμε δείγματα δεδομένων και υλικών για αξιολόγηση κάθε τρεις μήνες. Η μέγιστη θερμοκρασία που καταγράφεται στα κουτιά στη Φλόριντα και την Καλιφόρνια είναι 140°F, η οποία είναι καλή για τις περισσότερες ρητίνες αποκατάστασης. Είναι μια πραγματική πρόκληση». Επιπλέον, η Gougeon Brothers δοκίμασε εσωτερικά τη νεοαποκτηθείσα καθαρή εποξειδική ρητίνη. «Τα δείγματα που έχουν τοποθετηθεί σε φούρνο στους 120°F για αρκετούς μήνες αρχίζουν να πολυμερίζονται», δήλωσε ο Bergen. «Ωστόσο, για τα αντίστοιχα δείγματα που διατηρήθηκαν στους 110°F, η χημεία της ρητίνης βελτιώθηκε μόνο κατά ένα μικρό ποσοστό.»
Η επισκευή επαληθεύτηκε στην πλακέτα δοκιμών και σε αυτό το μοντέλο κλίμακας του AMCB, το οποίο χρησιμοποίησε το ίδιο υλικό πλαστικού και πυρήνα με την αρχική γέφυρα που κατασκευάστηκε από την Seemann Composites. Πηγή εικόνας: Custom Technologies LLC
Για να αποδειχθεί η τεχνική επισκευής, πρέπει να κατασκευαστεί, να υποστεί ζημιά και να επισκευαστεί ένα αντιπροσωπευτικό laminate. «Στην πρώτη φάση του έργου, χρησιμοποιήσαμε αρχικά δοκούς μικρής κλίμακας 4 x 48 ιντσών και δοκιμές κάμψης τεσσάρων σημείων για να αξιολογήσουμε τη σκοπιμότητα της διαδικασίας επισκευής μας», δήλωσε ο Klein. «Στη συνέχεια, μεταβήκαμε σε πάνελ 12 x 48 ιντσών στη δεύτερη φάση του έργου, εφαρμόσαμε φορτία για να δημιουργήσουμε μια κατάσταση διαξονικής τάσης που θα προκαλούσε αστοχία και στη συνέχεια αξιολογήσαμε την απόδοση της επισκευής. Στη δεύτερη φάση, ολοκληρώσαμε επίσης το μοντέλο AMCB που κατασκευάσαμε Συντήρηση.»
Ο Μπέργκεν είπε ότι το πάνελ δοκιμών που χρησιμοποιήθηκε για να αποδειχθεί η απόδοση της επισκευής κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας την ίδια σειρά ελασμάτων και υλικών πυρήνα όπως το AMCB που κατασκευάζεται από την Seemann Composites, «αλλά μειώσαμε το πάχος του πάνελ από 0,375 ίντσες σε 0,175 ίντσες, με βάση το θεώρημα του παράλληλου άξονα. Αυτό ισχύει. Η μέθοδος, μαζί με τα πρόσθετα στοιχεία της θεωρίας δοκών και της κλασικής θεωρίας ελασμάτων [CLT], χρησιμοποιήθηκε για να συνδέσει τη ροπή αδράνειας και την αποτελεσματική ακαμψία του AMCB πλήρους κλίμακας με ένα μικρότερο προϊόν επίδειξης που είναι πιο εύκολο στη χρήση και πιο οικονομικό. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων [FEA] που αναπτύχθηκε από την XCraft Inc. (Βοστώνη, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ) για τη βελτίωση του σχεδιασμού των δομικών επισκευών». Το ύφασμα από ανθρακονήματα που χρησιμοποιήθηκε για τα πάνελ δοκιμών και το μοντέλο AMCB αγοράστηκε από την Vectorply και ο πυρήνας balsa κατασκευάστηκε από την Core Composites (Μπρίστολ, Ρόουντ Άιλαντ, ΗΠΑ).
Βήμα 1. Αυτός ο πίνακας δοκιμών εμφανίζει μια οπή διαμέτρου 3 ιντσών για την προσομοίωση της ζημιάς που σημειώνεται στο κέντρο και την επισκευή της περιφέρειας. Πηγή φωτογραφίας για όλα τα βήματα: Custom Technologies LLC.
Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε ένα χειροκίνητο λειαντικό μηχάνημα που τροφοδοτείται από μπαταρία για να αφαιρέσετε το κατεστραμμένο υλικό και να περικλείσετε το έμπλαστρο επισκευής με ένα κωνικό 12:1.
«Θέλουμε να προσομοιώσουμε υψηλότερο βαθμό ζημιάς στην πλακέτα δοκιμών από ό,τι θα μπορούσε να παρατηρηθεί στο κατάστρωμα της γέφυρας στο πεδίο», εξήγησε ο Μπέργκεν. «Έτσι, η μέθοδός μας είναι να χρησιμοποιήσουμε ένα πριόνι οπών για να κάνουμε μια τρύπα διαμέτρου 3 ιντσών. Στη συνέχεια, τραβάμε το βύσμα του κατεστραμμένου υλικού και χρησιμοποιούμε ένα χειροκίνητο πνευματικό μύλο για να επεξεργαστούμε ένα μαντήλι 12:1».
Ο Crane εξήγησε ότι για την επισκευή από ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη, μόλις αφαιρεθεί το «κατεστραμμένο» υλικό του πάνελ και εφαρμοστεί ένα κατάλληλο κασκόλ, το prepreg θα κοπεί σε πλάτος και μήκος ώστε να ταιριάζει με την κωνικότητα της κατεστραμμένης περιοχής. «Για το δοκιμαστικό μας πάνελ, αυτό απαιτεί τέσσερα στρώματα prepreg για να διατηρηθεί το υλικό επισκευής ομοιόμορφο με την κορυφή του αρχικού άθικτου πάνελ άνθρακα. Στη συνέχεια, τα τρία στρώματα κάλυψης από άνθρακα/εποξειδική ρητίνη συγκεντρώνονται σε αυτό στο επισκευασμένο μέρος. Κάθε διαδοχικό στρώμα εκτείνεται 2,5 εκατοστά σε όλες τις πλευρές του κάτω στρώματος, γεγονός που παρέχει μια σταδιακή μεταφορά φορτίου από το «καλό» περιβάλλον υλικό στην επισκευασμένη περιοχή». Ο συνολικός χρόνος για την εκτέλεση αυτής της επισκευής -συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας της περιοχής επισκευής, της κοπής και της τοποθέτησης του υλικού αποκατάστασης και της εφαρμογής της διαδικασίας σκλήρυνσης- είναι περίπου 2,5 ώρες.
Για το προ-εμποτισμένο υλικό από ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη, η περιοχή επισκευής συσκευάζεται σε κενό αέρος και σκληρύνεται στους 210°F/99°C για μία ώρα χρησιμοποιώντας θερμική συσκευή συγκόλλησης που τροφοδοτείται από μπαταρία.
Παρόλο που η επισκευή με άνθρακα/εποξειδική ρητίνη είναι απλή και γρήγορη, η ομάδα αναγνώρισε την ανάγκη για μια πιο βολική λύση για την αποκατάσταση της απόδοσης. Αυτό οδήγησε στην εξερεύνηση των προ-εμποτισμένων υλικών σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία (UV). «Το ενδιαφέρον για τις ρητίνες βινυλεστέρα Sunrez βασίζεται στην προηγούμενη ναυτική εμπειρία με τον ιδρυτή της εταιρείας, Mark Livesay», εξήγησε ο Bergen. «Αρχικά, παρείχαμε στην Sunrez ένα σχεδόν ισότροπο υαλόπανο, χρησιμοποιώντας το προ-εμποτισμένο βινυλεστέρα τους, και αξιολογήσαμε την καμπύλη σκλήρυνσης υπό διαφορετικές συνθήκες. Επιπλέον, επειδή γνωρίζουμε ότι η ρητίνη βινυλεστέρα δεν είναι όπως η εποξειδική ρητίνη που παρέχει κατάλληλη απόδοση δευτερογενούς πρόσφυσης, απαιτούνται πρόσθετες προσπάθειες για την αξιολόγηση διαφόρων παραγόντων σύζευξης συγκολλητικών στρωμάτων και τον προσδιορισμό του κατάλληλου για την εφαρμογή».
Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι οι ίνες γυαλιού δεν μπορούν να παρέχουν τις ίδιες μηχανικές ιδιότητες με τις ίνες άνθρακα. «Σε σύγκριση με το έμπλαστρο άνθρακα/εποξειδικής ρητίνης, αυτό το πρόβλημα λύνεται με τη χρήση ενός επιπλέον στρώματος γυαλιού/βινυλεστέρα», δήλωσε ο Crane. «Ο λόγος για τον οποίο χρειάζεται μόνο ένα επιπλέον στρώμα είναι ότι το γυάλινο υλικό είναι ένα βαρύτερο ύφασμα». Αυτό παράγει ένα κατάλληλο έμπλαστρο που μπορεί να εφαρμοστεί και να συνδυαστεί μέσα σε έξι λεπτά ακόμη και σε πολύ χαμηλές/μηδενικές θερμοκρασίες εντός του πεδίου. Σκλήρυνση χωρίς παροχή θερμότητας. Ο Crane επεσήμανε ότι αυτές οι εργασίες επισκευής μπορούν να ολοκληρωθούν μέσα σε μία ώρα.
Και τα δύο συστήματα επιθεμάτων έχουν αποδειχθεί και δοκιμαστεί. Για κάθε επισκευή, η περιοχή που πρόκειται να υποστεί ζημιά σημειώνεται (βήμα 1), δημιουργείται με πριόνι οπών και στη συνέχεια αφαιρείται χρησιμοποιώντας χειροκίνητο τροχό με μπαταρία (βήμα 2). Στη συνέχεια, κόβουμε την επισκευασμένη περιοχή σε κωνικό σχήμα 12:1. Καθαρίζουμε την επιφάνεια του κασκόλ με ένα ταμπόν με αλκοόλ (βήμα 3). Στη συνέχεια, κόβουμε το επισκευασμένο έμπλαστρο σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος, το τοποθετούμε στην καθαρισμένη επιφάνεια (βήμα 4) και το σταθεροποιούμε με έναν κύλινδρο για να αφαιρέσουμε τις φυσαλίδες αέρα. Για προ-εμποτισμένο βινυλεστέρα που σκληραίνει με υαλοβάμβακα/UV, τοποθετούμε το στρώμα απελευθέρωσης στην επισκευασμένη περιοχή και πολυμερίζουμε το έμπλαστρο με μια ασύρματη λάμπα UV για έξι λεπτά (βήμα 5). Για προ-εμποτισμένο βινυλεστέρα/εποξειδικό, χρησιμοποιούμε ένα προγραμματισμένο, με ένα κουμπί, θερμικό συγκολλητικό που τροφοδοτείται από μπαταρία για να συσκευάσουμε σε κενό αέρος και να πολυμερίσουμε την επισκευασμένη περιοχή στους 210°F/99°C για μία ώρα.
Βήμα 5. Αφού τοποθετήσετε το στρώμα απολέπισης στην επισκευασμένη περιοχή, χρησιμοποιήστε μια ασύρματη λάμπα UV για να σκληρύνετε το έμπλαστρο για 6 λεπτά.
«Στη συνέχεια, διεξήγαμε δοκιμές για να αξιολογήσουμε την συγκολλητικότητα του επιθέματος και την ικανότητά του να αποκαθιστά τη φέρουσα ικανότητα της κατασκευής», δήλωσε ο Μπέργκεν. «Στο πρώτο στάδιο, πρέπει να αποδείξουμε την ευκολία εφαρμογής και την ικανότητα ανάκτησης τουλάχιστον του 75% της αντοχής. Αυτό γίνεται με κάμψη τεσσάρων σημείων σε μια δοκό από ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη και πυρήνα μπάλσα διαστάσεων 4 x 48 ιντσών, μετά την επισκευή της προσομοιωμένης ζημιάς. Ναι. Η δεύτερη φάση του έργου χρησιμοποίησε ένα πάνελ 12 x 48 ιντσών και πρέπει να παρουσιάζει απαιτήσεις αντοχής άνω του 90% υπό σύνθετα φορτία παραμόρφωσης. Πληρούμε όλες αυτές τις απαιτήσεις και στη συνέχεια φωτογραφήσαμε τις μεθόδους επισκευής στο μοντέλο AMCB. Πώς να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία και τον εξοπλισμό εσωτερικού χώρου για να παρέχετε μια οπτική αναφορά.»
Μια βασική πτυχή του έργου είναι να αποδειχθεί ότι οι αρχάριοι μπορούν εύκολα να ολοκληρώσουν την επισκευή. Για αυτόν τον λόγο, ο Μπέργκεν είχε μια ιδέα: «Έχω υποσχεθεί να το δείξω στους δύο τεχνικούς μας στον Στρατό: τον Δρ. Μπέρναρντ Σία και την Άσλεϊ Τζένα. Στην τελική αξιολόγηση της πρώτης φάσης του έργου, ζήτησα να μην γίνουν επισκευές. Η έμπειρη Άσλεϊ πραγματοποίησε την επισκευή. Χρησιμοποιώντας το κιτ και το εγχειρίδιο που παρείχαμε, εφάρμοσε το έμπλαστρο και ολοκλήρωσε την επισκευή χωρίς κανένα πρόβλημα».
Σχήμα 2 Η μηχανή θερμικής συγκόλλησης που τροφοδοτείται από μπαταρία, η οποία είναι προγραμματισμένη εκ των προτέρων και τροφοδοτείται από μπαταρία, μπορεί να σκληρύνει το έμπλαστρο επισκευής από ανθρακονήματα/εποξειδική ρητίνη με το πάτημα ενός κουμπιού, χωρίς να απαιτούνται γνώσεις επισκευής ή προγραμματισμός κύκλου σκλήρυνσης. Πηγή εικόνας: Custom Technologies, LLC
Μια άλλη βασική εξέλιξη είναι το σύστημα σκλήρυνσης που τροφοδοτείται από μπαταρία (Σχήμα 2). «Μέσω της συντήρησης εντός του πεδίου, έχετε μόνο ενέργεια από την μπαταρία», επεσήμανε ο Bergen. «Όλος ο εξοπλισμός διεργασίας στο κιτ επισκευής που αναπτύξαμε είναι ασύρματος». Αυτό περιλαμβάνει θερμική συγκόλληση που τροφοδοτείται από μπαταρία και αναπτύχθηκε από κοινού από την Custom Technologies και τον προμηθευτή μηχανημάτων θερμικής συγκόλλησης WichiTech Industries Inc. (Randallstown, Maryland, ΗΠΑ). «Αυτή η θερμική συγκόλληση που τροφοδοτείται από μπαταρία είναι προγραμματισμένη εκ των προτέρων για να ολοκληρώσει τη σκλήρυνση, επομένως οι αρχάριοι δεν χρειάζεται να προγραμματίσουν τον κύκλο σκλήρυνσης», δήλωσε ο Crane. «Απλώς χρειάζεται να πατήσουν ένα κουμπί για να ολοκληρώσουν τη σωστή ράμπα και εμβάπτιση». Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σήμερα μπορούν να διαρκέσουν για ένα χρόνο πριν χρειαστεί να επαναφορτιστούν.
Με την ολοκλήρωση της δεύτερης φάσης του έργου, η Custom Technologies προετοιμάζει προτάσεις βελτίωσης και συλλέγει επιστολές ενδιαφέροντος και υποστήριξης. «Στόχος μας είναι να ωριμάσουμε αυτήν την τεχνολογία στο TRL 8 και να την εφαρμόσουμε στο πεδίο», δήλωσε ο Bergen. «Βλέπουμε επίσης τις δυνατότητες για μη στρατιωτικές εφαρμογές».
Εξηγεί την παλιά τέχνη πίσω από την πρώτη ενίσχυση με ίνες στον κλάδο και έχει εις βάθος κατανόηση της νέας επιστήμης των ινών και της μελλοντικής ανάπτυξης.
Σύντομα διαθέσιμο και πετώντας για πρώτη φορά, το 787 βασίζεται σε καινοτομίες σε σύνθετα υλικά και διαδικασίες για να επιτύχει τους στόχους του.
Ώρα δημοσίευσης: 02 Σεπτεμβρίου 2021