A Star的团队正在帮助新加坡公司专注于维护,维修和大修飞机,以加深对修复高科技碳纤维组件的技术的理解。
碳纤维结构足以取代通常由钢制制成的航空部件。但损坏时,这些轻质材料需要特殊的修复技术,以确保它们仍然可以承受机械负荷。技术人员通常从缺陷部位切割楔形块,并在预制贴片中胶水。最后,将组分置于被称为高压釜的加压烘箱中,以除去挥发性气体并固化粘合剂。
然而,基于热压罐的维修技术对于无法从飞机上拆卸下来的超大部件,如机翼或机身,是不切实际的。Stefanie Feih和来自A*STAR新加坡制造技术研究所(SIMTech)的同事们现在已经研究了一种技术,可以在碳纤维结构还在飞机上的时候修补它们。
该团队研究了一种双真空除积过程,将一个装有内部柔性真空袋的刚性盒子放在贴片的顶部。通过在这个腔内创建第二个和不同的真空级别,挥发性气体可以迅速从修复材料中去除。然后将贴片转移到飞机上,完成固化步骤。
feh说:“双真空减舱技术为已经非常复杂的修复方案增加了一个额外的步骤。”“修复过程需要对内部特征复杂的表面进行高度精确的表面温度控制。而进行大规模维修则会使整个过程更加复杂。”
在最终贴片中的高孔隙度是碳纤维修复过程中的重要问题,因为空隙可以减少机械强度。研究人员发现,用于粘合修复贴剂的粘合膜还可捕获挥发性气体以产生额外的空隙。然而,发现双重真空消泡过程几乎完全消除了所有修复几何形状的粘合剂膜和修复贴片中的孔隙率。
“这些调查结果强调了为什么在航空公司中心城市需要一个高技能的劳动力,”Feih说。“这对吸引运营商到新加坡是至关重要的,我们承担了该项目,以改善当地公司之间对复合结构的修复过程的理解。”
FEIH及其同事还通过机械测试配置从简单的层压膜到更复杂的楔形形状来检查贴片几何的影响。这里,圆形3D修理在张力下,本质上是比简化的2D形状更强。需要进一步研究来确定在飞行期间经过真实组件经历的复杂条件下的最佳改进。
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