I. Cetakan kompresi panas
Dalam proses pencetakan kompresi panas, bahan dipanaskan dalam oven hingga suhu di atas suhu leleh (340-430 derajat, atau 645-805℉), dengan cepat (1-10 s) dikirim ke cetakan pembentuk, cetakan kompresi, dan dipadatkan serta didinginkan di bawah tekanan (700 - 7000 kPa, atau 100 - 1000 psi). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 42, dalam produksi, cetakan-pembentuk tekan biasanya berupa kombinasi konstruksi baja atau aluminium cembung-cekung. Namun, bahan seperti karet, kayu, fenolik, dll. dapat digunakan dalam proses pembuatan prototipe. Cetakan lengkap dapat disimpan pada suhu kamar selama siklus pembentukan-pemadatan. Namun, penggunaan cetakan panas (120-200 derajat, atau 250-390℉) memungkinkan kontrol laju pendinginan (menghindari kelengkungan bagian dan mengendalikan morfologi prepreg termoplastik semi-kristal, seperti PEEK dan polifenilen sulfida) dan memperluas jendela cetakan dan mendorong slip lay-up yang lebih baik.
Gambar 42: Peralatan pengepresan panas
Kerugian utama dari metode ini adalah mesin press memberikan tekanan hanya pada satu arah, sehingga menyulitkan pembuatan komponen dengan bentuk yang rumit (misalnya manik-manik, sudut tertutup) atau komponen dengan penyangga yang dekat-vertikal. Karena suhu seluruh cetakan tidak perlu diubah setiap bagiannya, waktu pembuatan prototipe yang cepat antara 10 menit dan 2 jam dapat dicapai dengan pencetakan tekan.
II. Termokopel (Probe)
Termokopel (TC) adalah perangkat termoelektrik yang digunakan untuk mengukur suhu secara akurat. Ini dapat dihubungkan ke perangkat pembacaan suhu sederhana atau ke tautan termal, oven, atau jenis pengontrol lainnya untuk mengatur panas. TC terdiri dari satu kabel, atau dua kabel dari logam berbeda, dengan salah satu ujung kabel dihubungkan bersama. Konektor yang dipanaskan menghasilkan arus listrik yang diubah menjadi pembacaan suhu oleh monitor TC. Pilih jenis kabel (J atau K) dan jenis konektor yang kompatibel dengan peralatan pemantauan suhu lokal (konektor termal, oven, autoklaf, dll.) Kabel TC dapat dihubungkan ke berbagai jenis peralatan berinsulasi; periksa lembar data produk pabrikan untuk memastikan bahwa insulasi mampu menahan suhu pengawetan tertinggi. Kawat berinsulasi teflon biasanya cocok untuk pengawetan pada suhu 390℉ (198,89 derajat ) dan di bawahnya; kawat berinsulasi polimida (Kapton) harus digunakan untuk suhu yang lebih tinggi.
AKU AKU AKU. Tata Letak Termokopel
Penempatan termokopel selama proses perbaikan sangat penting untuk mendapatkan suhu pengeringan yang tepat. Secara umum, termokopel yang digunakan untuk pengatur suhu harus ditempatkan sedekat mungkin dengan bahan perbaikan tanpa menyematkannya ke dalam bahan perbaikan atau membuat lekukan selama proses perbaikan. Bahan-bahan tersebut juga harus ditempatkan pada suhu yang cukup panas atau dingin untuk memastikan bahwa bahan tersebut cukup diawetkan, namun tidak terkena suhu berlebihan yang dapat menurunkan sifat struktural bahan. Termokopel harus ditempatkan sedekat mungkin dengan area yang akan dipantau. Langkah-langkah berikut harus diambil saat menggunakan termokopel.
-Setidaknya tidak kurang dari tiga termokopel untuk memantau siklus pemanasan.
-Tempatkan termokopel di dekat bagian tengah tambalan jika ikatan sudah-patch sudah diawetkan.
-Termokopel kontrol dapat ditempatkan di tengah-tengah tambalan yang diawetkan dengan suhu rendah (200 derajat F (93,33 derajat ) atau lebih rendah) selama ditempatkan di atas lembaran logam tipis untuk mencegah termokopel masuk ke dalam tambalan. Hal ini memungkinkan kontrol suhu patch yang lebih tepat.
-Termokopel yang dipasang di sekitar tambalan perbaikan harus ditempatkan kira-kira 0,5' dari tepi garis lem.
-Posisikan selotip tumpahan di bawah dan di atas ujung termokopel untuk melindunginya dari tumpahan resin dan untuk melindungi unit kontrol dari korsleting listrik.
-Jangan letakkan termokopel di bawah port vakum karena tekanannya dapat merusak kabel dan menyebabkan terjadinya pembacaan yang salah.
-Jangan letakkan kabel termokopel di samping atau di seberang kabel listrik selimut perpindahan panas untuk mencegah garis fluks magnet menyebabkan pembacaan suhu yang salah.
-Jangan letakkan termokopel kontrol apa pun di dalam selimut panas yang tumpang tindih dua{1}}inci untuk mencegah pengontrol mencoba mengimbangi suhu yang lebih rendah.
-Selalu kendurkan kabel termokopel di bawah kantong vakum untuk mencegah termokopel terlepas dari area pemantauan selama penerapan vakum.
IV. Pemantauan termal pada area perbaikan
Untuk mencapai perbaikan komposit berikat struktural yang maksimal, material ini harus dikeringkan dalam kisaran suhu yang disarankan. Kegagalan dalam proses pengeringan pada suhu yang benar dapat menghasilkan tambalan yang lemah atau permukaan yang terikat dan dapat mengakibatkan kegagalan perbaikan dalam servis. Pengukuran termal harus dilakukan sebelum pemasangan perbaikan untuk memastikan tercapainya suhu yang tepat dan seragam. Survei termal menentukan persyaratan pemanasan dan isolasi, serta lokasi TC di area perbaikan. Survei termal sangat berguna untuk menentukan metode pemanasan (modul udara panas, lampu panas, metode selimut panas, dan persyaratan pemantauan jika terdapat radiator di area perbaikan). Semua jenis metode pemanasan harus diuji untuk mencegah pemanasan yang kurang-, berlebihan-, atau tidak merata pada area restorasi.
V. Variasi suhu di area perbaikan
Variasi suhu di area restorasi dapat disebabkan oleh berbagai hal. Yang paling utama adalah jenis material, ketebalan material, dan struktur dasar area restorasi. Oleh karena itu, penting untuk memahami komposisi struktural area yang akan diperbaiki. Substruktur yang ada di area restorasi mengarahkan panas menjauh dari area restorasi, sehingga menghasilkan titik dingin tepat di atas struktur. Permukaan yang tipis cepat panas dan mudah menjadi terlalu panas. Permukaan yang lebih tebal menyerap panas lebih lambat dan membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai suhu perendaman. Pengukuran termal dapat mengidentifikasi area masalah ini dan memungkinkan teknisi mengembangkan pengaturan panas dan insulasi yang diperlukan untuk memanaskan area perbaikan secara merata.
VI. Pengukuran Termal
Selama proses pengukuran termal, cobalah mengidentifikasi kemungkinan area panas dan dingin di area perbaikan. Tempelkan sementara tambalan dengan bahan dan ketebalan yang sama, beberapa termokopel, selimut pemanas, dan kantong vakum ke area perbaikan. Panaskan area tersebut dan catat suhu termokopel setelah suhu stabil. Jika suhu termokopel bervariasi lebih dari 10 derajat dari suhu rata-rata, insulasi harus ditambahkan. Area dengan pita dan rusuk yang panjang menunjukkan suhu yang lebih rendah dibandingkan bagian tengah patch karena berfungsi sebagai penyerap panas. Tambahkan isolasi ke area ini untuk meningkatkan suhu. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 43.
Gambar 43: Legenda Pengukuran Termal
VII. Solusi untuk masalah pembuangan panas
Insulasi tambahan dapat ditempatkan di area perbaikan. Isolasi ini juga dapat melampaui area perbaikan untuk meminimalkan panas yang terbawa. Bahan katup ventilasi dan kain fiberglass berfungsi dengan baik, baik di atas atau di dalam kantong vakum atau di bagian belakang struktur yang dapat diakses. Letakkan lebih banyak insulasi di area dingin dan lebih sedikit di area panas. Jika Anda memiliki akses ke bagian belakang area perbaikan, Anda dapat memasang selimut penghangat tambahan di sana untuk memanaskan area perbaikan secara lebih merata.
VIII. Jenis Pelapisan Overlay
Kain kering diresapi resin selama proses pemasangan basah.- Sistem resin dicampur sebelum perbaikan dilakukan. Letakkan perbaikan pada selembar kain dan rendam kain dengan resin. Setelah kain diresapi, lapisan perbaikan dipotong, ditumpuk dengan arah peletakan yang benar-dan dikantongi dengan alat pengisap debu. Perbaikan tata letak basah-sering digunakan dengan serat kaca untuk aplikasi non-struktural. Serat karbon dan kain kering Kevlar® juga dapat digunakan dengan sistem resin berlapis basah. Banyak sistem resin yang diawetkan dengan penumpukan basah pada suhu ruangan, yang mudah diselesaikan dan bahannya dapat disimpan pada suhu ruangan untuk jangka waktu yang lama. Kerugian dari pelapisan-basah-suhu ruangan adalah tidak mengembalikan kekuatan dan daya tahan struktur dan komponen asli yang diawetkan pada suhu 250℉ (121 derajat ) atau 350℉ (176,67 derajat ) selama proses pembuatan. Beberapa resin layup basah telah meningkatkan sifat-sifatnya dengan menggunakan pengawetan suhu tinggi. Secara umum, sifat bahan layup basah lebih rendah dibandingkan dengan prepreg.
Resin epoksi mungkin perlu didinginkan sebelum digunakan. Ini mencegah epoksi memburuk. Label pada wadah menunjukkan suhu penyimpanan yang benar untuk setiap bagian. Suhu penyimpanan umum untuk sebagian besar resin epoksi berkisar antara 40℉ (4,4 derajat ) hingga 80℉ (26,67 derajat ). Beberapa sistem resin memerlukan penyimpanan di bawah 40℉ (4,4 derajat).
IX. Persiapan
Prepreg adalah kain atau pita yang diresapi resin selama proses produksi. Sistem resin telah tercampur dan berada dalam tahap penyembuhan B. Prepreg disimpan dalam freezer pada suhu di bawah 0℉ (-17,78 derajat ) untuk mencegah pengerasan resin lebih lanjut. Bahan biasanya diletakkan pada gulungan dan bahan pendukung diletakkan pada salah satu sisi bahan agar prepreg tidak saling menempel. Prepreg ini lengket dan cenderung menempel pada lapisan lain selama penumpukan. Anda harus mengeluarkan prepreg dari freezer dan membiarkan bahannya mencair, yang bisa memakan waktu hingga 8 jam untuk menjadi satu gulungan penuh. Simpan prepreg dalam kantong kedap air yang tertutup rapat. Jangan membuka kantong ini sampai bahannya benar-benar mencair untuk mencegah bahan tersebut terkontaminasi dengan kelembapan.
Setelah bahan dicairkan dan ditumpuk serta dikeluarkan dari bahan pendukung, potong menjadi lapisan perbaikan, susun dengan arah-penempatan yang benar dan vakum. Jangan lupa untuk melepas material pendukung saat menumpuk. Menyembuhkan prepreg pada siklus penyembuhan yang lebih tinggi; suhu yang paling umum adalah 250℉ (121 derajat ) dan 350℉ (176,67 derajat ). Tangki pengepres panas, oven pengawet, dan pengikat panas dapat digunakan untuk mengawetkan prepreg.
Jika bagian tersebut dibuat dari beberapa lapis prepreg, perlu dilakukan proses curing karena akan banyak udara yang terperangkap di antara setiap lapisan prepreg. Hilangkan udara yang terperangkap ini dengan menutupi prepreg dengan film pelepas berlubang dan lapisan bernapas, dan gunakan kantong vakum. Vakum selama 10 hingga 15 menit pada suhu kamar. Biasanya, lapisan pertama kayu lapis konsolidasi diterapkan pada permukaan perkakas, dan proses ini diulangi setiap 3 atau 5 lapisan, tergantung pada ketebalan prepreg dan bentuk komponen.
Simpan prepreg, perekat film, dan perekat busa dalam freezer pada suhu di bawah 0℉ (-17,78 derajat ). Jika bahan-bahan tersebut perlu dikirim, masukkan ke dalam wadah khusus yang berisi es kering. Freezer tidak boleh berjenis pencairan es otomatis; siklus pencairan es otomatis secara berkala memanaskan bagian dalam freezer, yang dapat mengurangi masa penyimpanan dan menghabiskan waktu pabrik yang diperbolehkan untuk material komposit. Freezer harus mampu mempertahankan suhu 0℉ (-17,78 derajat ) atau lebih rendah; sebagian besar freezer rumahan memenuhi standar ini. Freezer besar dapat digunakan untuk penyimpanan dingin berkapasitas tinggi. Jika penggunaannya sedikit, freezer kotak mungkin sudah cukup. Freezer digunakan untuk menyimpan perekat laminating dan paste dan harus disimpan pada suhu sekitar 40℉ (4.4 derajat ). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 44.
Prepreg yang tidak diawetkan memiliki batasan waktu untuk penyimpanan dan penggunaan. Waktu maksimum prepreg yang diperbolehkan untuk disimpan pada suhu rendah disebut umur simpan dan biasanya berkisar antara 6 bulan hingga 1 tahun, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 45. Bahan dapat diuji dan umur penyimpanan dapat diperpanjang oleh produsen bahan.
Gambar 44: Penyimpanan bahan prepreg dalam ruang pembekuan kecil
Gambar 45: Umur penyimpanan bahan prepreg
Waktu maksimum yang diperbolehkan sebelum bahan tersebut mengeras pada suhu kamar disebut umur mekanik. Waktu yang disarankan untuk menyelesaikan pengerasan jalan dan pemadatan pada suhu kamar disebut umur operasional. Umur operasional lebih pendek dibandingkan umur mekanis. Umur mekanis diukur antara waktu bahan dikeluarkan dari freezer dan waktu bahan dikembalikan ke freezer. Operator harus mencatat waktu masuk dan keluar dari freezer. Bahan yang melebihi umur mekanisnya harus dibuang.
Banyak fasilitas pemeliharaan memotong bahan menjadi beberapa bagian yang lebih kecil dan menyimpannya dalam kantong-tahan lembab yang lebih cepat mencair setelah dikeluarkan dari freezer. Hal ini juga mengurangi waktu yang dibutuhkan gulungan besar bahan untuk keluar dari freezer.
Semua prepreg beku harus disimpan dalam kantong-yang tahan lembab untuk menghindari kontaminasi kelembapan. Semua prepreg harus dilindungi dari debu, minyak, uap, asap dan kontaminan lainnya. Ruangan yang bersih diperlukan untuk pemasangan perbaikan,-namun jika tidak tersedia, prepreg harus disimpan dalam kantong atau ditutup dengan plastik. Tutupi tepi prepreg yang tidak terlindungi dengan membran pemisah sebelum memulai pemasangan-dan bersihkan area yang diperbaiki segera sebelum meletakkan lapisan perbaikan.
Prepreg sensitif terhadap suhu. Temperatur yang terlalu tinggi akan menyebabkan material mulai mengeras dan temperatur yang terlalu rendah akan menyulitkan penanganannya. Untuk perbaikan pesawat di iklim yang sangat dingin atau sangat panas, area perbaikan sebaiknya dilindungi dengan tenda di sekeliling area tersebut. Siapkan lapisan perbaikan prepreg di lingkungan dengan suhu terkendali dan bawa ke area perbaikan segera sebelum digunakan.
X. Co-pengobatan
Co-curing adalah proses di mana dua bagian disembuhkan secara bersamaan. Antarmuka antara dua bagian mungkin memiliki atau tidak memiliki lapisan pengikat. Pengawetan bersama biasanya menghasilkan kualitas permukaan panel yang lebih buruk, yang dapat dicegah dengan menggunakan bahan pelapis sekunder yang diawetkan dalam siklus pengeringan standar atau operasi homogenisasi pengisi berikutnya. Permukaan yang diawetkan dengan baik mungkin juga memiliki sifat mekanik yang lebih buruk, sehingga memerlukan penggunaan nilai desain yang lebih rendah.
Aplikasi pengawetan bersama yang umum dilakukan adalah pengawetan pengaku dan kulit secara bersamaan. Seringkali lapisan perekat ditempatkan pada antarmuka antara pengaku dan kulit untuk meningkatkan kelelahan dan ketahanan terhadap pengelupasan. Keuntungan utama proses pengawetan bersama adalah kesesuaian antara komponen pengikat dan jaminan kebersihan permukaan.
XI. ikatan sekunder
Pengikatan sekunder menggunakan-komponen komposit yang telah diawetkan sebelumnya untuk merekatkan dua komponen komposit yang telah diawetkan sebelumnya bersama-sama dengan lapisan perekat. Komponen sandwich sarang lebah biasanya direkatkan menggunakan proses pengikatan sekunder untuk memastikan kinerja struktural yang optimal. La-laminasi yang diawetkan dengan inti sarang lebah mungkin memiliki lapisan terdeformasi yang telah menembus ke dalam sel inti. Akibatnya, kekakuan dan kekuatan tekan dapat berkurang masing-masing sebesar 10 persen dan 20 persen.
La-laminasi pra-perawatan yang telah mengalami ikatan sekunder biasanya memiliki lapisan tipis perekat nilon atau fiberglass pada permukaan ikatannya. Meskipun lapisan-pengelupasan terkadang menghalangi pemeriksaan non-destruktif pada laminasi yang telah diawetkan sebelumnya, hal ini terbukti merupakan metode paling efektif untuk memastikan permukaan bersih sebelum direkatkan. Setelah lapisan kulit dihilangkan, antarmuka murni diperoleh. Pengamplasan abrasif ringan menghilangkan sisa resin dari lapisan kain yang terkelupas, yang jika rusak dapat menimbulkan retakan pada garis ikatan.
Komposit dapat digunakan untuk perbaikan struktural, restorasi, atau penguatan komponen aluminium, baja dan titanium. Penggabungan tulangan komposit mempunyai kemampuan untuk memperlambat atau menghentikan perluasan retakan lelah, menggantikan area struktural yang hilang akibat abrasi korosi, dan secara struktural memperkuat area tepi kecil dan negatif. Teknik ini umumnya digunakan bersamaan dengan pengikatan logam dan perbaikan ikatan komposit pada pesawat konvensional. Pita prepreg boron dengan resin epoksi paling umum digunakan untuk aplikasi ini.
XII. Ikatan bersama.-
Dalam ko-pengikatan, salah satu bagian telah-diperkuat terlebih dahulu dan bagian yang cocok diawetkan secara bersamaan dengan perekat. Perekat film sering digunakan untuk meningkatkan kekuatan pengelupasan.
Untuk dilanjutkan
Sumber Situs Web Publik "Composites Frontier".