1 Menyembuhkan material komposit
Siklus pengawetan adalah siklus waktu, suhu, dan tekanan yang digunakan untuk menyembuhkan sistem resin termoset atau prepreg. Perawatan perbaikan sama pentingnya dengan perawatan material bagian asli. Berbeda dengan reparasi logam yang materialnya dibuat dari pabrikasi, reparasi komposit memerlukan teknisi untuk membuat materialnya. Ini mencakup semua fungsi penyimpanan, pemrosesan, dan kontrol kualitas. Siklus restorasi perawatan pesawat diawali dengan penyimpanan material. Bahan yang disimpan dengan tidak benar akan mulai mengering sebelum dapat digunakan untuk restorasi. Semua waktu, suhu, dan persyaratan harus dipenuhi dan didokumentasikan. Lihat Manual Perbaikan Struktur Pesawat untuk menentukan siklus perbaikan yang benar untuk suku cadang yang akan diperbaiki.
1.1 Pengawetan Suhu Ruangan
Pengeringan pada suhu ruangan paling bermanfaat dalam hal penghematan energi dan portabilitas. Perbaikan lay-basah yang diawetkan pada suhu ruangan tidak mengembalikan kekuatan atau daya tahan komponen asli yang diawetkan pada suhu 250℉ (121 derajat ) atau 350℉ (176,67 derajat ) dan biasanya digunakan untuk perbaikan lay-fiberglass basah pada komponen yang tidak-kritis. Perbaikan pengawetan pada suhu ruangan dapat dipercepat dengan pemanasan. Kinerja maksimum dicapai pada 150℉ (65,56 derajat). Kantong vakum dapat digunakan untuk mengkonsolidasikan laminasi dan menyediakan jalan bagi udara dan zat yang mudah menguap untuk keluar.
1.2 Pengawetan suhu tinggi
Semua prepreg diawetkan menggunakan siklus suhu tinggi. Beberapa perbaikan lapisan basah menggunakan siklus pengawetan yang ditingkatkan untuk meningkatkan kekuatan perbaikan dan mempercepat proses pengawetan. Oven pengawetan dan pengikat panas menggunakan kantong vakum untuk mengkonsolidasikan laminasi dan menyediakan jalan bagi udara dan zat yang mudah menguap untuk keluar. Autoklaf menggunakan vakum dan tekanan positif untuk mengkonsolidasikan laminasi dan menyediakan jalan bagi udara dan zat yang mudah menguap untuk keluar. Kebanyakan pemanas menggunakan kontrol komputer yang dapat diprogram untuk menjalankan siklus penyembuhan. Operator dapat memilih dari menu siklus penyembuhan yang tersedia atau menulis programnya sendiri.
Termokopel ditempatkan di dekat tempat perbaikan dan memberikan umpan balik suhu ke unit pemanas. Temperatur pengawetan yang umum untuk komposit adalah 250℉ (121 derajat ) atau 350℉ (176,67 derajat ). Suhu sebagian besar pengawetan dalam oven atau autoklaf mungkin berbeda dengan suhu oven atau autoklaf selama siklus pengawetan karena keduanya berfungsi seperti heat sink. Suhu bagian paling penting untuk proses pengawetan yang tepat, sehingga termokopel ditempatkan pada bagian tersebut untuk memantau dan mengontrol suhu bagian tersebut. Pemeriksaan suhu udara oven atau autoklaf yang digunakan untuk mengukur suhu oven atau autoklaf tidak selalu merupakan perangkat yang dapat diandalkan untuk menentukan suhu pengawetan komponen. Jika bagian atau alat tersebut berfungsi sebagai heat sink, suhu oven dan suhu bagian bisa sangat berbeda.
Siklus pengawetan suhu tinggi setidaknya terdiri dari tiga bagian.
-Pemanasan:unit pemanas memanas pada suhu yang disetel, biasanya antara 3℉ (-16.1 derajat ) dan 5℉ (-15 derajat ) per menit.
-Memegang:unit pemanas mempertahankan suhu untuk jangka waktu yang telah ditentukan.
-Pendinginan:unit pemanas mendingin pada suhu yang ditentukan. Suhu pendinginan biasanya di bawah 5℉ per menit. Ketika unit pemanas turun di bawah 125℉, bagian tersebut dapat dibongkar. Saat mengawetkan komponen dengan autoklaf, pastikan untuk mengurangi tekanan di dalam autoklaf sebelum membuka pintu. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 53.
Gambar 53: Proses pengawetan autoklaf
Proses pengawetan dilakukan dengan memberikan panas dan tekanan pada laminasi. Ketika suhu meningkat, resin mulai melunak dan mengalir. Pada suhu yang lebih rendah, sangat sedikit reaksi yang terjadi. Kontaminan apa pun yang mudah menguap, seperti udara atau air, diekstraksi dari laminasi dengan ruang hampa selama waktu ini. Laminasi dipadatkan dengan memberikan tekanan, biasanya vakum (tekanan atmosfer); autoklaf memberikan tekanan tambahan, biasanya 50-100 psi Saat suhu mendekati suhu pengeringan akhir, laju reaksi meningkat pesat dan resin mulai mengeras menjadi gel. Memegang pada proses pengerasan akhir memungkinkan resin menyelesaikan proses pengerasan dan mendapatkan sifat struktural yang diinginkan.
2 Perbaikan sandwich sarang lebah komposit
Sebagian besar komponen komposit ruang angkasa saat ini merupakan-struktur sandwich ringan yang rawan kerusakan. Karena struktur sandwich adalah struktur yang direkatkan dengan panel tipis, kerusakan pada struktur sandwich biasanya diperbaiki dengan pengikatan.
Perbaikan struktur sarang lebah sandwich menggunakan teknik serupa dengan bahan panel paling umum seperti serat kaca, serat karbon, dan Kevlar®. Kevlar biasanya diperbaiki dengan serat kaca. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 54.
Gambar 54: Perbaikan umum struktur sandwich sarang lebah
2.1 Klasifikasi kerusakan
Perbaikan-jangka pendek dapat memenuhi persyaratan kekuatan namun dibatasi oleh waktu atau siklus penerbangan. Di akhir masa pakai perbaikan, perbaikan harus dilepas dan diganti. Perbaikan sementara dapat mengembalikan kekuatan komponen yang dibutuhkan. Namun, perbaikan ini tidak akan mengembalikan ketahanan komponen yang diperlukan. Oleh karena itu, interval atau metode pemeriksaannya berbeda. Perbaikan permanen adalah perbaikan yang mengembalikan kekuatan dan daya tahan komponen yang diperlukan. Perbaikan memiliki metode dan interval pemeriksaan yang sama dengan komponen aslinya.
2.2 Kerusakan mikro pada inti tumpukan struktur sandwich (perbaikan pengepakan dan pot)
Perbaikan enkapsulasi dapat digunakan untuk memperbaiki kerusakan pada struktur sarang lebah sandwich yang berukuran kurang dari 0,5 inci. Bahan sarang lebah dapat dibiarkan di tempatnya atau dilepas dan diisi dengan campuran pot untuk memulihkan kekuatannya. Perbaikan yang dienkapsulasi tidak mengembalikan kekuatan penuh bagian tersebut.
Senyawa pot biasanya berupa kaca isolasi berisi epoksi, mikrosfer fenolik atau plastik, kapas, mixer atau bahan lainnya. Komposit pot juga dapat digunakan sebagai pengisi untuk perbaikan dekoratif tepi dan panel kulit. Senyawa pot juga digunakan pada panel sarang lebah yang dilaminasi sebagai bahan keras untuk baut dan sekrup. Komposit pot lebih berat dari inti aslinya, yang dapat mempengaruhi keseimbangan kontrol penerbangan. Berat perbaikan harus dihitung dan dibandingkan dengan batas berat dan keseimbangan kontrol penerbangan yang ditentukan oleh SRM.
2.3 Kerusakan pada satu atau kedua panel samping yang memerlukan penggantian dan perbaikan
CATATAN: Langkah-langkah berikut hanya untuk referensi dan tidak dianggap berlaku langsung untuk semua metode perbaikan.
Langkah 1: Periksa kerusakan
Laminasi tipis dapat diperiksa secara visual dan diuji perkusi untuk menentukan kerusakan. Laminasi yang lebih tebal memerlukan-metode NDI yang lebih mendalam seperti pemeriksaan ultrasonik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 55. Periksa apakah ada air, minyak, bahan bakar, kotoran, atau benda asing lainnya yang masuk di sekitar kerusakan. Air dapat dideteksi dengan sinar x-, lampu latar, atau detektor kelembapan.
Gambar 55: Teknik tes knockout
Langkah 2: Buang Air dari Area yang Rusak
Air perlu dikeluarkan dari inti sarang lebah sebelum bagian tersebut dapat diperbaiki. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 56, jika air tidak dihilangkan, air akan mendidih selama siklus pengawetan suhu tinggi dan panel akan melebarkan inti, sehingga menyebabkan lebih banyak kerusakan. Air di inti sarang lebah juga dapat membeku pada suhu rendah di ketinggian, yang dapat menyebabkan panel terkelupas.
Gambar 56: Metode pengantongan vakum untuk mengeringkan komponen
Langkah 3: Hapus Kerusakan
Pangkas bagian yang rusak menjadi bentuk halus dengan sudut membulat, atau bentuk bulat atau lonjong. Jangan merusak lapisan, inti, atau material di sekitarnya yang tidak rusak. Jika bagian inti juga rusak, potong bagian inti dengan kontur yang sama dengan kulit inti. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 57.
Gambar 57: Menghilangkan Kerusakan Inti
Langkah 4: Mengatur Area yang Rusak
Gunakan soft disc sander atau rotary pad sander untuk mengampelas sekitar kerusakan yang sudah dibersihkan dengan lancip yang rata. Beberapa produsen memberikan rasio lancip, misalnya 1:40, sementara produsen lainnya menentukan jarak lancip, seperti tumpang tindih 1 inci dari jarak lancip yang ada untuk setiap lapisan. Lepaskan lapisan luar, termasuk lapisan konduktif pada area yang setidaknya 1 inci lebih besar dari batas lancip. Hapus semua pasir dan debu dengan udara bertekanan kering dan alat pengisap debu. Bersihkan area yang rusak dengan kain bersih yang dibasahi dengan pelarut yang diizinkan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 58.
Gambar 58: Pengamplasan area perbaikan
Langkah 5: Instal Honeycomb Core (Lapisan Basah)
Potong inti pengganti dengan pisau. Steker inti harus memiliki jenis, kualitas, dan kualitas yang sama dengan inti aslinya. Sel inti harus diorientasikan pada arah yang sama dengan sarang lebah dari material di sekitarnya. Sumbat harus dipotong dengan panjang yang sesuai dan pelarut dibersihkan dengan pembersih yang disetujui.
Untuk perbaikan tatahan basah-, potong dua lapis kain tenun yang sesuai dengan permukaan bagian dalam kulit yang tidak rusak. Impregnasi lapisan kain dengan resin dan tempatkan di dalam lubang. Gunakan senyawa infus di sekitar inti dan letakkan di dalam lubang. Untuk perbaikan prepreg, potong lapisan perekat agar sesuai dengan lubang dan gunakan perekat busa di sekitar penyumbatan. Steker harus menyentuh sisi lubang. Sejajarkan inti inti penyumbatan dengan bahan prima asli. Perbaiki area tersebut dengan kantong vakum dan keringkan inti pengganti menggunakan oven, autoklaf, atau selimut panas. Perbaikan lapisan basah dapat disembuhkan pada suhu kamar hingga 150℉ (65,56 derajat ). Perbaikan prepreg harus disembuhkan pada 250℉ (121 derajat ) atau 350℉ (176.67 derajat ). Biasanya, inti pengganti diproses dalam siklus terpisah, bukan{16}}diproses bersama dengan patch. Setelah proses curing, sumbatan harus diampelas hingga rata dengan area sekitarnya. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 59.
Gambar 59: Penggantian Inti
Langkah 6: Siapkan dan Instal Lapisan Perbaikan
Lihat manual perbaikan untuk bahan perbaikan yang benar dan jumlah lapisan yang diperlukan untuk perbaikan. Biasanya, instal satu lapisan lebih banyak dari yang diinstal sebelumnya. Potong ketebalan lapisan ke ukuran dan orientasi yang benar. Ketebalan lapisan perbaikan harus dipasang searah dengan lapisan asli yang diperbaiki. Impregnasi lapisan dengan resin untuk perbaikan lapisan basah-atau lepaskan bahan pendukung dari prepreg. Lapisan-lapisan tersebut biasanya diletakkan dengan menggunakan layup minimum terlebih dahulu urutan layup lancip. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 60.
Gambar 60: Instalasi Patch
Langkah 7: Vakum Mengantongi Perbaikan
Setelah material pengerasan jalan terpasang, gunakan pemasangan kantong vakum untuk menghilangkan udara dan memberi tekanan pada perbaikan agar sembuh. Lihat Gambar 61 untuk petunjuk pemasangan kantong vakum.
Gambar 61: Perawatan Vakum
Langkah 8: Menyembuhkan perbaikan
Perbaiki selama siklus perbaikan yang diinginkan. Perbaikan perkerasan basah dapat disembuhkan pada suhu kamar. Suhu dapat dinaikkan hingga 150℉ (65,56 derajat ) untuk mempercepat proses pengeringan. Perbaikan prepreg perlu disembuhkan selama siklus penyembuhan yang meningkat. Komponen yang dikeluarkan dari pesawat untuk diperbaiki dapat dikeringkan di ruangan panas, oven, atau autoklaf seperti yang ditunjukkan pada Gambar 62. Selimut berpemanas digunakan untuk perbaikan di pesawat.
Setelah proses curing keluarkan bahan yang dienkapsulasi dan periksa perbaikannya. Perbaikan harus bebas dari lubang, lecet, dan area di mana resin bertambah atau hilang. Amplas sedikit tambalan perbaikan dengan amplas untuk memberikan permukaan halus yang tidak akan merusak serat. Oleskan perawatan permukaan dan lapisan konduktif (tahan gelombang cahaya).
Gambar 62: Perbaikan yang Disembuhkan
Langkah 9: Pasca-Inspeksi Perbaikan
Inspeksi visual, tap atau ultrasonik biasanya digunakan untuk melakukan inspeksi terhadap ketebalan perbaikan. Jika ditemukan cacat, tambalan yang diperbaiki akan dihapus. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 63.
Gambar 63: Pemeriksaan setelah perbaikan
Jika panel kendali penerbangan diperbaiki, lakukan pemeriksaan keseimbangan dan pastikan panel kendali penerbangan yang diperbaiki berada dalam jangkauan SRM. Kegagalan untuk melakukan hal ini dapat mengakibatkan obrolan kontrol penerbangan dan membahayakan keselamatan penerbangan.
Untuk dilanjutkan
Sumber Situs Web Publik "Composites Frontier".