1, parche de reparación de unión
El fuselaje y las estructuras de ala de los aviones de nueva generación están hechas de laminados sólidos, reforzados externamente con vigas longitudinales co-curadas o coincidentes. Estos laminados sólidos tienen más capas que paneles de estructuras de sándwiches de panal. Las técnicas de reparación estampada para estructuras laminadas sólidas son similares a las de la fibra de vidrio, Kevlar® y la fibra de carbono, pero con pequeñas diferencias.
Las reparaciones estampadas se pueden hacer con una reparación de pasos o, más comúnmente, con una reparación de muescas (reparación cónica). El ángulo del corte circunferencial suele ser pequeño para aliviar la carga en la junta y evitar la escape adhesivo. Esto se traduce en una relación de espesor a longitud de 1:10 a 1:70. Debido a que la inspección de las reparaciones unidas es difícil, las reparaciones adheridas requieren un mayor compromiso con el control de calidad, el personal mejor capacitado y la limpieza que las reparaciones atornilladas.
Desde el punto de vista de la transferencia de carga, la junta incrustada es más efectiva porque reduce la excentricidad de la carga al alinear estrechamente el eje femenino con el eje neutro del parche. Sin embargo, esta configuración tiene una serie de desventajas al realizar restauraciones.
Primero, se debe eliminar una gran cantidad de material sensible a la acústica para mantener un pequeño ángulo cónico.
En segundo lugar, la capa de reemplazo debe estar con mucha precisión y colocarse en la costura de reparación.
Tercero, el curado de la capa de reemplazo puede dar como resultado una reducción significativa de la resistencia si no se cura en un autoclave.
En cuarto lugar, el adhesivo se adhirirá al fondo de la articulación, creando una línea de enlace desigual. Esto puede mitigarse mediante una serie de pequeños pasos para aproximar el ángulo circunferencial.
Por estas razones, a menos que la pieza esté ligeramente cargada, este tipo de reparación generalmente se realiza en una instalación de reparación donde la pieza se puede insertar en un autoclave, lo que puede hacer que la pieza sea tan fuerte como la parte original.
Existen varios métodos de reparación diferentes para laminados sólidos. El parche se puede curar y luego unir el material principal. Este método es más cercano a una reparación atornillada. Como se muestra en la Figura 64, se puede convertir un prepregio en un parche y luego co-curado al mismo tiempo que el adhesivo. Los parches también se pueden reparar utilizando una capa de bandeja húmeda. El ciclo de curado también puede variar en el tiempo, la temperatura de curado y la presión de curado, aumentando el número de posibles combinaciones de reparación.
Figura 64: los parches precedidos se pueden unir secundariamente al sustrato primario
2, Reparación del panel biselado compuesto
Paso 1: Inspección y encuesta de daños
El tamaño y la profundidad del daño a reparar deben medirse con precisión utilizando técnicas de evaluación no destructiva apropiadas (NDE). Se puede utilizar una variedad de técnicas NDE para la inspección de daños de las estructuras compuestas. La técnica más simple es la inspección visual, donde el blanqueamiento debido a la delaminación o el agrietamiento de la resina en compuestos translúcidos, como los laminados de éster de vidrio y éster de vidrio-vinilo, se pueden usar para indicar áreas de daño.
La inspección visual no es una técnica precisa, ya que no todo el daño puede ser detectado por el ojo, particularmente el daño oculto por la pintura, el daño ubicado profundamente debajo de la superficie y el daño en compuestos no transparentes como la fibra de carbono y los laminados de aramidas. Una técnica popular es la prueba de grifo, donde se utiliza un objeto liviano, como una moneda o un martillo, para ubicar el daño. El principal beneficio de la prueba TAP es que es simple y se puede usar para inspeccionar rápidamente grandes áreas. La prueba de grifo se usa típicamente para detectar daños por delaminación cerca de la superficie, pero se vuelve menos confiable ya que la delaminación se encuentra a profundidades debajo de la superficie. La prueba de cono no es útil para detectar otros tipos de daños, como grietas de resina y fibras rotas.
Las técnicas NDE más avanzadas para detectar compuestos son pruebas de impedancia, radiografía de rayos X, termografía y ultrasonido. De estas técnicas, la ecografía es posiblemente la más precisa y práctica y a menudo se usa para medir el daño. La ecografía se puede usar para detectar pequeñas capas ubicadas debajo de la superficie, a diferencia de la inspección visual y las pruebas de percusión.
Paso 2: Eliminar material dañado
Una vez que se ha determinado la extensión del área dañada a reparar, se debe eliminar el laminado dañado. El borde del laminado de la fuente de sonido se reduce a un ángulo poco profundo. La relación de la pendiente del cono, también conocida como ángulo circunferencial, debe ser inferior a 12: 1 (<5°) to minimise shear strain along the bondline after repairing the patch. The shallow angle also compensates for some errors in process and other operational variables that may reduce patch adhesion. As shown in Figure 65.
Figura 65: Patch de parche incrustado placa laminada sólida
Paso 3: Preparación de la superficie
El laminado cerca del área de incrustación debe lijarse ligeramente con papel de lija y luego se debe quitar el polvo y los contaminantes. Se recomienda que si el área de incrustación se ha expuesto al medio ambiente durante un período de tiempo considerable, debe limpiarse con un solvente para eliminar la contaminación.
Paso 4: Herramientas de formación/película
Se requiere una placa de soporte rígida con los contornos originales de la estructura compuesta para garantizar que la reparación tenga la misma geometría que la estructura circundante.
Paso 5: Lamination
Las reparaciones laminadas se realizan típicamente utilizando una secuencia mínima de estrías con preferencias de plano. Si bien esta reparación es aceptable, produce áreas ricas en resina relativamente débiles en los bordes de cada capa en la interfaz de reparación. La secuencia de laminación de la primera capa de espesor máximo, donde la primera capa de tela de refuerzo cubre completamente el área de trabajo, produce una conexión interfacial más fuerte. Sigue las instrucciones SRM del fabricante.
La elección del material de refuerzo es fundamental para garantizar que la reparación tenga propiedades mecánicas aceptables. La tela o cinta de refuerzo debe ser el mismo que el material de refuerzo utilizado en el compuesto original.
La orientación de la fibra de la capa de refuerzo dentro de la madera contrachapada de reparación debe coincidir con la de la madera contrachapada de la parte original para que las propiedades mecánicas de la reparación estén lo más cerca posible de las del material original.
3, Reparación de bordes y áreas de transición de ala
El borde posterior del ala del panel de control es muy susceptible al daño. Los últimos 4 pulgadas son particularmente vulnerables al impacto y el manejo del suelo, así como los rayos. Las reparaciones pueden ser difíciles en esta área porque el refuerzo de desollado y borde posterior puede estar involucrado. Las reparaciones de los núcleos de panal en bordes o paneles dañados son similares a las reparaciones que requieren reemplazo de núcleo y estructuras de sándwich dañadas que se discuten en una o ambas secciones de reparación de paneles. Se investiga el daño, se eliminan las capas y núcleos dañados, la pieza se seca, se instala un nuevo núcleo, se aplica, se cura e inspecciona una capa de reparación después de la reparación. Una reparación típica del borde traza del ala se muestra en la Figura 66.
Figura 66: Reparación del borde posterior del ala
4, reparación por inyección de resina
La reparación de la inyección de resina se usa para laminados sólidos de la construcción de servicio ligero con pequeños daños debido a la delaminación. Se perforan dos agujeros en el exterior del área de delaminación y se inyecta resina de baja viscosidad en uno de los agujeros hasta que la resina fluye fuera del otro agujero. La reparación de la inyección de resina a veces se usa en estructuras de panal de sándwich para reparar el desprendimiento del panel. La desventaja del método de inyección de resina es que es difícil eliminar la humedad del área dañada debido a que las fibras se cortan como resultado de la perforación, lo que dificulta lograr la inyección completa de resina, como se muestra en la Figura 67.
Figura 67: Reparación por inyección de resina
Continuará
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