1、結合修理パッチ
新世代の航空機の胴体と翼の構造は、硬化または共同結合縦方向の梁で外部から強化された固体ラミネートで作られています。これらの固体ラミネートには、ハニカムサンドイッチ構造のパネルよりも多くの層があります。固体ラミネート構造のスタンプ修理技術は、ガラス繊維、Kevlar®、炭素繊維のスタンプ技術と類似していますが、わずかな違いがあります。
スタンプされた修理は、ステップの修理で、またはより一般的にはノッチ修理（テーパー修理）で行うことができます。通常、円周方向のカットの角度は、荷重を接合部に緩和し、接着剤の脱出を防ぐために小さくなります。これは、1：10〜1：70の厚さと長さの比率に変換されます。結合された修理の検査は困難であるため、保証された修理には、ボルトの修理よりも品質管理、より良い訓練を受けた人員と清潔さへのより高いコミットメントが必要です。
荷重伝達の観点から、埋め込まれたジョイントは、雌のシャフトをパッチのニュートラルシャフトと密接に整列させることにより、負荷の偏心を減らすため、より効果的です。ただし、この構成には、修復物を実行する際には多くの欠点があります。
まず、小さなテーパー角を維持するために、大量の音響感受性材料を削除する必要があります。
第二に、交換層は非常に正確にレイアウトされ、修理縫い目に配置する必要があります。
第三に、交換層の硬化は、オートクレーブで硬化しないと、強度が大幅に減少する可能性があります。
第四に、接着剤はジョイントの底に付着し、不均一な結合ラインを作成します。これは、円周角を近似するために一連の小さなステップによって軽減できます。
これらの理由から、部品が軽く装填されていない限り、このタイプの修理は通常、部品をオートクレーブに挿入できる修理施設で実行され、部品を元の部品と同じくらい強くすることができます。
固体ラミネートにはいくつかの異なる修復方法があります。パッチは事前に硬化し、その後、親素材に二次結合することができます。この方法は、ボルトオン修理に最も近いです。図64に示すように、プリプレグをパッチにし、接着剤と同時に共硬化させることができます。パッチは、ウェットレイアップレイヤーを使用して修理することもできます。硬化サイクルは、時間の長さも変化し、温度の硬化と硬化圧力を硬化させ、可能な修理の組み合わせの数を増やします。
図64：事前に測定されたパッチは、一次基板に二次的に結合することができます
2、複合bevelledパネルの修復
ステップ1：損傷検査と調査
修復する損傷のサイズと深さは、適切な非破壊的評価（NDE）技術を使用して正確に測定する必要があります。複合構造の損傷検査には、さまざまなNDE技術を使用できます。最も単純な手法は目視検査です。ここでは、ガラスポリエステルやガラス - ビニルエステルラミネートなどの半透明の複合材料の剥離または樹脂亀裂によるホワイトニングを使用して、損傷の領域を示すことができます。
目視検査は、すべての損傷が目によって検出されるわけではないため、正確な手法ではありません。特に、塗料によって隠された損傷、表面の深い損傷、炭素繊維やアラミド層状などの非透明な複合材料の損傷です。人気のある手法は、コインやハンマーなどの軽量オブジェクトが損傷を見つけるために使用されるタップテストです。タップテストの主な利点は、それが単純であり、広い領域をすばやく検査するために使用できることです。タップテストは通常、表面に近い層間剥離損傷を検出するために使用されますが、剥離が表面の深さにあるため、信頼性が低くなります。コーンタップテストは、樹脂の亀裂や壊れた繊維など、他のタイプの損傷を検出するのに役立ちません。
複合材料を検出するためのより高度なNDE技術は、インピーダンステスト、X線X線撮影、サーモグラフィ、および超音波です。これらの手法のうち、超音波は間違いなく最も正確で実用的であり、損傷を測定するためによく使用されます。超音波は、目視検査やパーカッションテストとは異なり、表面の下にある小さな層を検出するために使用できます。
ステップ2：損傷した材料を取り外します
損傷した領域の修復領域の範囲が決定されると、損傷したラミネートを除去する必要があります。サウンドソースのラミネートの端は、浅い角度に先細にされます。円周角としても知られるテーパー勾配比は、12：1未満でなければなりません（<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.
図65：組み込みパッチ固体ラミネートボード
ステップ3：表面の準備
埋め込みエリアの近くのラミネートは、サンドペーパーで軽く洗浄する必要があります。次に、ほこりと汚染物質を除去する必要があります。埋め込みエリアがかなりの期間環境にさらされている場合、汚染を除去するために溶媒で洗浄することをお勧めします。
ステップ4：形成/フィルムツール
複合構造の元の輪郭を備えた剛性サポートプレートは、修理が周囲の構造と同じジオメトリを持つことを確認するために必要です。
ステップ5：ラミネーション
通常、積層修理は、Ply-Prefered Taperの最小限のシーケンスを使用して作成されます。この修理は許容されますが、修復インターフェイスの各層の端に比較的弱い樹脂が豊富な領域を生成します。補強ファブリックの最初の層が作業領域を完全に覆う最大厚さの第一層ラミネーションシーケンスは、より強力な界面接続を生成します。メーカーのSRM命令に従います。
補強材の選択は、修復に許容可能な機械的特性を確保するために重要です。強化ファブリックまたはテープは、元の複合材で使用される補強材と同じでなければなりません。
修理合板内の補強層の繊維の向きは、元の部品合板の繊維と一致する必要があり、修理の機械的特性が元の材料の機械的特性にできるだけ近いようにする必要があります。
3、翼の末尾のエッジと移行領域の修復
コントロールパネルの翼の後縁は、損傷を受けやすくなります。後続の4インチは、稲妻の衝突だけでなく、地上の衝撃や取り扱いに対して特に脆弱です。スキンニングおよびトレーリングエッジの補強が関与する可能性があるため、このエリアでは修理が困難になる場合があります。損傷したエッジまたはパネルのハニカムコアの修理は、コアの交換と損傷したサンドイッチハニカム構造を必要とする修理に似ています。損傷が調査され、損傷した層とコアが削除され、部品が乾燥し、新しいコアが取り付けられ、修理層が適用され、硬化し、修理後に検査されます。典型的な翼のトレースエッジの修復を図66に示します。
図66：翼の後縁の修復
4、樹脂注射による修復
樹脂注入修復は、剥離による小さな損傷を伴う光義務構造の固体ラミネートに使用されます。剥離領域の外側に2つの穴が開けられ、低粘度樹脂が樹脂が他の穴から流れるまで、穴の1つに注入されます。樹脂注入修復は、サンドイッチのハニカム構造でパネルの剥離を修復するために時々使用されます。樹脂注入法の欠点は、図67に示すように、掘削の結果として繊維が遮断されているため、繊維が遮断されているため、損傷した領域から水分を除去することが困難であることです。
図67：樹脂注射による修復
つづく
ソース「Composites Frontier」パブリックWebサイト