De draachbere kit kin wurde repareare mei UV-CURSLASE / VINYLE ESTER OF CARON FOTFER / EPOXY PROXRE BESLOT OP KOONTEMSTER EN BATTER TEADMIEREN EN BATTER TEMSTER EN BATTERY-POWERED CURING-apparatuer. #inSideMabeTuration #infrairucuctur
UV-CHEURACH PLAPREA PATH REPARE WILT DE KOWER Fiberen / EPOXY PHREXY REPREATIK FAN DE INFOELT TEKLIKE BRIJK WURKT, DE GEBRUK WURK FERGESE UV-COUNBEER VINYL ESTE RESTER RESIN RESLEIM EINT EIN EERSENT SYSTEM . Ofbylding boarne: Oanpaste technologyen LLC
Modulêre ynsetlike brêgen binne krityske aktiva foar militêre taktyske operaasjes en logistyk, lykas ek de restauristyk fan ferfierynfrastruktuer by natuerrampen. Composite-struktueren wurde bestie om it gewicht fan sokke brêgen te ferminderjen, wêrtroch de lêst de lêst ferminderet oer ferfier fan auto's en lansartme-meganismen. Yn ferliking mei metalen brêgen hawwe gearstalde materialen ek it potensjeel om load-draging kapasiteit te ferheegjen en te ferlingjen tsjinstferliening.
De avansearre modulêre gearstalde Bridge (AMBB) is in foarbyld. Seemann CompoSites LLC (Gulfport, Mississippi, US) en materialen Wittenskippen LLC (Horsham, PA) Brûk Carbon Fiber-fersterke Epoxy Laminates (Figuer 1). ) Untwerp en konstruksje). De mooglikheid om sokke struktueren lykwols te reparearjen yn it fjild hat lykwols in probleem west dat it oannimmen fan gearstalde materialen hindert.
Figuer 1 Composite Bridge, Key Infield Asset Advanced Modulêre gearstalde Bridge (AMCB) waard ûntworpen en konstruearre troch Seemc-post en materialen Wittenskippen LLC mei Carbon-fasoreare Epoxy Resin Composites. Ofbylding boarne: Seeman CompoSites LLC (Lofts) en it Amerikaanske leger (rjochts).
Yn 2016 krekte technologyen LLC (Millersville, MD, US) krige in Amerikaanske leger-finansiering Undersyk (Sbir) Fase 1-subsydzje om in reparaasjemetoade te ûntwikkeljen dy't mei súkses kin wurde útfierd troch soldaten. Op grûn fan dizze oanpak waard de twadde faze fan 'e Sbir-subsydzje útrikke om nije materialen en batterij-oandreaune apparatuer te sjen te litten, ek as de patch wurdt útfierd sûnder foarôfgeande training, 90% of mear fan' e struktuer kin rau wurde hersteld sterkte. De mooglikheid fan 'e technology wurdt bepaald troch in searje analyse, materiële seleksje, spesifike produksje en meganyske testende taken, lykas ek lytsskalige en folop skaalje reparaasjes.
De wichtichste ûndersiker yn 'e twa Sbir-fazen is Michael Bergen, de oprjochter en presidint fan oanpaste technologyen LLC. Bergen pensjoen fanardock fan 'e marine-oerflak Warferfiersintrum (NSWC) en tsjinne yn' e struktuer yn 'e struktuer, wêr't hy de ûntwikkeling en tapassing slagge fan gearstalde technologyen yn' e float fan 'e FS-Navy. Dr Roger Crane die mei oan maatskiptechnologyen yn 2015 nei it pensjoen fan 'e Amerikaanske marine yn 2011 en hat 32 jier tsjinne. Syn gearstalde materialen omfettet technyske publikaasjes en patinten, dekking fan ûnderwerpen lykas nije gearstalde materialen, ferbiningsmetoaden, multyfunksjoneel gearstalde materialen, strukturele sûnenssoarch, en gearstalde materiaal restauraasje.
De twa saakkundigen hawwe in unyk proses ûntwikkele dat it gearstallen fan gearstalde materialen brûkt om te reparearjen yn 'e aluminium-superiseare Missile Cruiser 5456. "It proses waard ûntwikkele om de groei fan barsten te ferminderjen en te tsjinjen as in ekonomysk alternatyf Oan 'e ferfanging fan in platfoarmbestjoer fan 2 oant 4 miljoen dollar, sei Bengen. "Dat wy bewiisden dat wy witte hoe't wy witte hoe't wy de reparaasjes bûten it laboratoarium moatte útfiere en yn in echte Service-omjouwing. Mar de útdaging is dat hjoeddeistige militêre fermogen metoaden net heul suksesfol binne. De opsje is bondele duplex-reparaasje [yn prinsipe yn beskeadige gebieten lijm in boerd nei de top] of ferwiderje it fermogen fan tsjinst foar reparaasjes foar warehouse-nivo. Om't reparaasjes fan D-nivo binne ferplicht, wurde in protte aktiva pleatst. "
Hy gie troch te sizzen dat wat nedich is in metoade is dat kin wurde útfierd troch soldaten sûnder ûnderfining yn gearkomst yn gearfangen materialen, mei allinich kits en ûnderhâldsbeautoren. Us doel is om it proses Simple te meitsjen: Lês de hantlieding, evaluearje de skea en útfiere reparaasjes. Wy wolle gjin floeibere resins mingje, om't dit krekte mjitting fereasket om folsleine genêzing te garandearjen. Wy hawwe ek in systeem nedich mei gjin gefaarlik ôffal nei reparaasjes binne foltôge. En it moat wurde ferpakt as in kit dat kin wurde ynset troch it besteande netwurk. "
Ien oplossing dy't oanpaste technologyen dy't mei súkses oantoand is, is in draachbere kit, dat brûkt wurdt in lestige loskeppeling brûkt om de kleefferkommend patch te passen, neffens de grutte fan 'e skea (oant 12 fjouwerkante inch). De demonstraasje waard foltôge op in gearstalde materiaal dat in 3-inch dikke amp-dek fertsjintwurdiget. It gearstalde materiaal hat in 3-inch dikke balsa houtkoarne (15 pûn per kubike foet tichtheid) en twa lagen fektors) C -LT 1100 Carbon Fiber 0 ° / 90 ° BIAXIAL STIKSJE STABR, ONE LAYER FAN C-TLX 1900 Carbon Fiber 0 ° / + 45 ° / -45 ° Trije skachten en twa lagen C-lt 1100, yn totaal fiif lagen. "Wy hawwe besletten dat de kit prefabrikearre patches sil brûke yn in kwasi-isotropyske laminaat gelyk oan in multi-as, sadat de stofrjochting gjin probleem sil wêze," sei kraan.
De folgjende útjefte is de resin Matrix brûkt foar laminaat reparaasje. Om it mingjen fan floeibere resin te foarkommen, sil de patch prepreg brûke. "Dizze útdagings binne lykwols opslach," Ferliuwe Bergen. Om in sterbere patch-oplossing te ûntwikkeljen, hat oanpaste technologyen gearwurke mei Sunrez Corp. (El Cajon, Kaliforië) om in glêsfaser / Vinyl Ester te ûntwikkeljen dy't Ultraviolet Ljocht (UV) yn seis minuten ljocht kin brûke. It gearwurke ek mei gougeon-bruorren (Bay City, Michigan, USA), dy't it gebrûk foarstelde fan in nije fleksibele epoksy-film.
Iere stúdzjes hawwe oantoand dat epoxy-heren de meast geskikte har is foar koalstoffaser foarkarregisters-UV-krulde ester en trochsichtich glêzer goed, mar genêze net ûnder ljochtblokkering. Basearre op 'e nije film fan Gougeon-bruorren, wurdt de definitive Epoxy-prepreg yn 210 ° F / 99 ° C forkurmd. Bergen sei dat as in hegere glês-oergongstemperatuer (TG) fereaske is, sil de hars opnij wurde genêzen op in hegere temperatuer, lykas 350 ° F / 177 ° C. Beide prepregs wurde levere yn in draachbere reparaasjekit as in stapel mei preprichtpatches fersegele yn in plastic film-envelop.
Sûnt de reparaasjeskit kin miskien in lange tiid wurde opslein, is oanpaste technologyen ferplicht om in stúdzje fan plank libben te fieren. "Wy kochten fjouwer hurde plestik-kasten - in typysk militêre type brûkt yn ferfierapparatuer - en set samples fan Epoxy-adhesive en Vinyl Ester Prepreg yn elke kast," sei Bergen. De doazen waarden doe pleatst op fjouwer ferskillende lokaasjes foar testen: it dak fan 'e gougeon-bruorren yn Michigan, it bûtenlânske Fleanfjild yn Yucca Valley (Corifornia-woastenije (Kalifornje Corrosion Testing Laboratorium yn Súd-Florida. Alle gefallen hawwe gegevens Logers, Bergen punten út, "Wy nimme gegevens en materiaal-samples foar evaluaasje elke trije moannen. De maksimale temperatuer opnommen yn 'e fakjes yn Florida en Kalifornje 140 ° F, wat goed is foar de measte restauraasje-rezen. It is in echte útdaging. " Derneist testen gougeon-bruorren intern de nij ûntwikkele pure epoksy-resin. "Sonstes dy't yn in oven yn 120 ° F hawwe pleatst foar ferskate moannen, begjin te polymerize," sei Bergen. "Foar de korrespondearjende samples hâlde om 110 ° F lykwols hâlden, ferbettere de resin allinich troch in lyts bedrach."
De reparaasje waard kontroleare op it testbestjoer en dit skelemodel fan AMCB, dat deselde laminaat en kearnmateriaal brûkt as de orizjinele brêge boud troch Seemann CompoSites. Ofbylding boarne: Oanpaste technologyen LLC
Om de reparaasjetechnyk te demonstrearjen moat in fertsjintwurdiger laminaat produsearje, skansearre en repareare. "Yn 'e earste faze fan it projekt brûkten wy ynearsten lytse skaal 4 x 48-inchbalken en bûgde testen fan fjouwer punt om de mooglikheid fan ús reparaasjeproses te evaluearjen," sei Klein. "Dan, wy oergongen nei 12 x 48 inch panielen yn 'e twadde faze fan it projekt, tapaste loads om in biaxial stresssteat te generearjen om mislearring te generearjen, en evaluearre de reparaasjeprestaasje. Yn 'e twadde faze foltôge wy ek it AMCB-model yn' e bouden ûnderhâld. "
Bergen sei dat it testpaniel dat wurdt brûkt om te bewizen dat de reparaasjeprestaasje wurdt produsearre mei deselde lines en kearnmateriaal, as Amcb produsearre troch Semames, op 0,375 inch nei 0,175 inch, basearre op 'e parallelle as teorem . Dit is it gefal. De metoade, tegearre mei de ekstra eleminten fan beamteory en klassike laminaat teory [clt] waard brûkt om it momint te keppeljen en effektyf fan 'e folsleine skaal fan' e folsleine skaal mei in lytsere grutte-produkt dat makliker is om te behanneljen en mear kosten-effektyf. Doe waard wy de definitive elemintananalyse [Fea] Model ûntwikkele troch XCraft Inc. (Boston, Massachusetts, Feriene Steaten) waard brûkt om it ûntwerp fan strukturele reparaasjes te ferbetterjen. " De koalstoffaser stof wurdt brûkt foar de testpanielen en it AMCB-panielen waard oankocht fan vectorplan, en de Balsa-kearn waard makke troch kearn komposysje (Bristol, RI, US) levere.
Stap 1. Dit testpaniel toant in 3 inch gat-diameter om skea te simulearjen markearre yn it sintrum en de omtrek te reparearjen. Photo Boarne foar alle stappen: Oanpaste technologyen LLC.
Stap 2. Brûk in batterij-oandreaune manual om it beskeadige materiaal te ferwiderjen en de reparaasje patch te ferwiderjen mei in 12: 1 taper.
"Wy wolle in hegere graad fan skea oan it testboerd simulearje dan kin wurde sjoen op 'e Bridge-dek yn it fjild," Ferliuwe Bergen. "Dus ús metoade is om in gat te brûken yn 'e holle om in 3-inch diameter gat te meitsjen. Doe lûke wy de plugge fan it beskeadige materiaal út en brûk in hân-holden pneumatyske grinder om in 12: 1 sjaal te ferwurkjen. "
Kraan ferklearre dat foar koalstoffaser / epoxy-reparaasje, wurdt it "skansearre" paniel materiaal ferwidere en in passende sjaal wurdt oanbrocht op 'e krimpen en lingte om te passen om te oerienkomme mei de taper fan it beskeadige gebiet. "Foar ús testpaniel freget dit fjouwer lagen fan prepreg om it reparaasjemateriaal yn oerienstimming te hâlden mei de boppekant fan it orizjinele net-skande koalmaniel. Hjirnei wurde de trije dekkinglagen fan koalstof / epoxy-precreciseerd op dit konsintreare op it repareare diel. Elke opienfolgjende laach útwreidet 1 inch oan alle kanten fan 'e legere laach, dy't in stadige loadferfier leveret fan it "goed" omlizzende materiaal nei it repareare gebiet. " De totale tiid om dit reparaasje-ynklusyf reparaasjegebiet út te fieren, te besunigjen en te snijen en pleatsen fan it restauraasjepost en de genêzensproseduere-sawat 2,5 oeren oanfreegje.
Foar koalstoffaser / epoxy-prepreg, is it reparaasjegebiet fakuümpakte en genêzen op 210 ° F / 99 ° C foar ien oere mei in batterij-oandreaune termyske bonder.
Hoewol koalstof / epoxy-reparaasje is ienfâldich en rap, erkende it team de needsaak foar in mear handige oplossing om prestaasjes te herstellen. Dit late ta de ferkenning fan Ultraviolet (UV) Curking Prepregs. "It belang fan Sunrez Vinyl Ester Resins is basearre op foarige marineûnderfining mei de oprjochter fan it bedriuw," útlein bergen. "Wy hawwe earst Sunrez levere mei in Quasi-Isotropyske glêzen stof, mei help fan har vinyl ester prepreg, en evalueare de genêzen kromme ûnder ferskate omstannichheden. Derneist, om't wy wite dat Vinyl Ester RESIN net is lykas epoxy-resin dy't geskikt leveret, sadat ekstra ynspanningen nedich binne om ferskate kleefferwideringsagers te evaluearjen en te bepalen hokker men geskikt is foar de applikaasje. "
In oar probleem is dat glêsfibers net deselde meganyske eigenskippen kinne leverje as koalstoffibers. "Yn ferliking mei koalstof / epoxy patch is dit probleem oplost troch in ekstra laach glês / vinyl ester te brûken," sei kraan. "De reden wêrom't mar ien ekstra laach nedich is is dat it glêsmateriaal in swierdere stof is." Dit produseart in geskikte patch dy't kin wurde tapast en binnen seis minuten, sels by heul kâlde / befriezende infielstemperatuer. Genêzen sûnder hjitte te leverjen. Kraan wiisde út dat dit reparaasjewurk binnen in oere kin wurde foltôge.
Sawol patchsystemen binne oantoand en testen. Foar elke reparaasje is it gebiet om te beskeadigjen is markearre (stap 1), makke mei in hole-seach, en dan fuortsmiten mei in batterij-oandreaune manual-grinder (stap 2). Snij dan it repareare gebiet yn in 12: 1 taper. Skjin it oerflak fan 'e sjaal mei in alkoholpad (stap 3). Folgjende, snij de reparaasjeplaat oan in bepaalde grutte, pleats it op it skjinmakke oerflak (stap 4) en konsolidearje it mei in roller om loftbellen te ferwiderjen. Foar glêsfaser / UV-Curning Vinyl Ester Prepreg, pleats dan de release-laach op it repareare gebiet en genêze de patch mei in snoad-UV-lamp foar seis minuten foar seis minuten (stap 5). Foar koalstoffaser / epoxy prepreg, brûk in pre-programmearre, ien-knop, batterij-oandreaune thermyske bonder nei fakuümpak en genêze it repareare gebiet op 210 ° F / 99 ° C foar ien oere genêze.
Stap 5. Nei it pleatsen fan 'e peeling laach op it repareare gebiet, brûk in snoadleaze UV-lamp om de patch foar 6 minuten te genêzen.
"Doe gongen wy testen om de kleaster fan 'e patch te evaluearjen en it fermogen om de lading-dragerkapasiteit te herstellen fan' e struktuer," sei Bergen. "Yn 'e earste etappe moatte wy de maklik fan tapassing bewize en de mooglikheid om teminsten 75% fan' e sterkte te herstellen. Dit wurdt dien troch it bindiko fan fjouwer punt op in 4 48 inch Carbon Fiber / Epoxy Resin en Balsa Core Beam nei it reparearjen fan de simulearre skea. Ja. De twadde faze fan it projekt brûkte in 12 X 48 inch paniel, en moat mear dan 90% sterkte easken eksposearje ûnder komplekse strain-loads. Wy hawwe al dizze easken troffen, en fotografearre de reparaasjemetoaden op it AMCB-model. Hoe brûke jo infield-technology en apparatuer om in fisuele referinsje te leverjen. "
In wichtige aspekt fan it projekt is om te bewizen dat romkes de reparaasje maklik kinne foltôgje. Om dizze reden hie Bergen in idee: 'Ik haw tasein om te demonstrearjen oan ús twa technyske kontakten yn it leger: Dr. Bernard Sia en Ashley Grenna. Yn 'e definitive resinsje fan' e earste faze fan it projekt frege ik om gjin reparaasjes. Erfarne Ashley útfierde de reparaasje. Mei de kit en hantlieding hawwe wy levere, tapast se de patch oan en foltôge de reparaasje sûnder problemen. "
Figuer 2 De batterij-oandreaune genêzen foarôf programmearre, batterij-oandreaune thermyske bonding / epoxy-reparaasje patch oan 'e druk fan in ferlet fan' e needsaak om kennis te reparearjen of te genêzen rút. Ofbylding boarne: Oanpaste technologyen, LLC
In oare kaaiûntwikkeling is it batterij-oandreaun genêzen systeem (figuer 2). "Troch infield ûnderhâld te hawwen, hawwe jo allinich batterijkrêft," PERNENEN wiisde. "Alle prosesmateriaal yn 'e reparaasje Kit Wy ûntwikkele draadloos." Dit omfettet batterij-oandreaune thermyske bonding ûntwikkele troch oanpaste technologyen en thermyske bonding masjine-leveransier Wichitech Industries Inc. (Randallstown, Maryland, Feriene Steaten) Moarns. "Dizze batterij-oandreaune thermyske bonder is foarôf programmearre om kregenheid te foltôgjen, sadat no no hoege net te programmearjen," sei kraan. "Se moatte gewoan op in knop drukke om it juste ramp en wek te foltôgjen." De batterijen op it stuit yn gebrûk kinne in jier duorje foardat se moatte wurde opladen.
Mei it foltôgjen fan 'e twadde faze fan it projekt tariede oanpaste technologyen opstelde foarstelde útstelde útstellen en sammeljen fan brieven fan belang en stipe. "Us doel is om dizze technology te matich om te trûken om 8 te truinen en it fjild te bringen," sei Bergen. "Wy sjogge ek it potensjeel foar net-militêre applikaasjes."
Taljochtet de âlde keunst efter de earste glêstried fan 'e yndustry fan' e yndustry, en hat in yngeande begryp fan nije glêstried en takomstige ûntwikkeling.
Komt gau en fleane foar it earst, berjochten de 787 op ynnovaasjes yn gearstalde materialen en prosessen om syn doelen te berikken
Posttiid: SEP-02-2021