O le pusa feavea'i e mafai ona toe fa'aleleia i le UV-curable fiberglass/vinyl ester po'o le carbon fiber/epoxy prepreg o lo'o teuina i le vevela o le potu ma mea e fa'amalo ai le ma'a. #insidemanufacturing #infrastructure
UV-curable prepreg patch repair E ui lava o le carbon fiber/epoxy prepreg repair na atiae e Custom Technologies LLC mo le alalaupapa tuʻufaʻatasia infield na faʻamaonia e faigofie ma vave, o le faʻaogaina o le fiber tioata faʻamalosia UV-curable vinyl ester resin Prepreg ua atiae se faiga sili atu ona faigofie. . Punavai ata: Custom Technologies LLC
O alalaupapa e mafai ona faʻaaogaina o ni aseta taua mo le faʻaogaina o le militeri ma le faʻaogaina, faʻapea foʻi ma le toe faʻaleleia o felauaiga i taimi o faʻalavelave faʻalenatura. O fausaga tu'ufa'atasi o lo'o su'esu'eina e fa'aitiitia ai le mamafa o ia alalaupapa, ma fa'aitiitia ai le mamafa o ta'avale fela'uaiga ma auala e fa'aolaina ai. Pe a faatusatusa i alalaupapa uʻamea, o mea tuʻufaʻatasia e iai foʻi le gafatia e faʻateleina ai le gafatia o uta ma faʻalauteleina le ola tautua.
O le Advanced Modular Composite Bridge (AMCB) o se faʻataʻitaʻiga. Seemann Composites LLC (Gulfport, Mississippi, US) ma Materials Sciences LLC (Horsham, PA, US) faʻaaogaina laminates epoxy epoxy fiber carbon (Ata 1). ) Fuafuaga ma le fausiaina). Ae ui i lea, o le mafai ona toe faʻaleleia ia fausaga i totonu o le fanua ua avea ma faʻafitauli e faʻalavelave ai le faʻaaogaina o mea faʻapipiʻi.
Ata 1 O le alalaupapa tu'ufa'atasi, aseta autu i totonu o le fanua Advanced Modular Composite Bridge (AMCB) na mamanuina ma fausia e Seemann Composites LLC ma Materials Sciences LLC e fa'aaoga ai mea fa'apipi'i epoxy resin composites. Punavai ata: Seeman Composites LLC (agavale) ma le US Army (taumatau).
I le 2016, na maua ai e le Custom Technologies LLC (Millersville, MD, US) se fesoasoani a le US Army-faatupeina o Small Business Innovation Research (SBIR) Phase 1 e fausia ai se auala toe faaleleia e mafai ona faia ma le manuia i luga o le nofoaga e fitafita. Faʻavae i luga o lenei faiga, o le vaega lona lua o le fesoasoani a le SBIR na tuʻuina atu i le 2018 e faʻaalia ai mea fou ma mea e faʻaaogaina i le maa, e tusa lava pe faia le patch e se tagata fou e aunoa ma se aʻoaʻoga muamua, 90% pe sili atu o le fausaga e mafai ona toe faʻaleleia Raw malosi. O le faʻaogaina o le tekonolosi e faʻamoemoeina e ala i le faia o se faasologa o auʻiliʻiliga, filifiliga o meafaitino, faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga ma galuega faʻataʻitaʻiga faʻainisinia, faʻapea foʻi ma faʻataʻitaʻiga laʻititi ma faʻaleleia atoa.
O le tagata suʻesuʻe autu i vaega e lua SBIR o Michael Bergen, o le faʻavae ma le peresetene o Custom Technologies LLC. Na litaea Bergen mai Carderock o le Naval Surface Warfare Center (NSWC) ma tautua i le Structures and Materials Department mo le 27 tausaga, lea na ia pulea ai le atinaʻeina ma le faʻaogaina o tekinolosi tuʻufaʻatasia i le vaʻa a le US Navy. O Dr. Roger Crane na auai i le Custom Technologies i le 2015 ina ua litaea mai le US Navy i le 2011 ma ua 32 tausaga o tautua. O lona tomai fa'apitoa e aofia ai fa'asalalauga fa'apitoa ma pateni, e aofia ai mataupu e pei o mea fou tu'ufa'atasia, fa'ata'ita'iga gaosiga, auala feso'ota'iga, mea fa'apipi'i tele, mata'ituina o le soifua maloloina, ma le toe fa'aleleia o mea.
Ua atiina ae e le au atamamai e toʻalua se faiga faʻapitoa e faʻaogaina ai mea faʻapipiʻi e toe faʻaleleia ai taʻetaʻe i luga o le alumini faʻapipiʻi o le Ticonderoga CG-47 class missile cruiser 5456. i le suitulaga o se laupapa tulaga o le 2 i le 4 miliona tala,” o le tala lea a Bergen. "O lea na matou faʻamaonia ai matou te iloa le auala e faʻaleleia ai i fafo atu o le fale suʻesuʻe ma i totonu o se siosiomaga auaunaga moni. Ae o le luʻitau o metotia a le militeri o loʻo i ai nei e leʻo manuia tele. O le filifiliga o le fa'apipi'iina o le toe fa'aleleia o le lua [fa'atatau i nofoaga fa'aleagaina Fa'apipi'i se laupapa i le pito i luga] pe aveese le aseta mai le tautua mo le toe faaleleia o faleteuoloa (D-level). Talu ai e manaʻomia le faʻaleleia o le D-level, e tele aseta ua tuʻu ese."
Na ia fa’ailoa o le mea e mana’omia o se metotia e mafai ona fa’atinoina e fitafita e leai se poto masani i mea fa’apipi’i, e fa’aaoga ai na’o pusa ma tusi fa’aleleia. O la matou sini o le faafaigofieina o le faagasologa: faitau le tusi lesona, iloilo mea ua faaleagaina ma fai le toe faaleleia. Matou te le manaʻo e faʻafefiloi resins vai, aua e manaʻomia le fua saʻo e faʻamautinoa ai le fofo atoatoa. Matou te manaʻomia foʻi se faiga e leai ni otaota mataʻutia pe a maeʻa toe faaleleia. Ma e tatau ona afifiina o se pusa e mafai ona faʻapipiʻiina e le fesoʻotaʻiga o loʻo i ai nei. ”
O se tasi o vaifofo na fa'aalia lelei e Custom Technologies o se pusa feavea'i e fa'aogaina se fa'apipi'i epoxy malo e fa'avasega ai le fa'apipi'i fa'apipi'i fa'apipi'i e tusa ai ma le tele o mea fa'aleagaina (e o'o atu i le 12 sikuea inisi). Na maeʻa le faʻataʻitaʻiga i luga o se mea tuʻufaʻatasia e fai ma sui o le 3-inisi le mafiafia AMCB faʻailoga. O le mea tu'ufa'atasi o lo'o i ai le 3-inisi mafiafia fafie balsa (15 pauna i le kupita vae density) ma lua laulau o Vectorply (Phoenix, Arizona, US) C -LT 1100 carbon fiber 0°/90° biaxial su'i ie, tasi le vaega o C-TLX 1900 carbon fiber 0 ° / + 45 ° / -45 ° tolu laʻau ma lua laulau o le C-LT 1100, o le aofaʻi o laulau e lima. "Na matou filifili o le a faʻaogaina e le pusa faʻapipiʻi faʻapipiʻi i totonu o se laminate quasi-isotropic e tutusa ma le tele-axis ina ia le avea le itu o le ie ma se faʻafitauli," o le tala lea a Crane.
O le isi mataupu o le resin matrix o loʻo faʻaaogaina mo le toe faʻaleleia o laminate. Ina ia aloese mai le faʻafefiloi o resini vai, o le patch o le a faʻaaoga prepreg. "Ae ui i lea, o nei luitau o le teuina," o le tala lea a Bergen. Ina ia atiaʻe se vaifofo faʻapipiʻi faʻapipiʻi, ua galulue faʻatasi le Custom Technologies ma Sunrez Corp. (El Cajon, Kalefonia, ISA) e atiaʻe se fiber glass/vinyl ester prepreg e mafai ona faʻaogaina le malamalama ultraviolet (UV) i le ono minute Faʻamaʻi malamalama. Na galulue faatasi foi ma Gougeon Brothers (Bay City, Michigan, ISA), lea na fautuaina le faʻaaogaina o se ata fou epoxy e mafai ona fetuutuunai.
O suʻesuʻega muamua ua faʻaalia ai o le epoxy resin o le resin sili ona talafeagai mo le carbon fiber prepregs-UV-curable vinyl ester ma translucent glass fiber galue lelei, ae le faʻamalolo i lalo o le malamalama-blocking carbon fiber. E faavae i luga o le ata fou a Gougeon Brothers, o le epoxy prepreg mulimuli e faamalolo mo le 1 itula i le 210°F/99°C ma e umi lona ola i le vevela o le potu-e le manaomia le teuina o le vevela. Fai mai Bergen afai e manaʻomia se maualuga maualuga o le vevela suiga (Tg), o le resini o le a faʻamalolo foi i se maualuga maualuga, e pei o le 350°F/177°C. O mua'i fa'ata'ita'i uma e lua e tu'uina atu i totonu o se pusa fa'aleleia fe'avea'i e pei o se fa'aputuga o pa'i mua'i fa'amaufa'ailogaina i totonu o se teutusi ata palasitika.
Talu ai o le pusa lipea e mafai ona teuina mo se taimi umi, e mana'omia le Custom Technologies e fa'atino se su'esu'ega o le olaga. "Na matou faʻatauina ni paʻu palasitika malo se fa-o se ituaiga militeri masani e faʻaaogaina i mea tau felauaiga-ma tuʻu faʻataʻitaʻiga o le epoxy adhesive ma le vinyl ester prepreg i totonu o pa puipui taʻitasi," o le tala lea a Bergen. Ona tuʻu lea o pusa i nofoaga eseese e fa mo le suʻega: o le taualuga o le falegaosimea a Gougeon Brothers i Michigan, o le taualuga o le malaevaalele a Maryland, o le fale i fafo i le Vanu o Yucca (California toafa), ma le fale suʻesuʻe suʻega i fafo i Florida i saute. O mataupu uma o loʻo i ai faʻamaumauga faʻamaumauga, fai mai Bergen, "Matou te ave faʻamaumauga ma meafaitino faʻataʻitaʻiga mo le iloiloga i le tolu masina. O le maualuga o le vevela o loʻo faʻamauina i pusa i Florida ma Kalefonia e 140 ° F, lea e lelei mo le tele o resini toe faʻaleleia. O se luitau moni lava.” E le gata i lea, na faʻataʻitaʻiina i totonu e Gougeon Brothers le epoxy resin mama fou. "O faʻataʻitaʻiga na tuʻuina i totonu o se ogaumu i le 120 ° F mo le tele o masina e amata ona faʻapipiʻi," o le tala lea a Bergen. "Ae ui i lea, mo faʻataʻitaʻiga tutusa o loʻo teuina i le 110 ° F, o le kemisi resin na faʻaleleia i se vaega itiiti."
Na faʻamaonia le toe faʻaleleia i luga o le laupapa suʻega ma lenei faʻataʻitaʻiga o le AMCB, lea na faʻaaogaina le laminate tutusa ma mea autu e pei o le uluai alalaupapa na fausia e Seemann Composites. Punavai ata: Custom Technologies LLC
Ina ia faʻaalia le faiga faʻaleleia, e tatau ona gaosia se laminate sui, faʻaleagaina ma toe faʻaleleia. "I le vaega muamua o le poloketi, na matou faʻaaogaina muamua laʻititi laʻititi 4 x 48-inisi faʻailoga ma suʻega faʻapipiʻi faʻailoga e iloilo ai le faʻaogaina o le matou toe faʻaleleia," o le tala lea a Klein. "Ona, matou suia i le 12 x 48 inisi panels i le vaega lona lua o le poloketi, faʻaaogaina uta e faʻatupuina ai se tulaga faʻalavelave faʻalua e mafua ai le toilalo, ona iloilo lea o le faʻaleleia o galuega. I le vaega lona lua, na matou faʻamaeʻaina foi le AMCB faʻataʻitaʻiga na matou fausia le Tausiga.
Fai mai Bergen o le suʻega suʻega na faʻaaogaina e faʻamaonia ai le toe faʻaleleia o galuega na gaosia e faʻaaoga ai le laina tutusa o laminates ma mea autu e pei o le AMCB na gaosia e Seemann Composites, "ae na matou faʻaititia le mafiafia o le laulau mai le 0.375 inisi i le 0.175 inisi, e faʻavae i luga o le axis theorem tutusa. . O le tulaga lea. O le metotia, faʻatasi ai ma elemene faʻaopoopo o le aʻoaʻoga faʻapipiʻi ma le masani laminate theory [CLT], na faʻaaogaina e faʻafesoʻotaʻi ai le taimi o le inertia ma le faʻamalosi lelei o le AMCB atoa ma se oloa faʻataʻitaʻi laʻititi e faigofie ona taulimaina ma sili atu. taugofie. Ma, matou O le faʻataʻitaʻiga elemene faʻatapulaʻa [FEA] na fausia e XCraft Inc. (Boston, Massachusetts, ISA) na faʻaaogaina e faʻaleleia ai le mamanu o le toe faaleleia o fausaga. O le ie carbon fiber na faʻaaogaina mo suʻega suʻega ma le AMCB faʻataʻitaʻiga na faʻatau mai Vectorply, ma o le balsa core na faia e Core Composites (Bristol, RI, US) saunia.
Laasaga 1. O lenei suʻega suʻega o loʻo faʻaalia ai le 3 inisi le lautele o le pu e faʻataʻitaʻi ai mea leaga na faailogaina i le ogatotonu ma toe faʻaleleia le taamilosaga. Punaoa ata mo laasaga uma: Custom Technologies LLC.
Laasaga 2. Fa'aaoga se masini e olo ai le maa e aveese ai mea ua faaleagaina ma fa'apipi'i le fa'apipi'i fa'alelei i le taper 12:1.
"Matou te mananaʻo e faʻataʻitaʻiina se maualuga maualuga o le faʻaleagaina i luga o le laupapa suʻega nai lo le mea e mafai ona vaʻaia i luga o le alalaupapa alalaupapa i le fanua," o le tala lea a Bergen. “O le matou auala la e fa’aaoga ai se pu e fai ai se pu e 3-inisi le lautele. Ona matou toso ese lea o le palaka o mea ua faaleagaina ma faʻaaoga se masini masini pneumatic lima e faʻaogaina ai se sikafu 12:1.
Na fa'amatala e Crane e fa'apea, mo le lipeaina o le carbon fiber/epoxy, a aveese loa le mea ua "fa'aleagaina" panel ma fa'aoga se sikafu talafeagai, o le a tipi le prepreg i le lautele ma le umi e fetaui ma le taper o le vaega ua faaleagaina. "Mo le matou suʻega suʻega, e manaʻomia ni faʻasologa e fa o le prepreg e faʻatumauina ai mea toe faʻaleleia e tutusa ma le pito i luga o le uluai kaponi e leʻi faaleagaina. A maeʻa lena, o le tolu laupepa ufiufi o carbon / epoxy prepreg o loʻo faʻatatau i lenei I luga o le vaega toe faʻaleleia. O vaega taʻitasi taʻitasi e faʻalautele le 1 inisi i itu uma o le vaega pito i lalo, lea e maua ai le faasolosolo malie o le faʻafeiloaʻiga mai le mea "lelei" o loʻo siomia ai i le vaega toe faʻaleleia." Ole taimi atoa e fa'atino ai lenei toe fa'aleleia-e aofia ai le tapenaina o le vaega o le toe fa'aleleia, Otioti ma tu'u mea toe fa'afo'isia ma fa'aogaina le faiga fa'amālōlō-pe a ma le 2.5 itula.
Mo alava kaponi/epoxy prepreg, o le vaega toe faaleleia o lo'o fa'apipi'i masini ma fa'amalolo i le 210°F/99°C mo le itula e tasi e fa'aaoga ai se mea fa'ameamea e fa'aola maa.
E ui lava e faigofie ma vave le faʻaleleia o le carbon / epoxy, na iloa e le 'au le manaʻomia o se fofo sili atu ona faigofie e toe faʻaleleia ai le faʻatinoga. O lenei mea na mafua ai le suʻesuʻeina o le ultraviolet (UV) faʻamalolo muamua. "O le fiafia i Sunrez vinyl ester resins e faʻavae i luga o le poto masani a le vaʻa muamua ma le faʻavae o le kamupani Mark Livesay," o le tala lea a Bergen. "Na matou saunia muamua ia Sunrez se ie tioata quasi-isotropic, faʻaaoga a latou vinyl ester prepreg, ma iloilo le curing curve i lalo o tulaga eseese. E le gata i lea, talu ai matou te iloa o le vinyl ester resin e le pei o le epoxy resin e maua ai le faʻaogaina o le faʻaogaina lona lua, o lea e manaʻomia ai taumafaiga faʻaopoopo e iloilo ai le tele o mea faʻapipiʻi faʻapipiʻi ma filifili po o ai e fetaui mo le talosaga.
O le isi fa'afitauli e le mafai e alava tioata ona maua tutusa mea fa'ainisinia e pei o alava carbon. "Faʻatusatusa i le carbon / epoxy patch, o lenei faʻafitauli e foia e ala i le faʻaaogaina o se isi vaega o tioata / vinyl ester," o le tala lea a Crane. "O le mafuaʻaga e manaʻomia ai naʻo le tasi le faʻaopoopoga o mea o le tioata o se ie mamafa." O lenei mea e maua ai se patch talafeagai e mafai ona faʻaoga ma tuʻufaʻatasia i totonu o le ono minute e oʻo lava ile malulu / malulu ile vevela. Fa'amalolo e aunoa ma le tu'uina atu o le vevela. Na fa’ailoa e Crane e mafai ona mae’a lenei galuega fa’aleleia i totonu o le itula.
O faiga fa'apipi'i uma na fa'aalia ma fa'ata'ita'iina. Mo fa'alelei ta'itasi, o le vaega e fa'aleagaina e fa'ailogaina (Laasaga 1), faia i se ili pu, ona aveese lea e fa'aaoga ai se masini e olo ai le ma'a (laasaga 2). Ona tipi lea o le vaega ua toe faaleleia i se taper 12:1. Fa'amama le pito i luga o le sikafu i se pepa ava (laasaga 3). Sosoo ai, tipi le patch toe faaleleia i se tele, tuu i luga o le mea mama (laasaga 4) ma faʻapipiʻi i se uila e aveese ai le ea. Mo alava tioata/UV-curing vinyl ester prepreg, ona tu'u lea o le vaega fa'asa'o i luga o le vaega toe fa'aleleia ma fa'amama le fa'apipi'i i se moli UV e leai se laina mo le ono minute (laasaga 5). Mo le kaponi fibre/epoxy prepreg, fa'aaoga se mea fa'apipi'i fa'apolokalame, tasi le ki, fa'ameamea e fa'amalo i le ma'a e fa'amama ma fa'amama le vaega toe lipea i le 210°F/99°C mo le itula e tasi.
Laasaga 5. A maeʻa ona tuʻuina le paʻu paʻu i luga o le vaega toe faʻaleleia, faʻaaoga se moli UV e leai se laina e faʻamalolo ai le patch mo le 6 minute.
"Ona matou faia lea o suʻega e iloilo ai le faʻapipiʻiina o le patch ma lona gafatia e toe faʻafoʻi ai le gafatia o le avega o le fausaga," o le tala lea a Bergen. "I le tulaga muamua, e tatau ona tatou faʻamaonia le faigofie o le faʻaoga ma le mafai ona toe faʻaleleia a itiiti ifo ma le 75% o le malosi. E faia lenei mea e ala i le fa'ailoga o le punou i luga o le 4 x 48 inisi carbon fiber/epoxy resin ma le balsa core beam pe a uma ona toe fa'aleleia le fa'aleagaina fa'atusa. Ioe. O le vaega lona lua o le poloketi na faʻaaogaina ai le 12 x 48 inisi laulau, ma e tatau ona faʻaalia le sili atu i le 90% manaʻoga malosi i lalo o avega mamafa. Na matou ausia uma nei manaʻoga, ona matou puʻeina lea o auala toe faʻaleleia i le AMCB faʻataʻitaʻiga. Faʻafefea ona faʻaogaina tekinolosi ma meafaigaluega e tuʻuina atu ai se faʻamatalaga vaaia."
O se itu taua o le poloketi o le faʻamaonia lea e mafai e tagata fou ona faʻamaeʻaina le toe faaleleia. Mo lenei mafuaʻaga, na maua ai e Bergen se manatu: "Ua ou folafola atu e faʻaalia i a matou fesoʻotaʻiga faʻapitoa e lua i le Ami: Dr. Bernard Sia ma Ashley Genna. I le toe iloiloga mulimuli o le vaega muamua o le poloketi, sa ou talosagaina e leai se toe faaleleia. Na faia e Ashley le poto masani le lipeaina. I le faʻaaogaina o le pusa ma le tusi lesona na matou tuʻuina atu, na ia faʻaogaina le patch ma faʻamaeʻaina le toe faaleleia e aunoa ma se faʻafitauli.
Ata 2 O le ma'a fa'amaloloina na mua'i fa'apolokalameina, ma'a e mafai ona fofoina le alava kaponi/epoxy repair patch i le oomi o se ki, e aunoa ma le mana'omia o le toe fa'aleleia o le poto po'o le fofoina o polokalame taamilosaga. Punavai ata: Custom Technologies, LLC
O le isi atina'e autu o le faiga fa'amalolo e fa'aola ai maa (Ata 2). "E ala i le tausiga i totonu, e na o le malosi o le maa," o le tala lea a Bergen. "O mea faigaluega uma o loʻo i totonu o le pusa faʻaleleia na matou fausia e leai se fesoʻotaʻiga." E aofia ai le so'oga fa'amama e fa'aola i le ma'a na atia'e fa'atasi e le Custom Technologies ma le kamupani tu'uina atu masini fa'amama a le WichiTech Industries Inc. (Randallstown, Maryland, ISA). "O lenei mea faʻapipiʻi vevela e faʻaogaina i le maa ua uma ona faʻapipiʻiina e faʻamaeʻa ai le fofo, o lea e le manaʻomia ai e le au fou le faʻapipiʻiina o le taamilosaga," o le tala lea a Crane. “E tatau lava ona latou oomi se faamau e faamaea ai le auala sa’o ma susu.” O maa o lo'o fa'aogaina nei e mafai ona tumau mo le tausaga a'o le'i mana'omia le toe fa'aola.
Faatasi ai ma le maeʻa o le vaega lona lua o le poloketi, o loʻo saunia e Custom Technologies ni talosaga mo le faʻaleleia atili ma le aoina o tusi o tului ma le lagolago. "O la matou sini o le faʻamatuaina o lenei tekinolosi i le TRL 8 ma aumai i le fanua," o le tala lea a Bergen. "Matou te vaʻai foʻi i le avanoa mo talosaga e le o ni militeri."
Fa'amatala le faatufugaga tuai i tua atu o le fa'amalosia muamua a le alava'a, ma e iai se malamalama'aga loloto i fa'asaienisi fou fou ma atina'e i le lumana'i.
O le a vave ona sau ma lele mo le taimi muamua, o le 787 e faʻalagolago i mea fou i mea tuʻufaʻatasia ma faiga e ausia ai ana sini.
Taimi meli: Sep-02-2021