複合修復の 3 つの主要原則

複合材料には、従来の材料と比較して多くの利点があります。そして利点の1つは、修理の容易さと耐久性です。修理に関する知識が不足している場合、損傷した複合部品が交換される可能性があります。しかし実際には、複合部品は従来の材料よりも修理が簡単です。この記事では、複合修復の基本的な理解を説明します。

複合材の修理が成功すると、部品の寿命を延ばし、複合材部品の交換コストを節約できます。複合修復を正常に完了するには、理解する必要がある 3 つの主な原則があります。これらは、修理が元の部品と異なること、表面積の増加により複合修理の強度が向上すること、修理は​​元の部品と一致する必要があることです。

修理は元の部品とは異なります。

複合修復について理解する必要がある最初の原則は、構造修復は元の部品とは異なるプロセスで行われるということです。複合部品が最初に製造されるとき、その樹脂は硬化して補強布地と化学的および物理的に結合し、布地の層の数や方向に関係なく、単一のユニットが形成されます。これは一次構造または結合と呼ばれ、複合部品内に存在できる最も強力なタイプの結合です。

部品が損傷すると、すべての修復は元の一次構造に取り付けられた二次結合になります。これは、すべての修復が元の一次構造の表面への物理的な結合に依存していることを意味します。このため、グラスファイバーの修理は、その強度、つまり一次構造への物理的な結合の強さを樹脂の接着品質に依存しています。このため、修理に使用する樹脂は、部品の製造に使用する樹脂と同じ強度である必要があります。実際、接着力の強い樹脂が補修に使われることもあります。

表面積の増加により複合材の修復強度が向上

グラスファイバーの修理は一次構造への修理の表面接着 (物理的結合) に依存するため、結合線の表面積が増加すると、結合の強度と耐久性が向上し、ひいては部品や修理の強度が向上します。

通常、表面積を増やすために使用される方法は、テーパー研磨またはスカーフ研磨です。このタイプの研磨では、損傷に隣接する領域が徐々に研磨され、複合ラミネートの層あたりの面積が約 1/2 ～ 3/4 インチになります。スカーフ研磨は通常、高速圧縮空気パワーサンダーで行われます。ロロックサンディングディスク.

ほとんどの複合構造はかなり薄いため、これは穏やかなプロセスです。テーパーのサイズは、積層体の厚さに対する比率として表されます。一般に、修復がより強力であるか、より重要であるほど、この比率は大きくなります。構造修復には通常、20:1 ～ 100:1 の比率で緩やかなテーパーが必要です。

表面積を増やすために使用される別の方法は、ステップサンディングです。この手順では、内部修復のサイズを定義し、部品の表面に向かって作業しながら、部品の層ごとに 1/2 インチの幅で周囲の材料を除去します。これにより、修復面が大幅に成長し、各ステップで繊維の配向が明確になります。

どちらの方法も複合材の修復の大部分に使用できますが、ほとんどの場合はスカーフィングの方が簡単であり、一般にスカーフィングの方が優れていると考えられています。ステッピングにより、修復された各層に突然のエッジと突合せ接合が生じます。また、切断せずに砂を踏むことも難しく、下にある層を損傷する可能性があります。

修理は元の部品と一致する必要があります

複合材の修復は元の部品とは異なりますが、修復を行う際には、元のラミネートの厚さ、密度、層の方向を複製することをお勧めします。これは部品の機能を維持するのに役立ちます。多ければ多いほど良いというわけではありません。この場合、修復物が元の部品よりも厚い場合、使用されている材料に関係なく、ほぼ確実に剛性が高くなります。部品内にさまざまな強度が導入されると、意図しない応力点が発生し、最終的には材料の疲労や破損につながる可能性があります。損傷した領域で除去されたすべての層を、可能な限り同じ方向に配置し、同じ材料で慎重に交換することをお勧めします。この層ごとに層を交換するアプローチにより、修復された構造が元の構造と同じ荷重に耐えることができ、意図したとおりに荷重が分散されることが保証されます。