Маҷмӯаи сайёрро бо нахи шишагӣ/винилӣ, ки дар ҳарорати хонагӣ нигоҳ дошта мешаванд ва таҷҳизоти муолиҷашаванда бо батареяи аз ултрабунафш муолиҷашаванда таъмир кардан мумкин аст.#инфраструктураи #дохили истехсолот
Таъмири ямоқи бо ултрабунафш муолиҷашавандаи препрег Ҳарчанд таъмири нахи карбон/эпокси препрег, ки аз ҷониби Custom Technologies ҶДММ барои пули таркибии дохилӣ таҳия шудааст, содда ва зуд собит шуд, истифодаи нахи шиша мустаҳкамшудаи қатрони эфири винилӣ, ки бо ултрабунафш муолиҷашаванда Prepreg системаи қулайтарро таҳия кардааст. .Манбаи тасвир: Custom Technologies LLC
Пулҳои ҷойгиршавандаи модул дороиҳои муҳим барои амалиётҳои тактикии ҳарбӣ ва логистика, инчунин барқарорсозии инфрасохтори нақлиётӣ ҳангоми офатҳои табиӣ мебошанд.Барои кам кардани вазни чунин купрукҳо ва ба ин васила бори мошинҳои нақлиётӣ ва механизмҳои барқароркунанда сохторҳои композитӣ омӯхта мешаванд.Дар муқоиса бо пулҳои металлӣ, маводи таркибӣ инчунин потенсиали зиёд кардани қобилияти борбардорӣ ва дароз кардани мӯҳлати хидматро доранд.
Пули пешрафтаи модулии композитӣ (AMCB) як мисол аст.Seemann Composites LLC (Гулфпорт, Миссисипи, ИМА) ва Materials Sciences LLC (Horsham, PA, ИМА) ламинатҳои эпоксии бо нахи карбон мустаҳкамшударо истифода мебаранд (Расми 1).) Лоихакашй ва сохтмон).Бо вуҷуди ин, қобилияти таъмири чунин иншоот дар саҳро масъалае буд, ки ба қабули маводи композитӣ халал мерасонад.
Тасвири 1 Пули композитӣ, дороии калидии дарунсохти Advanced Modular Composite Bridge (AMCB) аз ҷониби Seemann Composites LLC ва Materials Sciences ҶДММ бо истифода аз композитҳои қатрони эпоксии мустаҳкамшудаи нахи карбон тарҳрезӣ ва сохта шудааст.Манбаи тасвир: Seeman Composites LLC (аз чап) ва артиши ИМА (аз рост).
Дар соли 2016, Custom Technologies LLC (Миллерсвилл, MD, ИМА) гранти марҳилаи 1-и Тадқиқоти инноватсионии тиҷорати хурд (SBIR)-ро, ки аз ҷониби артиши ИМА маблағгузорӣ карда мешавад, барои таҳияи усули таъмир, ки аз ҷониби сарбозон бомуваффақият дар макон иҷро карда мешавад, гирифт.Дар асоси ин равиш, марҳилаи дуюми гранти SBIR дар соли 2018 барои намоиш додани маводҳои нав ва таҷҳизоти бо батарея таъмин карда шуд, ҳатто агар ямоқи аз ҷониби навкор бидуни омӯзиши пешакӣ иҷро карда шавад, 90% ё бештар аз он сохторро барқарор кардан мумкин аст Хом қувват.Имконияти технология тавассути иҷрои як қатор таҳлилҳо, интихоби мавод, истеҳсоли намунаҳо ва санҷиши механикӣ, инчунин таъмири миқёси хурд ва пурра муайян карда мешавад.
Муҳаққиқи асосӣ дар ду марҳилаи SBIR Майкл Берген, муассис ва президенти Custom Technologies LLC мебошад.Берген аз Кардерок аз Маркази Ҷанги Сатҳи баҳрӣ (NSWC) ба нафақа баромад ва 27 сол дар Департаменти Сохторҳо ва маводҳо хизмат карда, дар он ҷо таҳия ва татбиқи технологияҳои композитиро дар флоти Нерӯи баҳрии ИМА идора мекард.Доктор Роҷер Крейн дар соли 2015 пас аз ба нафақа баромадан аз Нерӯи дарёии Амрико дар соли 2011 ба ширкати Custom Technologies пайваст ва 32 сол хидмат кардааст.Экспертизаи маводи таркибии ӯ нашрияҳои техникӣ ва патентҳоро дар бар мегирад, ки мавзӯъҳоро дар бар мегиранд, аз қабили маводи нави таркибӣ, истеҳсоли прототипҳо, усулҳои пайвастшавӣ, маводи таркибии бисёрфунксионалӣ, мониторинги саломатии сохторӣ ва барқарорсозии маводи таркибӣ.
Ду коршинос як раванди беназиреро таҳия кардаанд, ки барои таъмири тарқишҳои болоии алюминии крейсери мушакии класси Тикондерога CG-47 бо истифода аз маводи таркибӣ 5456. “Ин раванд барои коҳиш додани афзоиши тарқишҳо ва ҳамчун алтернативаи иқтисодӣ хидмат кардан таҳия шудааст ба ивази тахтаи платформа аз 2 то 4 миллион доллар, ”гуфт Берген.«Пас, мо исбот кардем, ки чӣ гуна таъмирро берун аз лаборатория ва дар муҳити воқеии хидматрасонӣ иҷро карданро медонем.Аммо мушкилот дар он аст, ки усулҳои мавҷудаи дороиҳои низомӣ чандон муваффақ нестанд.Опсия таъмири дуплекси басташуда мебошад [асосан дар минтақаҳои вайроншуда тахтаро ба боло часпонед] ё дороиро аз хидмат барои таъмири сатҳи анбор (сатҳи D) хориҷ кунед.Азбаски таъмири дараҷаи D талаб карда мешавад, дороиҳои зиёд як сӯ гузошта мешаванд. ”
Вай дар идома гуфт, ки он чизе лозим аст, ки аз ҷониби сарбозоне, ки таҷрибаи маводи таркибӣ надоранд, танҳо бо истифода аз маҷмӯаҳо ва дастурҳои нигоҳдорӣ иҷро карда метавонанд.Ҳадафи мо содда кардани раванд аст: дастурро хонед, зарарро арзёбӣ кунед ва таъмирро анҷом диҳед.Мо намехоҳем, ки қатронҳои моеъро омехта кунем, зеро ин барои муолиҷаи пурра ченкунии дақиқро талаб мекунад.Мо инчунин ба системае лозим аст, ки пас аз анҷоми таъмир партовҳои хатарнок надошта бошад.Ва он бояд ҳамчун маҷмӯа бастабандӣ карда шавад, ки онро шабакаи мавҷуда ҷойгир кардан мумкин аст.»
Як ҳалли он, ки Custom Technologies бомуваффақият намоиш додааст, маҷмӯаи сайёр мебошад, ки илтиёми сахтшудаи эпоксиро барои танзим кардани часпаки таркибии илтиёмӣ мувофиқи андозаи зарар (то 12 дюйм мураббаъ) истифода мебарад.Намоиш дар маводи таркибӣ, ки саҳни ғафси 3-дюймаи AMCB-ро ифода мекунад, анҷом дода шуд.Маводи таркибӣ дорои 3-дюймаи ғафси чӯби балса (15 фунт барои зичии мукааб) ва ду қабати Vectorply (Феникс, Аризона, ИМА) C -LT 1100 нахи карбон 0°/90° матоъҳои дутарафаи дӯхташуда, як қабати C-TLX 1900 нахи карбон 0°/+45°/-45° се чоҳ ва ду қабати C-LT 1100, ҳамагӣ панҷ қабат."Мо тасмим гирифтем, ки маҷмӯа часбҳои тайёрро дар ламинатҳои квазиизотропӣ ба монанди бисёр меҳвар истифода хоҳад кард, то самти матоъ мушкил нагардад" гуфт Кран.
Масъалаи навбатӣ матритсаи қатронест, ки барои таъмири ламинат истифода мешавад.Барои пешгирӣ кардани омехтаи қатрони моеъ, ямоқи препрегро истифода мебарад."Аммо, ин мушкилот нигоҳдорӣ мебошанд" гуфт Берген.Барои таҳияи як ҳалли ямоқи нигоҳдорӣ, Custom Technologies бо Sunrez Corp. (El Cajon, Калифорния, ИМА) барои таҳияи як препреги нахи шиша/винил, ки метавонад нури ултрабунафшро (УВ) дар шаш дақиқа коркарди нур истифода барад, ҳамкорӣ кардааст.Он инчунин бо Brothers Gougeon (Bay City, Мичиган, ИМА) ҳамкорӣ кард, ки истифодаи филми нави эпоксиди чандирро пешниҳод кард.
Тадқиқотҳои аввал нишон доданд, ки қатрони эпоксидӣ барои нахи карбон мувофиқтарин аст-эфири винилӣ бо ултрабунафш табобатшаванда ва нахи шишаи шаффоф хуб кор мекунанд, аммо дар зери нахи карбон, ки рӯшноӣ мебанданд, табобат намекунанд.Бар асоси филми нави Brothers Gougeon, prepreg ниҳоии эпоксидӣ дар давоми 1 соат дар 210°F/99°C табобат карда мешавад ва мӯҳлати нигоҳдории дароз дар ҳарорати хонагӣ дорад - ба нигоҳдории ҳарорати паст ниёз надорад.Берген гуфт, ки агар ҳарорати баландтари гузариши шиша (Tg) талаб карда шавад, қатрон инчунин дар ҳарорати баландтар, ба монанди 350 ° F / 177 ° C табобат карда мешавад.Ҳарду prepregs дар маҷмӯаи таъмири сайёр таъмин ҳамчун як анбора часбҳоро prepreg дар лифофаи филми пластикӣ мӯҳр.
Азбаски маҷмӯаи таъмир метавонад барои муддати тӯлонӣ нигоҳ дошта шавад, Custom Technologies барои гузаронидани омӯзиши мӯҳлати нигоҳдорӣ талаб карда мешавад."Мо чаҳор корпуси сахти пластикӣ харидем - як навъи маъмулии низомие, ки дар таҷҳизоти нақлиёт истифода мешавад - ва ба ҳар як корпус намунаҳои илтиёми эпоксидӣ ва эфири винилӣ гузоштем" гуфт Берген.Пас аз он қуттиҳо дар чаҳор макони мухталиф барои озмоиш гузошта шуданд: боми корхонаи Gougeon Brothers дар Мичиган, боми фурудгоҳи Мэриленд, иншооти берунӣ дар водии Юкка (биёбони Калифорния) ва лабораторияи озмоишии зангзании берунӣ дар ҷануби Флорида.Дар ҳама парвандаҳо сабтгоҳҳҳои маълумот доранд, қайд мекунад Берген, "Мо ҳар се моҳ маълумот ва намунаҳои маводро барои арзёбӣ мегирем.Ҳарорати максималии дар қуттиҳои Флорида ва Калифорния сабтшуда 140 ° F аст, ки барои аксари қатронҳои барқарорсозӣ хуб аст.Ин як мушкили воқеӣ аст.”Илова бар ин, Brothers Gougeon қатрони тозаи эпоксиди тозаро дар дохили худ озмоиш карданд."Намунаҳо, ки дар танӯр дар 120 ° F дар тӯли чанд моҳ гузошта шудаанд, ба полимеризатсия оғоз мекунанд" гуфт Берген."Аммо, барои намунаҳои мувофиқ, ки дар 110 ° F нигоҳ дошта мешаванд, химияи қатрон танҳо ба миқдори кам беҳтар шуд."
Таъмир дар тахтаи озмоишӣ ва ин модели миқёси AMCB тасдиқ карда шуд, ки ҳамон ламинат ва маводи аслӣ ҳамчун пули аслии сохтаи Seemann Composites истифода шудааст.Манбаи тасвир: Custom Technologies LLC
Барои нишон додани техникаи таъмир, ламинати намояндагӣ бояд истеҳсол, вайрон ва таъмир карда шавад."Дар марҳилаи аввали лоиҳа, мо дар аввал чӯбҳои хурди 4 x 48 дюймӣ ва санҷишҳои чор нуқтаро барои арзёбии имконпазирии раванди таъмири худ истифода кардем" гуфт Клейн."Сипас, мо дар марҳилаи дуюми лоиҳа ба панелҳои 12 x 48 дюймӣ гузаронидем, борҳоро барои тавлиди ҳолати фишори биаксиалӣ барои нокомӣ истифода кардем ва сипас иҷрои таъмирро арзёбӣ кардем.Дар марҳилаи дуюм, мо инчунин модели AMCB-ро, ки таъмири онро сохтаем, анҷом додем."
Берген гуфт, ки панели санҷишӣ, ки барои исботи кори таъмир истифода мешавад, бо истифода аз ҳамон насли ламинатҳо ва маводи аслӣ, ки аз ҷониби Seemann Composites AMCB истеҳсол шудааст, истеҳсол шудааст, "аммо мо ғафсии панелро аз 0,375 дюйм то 0,175 дюйм кам кардем, дар асоси теоремаи меҳвари параллелӣ. .Чунин аст.Ин усул дар якҷоягӣ бо унсурҳои иловагии назарияи чӯб ва назарияи классикии ламинат [CLT] барои пайваст кардани лаҳзаи инерсия ва сахтии муассири AMCB-и пурра бо маҳсулоти намоишии андозаи хурдтар, ки коркардаш осонтар аст ва бештар истифода бурда шуд. сарфакорона.Сипас, мо Модели таҳлили унсурҳои ниҳоӣ [FEA], ки аз ҷониби XCraft Inc. (Бостон, Массачусетс, ИМА) таҳия шудааст, барои беҳтар кардани тарҳрезии таъмири сохторӣ истифода шуд."Матои нахи карбон, ки барои панелҳои санҷишӣ ва модели AMCB истифода мешавад, аз Vectorply харида шудааст ва ядрои бальза аз ҷониби Core Composites (Бристол, RI, ИМА) сохта шудааст.
Қадами 1. Ин панели санҷишӣ диаметри 3 дюймаи сӯрохиро барои тақлид кардани зарари дар марказ нишондодашуда ва таъмири гирду атроф нишон медиҳад.Манбаи акс барои ҳама қадамҳо: Custom Technologies LLC.
Қадами 2. Барои тоза кардани маводи зарардида аз суфтакунандаи дастӣ бо батарея истифода баред ва ямоқи таъмирро бо конуси 12:1 иҳота кунед.
"Мо мехоҳем дараҷаи баландтари зарарро дар тахтаи озмоишӣ тақлид кунем, назар ба он ки дар саҳни купрук дар саҳро дида мешавад" гуфт Берген."Пас, усули мо ин аст, ки барои сохтани сӯрохи диаметри 3 дюймӣ арраро истифода барем.Сипас, мо сими маводи осебдидаро берун мекашем ва барои коркарди рӯймоли 12:1 бо суфтакунандаи пневматикии дастӣ истифода мебарем».
Кран фаҳмонд, ки барои таъмири нахи карбон/эпоксид, вақте ки маводи панели "вайроншуда" хориҷ карда мешавад ва рӯймоли мувофиқ гузошта мешавад, препрег ба паҳнӣ ва дарозӣ бурида мешавад, то ба конуси минтақаи зарардида мувофиқат кунад."Барои панели санҷишии мо, ин чаҳор қабати prepreg лозим аст, то маводи таъмирро бо болои панели карбон вайроннашуда мувофиқат кунад.Баъд аз ин, се қабати пӯшонидани препреги карбон/эпокси ба ин Дар қисми таъмиршуда мутамарказ карда мешаванд.Ҳар як қабати пайдарпай дар тамоми паҳлӯҳои қабати поёнӣ 1 дюйм дароз мекунад, ки тадриҷан интиқоли сарбориро аз маводи "хуб" -и атроф ба майдони таъмиршуда таъмин мекунад.Вақти умумии иҷрои ин таъмир, аз ҷумла омодасозии майдони таъмир, буридан ва ҷойгир кардани маводи барқарорсозӣ ва татбиқи тартиби муолиҷа - тақрибан 2,5 соат.
Барои препреги нахи карбон/эпокси, майдони таъмир бо вакуум печонида мешавад ва дар 210°F/99°C барои як соат бо истифода аз бондер гармии бо батарея истифодашаванда табобат карда мешавад.
Гарчанде ки таъмири карбон/эпоксидӣ оддӣ ва зуд аст, гурӯҳ зарурати ҳалли муносибтарро барои барқарор кардани кор эътироф кард.Ин ба кашфи препрегҳои муолиҷаи ултрабунафш (UV) оварда расонд."Таваҷҷӯҳ ба қатронҳои винил эфирии Sunrez ба таҷрибаи қаблии баҳрӣ бо муассиси ширкат Марк Ливсей асос ёфтааст" гуфт Берген."Мо аввал ба Sunrez бо матои шишагии квазиизотропӣ бо истифода аз препрегҳои эфири винилӣ таъмин кардем ва хатти муолиҷаро дар шароити гуногун арзёбӣ кардем.Илова бар ин, азбаски мо медонем, ки қатрони эфири винилӣ ба қатрони эпокси монанд нест, ки иҷрои мувофиқи пайвастшавии дуюмдараҷаро таъмин мекунад, аз ин рӯ барои арзёбии агентҳои гуногуни пайвасткунандаи қабатҳои илтиёмӣ ва муайян кардани кадоме аз он барои татбиқ мувофиқ аст, кӯшишҳои иловагӣ талаб карда мешаванд.
Мушкилоти дигар дар он аст, ки нахҳои шишагӣ мисли нахҳои карбон хосиятҳои механикиро таъмин карда наметавонанд."Дар муқоиса бо ямоқи карбон / эпоксидӣ, ин мушкилот бо истифода аз қабати иловагии шиша / эфири винил ҳал карда мешавад" гуфт Кран."Сабаби зарурати танҳо як қабати иловагӣ дар он аст, ки маводи шишагин матои вазнинтар аст."Ин як ямоқи мувофиқеро ба вуҷуд меорад, ки онро дар давоми шаш дақиқа ҳатто дар ҳарорати хеле хунук/яхди дохили майдон истифода бурдан ва якҷоя кардан мумкин аст.Табобат бе таъмини гармӣ.Кран қайд кард, ки ин таъмирро дар давоми як соат анҷом додан мумкин аст.
Ҳарду системаи патч намоиш ва санҷида шудаанд.Барои ҳар як таъмир, майдони зарардида қайд карда мешавад (қадами 1), бо арраи сӯрохӣ сохта мешавад ва сипас бо истифода аз суфтакунандаи дастӣ бо батарея хориҷ карда мешавад (қадами 2).Баъд участкаи таъмиршударо ба андозаи 12:1 бурида.Сатҳи рӯймолро бо болишти спиртӣ тоза кунед (қадами 3).Минбаъд, ямоқи таъмирро ба андозаи муайян бурида, онро дар сатҳи тозашуда ҷойгир кунед (қадами 4) ва онро бо ролик муттаҳид кунед, то футурҳои ҳаворо тоза кунед.Барои препреги нахи шиша/УВ-и муолиҷакунандаи эфири винил, пас қабати раҳокунандаро дар ҷои таъмир ҷойгир кунед ва ямоқи бо лампаи бесими ултрабунафш барои шаш дақиқа табобат кунед (қадами 5).Барои препрегҳои нахи карбон/эпоксидӣ, бондҳои гармидиҳии қаблан барномарезишуда, як тугма, бо батарея истифода баред, то бастаи чангкашак ва майдони таъмиршударо дар 210 ° F/99 ° C барои як соат табобат кунед.
Қадами 5. Пас аз гузоштани қабати пӯст ба ҷои таъмиршуда, лампаи бесими ултрабунафшро истифода баред, то дар тӯли 6 дақиқа табобат кунед.
"Сипас мо озмоишҳоро барои арзёбии часпакии часпак ва қобилияти он барои барқарор кардани қобилияти борбардории сохтор гузаронидем" гуфт Берген.“Дар марҳилаи аввал, мо бояд осонии татбиқ ва қобилияти барқарор кардани ҳадди аққал 75% қувватро исбот кунем.Ин тавассути хам кардани чор нуқта дар нахи карбон / қатрони эпокси 4 x 48 дюймӣ ва чӯби асосии бальза пас аз таъмири зарари симулятсияшуда анҷом дода мешавад.Бале.Дар марҳилаи дуюми лоиҳа панели 12 x 48 дюйм истифода шудааст ва бояд дар зери бори мураккаби шиддат зиёда аз 90% талаботи қувватро нишон диҳад.Мо ҳамаи ин талаботро иҷро кардем ва сипас усулҳои таъмирро дар модели AMCB акс гирифтем.Чӣ тавр истифода бурдани технология ва таҷҳизоти дохилӣ барои пешниҳоди истинодҳои визуалӣ.
Ҷанбаи асосии лоиҳа исбот кардани он аст, ки навкорон таъмирро ба осонӣ анҷом дода метавонанд.Аз хамин сабаб дар Берген чунин фикр пайдо шуд: «Ман ваъда додам, ки ба ду алокаи техникии мо дар Армия: доктор Бернард Сиа ва Эшли Геннаро намоиш дихам.Дар баррасии ниҳоии марҳилаи якуми лоиҳа ман хоҳиш кардам, ки таъмир накунад.Таъмирро Эшли ботачриба анчом дод.Бо истифода аз маҷмӯа ва дастурамале, ки мо пешниҳод кардем, вай ямоқи пӯшид ва таъмирро бидуни мушкилот анҷом дод. ”
Тасвири 2 Мошини пайвасткунаки гармии қаблан барномарезишуда, ки бо батарея бо батарея кор мекунад, метавонад часқи таъмири нахи карбон/эпоксидро бо пахши тугма бидуни ниёз ба дониши таъмир ё барномасозии давраи табобат табобат кунад.Манбаи тасвир: Custom Technologies, LLC
Боз як пешравии калидӣ системаи муолиҷаи батарея мебошад (Расми 2)."Тавассути нигоҳдории дохилӣ, шумо танҳо қувваи батарея доред" гуфт Берген."Тамоми таҷҳизоти коркарди маҷмӯаи таъмире, ки мо таҳия кардаем, бесим мебошанд."Ба ин пайвасти гармидиҳандаи батарея, ки дар якҷоягӣ аз ҷониби Custom Technologies ва таъминкунандаи мошини пайвасткунии гармидиҳӣ WichiTech Industries Inc. (Рандаллстаун, Мэриленд, ИМА) таҳия шудааст, дар бар мегирад."Ин пайвасткунаки гармидиҳандаи батарея, ки барои пурра табобат кардан пешакӣ барномарезӣ шудааст, аз ин рӯ ба навкорон лозим нест, ки давраи табобатро барномарезӣ кунанд" гуфт Кран."Онҳо бояд танҳо як тугмаро пахш кунанд, то пандуси дурустро ба анҷом расонанд ва тар кунанд."Батареяҳое, ки ҳоло истифода мешаванд, метавонанд то як сол кор кунанд, то онҳо дубора пур карда шаванд.
Бо ба итмом расидани марҳилаи дуюми лоиҳа, Custom Technologies пешниҳодҳои минбаъдаро оид ба такмил омода карда, мактубҳои таваҷҷӯҳ ва дастгирӣ ҷамъоварӣ мекунад."Ҳадафи мо ин аст, ки ин технологияро ба TRL 8 расонем ва онро ба саҳро расонем" гуфт Берген."Мо инчунин потенсиали барномаҳои ғайриҳарбиро мебинем."
Санъати кӯҳнаро дар паси аввалин таҳкими нахи саноат мефаҳмонад ва дар бораи илми нахи нав ва рушди оянда фаҳмиши амиқ дорад.
Ба наздикӣ меояд ва бори аввал парвоз мекунад, 787 барои ноил шудан ба ҳадафҳои худ ба навоварӣ дар мавод ва равандҳои таркибӣ такя мекунад
Вақти фиристодан: сентябр-02-2021