I. Undirlagsefni
1.1 Resín
1.1.1 Hitaþolið plastefni
Resin er samheiti yfir fjölliður. Plastefnið og efnasamsetning þess og eðlisfræðilegir eiginleikar hafa í grundvallaratriðum áhrif á vinnslu, framleiðslu og endanlega eiginleika samsetta efnisins. Hitaþolið plastefni er fjölbreyttasta og mest notað af öllum manngerðum efnum. Það er auðvelt að steypa það eða móta það í hvaða form sem er, er samhæft við flest önnur efni og læknast auðveldlega (með hita eða hvata) í óleysanlegt fast efni. Thermoset plastefni er einnig frábært lím- og bindiefni.
1.1.2 Polyester plastefni
Pólýester plastefni er tiltölulega ódýrt og auðvelt að vinna úr plastefni sem er oft notað í litlum tilkostnaði. Lítið reyk pólýester plastefni er notað fyrir innri hluta flugvéla. Trefja-styrkt pólýester er hægt að vinna á margvíslegan hátt. Algengar vinnsluaðferðir fela í sér samsvörun málmmóta, blautuppsetningar-lagskipun (tæmi í poka), sprautumótun, trefjavinda, pultrusion og háþrýstingsgufu.
1.1.3 Vinyl Ester Resin
Vinyl ester plastefni hefur sama útlit, meðhöndlunareiginleika og ráðhúseiginleika og hefðbundið plastefni og pólýester plastefni. Hins vegar eru tæringarþol og vélrænni eiginleikar vinyl ester samsettra efna mikið betri en staðlaðar pólýester plastefni samsetningar.
1.1.4 Fenólresín
Fenól plastefni var fyrst notað í atvinnuskyni á markaðnum snemma á 20. öld. Þvagefnisformaldehýð og melamínformaldehýð komu fram á 1920 og 1930 sem ódýrari kostir fyrir lághitanotkun. Fenól plastefni er notað fyrir innri íhluti vegna lítillar reyks og lágs eldfima eiginleika.
1.1.5 Epoxý plastefni
Epoxý plastefni er fjölliðanlegt hitastillanlegt plastefni sem hefur fjölbreytt úrval af seigju frá vökva til fasts efnis. Með mörgum mismunandi gerðum af epoxýplastefni ætti tæknimaðurinn að nota viðhaldshandbók til að velja rétta gerð fyrir tiltekna viðgerð. Epoxý plastefni er mikið notað í prepregs og burðarlím. Kostir epoxíðs eru hár styrkur og stuðull, lítið rokgjarnt innihald, góð viðloðun, lítil rýrnun, góð efnaþol og auðveld vinnsla. Helstu ókostir þess eru viðkvæmni og niðurbrot eiginleika í nærveru raka. Epoxý plastefni er hægara að vinna eða lækna en pólýester plastefni. Vinnsluaðferðir eru ma autoclave mótun, trefjavinda, mótun, lofttæmi í poka, plastefnisflutningsmótun og pultrusion mótun. Ráðhúshitastig er á bilinu frá stofuhita til um það bil 350 gráður F (180 gráður). Algengasta lækningshitastigið er á milli 250 gráður og 350 gráður F (120-180 gráður). Eins og sýnt er á mynd 10.
Mynd 10: Bæði blaut epoxýskammtarakerfi með dælum
1.1.6 Pólýímíð plastefni
Pólýímíð plastefni skarar fram úr í-háhitaumhverfi, þar sem hitaþol þess, oxunarstöðugleiki, lágur varmaþenslustuðull og leysiefnaviðnám auðvelda hönnun. Helstu notkun þess eru hringrásarplötur, hitavélar og flugskrúfur. Pólýímíð plastefni getur verið hitaþolið plastefni eða hitaplastefni. Pólýímíð plastefnið krefst hás hitunarhita, venjulega yfir 550 gráður F (290 gráður). Þess vegna eru algeng epoxý samsett pokaefni ekki fáanleg og stálverkfæri verða nauðsyn. Það er mjög mikilvægt að nota pólýímíð poka og losunarfilmur eins og Kapton®. upilex® í stað lægri kostnaðar úr nylonhlífum og pólýtetraflúoretýleni (PTFE) losunarfilmum er algeng aðferð við epoxý samsetta vinnslu.
Það þarf að skipta út trefjaplasti vegna lágs bræðslumarks pólýestertrefja fyrir útblásanlegt efni sem andar sem sængurfatnað.
1.1.7 Pólýbensímídasól plastefni (PBI)
PBI er notað í háhitaþolnum efnum vegna mikillar háhitaþols. Plastefnið er notað sem lím og trefjar.
1.1.8 Bismaleimid Resin (BMI)
BMI hefur hærra hitaþol og meiri hörku en epoxýplastefni og býður upp á framúrskarandi afköst bæði í umhverfis- og hærra hitastigi. BMI er unnið á svipaðan hátt og epoxý plastefni. BMI er notað í-flugvélum og háum-hitahlutum. BMI eru hentugur fyrir hefðbundna vinnslu á heitum-dósum, sprautumótun, plaststeypumótun og mótað samsett mótun (SMC), meðal annarra.
1.1.9 Hitaplastefni
Hitaplastefni er hægt að mýkja ítrekað með því að hækka hitastig og herða ítrekað með því að lækka hitastig. Vinnsluhraði er helsti kosturinn við hitaþjálu efni. Engin kemísk herðing á sér stað við vinnslu og hægt er að móta eða pressa efni þegar þau eru mjúk.
1.1.10 Hálf-varmaplastefni
Hálfkristallaður hitauppstreymi hefur fasta logavarnarefni, yfirburða seigleika, góða háhita og vélræna eiginleika eftir-áhrif og lítið frásog raka. Þau eru notuð í auka- og aðalbyggingu flugvéla. Í samsetningu með styrktartrefjum er hægt að nota þær fyrir sprautumótunarsambönd, þjöppunarmótuð tilviljunarkennd blöð, einstefnumót, prepregs úr prepreg tow (prepregs) og efni prepregs. Trefjar sem gegndreyptar eru í hálfkristölluðu hitaplasti innihalda koltrefjar, nikkel-húðað kolefni, aramíð, glertrefjar, kvars og fleira.
1.1.11 Formlaust hitauppstreymi
Formlaust hitauppstreymi er fáanlegt í ýmsum líkamlegum formum, þar á meðal filmum, þráðum og dufti. Í samsetningu með styrktartrefjum eru þær einnig notaðar í sprautumótuð samsett efni, þjöppunarmótanleg handahófskennd blöð, einstefnugúmmímót, ofið forpreg og fleira. Trefjarnar sem notaðar eru eru aðallega kolefni, aramíð og glertrefjar. Sérstakir kostir myndlausra hitaplastefna eru háðir fjölliðunni. Venjulega eru plastefnin þekkt fyrir auðvelda vinnslu, hraða, háhitagetu, góða vélræna eiginleika, framúrskarandi seigleika og höggstyrk og efnafræðilegan stöðugleika. Stöðugleikinn leiðir til ótakmarkaðs geymsluþols, sem útilokar kröfuna um kalda geymslu á hitastilltum forpúðum.
1.1.12 Pólýetereterketón (PEEK)
PEEK er há-hitaplastefni. Þetta arómatíska ketónefni hefur framúrskarandi háhita- og brennslueiginleika og er ónæmt fyrir fjölbreyttu úrvali leysiefna og sérleysanlegra vökva. PEEK er einnig hægt að styrkja með gler- og koltrefjum.
1.2 Ráðhúsþrep kvoða
Hitastillandi plastefni er læknað með efnahvarfi. Það eru þrjú stig ráðhúss, sem kallast A, B og C.
-Stig A: Kvoðahlutunum (hvarfefni og herðari) hefur verið blandað saman, en efnahvörf eru ekki enn hafin. Í blautri uppsetningu-er plastefnið á stigi A.
-Stig B: Kvoðahlutunum hefur verið blandað saman og efnahvarfið er hafið. Efnið verður þykkt og klístrað. Kvoða forpregsins er á stigi B. Til að koma í veg fyrir frekari herðingu er plastefnið sett í frysti við 0 gráður F. Í frosnu ástandi helst plastefni prepregsins í B stigi. Þurrkun hefst þegar efnið er tekið úr kæli og hitað aftur.
-Stig C: Trjáefnið er að fullu hert. Sum kvoða lækna við stofuhita, önnur krefjast hárhita herðingarlota til að fullu og fullnægjandi lækningu.
1.3 Prepregs
Prepreg samanstendur af blöndu af fylki og styrkjandi trefjum. Það er fáanlegt í einstefnuformi (ein styrktarátt) og í lagskiptu efni (nokkrar styrkingarstefnur). Hægt er að nota allar fimm helstu fylki plastefni fjölskyldurnar til að gegndreypa ýmis trefjaform. Resínin eru þá ekki lengur á lágseigjustigi, heldur hafa þau verið færð upp í B-flokka lækningarstig fyrir betri meðhöndlunareiginleika. Eftirfarandi vörur eru fáanlegar í prepreg-formi: einstefnugúmmímót, ofinn trefjahlutur, samfelldur dráttur og klipptar mottur. Prepregs verður að geyma í kæli undir 0 gráðu F til að hægja á hersluferlinu. Prepregs eru læknaðir við hækkað hitastig. Margar prepregs sem notaðar eru í geimferðum eru gegndreyptar með epoxýkvoða sem læknast við 250 gráður F eða 350 gráður F. Prepregs eru læknaðir í autoclave, ofnum eða heitum teppum. Þau eru venjulega keypt og geymd í lokuðum plastpokarúllu til að forðast rakamengun. Eins og sýnt er á mynd 11.
Mynd 11: Límfilma og dúkur
1.4 Þurr trefjaefni
Þurr trefjaefni, eins og koltrefjar, glertrefjar og kevlar®, eru notuð í mörgum flugvélaviðgerðum. Þurrt efni er gegndreypt með plastefni áður en viðgerðarvinna hefst. Þetta ferli er oft nefnt blaut lamination. Helsti kosturinn við að nota blautuppsetningarferlið-er að trefjarnar og plastefnið er hægt að geyma við stofuhita í langan tíma. Samsett efni er hægt að lækna við stofuhita eða lækna við háan hita til að flýta fyrir herðingarferlinu og auka styrk. Ókostirnir eru þeir að ferlið er sóðalegt og eiginleikar styrkta efnisins eru lægri en prepregsins. Eins og sýnt er á mynd 12.
Mynd 12: Þurrt efni (frá toppi til botns: eldingarvarnarefni úr áli, kevlar®, glertrefjar og koltrefjar)
1.5 Hjálparefni (þixótrópísk efni)
Hjálparefni (thixotropic efni) eru í formi hlaups í hvíld og verða fljótandi þegar hrært er í. Þessi efni hafa mikinn kyrrstöðustyrk og lítinn kraftmikinn skurðstyrk en missa seigju við álag.
II. Lím
2.1 Filmalím
Byggingarlím til notkunar í geimferðum eru venjulega afhent í filmuformi, studd á losunarpappír og geymd við kæli (-18 gráður eða 0 gráður F). Kvikmyndalím geta notað arómatísk amín við háan hita eða hvatað lækningaefni með fjölbreyttu úrvali af sveigjanlegum og hertandi efnum. Gúmmí hert epoxý filmu lím eru mikið notuð í geimferðaiðnaðinum. Efri hitastigsmörkin 121-177 gráður (250-350 gráður F) eru venjulega háð því hversu herða þarf og heildarvalið á plastefni og herðaefni. Almennt leiðir hert plastefni til lægra þjónustuhitastigs. Filmuefnið er venjulega studd af trefjum til að bæta meðhöndlun á filmunni fyrir herðingu, til að stjórna límflæði meðan á bindingarferlinu stendur og til að aðstoða við að stjórna þykkt bindilínunnar. Hægt er að búa til trefjar í handahófskenndar heftamottur eða í ofinn dúk. Algengar trefjar eru pólýester, pólýamíð (nylon) og glertrefjar. Lím sem innihalda ofinn dúk geta haft lítilsháttar niðurbrot í umhverfinu vegna þess að trefjar gleypa vatn. Tilviljunarkennd möttun er ekki eins áhrifarík og ofinn dúkur við að stjórna filmuþykkt vegna þess að óheftu trefjarnar hreyfast við tengingarferlið. Spunlace nonwoven dúkur hreyfist ekki og er því mikið notað. Eins og sýnt er á myndum 13 og 14.
Mynd 13: Notkun filmulíms, Kevlar®, glertrefja og koltrefja
Mynd 14: Límfilma
2.2 Lím
Lím eru notuð í staðinn fyrir filmulím. Þeir eru oft notaðir til aukabindingar til að gera við skemmda hluta plástra og á svæðum þar sem erfitt er að setja filmulím. Þegar um er að ræða epoxýplastefni er líma aðallega notað til að festa sig við byggingarbindiefnið. Einn-hluti og tveggja-hluti kerfi eru í boði. Kosturinn við límlím er að þau geta geymst við stofuhita og hefur langan geymsluþol. Ókosturinn er sá að erfitt er að stjórna þykkt tengilínunnar, sem hefur áhrif á styrk bindisins.
Þegar límið er sett á er hægt að halda efnið límt á meðan á límið stendur. Eins og sýnt er á mynd 15.
Mynd 15: Lím
2.3 Froðu lím
Flest froðulím eru 0,025-tommu til 0,10 tommu þykk Class B epoxýplastefni. Froðulím harðnar við 250 gráður F (121 gráður) eða 350 gráður F (176 gráður). Á meðan á lækningunni stendur, þróast froðulímið. Froðulím þarf að geyma í kæli og eins og prepregs hafa þau takmarkaðan geymsluþol. Í forviðgerðinni er froðulímið notað til að splæsa á hunangsseimuna í samlokubyggingunni og gera við í núverandi kjarna. Eins og sýnt er á mynd 16.
Mynd 16: Notkun froðulím
III. Lýsing á samlokubyggingu (lýsing á samlokubyggingu)
Fræðilega séð er samlokubygging burðarplötuhugmynd sem samanstendur af tveimur tiltölulega þunnum, samsíða hliðum aðskildum með tiltölulega þykkum eða léttum kjarna. Kjarninn styður framhliðina gegn beygju og gegn sjálfs-planu klippiálagi. Kjarninn verður að hafa mikinn skurðstyrk og þjöppunarstífleika. Samsett samlokumannvirki eru venjulega framleidd með autoclave-herðingu, þrýstiherðingu eða lofttæmipokaherðingu. Hægt er að for--herða húðsambönd og sameina þær síðan í sam-herðingaraðgerð, eða blöndu af báðum aðferðum. Dæmi um honeycomb mannvirki eru: vængjaskemmdir, talkúm, skeifur, flaps, nacelles, gólf og stýri. Eins og sýnt er á mynd 17.
Mynd 17: Honeycomb samlokubygging
IV. Frammistaða
Í samanburði á áli og samsettum lagskiptum mannvirkjum er beygjustífleiki samlokumannvirkja mjög hár. Flestir honeycomb eru anisotropic, þ.e. eiginleikar eru stilla. Kostir þess að nota honeycomb mannvirki eru sýndir á mynd 18. Aukning á kjarnaþykkt eykur stífleika honeycomb uppbyggingu til muna með lágmarks þyngdaraukningu. Vegna mikillar stífleika honeycomb uppbyggingarinnar er óþarfi að nota ytri harðplötur eins og þegar um bjálkagrind er að ræða.
Mynd 18: Styrkur og stífleiki honeycomb samlokuefna samanborið við solid lamination gildi