موضوع مقاله: ترمیم کامپوزیت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ترمیم کامپوزیت | مقدمه: مواد کامپوزیت با طیف گسترده‌ای از کاربردها در بازارهایی از جمله (هوا فضا، دریایی، خودرو، حمل و نقل سطحی و تجهیزات ورزشی) استفاده می‌شوند. | ## بخش 1: ترمیم کامپوزیت | آسیب به اجزای کامپوزیت همیشه با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست و میزان آسیب دیدگی برای اجزای سازه ای با روشهای مناسب آزمون غیرمخرب (NDT) بهتر تعیین می‌شود. ساختارهای ترکیبی مورد علاقه عمدتاً دارای اجزای تشکیل شده از لایه‌های لمینیتی یا سازه‌های ساندویچی می‌باشند. ساختارهای لمینیتی (ورقه‌ای) به گونه ای مونتاژ می‌شوند که جهت الیاف، بیشتر خصوصیات مکانیکی مورد نظر را فراهم می‌کند. در ساختارهای ساندویچی، پوسته‌های نازک و با مقاومت بالا توسط هسته‌های لانه زنبوری سبک از هم جدا شده و به آن متصل می‌شوند. سرعت کم و سرعت زیاد ضربه در آسیب قابل توجهی که به یک پیکربندی ترکیبی معین وارد می‌کند. در فلزات، انرژی برخورد از طریق تغییر شکل‌های الاستیک و پلاستیک پراکنده می‌شود و هنوز هم ساختار حاشیه خوبی از یکپارچگی سازه را حفظ می‌کند. اما در مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف، آسیب معمولاً بیشتر از آن است که در سطح مشاهده می‌شود. در لمینت یکپارچه آسیب زمینه ای می‌تواند به میزان بیشتری نسبت به چیزی که مشاهده می‌شود. در سازه‌های ساندویچی، ضربه منجر به فرورفتگی در اندازه‌های مختلف می‌شود و بسته به سطح انرژی، آسیب سوراخ غیر معمول نیست. از دیگر انواع آسیب‌های متداول می‌توان به آسیب ناشی از گرما و آسیب سوراخ پیچ و مهره اشاره کرد. آسیب گرما ناشی از قرار گرفتن در دمای بالا است که باعث شکستگی موضعی با جداسازی لایه‌های سطحی می‌شود. آسیب سوراخ پیچ و مهره در اثر تنش‌های به‌وجود آمده در سطوح تماس سازه کامپوزیت با یک پیچ یا میخ که برای اهداف اتصال استفاده می‌شود، ایجاد می‌شود. که می‌تواند منجر به از بین رفتن سوراخ و منجر به شکاف ورقه ورقه، یا آسیب به لایه‌های بالایی شود. پیامدهای بعدی، جدا از آسیب اولیه ضربه، ناشی از قرار گرفتن در منطقه آسیب دیده در برابر رطوبت و سایر عوامل تخریب کننده مانند مواد شیمیایی، روان‌کننده‌ها، سوخت، مایعات هیدرولیکی و غیره است. | ## بخش 2: ترمیم کامپوزیت | برخی از صدمات به کامپوزیت‌ها آشکار است و به راحتی ارزیابی می‌شود، اما در بسیاری از موارد ممکن است خسارت ابتدا بسیار کم به نظر برسد، اگرچه آسیب واقعی بسیار بیشتر است. آسیب ناشی از الیاف می‌تواند به عنوان یک فرورفتگی کوچک روی سطح کامپوزیت تقویت شده ظاهر شود اما آسیب اساسی می‌تواند بسیار گسترده‌تر باشد. تصمیم برای تعمیر یا اوراق با در نظر گرفتن میزان تعمیر مورد نیاز برای جایگزینی عملکرد ساختاری اصلی کامپوزیت تعیین می‌شود. ملاحظات دیگر مواردی از قبلیل هزینه‌های تعمیر، موقعیت و قابلیت دسترسی به خسارت و در دسترس بودن مواد ترمیم مناسب می‌باشند. این تعمیرات با رعایت دستورالعمل‌های ساده ای که برای پانل‌های لمینت یا ساندویچ مشخص شده انجام می‌شود. تعمیرات پیچیده زمانی ضروری است که خرابی زیاد باشد و نیاز به جایگزینی عملکرد ساختاری قطعه داشته باشد. هر گزینه دیگری نیاز به دقت دربارهٔ محیط کامپوزیت تعمیر شده، یعنی عملکرد گرم، مرطوب و مکانیکی دارد. برخی از تعمیرات به تجهیزات تخصصی کارگاه و نوعی تعمیر بداهه برای بازگشت قطعه به یک کارگاه ترمیم مناسب نیاز دارد. ترمیم موقت، معمولاً به صورت وصله، می‌تواند بر روی قطعه ثابت شود تا از ایمنی تا زمان تعمیر قطعه در تاریخ بعدی اطمینان حاصل شود. برای تعمیر دائمی باید کلیه دستورالعمل‌های عمومی مصوب در مورد ترمیم لمینت و ساندویچ رعایت شود. این عملیات تعمیر باید برای اطمینان از کیفیت بالا در مناطق کنترل شده کارگاه انجام شود. برای بازرسی جامع از قطعات تعمیر شده، می‌توان از تعدادی آزمایش غیر مخرب (NDT) استفاده کرد. توجه ویژه باید به کیفیت ناحیه ترمیم شده و به‌طور خاص به رابط بین قسمت اصلی و ناحیه ترمیم شده داده شود. ترمیم کامپوزیت معمولی ترمیم کامپوزیت معمولی، معمولاً پس از تشخیص آسیب توسط چشم غیرمستقیم یا روشهای مختلف NDT شروع می‌شود. | ## بخش 3: ترمیم کامپوزیت | سه روش شناخته شده‌است که بسته به ماهیت کامپوزیت کمی متفاوت است، همان‌طور که در (شکل ۴) نشان داده شده‌است. هنگامی که ترمیم کامپوزیت اعمال می‌شود، برای رسیدن به نتیجه موفقیت‌آمیز، سطح مناسب کار ضروری است. تعمیرات فوق‌الذکر می‌تواند زمانبر باشد و اغلب نیاز به مهارت و تجربه بالایی دارد. به همین دلیل است که تحولات کنونی تمرکز خود را بر روی اتوماسیون این فرایند یا توسط فرز پیشرفته مکانیکی یا فناوری‌های متناوب مانند لیزرهای پالس نانو ثانیه ۲–۳ انجام می‌دهند. پس از حفاری کامل منطقه آسیب، سطوح تمیز شده‌است و برای اصلاح نهایی توسط وصله‌هایی آماده می‌شوند. این کار می‌تواند با سوزاندن آلودگی‌های سطحی پلاسما، در معرض قرار دادن الیاف با از بین بردن مواد ماتریس از طریق تابش لیزر یا بهبود ترشوندگی سطح چسب‌ها توسط واکنش‌های شیمیایی ناشی از نور لیزر UV-4 انجام شود. برای این منظور ممکن است از یک دستگاه چسب داغ قابل حمل برای تعمیرات میدانی استفاده شود. که می‌تواند خلأ ایجاد کند، منطقه تعمیر را گرم کند و دائماً دما را کنترل و تنظیم کند. روش کیسه‌های خلأ شامل قرار دادن و آب‌بندی یک کیسه انعطاف‌پذیر بر روی یک لایه کامپوزیتی و تخلیه تمام هوای زیر کیسه است که به‌طور شماتیک در (شکل ۶) نشان داده شده‌است. سمت راست: آب‌بندی کیسه‌های خل و اعمال خلأ منجر به ایجاد فشار اتمسفر بر منطقه ترمیم می‌شود. [مونتاژ] تکمیل شده، در حالی که هنوز خلأ اعمال شده‌است، تا دمای مورد نظر برای پخت گرم حاصل شود. این امر می‌تواند با استفاده از تشک گرم‌کننده یا قرار دادن مجموعه در داخل کوره ای با گردش هوا مناسب حاصل شود. | ## جمع‌بندی | برای مقاطع ضخیم‌تر و اتصال با کیفیت بالا، باید از اتوکلاو (autoclave) با درجه حرارت تنظیم شده و فشار بیش از حد اضافی استفاده شود.