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综合维护-辅助材料

手动工具

预浸料和干纤维都可用手工工具切割，如剪刀、披萨刀和刀。由凯夫拉纤维制成的材料比玻璃纤维或碳纤维更难以切割，工具磨损更快。一个橡皮刮和一个刷子用来浸渍干纤维与树脂湿铺层。马克笔、尺子和圆模板用于制作修复布局。如图31所示

图31：用于铺层的手工层压工具

气动工具

空气驱动的电动工具，如钻电机、路由器和磨床，用于复合材料。不建议使用电动马达，因为碳纤维是一种导电材料，会导致电路短路。如果使用电动工具，它们需要是全封闭的类型。如图32所示

图32：用于复合材料修补的气动工具

胎膜板

在固化过程中，通常用铝制的护板来支撑零件。模具脱模剂，或分模膜，被应用到模板上，使零件不附着到模板上。当使用热粘结剂时，在修复顶部也使用薄的包膜板。涂层板提供了一个更均匀的加热区域，它完成了一个更光滑的复合层压板。

支撑工具和模具

某些修理需要工具来支撑零件/或在固化期间保持表面轮廓。各种各样的材料可以用来制造这些工具。材料的类型取决于修补的类型、固化温度以及是临时工具还是永久工具。由于固化温度高，烘箱和热压罐固化需要配套工具。如果不使用支撑工具，零件会变形。有许多类型的工具材料可用。有些是模压到一个特定的零件轮廓和其他被用作刚性支撑，以在固化期间保持轮廓。石膏是一种廉价、方便的轮廓加工材料。它可以用玻璃纤维、大麻或其他材料填充。石膏不是很耐用，但可以用作临时工具。通常在工具侧表面涂一层玻璃纤维增强环氧树脂，以提高加工质量。

模具树脂用于浸渍玻璃纤维、碳纤维或其他增强材料，以制成永久工具。复杂零件由金属或高温模具板制成，用五轴数控设备加工，制成可用于制造飞机零件的基础工具。如图33/34所示

图33：五轴数控工具和模具制造设备

图34：进气装置模具

真空袋材料

复合材料飞机部件的修理通常采用真空袋加压技术。一个塑料袋被密封在修复区域周围。然后空气从袋中被抽出使修补层被拉在一起，没有空气留在其间。大气压力在修复过程中产生了强大而安全的纽带作用。

可用于真空袋装零件使用的几种加工材料。这些材料不构成修复的一部分，在修复过程结束后被丢弃。

脱模剂

脱模剂，又称膜具脱模剂，使固化后的零件容易脱离模具或胎板。

分离板

分离层为空气和挥发物从修补处排出创造一条路径。多余的树脂被收集在分离器中。分离器材料可以由一层玻璃纤维，非织造聚酯，或也可以是穿孔特氟龙(Teflon)®涂层材料。结构维修手册(SRM)说明了需要什么类型和多少层的分离。一般来说，层压板越厚，需要的层数就越多。

表层板

表皮层通常用于创建清洁的表面粘结目的。一层薄薄的玻璃纤维与修复部分一起固化。就在零件连接到另一个结构之前，表皮层被去除。表皮层很容易去除，并留下一个清洁的表面，用于粘合。表皮层由聚酯，尼龙，氟化乙烯丙烯(FEP)，或涂层玻璃纤维制造。如果它们过热，就很难取下。一些涂覆的皮层会在表面留下不良的污染。首选剥层材料是聚酯，可热固化，以消除收缩。

粘合带

真空袋封口带，又称胶带，是用来将真空袋密封在零件或工具上的。在使用粘合带之前，一定要检查粘合带的温度等级，以确保使用适当的温度等级的粘合带。

多孔离型膜

多孔离型膜用于允许空气和挥发处修补，它防止分离层粘在零件或修补处。根据所需的出料量，可提供不同尺寸的孔和孔间距。

固体分离膜

使用固体分离膜，可使预浸料或湿层不粘在工作表面或包膜板上。如果使用固体分离膜也防止树脂渗漏和破坏热毯或镀膜板。

透气材料

所述透气材料用于为空气从真空袋中出来提供一条路径。透气材料必须接触分离物。通常情况下，聚酯纤维在4盎司或10盎司的重量中使用。4盎司用于低于50磅/平方英寸(psi)的应用，10盎司用于50 - 100磅/平方英寸。

真空袋

真空袋材料在修补和空气之间提供了一层坚韧层。

真空袋材料可提供不同的温度额定值，所以要确保用于修复的材料可以处理固化温度。大多数真空袋材料都是一次性使用的，但由柔性硅橡胶制成的材料是可重复使用的。在套袋材料上做两个小切口，以便安装真空探头阀。真空袋不是很灵活，如果要装复杂形状的袋子，需要在袋子里做层。有时，使用信封式袋子，但这种方法的缺点是真空压力可能压碎零件。用硅橡胶制成的可重复使用的袋子更灵活。一些有内置的加热毯，简化了装袋任务。如图35/36/37所示

图35：包装材料

图36：复杂零件的包装袋

图37：加热元件的自封真空袋

真空设备

真空泵用于从真空袋中抽走空气和挥发物，使大气压力固定层板。修理车间使用专用真空泵。对于飞机的维修，可以使用移动真空泵。大多数热粘黏结剂都有一个内置真空泵。特殊的空气管被用作真空管道，因为普通的空气管在真空时可能会被压扁。在烤箱或高压罐中使用的真空管道需要能够承受加热装置中的高温。在装袋过程中，有时使用真空压力调节器来降低真空压力。

真空压实台

真空压实台是一种方便的工具，用于分解多层复合材料层合板。压实台本质上是一个可重复使用的真空袋，由一个带铰链盖的金属台面组成。盖包括一个坚固的框架，一个柔性膜，和一个真空密封装置。修补层被放置在桌子表面，并密封在盖子下用真空去除滞留的空气。一些压实表是受热的，但大多数不是。

热源

烤箱/烘箱

复合材料可以在烤箱中使用各种压力应用方法进行固化。如图38所示，通常情况下，真空套袋用于去除挥发性物质和滞留的空气，并利用大气压力进行固化。另一种方法的压力应用的烤箱固化是使用收缩包装或收缩胶带。烘箱利用高速循环的热风对物料系统进行固化。典型的烤箱固化温度是250°F（121℃）和350°F（176.67℃）。烤箱有一个温度传感器，把温度数据反馈给烤箱控制器。烤箱温度可能与实际零件温度不同，这取决于烤箱传感器的位置和零件在烤箱中的位置。

图38：双门式固化烤箱

烘箱内零件的热质量通常大于周围烘箱的热质量，在升温过程中，零件的温度会滞后烘箱温度许多。为了处理这些差异，必须在零件上放置至少两个热电偶，并连接到位于烤箱外的温度传感装置(单独的图表记录器，热黏结器等)。一些烤箱控制器可以通过放置在修理部分的热电偶来控制。

热压罐

热压罐系统允许在压力容器内根据指定的时间、温度和压力分布发生复杂的化学反应，以处理各种材料。如图39所示，材料和工艺的变化使高温热压罐的工作条件从120°C(250°F)和275千帕(40 psi)上升到760°C以上(1400°F)和69,000 kPa (10,000 psi)。在较低的温度和压力下运行的高温热压罐可以用空气增压，但如果固化循环需要较高的温度和压力，则应使用空气和氮的比例为50/50或100%的氮的混合物，以减少高温热压罐火灾的发生。

图39：高温热压罐

高温热压罐系统的主要组成部分是:一个容器，用来容纳压力，加热气体流并在容器内均匀循环的源，一个对真空袋覆盖的部件施加真空的子系统，一个控制运行参数的子系统，以及一个将模具装入高温热压罐的子系统。现代的高温热压罐由计算机控制，操作人员可以编写和监控所有类型的固化循环程序。控制固化循环最精确的方法是用放置在实际零件上的热电偶来控制热压罐控制器。

在热压罐中加工的大多数零件都覆盖着一个真空袋，主要用于压实层压板，并提供一个去除挥发物的路径。该真空袋允许部分存在压差在热压罐外而不直接暴露于热压罐的环境。真空袋也用于对零件施加不同程度的真空。

热黏结剂和热灯

典型的机上加热方法包括电阻热毯、红外热灯和热风装置。所有的加热装置都必须用某种方法来控制，以便能够施加正确的热量。这对于使用预浸料和粘合剂的维修尤其重要，因为通常规定了控制加热和冷却速率。

热连接器

热连接器是一种便携式设备，根据修复区域的温度反馈自动控制加热。热粘结剂也有一个真空泵供应和监测真空袋中的真空设备。热粘结剂用放置在修复处附近的热电偶控制固化循环。有些维修需要多达10个热电偶。现代热连结器可以运行许多不同类型的固化程序，固化周期数据可以打印出来或上传到计算机。如图40所示

图40：热连结设备

热毯

热毯是一种灵活的加热器。它由两层硅橡胶制成，在两层硅橡胶之间有一个金属电阻加热器。热毯是一种常用的方法，为飞机的维修提供热量。热毯可手动控制;然而，它们通常与热粘结剂一起使用。热量通过传导从毯子传递出去。因此，热毯必须符合且与零件100%接触，这通常是通过真空袋压力来完成的。如图41所示

图41：热毯

热灯

如果不使用真空袋，红外热灯也可用于复合材料的高温固化。然而，当固化温度超过150华氏度或面积超过2平方英尺时，它们通常是无效的。此外，用灯来控制热量也很困难，而且灯往往很快就会产生高表面温度。如果由恒温器控制，热灯可以用于将固化热应用到大型或不规则的表面。热黏结剂可用于控制热灯。

热风系统

热风系统可用于固化复合材料修补，主要局限于小型修补和干燥修补区域。真空袋装完成后，热发生器提供热空气，直接进入在修复区域周围设置的绝缘外壳。热风环绕修补，温升均匀。

未完待续