Göçme toplumy UV-bejerip bolýan süýümli aýna / winil efir ýa-da otag temperaturasynda saklanýan uglerod süýümi / epoksi desgasy we batareýa bilen işleýän bejeriş enjamlary bilen bejerip bolýar. # önümçilik # infrastruktura
UV bilen bejerip bolýan deslapky ýamany bejermek, “Custom Technologies” LLC tarapyndan meýdan birleşýän köpri üçin işlenip düzülen uglerod süýümi / epoksi deslapky abatlaýyş işiniň ýönekeý we çalt bolandygyna garamazdan, aýna süýümi güýçlendirilen UV bejerip bilýän winil ester rezini Prepreg has amatly ulgamy ösdürdi . Surat çeşmesi: Custom Technologies LLC
Modully ýerleşdirilen köprüler harby taktiki amallar we logistika, şeýle hem tebigy betbagtçylyklar wagtynda transport infrastrukturasyny dikeltmek üçin möhüm baýlykdyr. Şeýle köprüleriň agramyny azaltmak üçin ulag ulaglaryna we işe giriziş dikeldiş mehanizmlerine düşýän agramy azaltmak üçin birleşdirilen gurluşlar öwrenilýär. Metal köprüler bilen deňeşdirilende, birleşdirilen materiallar ýük göterijilik ukybyny ýokarlandyrmak we hyzmat möhletini uzaltmak mümkinçiligine eýe.
“Advanced Modular Composite Bridge” (AMCB) muňa mysal bolup biler. “Seemann Composites LLC” (Gulfport, Missisipi, ABŞ) we Materials Science LLC (Horşam, PA, ABŞ) uglerod süýümi bilen güýçlendirilen epoksi laminatlary ulanýarlar (1-nji surat). ) Taslama we gurluşyk). Şeýle-de bolsa, meýdanda şeýle desgalary bejermek ukyby birleşdirilen materiallaryň kabul edilmegine päsgel berýän mesele boldy.
1-nji surat Kompozit köpri, esasy içerki aktiw Advanced Modular Composite Bridge (AMCB), Seemann Composites LLC we Materials Science LLC tarapyndan uglerod süýümi bilen güýçlendirilen epoksi rezin kompozitlerini ulanyp dizaýn edildi we guruldy. Surat çeşmesi: Seeman Composites LLC (çepde) we ABŞ goşuny (sagda).
2016-njy ýylda “Custom Technologies LLC” (Millerswil, MD, ABŞ) esgerler tarapyndan ýerinde üstünlikli ýerine ýetirip boljak abatlaýyş usulyny ösdürmek üçin ABŞ-nyň goşuny tarapyndan maliýeleşdirilýän Kiçi telekeçilik innowasiýa gözlegleri (SBIR) 1-nji tapgyra grant aldy. Bu çemeleşmä esaslanyp, SBIR grantynyň ikinji tapgyry 2018-nji ýylda täze materiallary we batareýa bilen işleýän enjamlary görkezmek üçin berildi, hatda patch täze bir tälimçi tarapyndan ýerine ýetirilse-de, gurluşyň 90% ýa-da ondan gowragy çig dikeldilip bilner güýç. Tehnologiýanyň ýerine ýetirilişi, seljeriş, material saýlamak, nusga önümçiligi we mehaniki synag meselelerini ýerine ýetirmek, şeýle hem kiçi we doly göwrümli abatlaýyş işleri bilen kesgitlenýär.
SBIR-iň iki tapgyrynda esasy gözlegçi, Custom Technologies LLC-iň esaslandyryjysy we prezidenti Maýkl Bergen. Bergen Deňiz üstü söweş merkezi (NSWC) Karderokdan pensiýa çykdy we 27 ýyl Gurluşyk we materiallar bölüminde işledi we ABŞ-nyň Harby deňiz flotunda birleşdirilen tehnologiýalary ösdürmegi we ulanmagy dolandyrdy. Doktor Rojer Kran 2011-nji ýylda ABŞ-nyň Harby deňiz flotundan pensiýa çykandan soň 2015-nji ýylda “Custom Technologies” -e goşuldy we 32 ýyl gulluk etdi. Birleşdirilen materiallar tejribesi, täze birleşdirilen materiallar, prototip önümçiligi, birikdiriş usullary, köpugurly birleşdirilen materiallar, gurluşyň saglygyna gözegçilik we birleşdirilen materiallary dikeltmek ýaly mowzuklary öz içine alýan tehniki neşirleri we patentleri öz içine alýar.
Iki hünärmen, “Ticonderoga CG-47” kysymly raketa kruizeri 5456-nyň alýuminiý gurluşyndaky çatryklary bejermek üçin birleşdirilen materiallardan peýdalanýan özboluşly bir prosesi oýlap tapdylar. 2 milliondan 4 million dollar aralygyndaky platforma tagtasyny çalyşmak üçin "Bergen aýtdy. “Şeýlelik bilen, laboratoriýanyň daşyndaky we hakyky hyzmat gurşawynda abatlaýyş işlerini bilýändigimizi subut etdik. Emma kynçylyk, häzirki harby aktiw usullarynyň kän bir üstünlikli däldigi. Bu opsiýa iki taraplaýyn abatlamakdyr (esasan zeper ýeten ýerlerde tagtany ýokarsyna ýelimläň) ýa-da ammar derejesinde (D derejeli) abatlamak üçin emlägi hyzmatdan aýyryň. D derejeli abatlaýyş işleriniň zerurdygy sebäpli köp emläk aýrylýar. "
Mundan başga-da, zerur zatlaryň diňe toplumlary we tehniki hyzmat gollanmalaryny ulanyp, birleşdirilen materiallarda tejribesi bolmadyk esgerler tarapyndan ýerine ýetirilip bilinjek usuldygyny aýtdy. Biziň maksadymyz prosesi ýönekeýleşdirmek: gollanmany okaň, zyýany bahalandyryň we abatlaň. Suwuk rezinleri garyşdyrmak islemeýäris, sebäbi doly bejergini üpjün etmek üçin takyk ölçeg talap edilýär. Şeýle hem abatlaýyş işleri tamamlanandan soň howply galyndylar bolmadyk ulgam gerek. Bar bolan ulgam tarapyndan ýerleşdirilip bilinjek toplum hökmünde gaplanmalydyr. "
“Custom Technologies” -iň üstünlikli görkezen çözgütleriniň biri, zyýanyň ululygyna (12 inedördül dýuýma çenli) ýelimlenen kompozit ýamany sazlamak üçin berk epoksi ýelimini ulanýan göçme toplumdyr. Görkeziş 3 dýuým galyňlykdaky AMCB palubasyny görkezýän birleşdirilen materialda tamamlandy. Birleşdirilen materialda 3 dýuým galyňlykdaky balsa agaç ýadrosy (kub fut dykyzlygy üçin 15 funt) we Vektorply (Feniks, Arizona, ABŞ) C -LT 1100 uglerod süýümi 0 ° / 90 ° biaxial tikilen mata, bir gatlak C-TLX 1900 uglerod süýümi 0 ° / + 45 ° / -45 ° üç şaha we iki gatlak C-LT 1100, jemi bäş gatlak. "Biz toplumyň matanyň ugry mesele bolmazlygy üçin köp okuna meňzeş kwaz-izotrop laminatda prefabrik ýamalary ulanmagy makul bildik" -diýdi.
Indiki mesele laminat bejermek üçin ulanylýan rezin matrisasy. Suwuk rezinleri garyşdyrmazlyk üçin, patch öňünden ulanylýar. "Şeýle-de bolsa, bu kynçylyklar saklanýar" -diýdi Bergen. Saklanylýan patch çözgüdini döretmek üçin “Custom Technologies”, “Sunrez Corp.” (El Kajon, Kaliforniýa, ABŞ) bilen alty minutda ultramelewşe ýagtylygy (UV) ulanyp bilýän aýna süýüm / winil ester desgasyny döretmek üçin hyzmatdaşlyk etdi. Şeýle hem, täze çeýe epoksi filmiň ulanylmagyny teklip eden “Gougeon Brothers” (Baý Siti, Miçigan, ABŞ) bilen hyzmatdaşlyk etdi.
Irki gözlegler epoksi reziniň uglerod süýümi üçin taýýarlanylýan UV-bejerip bilýän winil efiriniň we aýdyň aýna süýüminiň oňat işleýändigini, ýöne ýeňil bloklaýan uglerod süýüminiň aşagynda bejermeýändigini görkezdi. “Gougeon Brothers” -iň täze filmine esaslanyp, iň soňky epoksi prereg 210 ° F / 99 ° C-de 1 sagat bejerilýär we otag temperaturasynda uzak saklanýar, pes temperatura saklamagyň zerurlygy ýok. Bergen, has ýokary aýna geçiş temperaturasy (Tg) zerur bolsa, reziniň 350 ° F / 177 ° C ýaly has ýokary temperaturada bejeriljekdigini aýtdy. Iki deslapky deslapky plastik film konwertinde möhürlenen deslapky ýamalar toplumy hökmünde göçme abatlaýyş toplumynda berilýär.
Bejeriş toplumy uzak wagtlap saklanyp bilinýändigi sebäpli, “Custom Technologies” ýaramlylyk möhletini öwrenmeli. Bergen: "Biz dört sany gaty plastmassa berkitme satyn aldyk, transport enjamlarynda ulanylýan adaty harby görnüş - her bir töwerekde epoksi ýelimleýji we winil ester desgasynyň nusgalaryny goýduk" -diýdi. Soňra gutular synag üçin dört dürli ýerde ýerleşdirildi: Miçigandaky “Gougeon Brothers” zawodynyň üçegi, Meriländ howa menziliniň üçegi, caukka jülgesindäki açyk desga (Kaliforniýa çöli) we Floridanyň günortasyndaky açyk poslama synag laboratoriýasy. Caseshli hadysalarda maglumatlar ýazyjylary bar, Bergen: “Her üç aýdan bir gezek baha bermek üçin maglumatlary we material nusgalaryny alýarys. Florida we Kaliforniýadaky gutularda iň ýokary temperatura 140 ° F bolup, dikeldiş rezinleriniň köpüsi üçin amatly. Bu hakyky kynçylyk. ” Mundan başga-da, “Gougeon Brothers” täze döredilen arassa epoksi rezini içerde synagdan geçirdi. "Birnäçe aýlap 120 ° F-da peçde ýerleşdirilen nusgalar polimerleşip başlaýar" -diýdi. "Şeýle-de bolsa, 110 ° F derejesinde saklanýan degişli nusgalar üçin rezin himiýasy diňe az mukdarda gowulaşdy."
Bejeriş synag tagtasynda we Seemann Composites tarapyndan gurlan asyl köpri bilen birmeňzeş laminat we esasy materialdan peýdalanýan AMCB-iň bu göwrümli modeli barlandy. Surat çeşmesi: Custom Technologies LLC
Bejeriş usulyny görkezmek üçin wekilçilikli laminat öndürilmeli, zaýalanmaly we abatlanmaly. "Taslamanyň birinji tapgyrynda, abatlaýyş işimiziň mümkinçiligini bahalandyrmak üçin başda kiçi göwrümli 4 x 48 dýuým şöhle we dört nokatly egilmek synaglaryny ulandyk" -diýdi. “Soňra, taslamanyň ikinji tapgyrynda 12 x 48 dýuým panellere geçdik, şowsuzlyga sebäp bolmak üçin biaksial stres ýagdaýyny döretmek üçin ýükleri ulandyk we abatlaýyş işine baha berdik. Ikinji etapda, tehniki hyzmat guran AMCB modelini hem tamamladyk. ”
Bergen abatlaýyş işiniň subut edilmegi üçin ulanylýan synag paneliniň, Seemann Composites tarapyndan öndürilen AMCB bilen birmeňzeş laminat we esasy materiallardan peýdalanyp öndürilendigini aýtdy, ýöne paralel ok teoremasyna esaslanyp paneliň galyňlygyny 0.375 dýuýmdan 0.175 dýuýma çenli azaltdyk. . Bu şeýle. Bu usul şöhle teoriýasynyň goşmaça elementleri we nusgawy laminat teoriýasy [CLT] bilen bilelikde inertiýa pursatyny we doly göwrümli AMCB-iň täsirli berkligini has kiçi göwrümli demo önümi bilen işlemek aňsat we has köp baglanyşdyrmak üçin ulanyldy. tygşytly. Soňra, XCraft Inc. (Boston, Massaçusets, ABŞ) tarapyndan işlenip düzülen ahyrky element seljermesi [FEA] gurluş abatlaýyş dizaýnyny gowulandyrmak üçin ulanyldy. ” Synag panelleri we AMCB modeli üçin ulanylýan uglerod süýümi matasy Vectorply-dan satyn alyndy we balsa ýadrosy Core Composites (Bristol, RI, ABŞ) tarapyndan öndürildi.
1-nji ädim. Bu synag paneli merkezde bellenen zeperleri simulirlemek we aýlawy bejermek üçin 3 dýuým deşik görkezýär. Stepshli ädimler üçin surat çeşmesi: Custom Technologies LLC.
2-nji ädim. Zeper ýeten materialy aýyrmak we abatlaýyş ýamanyny 12: 1 ýazgy bilen ýapmak üçin batareýa bilen işleýän elde ýylmaýjy ulanyň.
"Synag tagtasyndaky meýdançadaky köpri palubasynda görlüp bilinjekden has ýokary zyýany simulasiýa etmek isleýäris" -diýdi. “Şonuň üçin biziň usulymyz, 3 dýuým diametrli deşik ýasamak üçin armatura ulanmak. Soň bolsa zeper ýeten materialyň wilkasyny çykaryp, 12: 1 şarfy gaýtadan işlemek üçin el bilen pnewmatik ýylmaýjy ulanýarys. ”
Kran uglerod süýümi / epoksi abatlamak üçin, “zeper ýeten” panel materialy aýrylandan we degişli şarf ulanylandan soň, deslapky zeper ýeten ýeriň aşagyna laýyk bolmagy üçin ini we uzynlygy kesiljekdigini düşündirdi. “Synag panelimiz üçin abatlaýyş materialynyň asyl zeper ýetmedik uglerod paneliniň ýokarsyna laýyk bolmagy üçin dört gatlak taýýarlyk gerek. Ondan soň, uglerod / epoksi desganyň üç örtük gatlagy abatlanan böleginde jemlenendir. Her bir yzygiderli gatlak aşaky gatlagyň ähli tarapynda 1 dýuým uzalýar, bu bolsa “gowy” daş-töweregindäki materialdan abatlanylýan ýere ýuwaş-ýuwaşdan ýük geçirişini üpjün edýär. ” Bu abatlaýyş işleriniň umumy wagty, şol sanda abatlaýyş meýdançasyny taýýarlamak, dikeldiş materiallaryny kesmek we ýerleşdirmek we bejeriş prosedurasyny ulanmak - takmynan 2,5 sagat.
Uglerod süýümi / epoksi desgasy üçin abatlaýyş meýdançasy wakuum bilen gaplanýar we batareýa bilen işleýän termiki baglanyşyk ulanyp, 210 ° F / 99 ° C-de bir sagatlap bejerilýär.
Uglerod / epoksi bejermek ýönekeý we çalt bolsa-da, topar öndürijiligi dikeltmek üçin has amatly çözgüdiň zerurdygyny ykrar etdi. Bu ultramelewşe (UV) bejeriş desgalarynyň gözlegine sebäp boldy. "Sunrez winil ester galyndylaryna bolan gyzyklanma, kompaniýanyň esaslandyryjysy Mark Livesaý bilen öňki deňiz tejribesine esaslanýar" -diýdi. “Ilki bilen, Sunrezi winil ester preregini ulanyp, kwaz-izotrop aýna mata bilen üpjün etdik we dürli şertlerde bejeriş egrisine baha berdik. Mundan başga-da, winil efir rezininiň ikinji derejeli ýelimleýiş öndürijiligini üpjün edýän epoksi rezine meňzemeýändigini bilýändigimiz sebäpli, dürli ýelimleýji gatlak birleşdiriji serişdelere baha bermek we haýsysynyň amaly üçin laýykdygyny kesgitlemek üçin goşmaça tagallalar zerurdyr. "
Anotherene bir mesele, aýna süýümleri uglerod süýümleri ýaly mehaniki häsiýetleri üpjün edip bilmez. "Uglerod / epoksi patch bilen deňeşdirilende bu mesele goşmaça aýna / winil efirini ulanmak arkaly çözülýär" -diýdi. "Diňe bir goşmaça gatlagyň zerurlygynyň sebäbi aýna materialyň has agyr mata bolmagydyr." Bu, gaty sowuk / doňan meýdan temperaturalarynda-da alty minutyň içinde ulanylyp we birleşdirilip bilinjek amatly patch öndürýär. Heatylylygy üpjün etmezden bejermek. Kran bu abatlaýyş işleriniň bir sagadyň içinde tamamlanyp biljekdigini aýtdy.
Iki patch ulgamy hem görkezildi we synagdan geçirildi. Her abatlaýyş üçin zeper ýetmeli ýer bellik edilýär (1-nji ädim), deşik armatura bilen döredilýär we soňra batareýa bilen işleýän elde ýylmaýjy (2-nji ädim) ulanylýar. Soňra abatlanan meýdany 12: 1 arzanladyň. Şarfyň ýüzüni alkogol paneli bilen arassalaň (3-nji ädim). Soňra, abatlaýyş ýamasyny belli bir ululykda kesiň, arassalanan ýere goýuň (4-nji ädim) we howa köpürjiklerini aýyrmak üçin rolik bilen birleşdiriň. Aýna süýüm / UV bejeriş winil ester desgasy üçin, goýberiş gatlagyny abatlanan ýere goýuň we ýamany simsiz UV çyrasy bilen alty minutlap bejeriň (5-nji ädim). Uglerod süýümi / epoksi deslapky desgasy üçin vakuum paketini we abatlanan meýdany 210 ° F / 99 ° C-de bejermek üçin öňünden meýilleşdirilen, bir düwme, batareýa bilen işleýän termiki baglaýjy ulanyň.
5-nji ädim. Peýkam gatlagyny abatlanan ýere ýerleşdireniňizden soň, ýamany 6 minut bejermek üçin simsiz UV çyrasyny ulanyň.
"Soňra ýamanyň ýelimliligini we gurluşyň ýük göterijilik ukybyny dikeltmek ukybyna baha bermek üçin synaglar geçirdik" -diýdi. “Birinji etapda, ulanmagyň aňsatlygyny we güýjüň azyndan 75% -ini dikeltmek ukybyny subut etmeli. Bu, simulýasiýa edilen zyýany bejermekden soň 4 x 48 dýuým uglerod süýümi / epoksi rezine we balsa ýadrosyna dört nokatly egilmek arkaly amala aşyrylýar. Hawa. Taslamanyň ikinji tapgyrynda 12 x 48 dýuým panel ulanyldy we çylşyrymly dartyş ýüklerinde 90% -den gowrak güýç talaplary görkezilmelidir. Bu talaplaryň hemmesini ýerine ýetirdik, soň bolsa AMCB modelinde abatlaýyş usullaryny surata aldyk. Wizual salgylanma bermek üçin infield tehnologiýasyny we enjamlaryny nädip ulanmaly. ”
Taslamanyň esasy tarapy, täze gelenleriň abatlamagy aňsatlyk bilen tamamlap biljekdigini subut etmekdir. Şol sebäpli Bergeniň bir pikiri bardy: “Goşundaky iki tehniki aragatnaşyklarymyza doktor Bernard Sia we Eşli Genna görkezmegi wada berdim. Taslamanyň birinji tapgyrynyň jemleýji synynda, abatlamagy haýyş etdim. Tejribeli Eşli abatlaýyş işini geçirdi. Beren toplumymyzy we gollanmamyzy ulanyp, ol ýamany ulandy we hiç hili kynçylyksyz abatlamagy tamamlady ".
2-nji surat Batareýa bilen işleýän bejeriş, öňünden meýilleşdirilen, batareýa bilen işleýän termiki baglanyşyk enjamy, abatlaýyş bilimleri ýa-da sikl programmirlemesini bejermek zerurlygy bolmazdan, düwmäniň basylmagy bilen uglerod süýümini / epoksi bejeriş patchyny bejerip biler. Surat çeşmesi: Custom Technologies, LLC
Anotherene bir möhüm ösüş batareýa bilen işleýän bejeriş ulgamydyr (2-nji surat). Bergen: "Içerki tehniki hyzmatyň üsti bilen diňe batareýa güýji bolýar" -diýdi. "Biziň döreden abatlaýyş toplumymyzdaky ähli enjamlar simsiz." Bu, “Custom Technologies” we ýylylyk baglaýjy maşyn üpjün ediji “WichiTech Industries Inc.” (Randallstown, Meriländ, ABŞ) enjamy bilen bilelikde işlenip düzülen batareýa bilen işleýän termiki baglanyşygy öz içine alýar. "Batareýa bilen işleýän bu termiki baglaýjy, bejergini tamamlamak üçin öňünden düzülendir, şonuň üçin täze gelenler bejeriş siklini meýilleşdirmeli däl" -diýdi. Dogry rampany doldurmak we siňdirmek üçin diňe bir düwmä basmaly ". Häzirki wagtda ulanylýan batareýalar, zarýad berilmezden bir ýyl dowam edip biler.
Taslamanyň ikinji tapgyry tamamlanandan soň, “Custom Technologies” indiki gowulandyryş tekliplerini taýýarlaýar we gyzyklanma we goldaw hatlaryny ýygnaýar. "Biziň maksadymyz bu tehnologiýany TRL 8-e ýetişdirmek we ony durmuşa geçirmek" -diýdi. "Şeýle hem, harby däl arzalaryň mümkinçiligini görýäris."
Senagatyň ilkinji süýümini berkitmegiň arkasyndaky köne sungaty düşündirýär we täze süýüm ylmyna we geljekdäki ösüşine çuňňur düşünýär.
Soonakynda gelip, ilkinji gezek uçýan 787, maksatlaryna ýetmek üçin birleşdirilen materiallarda we proseslerde täzeliklere bil baglaýar
Iş wagty: 02-2021-nji sentýabr