Un equipo de A * STAR está ayudando a las empresas de Singapur que se especializan en el mantenimiento, reparar, y revisión de aviones para profundizar su comprensión de una tecnología para reparar componentes de fibra de carbono de alta tecnología.

Las estructuras de fibra de carbono son lo suficientemente fuertes como para reemplazar las piezas de aviónica típicamente hechas de acero. Pero cuando se daña, Estos materiales livianos requieren técnicas de reparación especiales para garantizar que aún puedan soportar cargas mecánicas. Los técnicos normalmente cortan trozos en forma de cuña del sitio defectuoso, y pegue los parches prefabricados. Finalmente, Los componentes se colocan en hornos presurizados llamados autoclaves para eliminar los gases volátiles y curar los adhesivos.

Técnicas de reparación basadas en autoclave, sin embargo, no son prácticos para el mantenimiento de componentes extragrandes, como alas o fuselajes, que no se pueden quitar de la aeronave. Stefanie Feih y sus compañeros de trabajo del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur (SIMTech) de A * STAR ahora han investigado una técnica para parchear estructuras de fibra de carbono mientras todavía están en su lugar en la aeronave.

El equipo estudió un proceso de reducción de volumen al vacío doble que coloca una caja rígida que contiene una bolsa de vacío flexible interna encima de un parche. Al crear un segundo nivel de vacío diferente dentro de esta cámara, Los gases volátiles se pueden eliminar rápidamente del material de reparación. Luego, el parche se transfiere a la aeronave para completar el paso de curado.

"La reducción de volumen por doble vacío agrega un paso adicional a un escenario de reparación ya muy complejo, "dice Feih." Los procesos de reparación requieren un control de temperatura de la superficie de alta precisión sobre superficies con características internas generalmente complejas. Realizar reparaciones a gran escala complica aún más el proceso ".

La alta porosidad en el parche final es un problema importante durante la reparación de la fibra de carbono. porque los vacíos pueden disminuir la resistencia mecánica. Los investigadores encontraron que las películas adhesivas utilizadas para unir parches de reparación también pueden atrapar gases volátiles para crear vacíos adicionales. El proceso de reducción de volumen de doble vacío, sin embargo, Se descubrió que elimina casi por completo la porosidad tanto en la película adhesiva como en el parche de reparación para todas las geometrías de reparación.

"Estos hallazgos destacan por qué necesita una fuerza laboral altamente calificada en una ciudad central de aviónica, "dice Feih." Es crucial para atraer operadores a Singapur, y emprendimos este proyecto para mejorar la comprensión de los procesos de reparación de estructuras compuestas entre las empresas locales ".

Feih y sus colegas también examinaron el impacto de la geometría del parche probando mecánicamente configuraciones que van desde películas laminadas simples hasta formas de cuña más complejas. Aquí, Las reparaciones circulares tridimensionales demostraron ser intrínsecamente más fuertes que las formas bidimensionales simplificadas cuando estaban bajo tensión. Se necesitan más estudios para determinar las mejoras óptimas en condiciones complejas experimentadas por componentes reales durante el vuelo.