Reparacion de Materiales Compuestos

Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos”

Índice Pág.

 Reparación de materiales compuestos Introducción………………………………………….

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 Niveles de daño………………………………………………………………………………………… ……….

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 Tipos de inspecciones……………………………………………………………………………… …………

5

 Opciones

para

realizar

reparación…………………………………………………………………..

la

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 Evaluación de daños……………………………………………………………………………………… ……

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 Daños típicos……………………………………………………………………………………… ………………

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 Criterio de reparación………………………………………………………………………………… ……..

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos”  Tipos de reparaciones……………………………………………………………………………… ………… •

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Bolted Repair……………………………………………………………………………… …………

•

Bonded Repair……………………………………………………………………………… ……….

•

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21

Reparación

de

estructura

sándwich……………………………………………………….

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 Inspección de la reparación………………………………………………………………………………..

34  Reparación de componentes estructurales……………………………..

……………35 •

Larguerillos……………………………………………………………………… ………………………35

•

Largueros………………………………………………………………………… ………………………37

 Ejemplo

de

reparación

de

un

estabilizador

horizontal………………………………………..38  Conclusión………………………………………………………………

………………… 42  Bibliografía………………………………………………………………………………… ……………………….

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REPARACION DE MATERIALES COMPUESTOS Los materiales compuestos son usados en un amplio rango en la industria aeronáutica, automotriz, naval, así como también en equipamiento para distintos deportes. En la industria aeronáutica estos materiales comenzaron a usarse en los principios de 1960, usando principalmente fibra de vidrio, utilizándose luego fibra de boro, aramidica y de carbono. Estos materiales en la industria aeronáutica se comenzaron a usar en un primer momento en spoilers y carenados, y luego debido a los buenos resultados obtenidos se comenzaron a utilizar en alerones, flaps, nacelles, rudders, etc. Una reparación tiene el objetivo de recuperar una estructura dañada hasta un nivel aceptable en términos de dureza, durabilidad, rigidez y rendimiento de la pieza. Idealmente una buena reparación tendría que devolverle a la pieza la apariencia y propiedades propias de la misma en su estado original. La evaluación de daños antes de realizar una reparación, requiere la selección de un criterio de reparación, la elección de materiales adecuados y los procesos que se realizaran, especificando el área y tamaño de la reparación. La mayoría de las reparaciones son generalmente mediante la utilización de parches. Debido a la utilización de estos materiales, comenzaron a aparecer danos propios de los mismos como delaminaciones y micro cracking, además de problemas debidos a la baja resistencia al impacto, ingreso de liquido y erosión de las estructuras sándwich. Las reparaciones que se llevan a cabo en las aeronaves deben ser realizadas de acuerdo a lo indicado en el manual de reparaciones estructurales (SRM) de la misma. Las reparaciones de las piezas debido al ingreso de liquido pueden variar dependiendo del liquido, generalmente el agua y el skydrol (liquido hidráulico) son los más comunes. El agua generalmente tiende a crear daños en las piezas cuando estas son curadas, a menos que se le quite toda la humedad a esta. La mayoría de los materiales utilizados para la reparación generalmente curan a temperaturas superiores a las del punto de ebullición del agua, lo que puede causar una desunión entre la cara y el núcleo, donde se encuentra atrapada el agua. Es por esta razón que se secan los núcleos de la estructura sándwich antes de comenzar a realizar la reparación.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Las propiedades de resistencia a la erosión de los materiales compuestos son menores que la del aluminio, es por esto que no se lo utiliza en lugares como el borde de ataque, en algunas áreas, generalmente se utiliza el material con un revestimiento como protección contra la erosión. A continuación se determinan los distintos pasos en los que se basa la reparación de materiales compuestos:

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Como se puede observar en el diagrama de flujo, una vez detectado el daño, se procede a realizar una evaluación del mismo, con el fin de determinar si será reparado, o en caso contrario será desechado (scrap). En el caso que el daño sea reparable, se determinara si la reparación que se tendrá que hacer será fácil o compleja. Las reparaciones fáciles son generalmente pequeñas y no afectan la integridad estructural del componente, mientras que las reparaciones complejas son realizadas cuando el daño es mayor y afecta el rendimiento de la pieza. En algunos casos cuando se tiene una pieza en servicio con un daño, se puede efectuar una reparación temporal, con el fin de que luego cuando se disponga de mayor tiempo se pueda llevar la pieza al taller para que le realicen una correcta reparación. Sea cual fuese el tipo de reparación que se haya realizado, luego se tendrá que realizar una inspección , generalmente mediante ensayos no destructivos, con el fin de poder determinar la calidad de la reparación realizada, prestándole atención principalmente a la zona de unión de la parte reparada y la original. Una vez terminada la misma la pieza podrá volver a servicio.

NIVELES DE DAÑO Cuando un daño es encontrado, es necesario contar con procedimientos de reparaciones eficientes, además de contar con el equipamiento y herramientas necesarias. Con el fin de desarrollar criterios de reparaciones para un amplio rango de daños, la filosofía del diseño de reparaciones se basa en reparaciones genéricas, que en algunos casos no son específicamente danos. Este enfoque en las reparaciones es beneficioso ya que permite que se desarrollen procedimientos que podrán ser utilizados para varios niveles de daños, reduciendo a su vez la necesidad de desarrollar procedimiento de reparaciones para cada daño que ocurra. A continuación se muestra un ejemplo de niveles de daño para piezas estructurales:

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Para una determinada situación, se tratara de darle al operador en el SRM, una serie de opciones para que este pueda realizar la reparación. Entre las opciones puede existir, por ejemplo la posibilidad de realizar una reparación temporal o una permanente, la utilización de parches colocados mediante adhesivos contra la posibilidad de colocar parches utilizando sujetadores, etc. La decisión del operador para elegir el tipo de reparación que realizara dependerá del daño, tiempo que disponga para realizar la reparación, las habilidades del operador y las condiciones del medio ambiente en que se encuentra.

TIPOS DE INSPECCIONES Es el primer paso del que se parte para realizar una reparación, ya que a través de las inspecciones se tiene una idea del daño existente. La presencia de daños en las partes de materiales compuestos de aeronaves, son encontradas generalmente en el curso de alguna inspección de rutina de la aeronave, o en el caso de danos grandes, pueden ser advertidos por el piloto. Los modos de inspección más comunes son los visuales, aunque existen otros métodos como los ensayos no destructivos(NDT), que nos permitirán conocer ciertas características del daño, que luego nos servirán para proceder a la reparación de la pieza. A continuación se enumeran los ensayos no destructivos más utilizados y los daños que nos detectan:

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OPCIONES PARA REALIZAR LA REPARACION Cuando una pieza de material compuesto en servicio presenta un daño, se pueden llevar a cabo uno de los siguientes tres niveles de reparación: Reparación cosmética: En este caso las inspecciones determinaron que la integridad estructural del componente no ha sido afectada. Este tipo de reparación es llevada a cabo para proteger y decorar la superficie. Reparaciones temporales: Se realiza cuando una pieza en servicio posee pequeños daños, los cuales son detectados pero no afectan la integridad estructural de la pieza. Sin embargo, si no se reparan pueden producir luego la propagación de estos pequeños danos debido al ingreso de humedad y fatiga. Las reparaciones temporales recuperaran la funcionabilidad de la aeronave y sus sistemas, pero durante un corto periodo de tiempo. Generalmente durante estas reparaciones se trata de llevar los requerimientos de rigidez a niveles donde no se produzca pandeo o flutter, al mismo tiempo que se trata de reducir los daños, siempre acompañadas estas inspecciones con mantenimientos periódicos.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” La reparación mediante el uso de parche puede ser llevada a cabo, con un mínimo de preparación, para proteger el componente hasta que este quede fuera de servicio, para una posterior reparación estructural. En algunos casos se deben llevar a cabos reparaciones temporales en donde se logre obtener suficiente resistencia, rigidez y funcionabilidad de la pieza para permitir que la aeronave vuele hacia una estación de reparación o taller. Reparaciones estructurales: Si el daño ha dañado la estructura debido a una fractura de la fibra o de laminación, la reparación abarcara el remplazo de la fibra de refuerzo dañada, o el núcleo en el caso de la estructura sándwich con el fin de lograr las propiedades mecánicas iniciales. Si el área dañada es muy pequeña, puede analizarse la posibilidad de realizar una reparación estructural o cosmética.

EVALUACION DE DAÑOS La evaluación de daños es la etapa intermedia entre la inspección y la reparación, e incluye la toma de decisiones sobre como reparar la estructura dañada y la naturaleza de la reparación a realizar (Permanente o temporal). Existe una autoridad que es la encargada de interpretar la inspección realizada y el de decidir sobre la reparación que se realizara, este generalmente seguirá las instrucciones del fabricante. Para realizar el proceso de evaluación de daño se necesitara de la siguiente información: Caracterización del daño: •

Geometría del daño, tipo de daño (delaminacion, corte, orificio, etc.), dimensión.

•

Ubicación del daño, proximidad a otros elementos estructurales o sistemas, proximidad a otras zonas dañadas o reparadas.

Capacidad de reparación:

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” La capacidad de reparación y la posibilidad de realizar una reparación debe ser analizada en esta etapa, así como también la toma de decisión de la reparación a realizar. Por ejemplo si no se cuenta con las herramientas para realizar una reparación utilizando adhesivos, o no se tiene tiempo para realizar el proceso de curado, se puede efectuar una reparación utilizando elementos sujetadores (Bolted repair), o se puede realizar una reparación temporal. A continuación se muestra un cuadro donde se puede observar la evaluación de daño dependiendo de la ubicación de la pieza en el momento en que necesita ser reparado:

En el campo: Aeropuerto, hangar de puerto(botes),Calle(autos)

aerolínea,

base

aérea,

portaviones,

•

Se tiene poco equipamiento para realizar la inspección, y por lo tanto poco conocimiento del tamaño real del daño.(Por ejemplo, debido a un impacto se puede determinar que existe una delaminacion, pero no se puede determinar las dimensiones exactas del daño, la profundidad, etc.)

•

No se sabe como el daño afecto la integridad estructural de la aeronave

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” •

Se tienen limitadas posibilidades para realizar la reparación.

•

Tiempo limitado

En este caso, es responsabilidad del diseñador de la parte la de definir los daños que puedan ser reparados en el campo, creando un manual de reparaciones estándar que incluye los métodos de detección, los daños que pueden no ser reparados y los que si.

Estación de reparación: Una estación de reparación puede reparar todos aquellos danos que excedan los límites impuestos por el fabricante en el manual de reparaciones. En una estación de reparación se cuenta con la siguiente información: •

Tiene mayor capacidad para realizar inspecciones.

•

Información de diseño, que es suministrada por el fabricante.

•

Posee mayores instalaciones para realizar la reparación.

Fabricante: Cuando una pieza es devuelta al fabricante para su reparación, todos los recursos concernientes a inspección, definiciones estructurales, y métodos de reparación están disponibles. El fabricante puede enviar un equipo para realizar la reparación en el campo, considerándose esta reparación como realizada por el fabricante.

DAÑOS TIPICOS: A continuación se observan daños producidos sobre estructuras sándwich y estructuras laminadas:

Estructuras laminadas: 11/ 52

Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” De laminación producida por impacto sobre un laminado

Los daños en las capas inferiores pueden ser mucho mayores que en las capas superiores.

Separación en las capas del laminado

El daño no se expande a través de toda la pieza. El efecto sobre el rendimiento de la pieza va a depender de la longitud del daño y del espesor del material.

Danos debido a orificios:

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El daño puede ser ocasionado debido a una ampliación del orificio, produciendo una de laminación o danos sobre las capas superiores.

Estructura sándwich: Daños debido a la temperatura

Se produce separación superficie. El produce rendimiento espesor del material.

una fractura con de las capas de efecto que este sobre el dependerá del

Abolladuras sobre estructura sándwich y rotura

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CRITERIO DE REPARACION El criterio de reparación debe asegurar que la integridad estructural y funcionalidad de la parte reparada sea la misma que la que tenía la parte sin dañar. El criterio utilizado en la reparación es establecido por el fabricante, y es usado para desarrollar el manual de reparaciones estructurales (SRM). Para reparaciones permanentes se deben tener en cuenta los siguientes criterios de reparación: Recuperar la rigidez de la estructura original, resistir esfuerzos estáticos en el ambiente adecuado, asegurar durabilidad para el componente y asegurar la funcionabilidad de los sistemas del avión. Además existen otros criterios aplicables a reparaciones, como pueden ser reducir el peso, minimizar resistencia aerodinámica y ser las tareas que se realizan compatibles con las operaciones de la aeronave. Rigidez de la pieza Lo primero que se debe realizar en cualquier reparación es reemplazar el material que este dañado. Esto significa que particularmente para grandes reparaciones la rigidez del material a colocar debe coincidir lo más posible con el material original. Esto ayuda a evitar cualquier nuevo cálculo sobre el comportamiento dinámico del componente, como puede ser el flutter o redistribución de carga sobre la estructura. En el caso de reparaciones de superficies móviles, como puede ser el ala o la cola, estas son diseñadas para tener rigidez torsional y de flexión, las cuales son adecuadas para evitar excesivas deflexiones baja determinadas cargas aerodinámicas, ya que un incremento en la rigidez de una superficie de control, especialmente rigidez a la flexión, puede reducir la velocidad del flutter a niveles inaceptables, al mismo tiempo una disminución en la rigidez puede ser dañina.

Fuerzas estáticas y estabilidad

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Cualquier reparación permanente debe ser diseñada para soportar las máximas cargas aplicadas, a niveles extremos de temperatura y humedad. Cuando se quiere recuperar resistencia, se debe prestar especial atención a los efectos de la rigidez de la reparación sobre la distribución de cargas de la estructura. Si un parche posee menos rigidez que la estructura original, el parche no soportara la carga que tendría que soportar, ocasionando una sobre carga en el material aledaño a él. Esta condición puede ser causada porque el parche tiene menor rigidez o por deformación en los sujetadores que se utilizan al tratar de transmitir estos la carga. Estructuras sometidas a compresión o corte, como pueden ser las alas, alma de los largueros o larguerillos, y la estructura del fuselaje, pueden tener problemas cuando están sometidas a grandes cargas, pudiendo ocurrir la siguiente falla estatica: 1. Pandeo en paneles: Paneles en las secciones del ala, o en largueros o larguerillos pueden ser sometidos a pandeo, por lo que cualquier reparación que se deba realizar a cualquier pieza estructural critica, y especialmente a aquellas piezas que pueden pandearse, no deben afectar el pandeo de la pieza una vez terminada la reparación. Los laminados sometidos a compresión pueden fallar cuando las fibras ya sean en forma individual o un grupo de estas se pandean, ocasionando delaminaciones.

Tolerancia al daño Las estructuras de material compuesto son diseñadas para ser tolerantes al daño, Esto se logra disminuyendo la tensión de diseño de la estructura, para que esta pueda soportar mayores cargas de diseño. Las reparaciones también deben ser capaces de soportar cierto nivel de daño el cual es establecido por el fabricante (OEM original equipment manufacturer’s) conjuntamente con una agencia certificada.

Sistemas de la aeronave Además de satisfacer criterios estructurales, también se requiere que las reparaciones que se realicen tengan compatibilidad con los sistemas de la aeronave relacionados con la pieza. Estos sistemas incluyen:

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” 1. Sistema de combustible: La estructura es usada generalmente para contener el combustible, como en el caso de las alas. En el caso que se tenga que realizar una reparación en alguna zona como esta, esta reparación deberá impedir la perdida de combustible. Esta reparación también deberá ser compatible con el combustible que se utiliza. 2. Sistemas mecánicos: Los componentes que son actuados mecánicamente, como las puertas del tren de aterrizaje o superficies de control, deberán funcionar correctamente luego de realizar la reparación, en algunos casos luego de realizar la misma será necesario un re balanceo de la zona. Baja resistencia aerodinámica Las aeronaves deben tener poca resistencia, es por eso que sus superficies deben ser lo más lisas posibles. Para realizar una reparación, generalmente el manual de reparaciones estructurales de la aeronave establece ciertas condiciones que permitirán que la pieza reparada tenga una resistencia similar a la pieza original, especialmente si se realiza una reparación en alguna zona exterior. Peso y balanceo En comparación con el peso de una aeronave u otro vehículo, el peso adicionado por las reparaciones es insignificante, excepto aquellas reparaciones que se realizan sobre grandes estructuras. El peso adherido en una reparación, comienza a ser una preocupación cuando esta afecta a ciertas partes sensibles a fuerzas dinámicas, como pueden ser las superficies de control, alabes o ejes. En estos casos se debe remover la mayor cantidad de material dañado posible, con el fin de luego colocar el material utilizado en la reparación y no se produzca un cambio brusco en el peso de la pieza y en el momento de inercia. Si esto no es posible hacerse luego de la reparación se debe re balancear la pieza. Temperatura de operación La mayoría de las aeronaves experimentan elevadas temperaturas, por lo que las reparaciones que se realicen deben soportar estas temperaturas. Las temperaturas a las que operan las aeronaves afectan la elección del material que se utilizara para realizar la reparación, especialmente de la resina que se utilizara. La combinación de temperaturas extremas con la presencia de humedad por ejemplo, son las condiciones críticas

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Entorno de trabajo Las reparaciones estarán expuestas a una gran variedad de efectos diferentes producidos por el entorno donde se encuentra la pieza, a continuación se enumeran algunos: •

Fluido: Agua salada, combustible, lubricante, fluido hidráulico.

•

Cargas mecánicas: Vibraciones acústicas o aerodinámicas, y cargas propias de la operación

•

Ciclos térmicos

La humedad es particularmente perjudicial para las matrices poliméricas, ya que a elevadas temperaturas estas absorben la humedad, reduciendo la resistencia del laminado para cargas de compresión o corte. Además la humedad es dañina para las reparaciones que se realizan utilizando adhesivos, pudiendo afectar la reparación de las siguientes formas: 1. Formación de ampollas en el laminado: Cuando un laminado con humedad es calentado para proceder al curado de la reparación, la humedad absorbida puede causar delaminaciones locales o formación de ampollas. El secado de la pieza o temperaturas de curado menores pueden disminuir la presencia de ampollas en el laminado. 2. Separación de cara y núcleo en estructura sándwich: La presencia de humedad en las celdas del honeycomb de la estructura sándwich, provoca que estas se expandan al calentar la pieza para que se produzca el curado de los adhesivos utilizados en la reparación, desarrollándose la presión suficiente para separar una de las cara de la estructura del núcleo. Para prevenir esto generalmente se realiza un secado previo a la reparación. 3. Porosidad: Cuando una reparación es adherida a un laminado “húmedo”, esta humedad tendera a generar una porosidad, la cual puede reducir la resistencia. Estructuras cercanas Durante el transcurso de una reparación, es de suma importancia, que las estructuras cercanas no sufran ningún daño. Las principales fuentes de daño

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” son la caída de herramientas, rayones y la aplicación de alta temperatura durante el proceso de curado.

TIPOS DE REPARACIONES La tarea de la reparación comienza luego que se haya inspeccionado y evaluado el daño a reparar, teniendo como finalidad está la de devolverle a la estructura las propiedades que tenia originalmente antes del daño. Generalmente las piezas estructurales a reparar están sometidas a distintos tipos de carga, por lo que con la reparación se trata de reforzar las zonas debilitadas de la estructura agregando materiales nuevos los cuales se adhieren a la estructura, ya sea mediante uniones abulonadas o adhesivas. Por lo tanto se podría decir que la reparación no es más que una unión donde se logra la transmisión de cargas desde la estructura hacia el parche y viceversa. Los criterios de reparación de diseño, la pieza a reparar así como también los equipos con los que se cuenta determinaran si la reparación será abulonada (bolted) o mediante el uso de adhesivos (bonded). A continuación se muestran algunas condiciones que ayudan a determinar que tipo de reparación hay que realizar.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Además siempre que se quiera realizar una reparación se deberá consultar el manual de reparaciones estructurales (SRM) que nos ayudara a determinar que reparación realizar. Remoción del daño y preparación del área Una vez que se haya establecido el área a reparar, se debe proceder a remover el daño. El primer paso es remover la capa superficial de acabado mediante la utilización de lijas u otro método. La utilización de químicos está prohibida ya que puede afectar a la resina o puede quedar atrapada en el núcleo del honeycomb. Una vez que se haya quitado la capa superficial y el Primer, se podrán observar claramente las capas dañadas, si el daño no abarca todo el espesor de la pieza las capas se podrán quitar utilizando lijas u otro medio mecánico, en caso que el daño sea a lo largo de todo el laminado, se deberá cortar la zona. En el caso de una estructura sándwich que tenga una parte del núcleo dañado, se deberá cortar esta parte teniendo cuidado de no dañar la superficie interior de la cara de la estructura opuesta a la que está dañada. Una vez que se haya removido el daño, se deberá chequear que en el área a reparar no haya presencia de humedad o algún otro contaminante como combustible o fluido hidráulico ya que esto dificulta la posibilidad de tener una buena área de adhesión. Al mismo tiempo que degradan las propiedades del material compuesto. También se sabe que la humedad a elevadas temperaturas se transforma en vapor dañando el núcleo de una estructura sándwich o produciendo una delaminacion. Las normas SAE ARP 4916 y ARP 4977 nos dicen los procedimientos a seguir sobre cómo se deben limpiar y secar los materiales compuestos previos a su reparación.

BOLTED REPAIR Este tipo de reparaciones puede ser realizado colocando parches interiores, o colocando dos parches, uno a cada lado como se mostrara en la siguiente figura. La reparación colocando un parche en la zona externa es la más fácil de realizar. El parche se coloca en superposición con la zona a reparar, de manera tal de tener el área suficiente para colocar la cantidad de sujetadores que sea necesario. En el caso de grandes reparaciones, se pueden colocar varios parches, con distinto tamaño de sujetadores colocados en distinta posición, con el fin de lograr una más fácil transferencia de las cargas. El espesor que se coloca en las capas exteriores estará limitado por consideraciones aerodinámicas en el caso de una aeronave.

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Este tipo de reparaciones tiene la ventaja de que no se necesita el acceso a ambos lados de la pieza para realizarla, ya que mediante la utilización de sujetadores ciegos, solo se necesita acceso a un solo lado. Si la colocación de un parche externo es inviable, se puede colocar uno interno. En el caso que el acceso a la parte interior no sea posible, el parche debe ser doblado o cortado, para permitir su ingreso a través de un corte elíptico o circular que se realice en la superficie de la pieza, pudiendo ocasionar esta situación un agrandamiento del daño. Desde un punto de vista de transferencia de cargas, es preferible realizar una reparación colocando parches de ambos lados, sin embargo en algunos casos es difícil la colocación de los sujetadores en la parte interior, además que este tipo de reparación es más costoso.

Materiales utilizados en reparación Para realizar este tipo de reparaciones, solo se deben seleccionar los materiales del parche y los sujetadores que se utilizan. Los parches pueden ser de aluminio, titanio o acero, materiales compuestos pre curados, carbón/epoxi o fibra de vidrio/epoxi. Si se utilizan parches de aluminio sobre una pieza de carbono, se debe colocar una capa de fibra de vidrio entre ambos para impedir la corrosión galvánica. Para la reparación de piezas que deben soportar grandes cargas, generalmente se utilizan parches de titanio o de carbón/epoxi pre curados, que también se utilizan debido a su buena resistencia a la fatiga. La gran desventaja de los parches de carbón/epoxi pre curados es que no se ajustan a curvas o formas irregulares. Para la reparación de materiales compuestos, la elección del sujetador estará limitada a titanio, monel o acero inoxidable. La elección del tipo de sujetador es determinada por el SRM. Generalmente existe un concepto erróneo sobre este tipo de reparaciones, ya que se piensa que para la realización de las mismas se necesita de poca logística en cuanto a materiales, mientras que para la realización de las mismas, se debe tener almacenado la mayor cantidad de sujetadores posibles, lo que puede ser muy costoso. Si se utilizan parches pre curados de carbón/epoxi, deben estar disponible parches de diferentes tamaños y espesores, así como también se debe contar con el equipamiento adecuado para cortar los parches del tamaño adecuado. Análisis de la reparación

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A continuación se enumeraran los pasos a seguir para realizar este análisis: •

Estimación de la carga transferida a través de la reparación: Como se sabe la reparación es una unión donde la carga es transferida desde la pieza a repara hacia el parche y viceversa. La estimación de esta carga transmitida es el primer paso en la etapa de análisis de la reparación. Las dos situaciones en las cuales es necesario el análisis de la reparación es cuando se escribe el SRM por parte del fabricante o cuando el daño excede los límites del SRM y necesita ser reparado. El SRM es escrito por el fabricante, el cual tiene toda la información sobre el análisis de la estructura sin daño. En el segundo caso, la información sobre la carga tiene que ser obtenida por el fabricante.

•

Distribución de cargas en la reparación: Una vez que se conoce la transmisión de cargas a través de la reparación, se debe estudiar la distribución de cargas entre los varios sujetadores y la estructura.

Procedimiento para realizar la reparación El procedimiento para realizar pasos:

este tipo de reparaciones consta de

seis

1. Preparación del parche 2. Determinación de la ubicación de los orificios sobre la pieza a reparar 3. Ubicación de los orificios a realizar sobre el parche 4. Realización de los agujeros y escariado de los mismos 5. Instalación de los sujetadores y del parche 6. Sellado de la reparación El primer paso consiste en cortar, y darle forma al parche antes de colocarlo sobre la estructura dañada. En algunos casos los parches son almacenados con determinadas formas y agujereados. Si se debe realizar algún corte este deberá ser realizado teniendo en cuenta el material del mismo. Una vez que se tiene el parche con el tamaño y forma adecuado, este se debe colocar sobre la zona dañada, para poder determinar la ubicación de los orificios que se realizaran. Una vez que se determina la posición donde se realizaran los orificios, se marcan los bordes del parche sobre la pieza, para

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” que esta pueda ser colocada en su posición correcta luego de realizar los mismos. En algunos casos la superficie de la pieza deberá ser reforzada para impedir divisiones o rotura. Luego el parche se vuelve a unir a través de los sujetadores interiores, colocando luego los exteriores. Generalmente se acepta una tolerancia de (+0.0025/-0.000 in. [+0.06/-0.00 mm]) en los orificios en las piezas a reparar en una aeronave. Antes de la instalación de los sujetadores se debe medir la longitud de agarre que tendrán los mismos, ya que se utilizan distintos sujetadores para cada reparación. El SRM debe ser consultado para determinar el tipo de sujetador a utilizar así como también para determinar el procedimiento que se utilizara para la instalación de los mismos. Sin embargo, todos los sujetadores deberán ser instalados utilizando selladores y dándoles el torque debido. Los selladores son aplicados con el fin de impedir el ingreso de humedad o agua, combustible, componentes químicos o corrosión. Además que permiten tener contornos más suaves. El sellador debe ser aplicado sobre una superficie limpia

Ejemplo de una bolted repair La reparación que se mostrara esquemáticamente en la siguiente figura es aplicable para reparar orificios de hasta 4pulgadas (100mm) de diámetro. Una placa metálica es colocada sobre el orificio y es sujetada a la pieza mediante 40 sujetadores ciegos. Se debe colocar una tela o capa entre el parche y material para prevenir la corrosión galvánica. La aplicabilidad de los distintos tipos de reparaciones dependerá de las cargas a las que esté sometida y del espesor del laminado.

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BONDED REPAIR Los dos tipos de reparaciones más comunes de este tipo son utilizando parches internos o externos que son realizados del mismo material de la pieza a reparar. También se puede realizar una combinación entre los dos tipos de reparaciones mencionados anteriormente. Aunque los parches externos generalmente son del tipo escalonado (stepped), mientras que las

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” reparaciones internas se realizan generando una superficie cónica (scarfed), como se muestra en la siguiente figura:

El adhesivo ubicado entre el parche y la pieza transfiere la carga que soporta esta hacia el parche, la reparación exterior es la más sencilla de realizar. Debido a la complejidad de la realización de este tipo de reparaciones comparándola con las bolted repair, se necesita un gran control de calidad, mayor limpieza y un personal calificado para realizarlas. En la figura anterior se puede observar el tipo de unión scarf, la cual es más eficiente desde el punto de vista de transmisión de cargas. Sin embargo este

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” tipo de reparación tiene muchas complicaciones al realizarse, a continuación enumeraremos algunas: 1. Para lograr esa conicidad se debe remover una gran cantidad de material. 2. La colocación de las nuevas capas debe ser muy precisa para lograr una buena unión 3. El curado de las capas nuevas que se colocan pueden reducir la resistencia de la pieza si no son curadas en autoclave. Es por esta razón, a menos que la pieza este sometida a bajas cargas, que este tipo de reparaciones se deben realizar en talleres donde se cuente con autoclaves para realizar el curado de la pieza, obteniendo en ocasiones piezas con mayor resistencia que las originales. Pareciera que solo existen dos tipos de reparaciones posibles las bonded y las bolted, sin embargo cada una de estas reparaciones pueden realizarse utilizando distintos métodos. El parche que se utiliza puede ser pre curado y luego adherido a la pieza a reparar, este procedimiento es más comúnmente utilizado en las reparaciones utilizando sujetadores. El parche también puede ser realizado mediante prepreg y luego co curado al mismo tiempo que el adhesivo, por último el parche puede ser realizado utilizando una tela seca, resina y co curada. Este tipo de reparación es llamado wet lay up. Los ciclos de curado pueden variar en duración del tiempo del proceso, y la presión de curado, incrementado el número de posibilidades para realizarse la reparación. Distintos tipos de reparaciones utilizando adhesivos Los materiales utilizados en este tipo de reparación deben superponerse y estar adecuadamente adheridos a las capas del laminado original. A continuación se muestran distintos tipos de reparaciones: Reparación usando parche: En este caso el espesor del laminado original está compuesto por capas de relleno y los materiales utilizados en la reparación son adheridos a la superficie del laminado.

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Ventajas: •

Rápido y simple de hacer

•

Requiere una preparación mínima

Desventajas: •

Un laminado reparado posee mayor espesor y es más pesado que el original

•

Se requiere una buena preparación de la superficie para lograr una buena adhesión.

Taper sanded repair (Scarf repair)

Ventajas: •

La reparación posee solo un espesor un poco mayor que el original

•

Cada nueva capa utilizada en la reparación se encuentra superpuesta con la capa a reparar, dándole mayor rigidez y posibilidad de soportar cargas.

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Se puede lograr una buena adhesión entre las capas.

Desventajas:

•

Demanda una gran cantidad de tiempo

•

Se necesita una gran habilidad debido a la dificultad para realizar esta reparación.

Step sanded repair

Ventajas: •

Posee las mismas ventajas que el taper sanded repair

Desventaja:

•

Es muy difícil de realizar

Materiales utilizados en la reparación

Este tipo de reparaciones requieren la elección del material que se utilizara para el parche y del adhesivo. La elección de ambas no puede ser independiente ya que los parámetros de curado del adhesivo y del material del parche deben ser compatibles para un posterior co curado. La realización de este tipo de reparación también requiere la utilización de materiales para realizar la misma, pero que no quedaran luego en la pieza reparada, como puede ser la utilización de sacos elásticos, solventes, distintos tipos de film

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” protectores, etc. Varios materiales utilizados en este tipo de reparación requieren de una gran habilidad manual por parte del operario, además de en algunos casos ser necesario el control del ambiente en donde se lleva a cabo la reparación.

Los parches de metal utilizados para este tipo de reparación son construidos utilizando hojas de este material que se unirán formando un parche con forma escalonada en sus bordes. El mismo método es utilizado para parches de material compuesto pre curado, donde las láminas son hechas de dos o más tejidos unidireccionales, en algunos casos estos tipos de parche son realizados con el mismo material de la pieza a reparar.

Los adhesivos que se utilizan pueden separarse en dos categorías pastosos o líquidos que formaran una película sobre la superficie. Generalmente el espesor del adhesivo es de 0.0025 a 0.01 pulgadas (0.064 a 0.25 mm). Aunque las películas proveen una mayor uniformidad en el área de contacto entre adhesivo y el parche que los adhesivos en pastas, la inaccesibilidad de áreas a reparar o la falta de equipos de refrigeración hacen necesario la utilización de los adhesivos pastosos. Las reparaciones del tipo wet lay up generalmente utilizan adhesivos pastosos debido a la compatibilidad con las resinas en términos de las características del curado. En el caso de los adhesivos que forman una película, estos se utilizan generalmente cuando los parches son realizados mediante prepreg, debido a que se requiere una mayor temperatura y presión de curado. Procedimiento para realizar la reparación Las reparaciones realizadas mediante la utilización de adhesivos requieren un estricto control del proceso de reparación y el medio ambiente de trabajo. Las cuatro actividades que pueden afectar este tipo de reparaciones son la preparación de la superficie y el parche, la aplicación del adhesivo, utilización del saco elástico y curado. Cada una de estas actividades puede variar dependiendo la reparación a realizar, el material a utilizar y la pieza a reparar. Una vez que se haya determinado el tamaño del parche a realizar se debe proceder a realizar el mismo, generalmente por laminación por vía seca o prepreg. En el caso de que se quiera realizar el parche por el proceso de wet lay up, se debe partir de un tejido el cual debe ser cortado con el tamaño del parche antes de ser impregnado con la resina. Antes de la colocación del adhesivo, el parche así como también la superficie de la pieza debe ser limpiada con solvente para luego secarlas. En el caso de parches de aluminio o titanio, estos requieren de una preparación especial, la

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” cual esta especificada en el SRM. Los adhesivos del tipo de película deben ser unidos al parche, luego recortados y por ultimo debe ser aplicado al área dañada. Luego se debe colocar la pieza reparada en un saco elástico para realizar la operación de curado en el caso que se trabaje con prepreg. A continuación se muestra el equipamiento para realizar la operación de curado de alguna estructura:

El saco elástico está compuesto por varias capas, las cuales nos permiten tener reparaciones de alta calidad.

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Una de las partes más importantes del saco elástico son las termocuplas, las cuales son necesarias para evitar que se produzca un sobrecalentamiento de la superficie. Para reparaciones más grandes se necesitaran más termocuplas, para lograr una uniformidad de temperatura. En el caso que la reparación pueda ser curada en autoclave, se podrá aplicar una mayor presión y calor, obteniendo aun una mejor calidad que con un saco elástico.

Existen sacos elásticos dobles, los cuales fueron desarrollados alrededor de la década del 80’, los cuales nos permiten obtener aun una mejor calidad en las reparaciones, debido a que nos permiten una mejor distribución de la resina y nos mejoran las propiedades mecánicas de esta en las reparaciones hechas con parches. Este equipo también puede ser utilizado para secar la pieza.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Ejemplos de una bonded repair A continuación se describirán los pasos para realizar una reparación tipo scarf sobre un área dañada de 16 capas que conforman el laminado.

L a conicidad en la reparación scarf es determinada por el SRM. Se colocaran capas que rellenaran la conicidad que se hace, del mismo material y espesor de la pieza a reparar, previamente debe haberse colocado el adhesivo. Luego se deben colocar capas adicionales (OML y IML) las cuales se colocan por encima de la reparación para dar una mayor resistencia y rigidez a las capas colocadas, con el fin de soportar las presiones de curado y de proteger la reparación.

Reparación de estructuras sándwich

Se debe tener en cuenta que si el componente se hallaba en servicio, este debe ser secado para remover cualquier humedad que pueda tener, con el fin de obtener la mejor reparación posible. Debido a que la estructura sándwich es una estructura compuesta por dos caras y un núcleo los cuales están adheridos, los daños a la estructura sándwich generalmente son reparados mediante una reparación utilizando adhesivos. Los procedimientos para realizar estos tipos de estructuras, son por lo tanto similares a los realizados en piezas laminadas, con el adicional que se debe reparar el núcleo. Para estos tipos de estructuras se utilizan parches

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” exteriores en el caso de que las caras de la estructura sea de poco espesor, en el caso de un mayor espesor se utiliza el tipo de reparación scarf.

Reparación del núcleo: Para realizar la reparación de núcleos con daños a lo largo de todo su espesor existen tres métodos, el método de rellenado de núcleo, el método utilizando adhesivos pastosos y el método denominado film/foam. A continuación se muestran los tres tipos de métodos:

El primer método consiste en reemplazar la parte de la estructura dañada, colocando luego el adhesivo, y es limitado a pequeños danos. El método utilizando adhesivos pastosos resulta en una reparación mucho más pesada que la realizada por el método film/foam, especialmente si el diámetro del daño es mayor que 4 pulgadas. La utilización del método film/foam, requiere el empleo de un adhesivo espumante, además se debe emplear un film epoxi que contiene un agente espumante que es liberado durante el curado ocasionando la formación de espuma. Este proceso de expansión necesita realizarse con presión positiva para volverse fuerte. Como cualquier adhesivo, los adhesivos

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” espumantes requieren de altas temperaturas de curado y almacenamiento en lugares refrigerados. El reemplazo del núcleo generalmente es acompañado con un ciclo de curado diferente, es decir no es cocurado con el parche. Para daños parciales en el espesor del honeycomb, pueden utilizarse varios métodos para adherir el material nuevo sobre la parte del honeycomb dañado. Los métodos más comunes son el wet lay up y el prepreg film, que se muestran a continuación:

Tipos de reparaciones utilizando parches y cambio de núcleo

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Procedimiento para realizar la reparación Luego de realizar el cambio de la parte del núcleo dañada, se debe realizar la reparación de la cara de la estructura dañada, de la forma que se muestra en las figuras anteriores. La estructura sándwich generalmente es reparada mediante la adhesión de parches, para la realización de estas reparaciones se debe tener en cuenta lo siguiente: El honeycomb debe estar completamente seco al momento de realizar la reparación, para evitar que se despegue la cara del núcleo durante el curado, además la presión de curado debe ser baja para evitar roturas en el honeycomb. Si no es posible el secado de la estructura se deben utilizar temperaturas de curado bajas (200°F (93°C)). Pocas veces es reparada una estructura sándwich utilizando una bolted repair para la colocación de un parche exterior. En estos casos el honeycomb por donde tiene que pasar los sujetadores deberá ser reforzado.

Secuencia de reparación para daño en estructura sándwich en ambas caras

1. Se debe localizar y puntualizar el daño en la estructura sándwich

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” 2. Se debe remover la zona dañada

3. Se debe generar una especie de conicidad en la estructura sándwich, con el fin de poder colocar luego las capas nuevas para realizar la reparación.

4. Se debe colocar un nuevo núcleo (honeycomb) en la parte dañada, para esto es necesario la utilización de un molde temporal (Temporary mould) que luego será removido

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5. Luego de reemplazar la parte del núcleo afectada, se procede a realizar la reparación en la capa superior de la estructura, utilizando el método de reparación taper sand, que consiste en colocar las capas nuevas en la zona con forma de cono que fue realizado en el paso 3.

6. Por ultimo se procede a la reparación de la capa inferior, procediendo de igual manera que para la reparación de la cara superior.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Ejemplo de una reparación de una estructura sándwich A continuación se mostrara el ejemplo de una reparación, en donde se debe realizar el cambio de núcleo a una superficie de control. Esta reparación consiste en la remoción del daño, secado del área a reparar, presentación del nuevo núcleo sobre la pieza a repara, luego se debe adaptar la forma del núcleo a la de la pieza, para la posterior instalación del mismo utilizando adhesivo espumantes, trabajando en esta parte de la reparación con presión positiva y con calor. Luego se debe realizar la colocación de los parches externos.

INSPECCION DE LA REPARACION Control de calidad durante el proceso de reparación Las reparaciones que se realizan utilizando adhesivos requieren de un mayor control de calidad durante el proceso que las que se realizan utilizando

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” sujetadores. Esto es debido a que los adhesivos antes de utilizarse deben controlarse para verificar su correcto estado, teniendo en cuenta, que para que estos se conserven se deben almacenar en ambientes refrigerados, cumpliendo determinadas condiciones. Las operaciones de laminado deben ser inspeccionadas para verificar la correcta orientación de las fibras. Los ciclos de curados deben ser monitoreados para asegurarse que cumplen con las especificaciones. Las reparaciones bolted requieren de inspecciones de orificios donde se colocaran los sujetadores, además también se requiere de una inspección durante la colocación de los mismos. Inspección luego de la reparación Son realizadas generalmente mediante la utilización de métodos de ensayos no destructivos.

REPARACION DE COMPONENTES ESTRUCUTRALES

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Una vez que el daño haya sido inspeccionado y clasificado, se debe proceder a la planificación de la reparación que se llevara a cabo. Larguerillos El larguerillo es un componente estructural usado generalmente para darle rigidez a la estructura, además que transfiere los esfuerzos hacia las costillas y cuadernas En la siguiente figura se muestra uno de los métodos utilizados para realizar la reparación de un larguero dañado, utilizando parches. La reparación consiste en la utilización de un parche el cual se unirá al larguero mediante una serie de sujetadores. El parche que se colocara deberá ser lo suficientemente grande para extenderse por una longitud de por lo menos cuatro veces el ancho del área dañada. La sección transversal del parche de refuerzo debe ser igual o mayor que el larguero en sí. Se debe colocar una capa entre el parche y el larguero, con el fin de eliminar la posibilidad de que aparezcan tensiones internas entre los materiales. Este tipo de reparación sería similar a una del tipo bolted joint.

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” La reparación mencionada anteriormente se realiza siempre y cuando el daño de la estructura no exceda los 2/3 del ancho del larguero y no tenga una longitud mayor a 12 pulgadas. Cuando el daño sea de este tipo, se recomienda generalmente el cambio de la zona del larguero en donde se encuentra el daño, realizando lo que se conoce como reparación por inserción. Este tipo de reparación consiste primeramente en la remoción de la zona del larguero afectada, para luego proceder a la colocación de la parte del larguero que fue quitada, la cual debe ser del mismo material del larguero. Esta parte es sujetada luego mediante sus extremos al larguero, como se muestra en la siguiente figura:

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” Largueros Es el componente estructural principal del ala, estabilizadores y otras estructuras, estos se extienden a lo largo de toda la longitud del ala y están diseñados para soportar principalmente las cargas de flexión. Debido a que los largueros son componentes estructurales que están sometidos a grandes esfuerzos, su reparación es pocas veces permitida, y en el caso que esto suceda, debe ser realizada según lo indique el manual de reparaciones estructurales. Las reparaciones que se pueden realizar a los largueros son similares a las que se realizan en los larguerillos, es decir se realiza una reparación colocando un parche sobre la sección dañada del larguero, el cual se realizara generalmente utilizando el método bolted joint. Primeramente se le debe dar una forma uniforme al daño, para luego si proceder a la colocación del parche, colocando previamente como en el caso de los larguerillos una capa entre el larguero y parche para evitar la posible generación de esfuerzos por el contacto entre ambos materiales.

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EJEMPLO DE REPARACION HORIZONTAL

DE

UN

ESTABILIZADOR

A continuación se describirá el procedimiento para realizar la reparación de un estabilizador horizontal de grafito/epoxi. El cajón estructural del estabilizador, que está compuesto por las costillas, largueros, cuadernas y larguerillos está fabricado de varias capas de telas de grafito en una matriz de resina epoxi. En el estabilizador son utilizados laminados y paneles sándwich endurecidos con un núcleo de Nomex. A continuación se muestran las partes principales de la estructura del estabilizador:

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Existe una serie de reparaciones que pueden ser llevadas a cabos, sin necesitar la ayuda del fabricante, en caso que el daño a reparar supere las siguientes características se deberá pedir ayuda al fabricante:

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Los daños sobre el laminado, deberán ser reparados removiendo el área dañada, para una posterior colocación de un parche precurado de grafito/epoxi sobre el área dañada, el cual se podrá pegar o colocar utilizando sujetadores. Los daños que podría sufrir un larguero, pueden ser reparados cortando la zona de la piel del estabilizador, para poder acceder a la zona dañada del larguero, la cual se deberá retirar, para poder colocar una porción igual a la quitada pero que este sana y que deberá ser de grafito/epoxi. El procedimiento para la colocación de los parches mediante el pegado con adhesivos, utiliza una temperatura de curado del adhesivo de 250 grados Fahrenheit, con presiones aplicadas del orden de las 20 pulgadas de mercurio. El estabilizador esta divido en tres zonas como se mostrara en la siguiente figura. En la zona 1, los parches que se pueden colocar consisten de 14 capas de telas de grafito pre impregnadas de epoxi, que deberán adaptarse a la curvatura de la zona a reparar. Las zonas 2 y 3 en el caso de ser reparadas deberán colocarse parches que estén compuestos de nueve capas de telas de grafito pre impregnadas de epoxi. Una vez terminada la reparación se debe colocar una capa de fibra de vidrio, como finished.

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Antes de proceder a la reparación se debe determinar la magnitud del daño del mismo, así como también se debe determinar si existió delaminacion de las zonas cercanas al daño, para la detección de esto son utilizados los métodos de ensayos no destructivos. Se debe determinar si el daño, es superficial o si se extiende a componentes estructurales como pueden ser los larguerillos o largueros, etc. Los daños a los largueros, también pueden ser evaluados utilizando métodos de ensayos no destructivos. Dependiendo la ubicación del daño, se debe tener en cuenta a que zona del estabilizador pertenece el daño, para colocar el parche adecuado como se menciono anteriormente. Para la remoción instrucciones:

y reparación del daño se deben seguir las siguientes

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” 1. Si el daño es solo superficial, se debe retirar la zona afectada utilizando una amoladora. 2. Cuando el daño afecta el larguero, primeramente se debe lograr el acceso a este realizando un orificio sobre la superficie, este orificio se recomienda que se encuentre sobre el larguero y la zona dañada del mismo. 3. Se debe retirar la zona del larguero afectada. 4. Se debe limpiar la zona donde se realizara la reparación, con un paño húmedo de metil etil cetona. Luego se debe secar la zona completamente. 5. Se deben colocar una o más termocuplas cerca del larguero para controlar la temperatura durante el proceso de curado. 6. Se deben colocar el parche al larguero o superficie del material de fibra de vidrio o grafito, previamente habiéndose colocado el adhesivo, en el caso que se utilicen sujetadores, esto no sería necesario, aunque a veces se realiza para una mayor seguridad. 7. Luego se debe aplicar calor manteniéndolo a una temperatura de 225 grados Fahrenheit durante un tiempo aproximado de 90 minutos, hasta que se logre el curado. 8. Las zonas cercanas a donde se coloco el parche deben ser lijadas, para remover la presencia de pintura en esas zonas. Los parches que se colocan superficialmente son generalmente pegados y reforzados colocando sujetadores. Una vez concluida la reparación y colocación del parche, se debe proceder a colocar un finish que proteja los materiales, en este caso para componentes de grafito/epoxi se utilizan como finish los elementos que se muestran en la siguiente figura:

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CONCLUSION Durante la realización de este trabajo hemos observado que la realización de una reparación sobre una cierta estructura no siempre es conveniente realizarse, ya que la realización de esta depende principalmente de la magnitud del daño que posea la estructura. En algunos casos es conveniente cambiar la parte antes que repararla, ya que la reparación de la misma sería muy costosa y no nos garantizaría obtener un buen resultado. No obstante se debe saber que existen dos tipos de reparaciones principalmente, las bonded repair (Colocación de parche utilizando adhesivos) y las bolted repair (colocación de parches utilizando sujetadores), las cuales se realizaran siempre teniendo como guía el manual de reparaciones estructurales de la pieza que se está reparando, el cual junto con las inspecciones que se realizaran, nos ayudaran a determinar el tipo de reparación que se utilizara. En el caso de que se tenga que efectuar una reparación sobre un laminado, será posible llevar a cabo una reparación utilizando adhesivos o sujetadores,

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Trabajo Practico Ciencia De los Materiales II “Reparación de materiales compuestos” debiéndose saber que las reparaciones a realizar con adhesivos son mas difíciles de realizar que las bolted repair. Independientemente del tipo de reparación utilizando adhesivos que se realizara, siempre se necesitara una buena preparación de la superficie además de que se necesitara lograr una colocación precisa del parche para lograr una buena unión, ya que si esto no se logra podría disminuir la resistencia de la pieza. Las bolted repair a diferencia de las bonded repair son más sencillas de realizar, permitiéndonos obtener generalmente una buena reparación que le permita a la pieza recuperar su resistencia original, cosa que en el caso de las bonded repair solo es posible lograr con un personal altamente calificado y un estricto control de calidad. Para la reparación de estructuras sándwich se utilizan solo métodos de reparación con adhesivos, debido a la imposibilidad en estos tipos de estructuras de realizar una reparación utilizando sujetadores. Dependiendo de la posición de la parte de la estructura a reparar se podrá elegir entre los distintos tipos de reparaciones utilizando adhesivos, recomendándose en el caso que la estructura sea parte de una aeronave el tipo de reparación scarf para reducir la resistencia aerodinámica, ocurriendo lo mismo en el caso de reparación de un laminado. En el caso de reparaciones a realizar sobre largueros ocurre lo contrario que las estructuras sándwich, ya que en estos tipo de estructuras sometidas a grandes cargas se realizan generalmente reparaciones utilizando sujetadores, debido a que estos tipos de reparaciones nos aseguran que la pieza reparada tendrá una resistencia similar a la pieza original, cosa que en el caso de las reparaciones con adhesivos es difícil de lograr, debido a la complejidad que posee la realización de este tipo de reparación. Por último, siempre debe tenerse en cuenta que en el caso que el daño sobre la pieza sea de difícil reparación o no este comprendida en alguna parte del manual de reparaciones siempre se deberá consultar al fabricante de la pieza, el cual nos aconsejara sobre que realizar.

Bibliografía •

HEXCEL COMPOSITES PUBLICATION http://home.iitk.ac.in/~mohite/Composite_Repair.pdf

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DEPARTMENT OF DEFENSE HANDBOOK. COMPOSITE MATERIALS HANDBOOK VOLUME 3. POLYMER MATRIX COMPOSITES MATERIALS USAGE, DESIGN, AND ANALYSIS. CHAPTER 8 “SUPPORTABILITY “ http://snebulos.mit.edu/projects/reference/MIL-STD/MIL-HDBK-17-3F.pdf

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Reparacion de Materiales Compuestos

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