Instrumentum portabile reparari potest fibra vitrea/vinylis esteris UV curabili vel fibra carbonis/epoxy praeimpregnata, temperatura ambiente servata et apparatu curationis a batteria impulso. #insidemanufacturing #infrastructure
Reparationes emplastrorum praepreg-atarum, quae radiis ultraviolaceis curabiles sunt, Quamquam reparationes praepreg-atae e fibra carbonis/epoxy, quae a Custom Technologies LLC pro ponte composito infield elaboratae sunt, simplex et celeris probatae sunt, usus Prepreg-atarum, resinae vinyles esteris, quae radiis ultraviolaceis curabilis est, fibra vitrea firmatae, systema commodius excogitavit. Fons imaginis: Custom Technologies LLC
Pontes modulares explicabiles instrumenta necessaria sunt ad operationes militares tacticas et logisticas, necnon ad restitutionem infrastructurae vecturae tempore calamitatum naturalium. Structurae compositae investigantur ad pondus talium pontium minuendum, ita onus in vehicula vecturae et mechanismis emissionis-recuperationis minuendum. Comparati cum pontibus metallicis, materiae compositae etiam potentiam habent ad capacitatem oneris ferendi augendam et vitam utilem extendendam.
Pons Modularis Compositus Provectus (AMCB) exemplum est. Societas Seemann Composites LLC (Gulfport, Mississippi, Civitates Foederatae Americae) et Materials Sciences LLC (Horsham, Pennsylvania, Civitates Foederatae Americae) laminas epoxy fibra carbonis firmatas utitur (Figura 1). (Designatio et constructio). Attamen, facultas tales structuras in agro reparandi problema fuit quod adoptionem materiarum compositarum impedit.
Figura 1 Pons compositus, res primaria in agro constructo. Pons Modularis Compositus Provectus (AMCB) a Seemann Composites LLC et Materials Sciences LLC designatus et constructus est, utens compositis resinae epoxy fibra carbonis firmatis. Fons imaginis: Seeman Composites LLC (sinistra) et Exercitus Americanus (dextra).
Anno MMXVI, societas Custom Technologies LLC (Millersville, MD, US) pecuniam ab Exercitu Americano adiutam pro Investigatione Innovationis Negotiorum Parvorum (SBIR) Phase I accepit, ut methodum reparationis evolveret quae a militibus in situ feliciter perfici posset. Hac ratione innixa, secunda pars pecuniae SBIR anno MMXVIII concessa est ad novas materias et apparatum electrico potentiatum demonstrandum; etiam si reparatio a tirone sine priore exercitatione perficitur, 90% vel plus structurae in robore crudo restitui potest. Facultas technologiae determinatur per seriem analysium, selectionem materiarum, fabricationem speciminum et probationes mechanicas, necnon reparationes parvae et plenae scalae.
Investigator principalis in duabus phasibus SBIR est Michael Bergen, conditor et praeses societatis Custom Technologies LLC. Bergen a Carderock apud Centrum Belli Superficialis Navalis (NSWC) se ab officio removit et in Sectione Structurarum et Materiarum per XXVII annos servivit, ubi progressionem et applicationem technologiarum compositarum in classe Classis Americanae administravit. Dr. Roger Crane, postquam a Classe Americana anno MMXI se ab officio removit, Custom Technologies anno MMXV se iunxit et per XXXII annos servivit. Eius peritia in materiis compositis includit publicationes technicas et patentes, argumenta tractans ut novae materiae compositae, fabricationem prototyporum, modos connexionis, materiae compositae multifunctionales, monitorium sanitatis structurarum, et restaurationem materiae compositae.
Duo periti singularem processum excogitaverunt qui materiis compositis utitur ad rimas in superstructura aluminio navis bellicae classis Ticonderoga CG-47, quae missilia gubernat, reparandas. "Processus elaboratus est ad incrementum rimarum minuendum et ad substitutionem tabulae suggestus, quae duobus ad quattuor miliones dollariorum constat, praebendam," dixit Bergen. "Ita demonstravimus nos scire quomodo reparationes extra laboratorium et in vero ambitu servitii perficere. Sed difficultas est quod modi hodierni instrumentorum militarium non valde prosperi sunt. Optio est reparatio duplex glutine adglutinata [fere in locis laesis tabulam ad summitatem glutinare] vel instrumentum e servitio removere ad reparationes in horreo gradu (D gradus). Quia reparationes D gradus requiruntur, multa instrumenta seponuntur."
Perrexit dicere opus esse methodo quae a militibus sine ulla experientia in materiis compositis perfici possit, solum instrumentis et manualibus conservationis utentibus. Nostrum propositum est processum simplicem reddere: manuale legere, damnum aestimare et reparationes perficere. Nolumus resinas liquidas miscere, cum hoc mensuram accuratam requirat ad perfectam curationem confirmandam. Systema quoque sine ullis periculosis sordibus post reparationes perfectas requirimus. Et instar instrumenti confici debet quod a reti existente disponi possit.
Una solutio quam Custom Technologies feliciter demonstravit est apparatus portabilis qui glutinum epoxy durum adhibet ad emplastrum compositum glutinum secundum magnitudinem damni (usque ad duodecim uncias quadratas) adaptandum. Demonstratio completa est in materia composita repraesentante tabulatum AMCB trium unciarum crassitudinis. Materia composita habet nucleum ligni balsae trium unciarum crassitudinis (densitas quindecim librarum per pedem cubicum) et duo strata textili Vectorply (Phoenix, Arizona, US) C-LT 1100 fibrae carbonis 0°/90° suturae biaxialis, unum stratum fibrae carbonis C-TLX 1900 0°/+45°/-45° tribus axis et duo strata C-LT 1100, in summa quinque strata. "Constituimus apparatum uti emplastris praefabricatis in laminato quasi-isotropico simili multi-axiali, ita ut directio textili problema non sit," dixit Crane.
Proxima quaestio est matrix resinae ad reparationem laminarum adhibita. Ne resina liquida misceatur, emplastrum praepreg utetur. "Attamen hae difficultates in repositione sunt," Bergen explicavit. Ad solutionem emplastri reponibilem evolvendam, Custom Technologies societatem cum Sunrez Corp. (El Cajon, California, USA) iniit ad praepreg fibrae vitreae/vinylesteris evolvendum, quod lucem ultraviolaceam (UV) intra sex minutas curationis uti potest. Etiam cum Gougeon Brothers (Bay City, Michigan, USA) collaboravit, qui usum novae pelliculae epoxy flexibilis suggesserunt.
Studia priora demonstraverunt resinam epoxydicam aptissimam esse resinam praeimpregnatis fibrae carbonis—esteris vinylicis UV curabilis et fibra vitrea translucida bene operantur, sed sub fibra carbonis lucem prohibente non curantur. Secundum novam pelliculam Fratrum Gougeon, praeimpregnatum epoxydicum finale per unam horam ad 210°F/99°C curatur et diuturnum tempus in apotheca habet temperatura ambiente—nulla necessitate repositionis in temperatura humili. Bergen dixit si altior temperatura transitionis vitreae (Tg) requiritur, resinam etiam ad altiorem temperaturam, ut 350°F/177°C, curabitur. Utraque praeimpregnata in sarcina reparationis portatili praebentur ut acervus emplastrorum praeimpregnatorum in involucro pelliculae plasticae sigillati.
Cum instrumentum reparationis diu servari possit, Custom Technologies studium de duratione in apotheca facere debet. "Quattuor capsae plasticae durae — genus militare typicum in instrumentis vecturae adhibitum — emimus et exempla glutinis epoxydici et praepreg vinyl esteris in singulas capsas posuimus," Bergen dixit. Capsae deinde in quattuor locis diversis ad probationem positae sunt: tecto officinae Gougeon Brothers in Michigania, tecto aeroportus Terrae Mariae, aedificio externo in Valle Yuccae (deserto Californiae), et laboratorio externo probationum corrosionis in Florida meridionali. Omnibus capsis instrumenta ad notitias acquirendas sunt, Bergen indicat, "Nos exempla notitiarum et materiarum ad aestimationem singulis tribus mensibus capimus. Maxima temperatura in capsis in Florida et California notata est 140°F, quae bona est plerisque resinis restaurationis. Vera provocatio est." Praeterea, Gougeon Brothers interne novam resinam epoxydicam puram probaverunt. "Exempla quae in furno ad 120°F per aliquot menses posita sunt polymerizare incipiunt," Bergen dixit. "Attamen, in exemplaribus correspondentibus ad 110°F servatis, chemia resinae tantum parvam partem emendata est."
Reparatio in tabula probationis et hoc exemplo scalari AMCB, quod eandem laminam et materiam centralem ac pons originalis a Seemann Composites constructus usus est, verificata est. Fons imaginis: Custom Technologies LLC
Ad demonstrandam artem reparationis, lamina repraesentativa fabricanda, laedenda et reparanda est. "In prima parte incepti, initio trabes parvas 4 x 48 unciarum et probationes flexionis quattuor punctorum adhibuimus ad possibilitatem processus nostri reparationis aestimandam," Klein dixit. "Deinde, ad tabulas 12 x 48 unciarum in secunda parte incepti transiimus, onera adhibuimus ad statum tensionis biaxialis generandum ad defectum causandum, et deinde effectum reparationis aestimavimus. In secunda parte, etiam exemplar AMCB quod ad Maintenance construximus complevimus."
Bergen dixit tabulam probationis ad probandam efficaciam reparationis adhibitam fabricatam esse eadem stirpe laminatorum et materiarum nucleorum utens ac AMCB a Seemann Composites fabricatus, "sed crassitudinem tabulae a 0.375 unciis ad 0.175 uncias redegimus, secundum theorema axium parallelorum. Hoc ita est. Methodus, una cum elementis additis theoriae trabium et theoriae laminarum classicae [CLT], adhibita est ad momentum inertiae et rigiditatem effectivam AMCB plenae scalae cum producto demonstrationis minoris magnitudinis, quod facilius tractatur et magis sumptibus oeconomicis est, coniungendum. Deinde, exemplar analysis elementorum finitorum [FEA] a XCraft Inc. (Bostoniae, Massachusettae, Civitatum Foederatarum Americae) elaboratum adhibitum est ad designium reparationum structuralium emendandum." Textura fibrae carbonis ad tabulas probationis et exemplar AMCB adhibita a Vectorply empta est, et nucleus balsae a Core Composites (Bristolii, Rhode Island, Civitatum Foederatarum Americae) fabricatus est.
Gradus 1. Haec tabula probationis diametrum foraminis trium unciarum ostendit ad simulandum damnum in centro notatum et ad reparandam circumferentiam. Fons photographiae pro omnibus gradibus: Custom Technologies LLC.
Gradus 2. Mola manuali a batteria impulsa materiam laesam remove et partem reparationis cono 12:1 claude.
“Magiorem gradum damni in tabula probationis simulare volumus quam qui in tabulato pontis in agro videri possit,” Bergen explicavit. “Itaque nostra methodus est serra foraminis uti ad foramen trium unciarum diametro faciendum. Deinde, obturaculum materiae laesae extrahimus et trituram pneumaticam manualem ad segmentum 12:1 tractandum utimur.”
Crane explicavit, ad reparationem fibrae carbonis/epoxydi, postquam materia tabulae "laesae" remota est et fascia idonea applicata, praepreg ad latitudinem et longitudinem secatur ut congruat cum coniunctione areae laesae. "Pro tabula nostra experimentali, quattuor strata praepreg requiruntur ut materia reparationis congruat cum summitate tabulae carbonis originalis integrae. Post hoc, tria strata tegentia praepreg carbonis/epoxydi in hac parte reparata concentrantur. Quodque stratum successivum extenditur una uncia in omnibus lateribus strati inferioris, quod translationem gradatim oneris a materia "bona" circumstante ad aream reparatam praebet." Tempus totum ad hanc reparationem perficiendam — praeparatione areae reparationis, sectione et collocatione materiae restaurationis et applicatione processus curationis — circiter duas horas et dimidiam est.
Pro praepreg fibrae carbonis/epoxy, area reparationis vacuo impletur et ad 210°F/99°C per horam unam curatur, instrumento thermali a batteria impulso utendo.
Quamquam reparatio carbonis/epoxydi simplex et celeris est, tamen turma necessitatem solutionis commodioris ad restituendam efficaciam agnovit. Hoc ad explorationem praeimpregnatorum ultraviolaceorum (UV) curationis duxit. "Studium in resinis vinylesteris Sunrez innititur priori experientia navali cum conditore societatis, Marco Livesay," Bergen explicavit. "Primum Sunrez quasi-isotropicum textum vitreum praebuimus, praeimpregnatore vinylesteris eorum utentes, et curvam curationis sub variis condicionibus aestimavimus. Praeterea, quia scimus resinam vinylesteris non esse similem resinae epoxydi quae aptam efficaciam adhaesionis secundariae praebet, ergo conatus additionales requiruntur ad varia agentes copulationis stratorum adhaesivorum aestimanda et determinandum quod unum aptum sit applicationi."
Alia difficultas est quod fibrae vitreae non possunt easdem proprietates mechanicas praebere quam fibrae carbonis. "Collata cum membrana carbonis/epoxy, haec difficultas solvitur utendo strato addito vitrei/vinyl esteris," dixit Crane. "Causa cur unum tantum stratum additum necessarium sit est quod materia vitrea est tela gravior." Hoc membranam idoneam producit quae intra sex minuta applicari et coniungi potest etiam ad temperaturas in agro frigidissimas/gelidas. Curatio sine calore adhibito. Crane demonstravit hoc opus reparationis intra horam perfici posse.
Utraque ratio implendi demonstrata et probata est. Pro qualibet reparatione, area laedenda notatur (gradus 1), serra foraminis creatur, deinde mola manuali a batteria impulsata removetur (gradus 2). Tum area reparata in conum 12:1 seca. Superficiem fasciae panno alcoholico munda (gradus 3). Deinde, emplastrum reparationis ad magnitudinem certam seca, in superficie mundata pone (gradus 4) et cylindro consolida ad bullas aeris removendas. Pro praepreg fibrae vitreae/UV curando vinyle esteris, tum stratum separationis in area reparata pone et emplastrum lucerna UV sine filo per sex minuta cura (gradus 5). Pro praepreg fibrae carbonis/epoxy, glutinum thermale praeprogrammatum, unius clavis, a batteria impulsum, ad implendum in vacuo et aream reparatam ad 210°F/99°C per unam horam curandum utere.
Gradus V. Postquam stratum detrahens in area reparata posuisti, lucerna UV sine filo utere ad emplastrum per sex minuta curandum.
“Deinde probationes egimus ad aestimandam adhaesionem emplastri et facultatem eius ad capacitatem structurae sustinendam restituendam,” Bergen dixit. “In primo stadio, facilitatem applicationis et facultatem recuperandi saltem 75% roboris demonstrare debemus. Hoc fit per flexionem quattuor punctorum in trabibus 4 x 48 unciarum e fibra carbonis/resina epoxy et nucleo balsae post reparationem damni simulati. Ita. Secunda pars propositi tabulam 12 x 48 unciarum adhibuit, et plus quam 90% requisita roboris sub oneribus deformationis complexis exhibere debet. Omnibus his requisitis satisfecimus, deinde methodos reparationis in modelo AMCB photographavimus. Quomodo technologia et apparatu in agro utendum est ad referentiam visualem praebendam.”
Pars magni momenti incepti est demonstrare tyrones facile reparationem perficere posse. Quam ob rem, Bergen ideam habuit: "Promisi me demonstraturum duobus nostris contactibus technicis in Exercitu: Dr. Bernardo Sia et Ashley Genna. In ultima recognitione primae partis incepti, nullas reparationes petivi. Ashley, perita, reparationem perfecit. Instrumento et manuali a nobis praebito utens, emplastrum adhibuit et reparationem sine ullis difficultatibus perfecit."
Figura 2 Machina iungendi thermalis, praeprogrammata et a batteria impulsa, fragmenta reparationis fibrae carbonis/epoxydi premendo globulum curare potest, sine necessitate peritiae reparationis vel programmationis cycli curationis. Fons imaginis: Custom Technologies, LLC
Alia progressio magni momenti est systema curationis a batteria impulsum (Figura 2). "Per sustentationem in agro, solam vim a batteria habes," Bergen demonstravit. "Omnes apparati processus in apparatu reparationis quod elaboravimus sine filis sunt." Hoc includit machinam nexus thermalis a batteria impulsam, quam Custom Technologies et WichiTech Industries Inc. (Randallstown, Maryland, USA), provisore machinae nexus thermalis, coniunctim elaboratam est. "Hic nexus thermalis a batteria impulsus praeprogrammatus est ad curationem perficiendam, ita tirones cyclum curationis programmare non debent," Crane dixit. "Tantum globulum premere debent ut ascensum et macerationem propriam perficiant." Batteriae quae nunc in usu sunt per annum durare possunt antequam recargandae sunt.
Secunda parte incepti perfecta, Custom Technologies propositiones emendationum subsequentium parat et litteras studii et auxilii colligit. "Propositum nostrum est hanc technologiam ad TRL 8 maturare et in campum adducere," Bergen dixit. "Potentiam etiam ad usus non militares videmus."
Artem antiquam post primam fibrarum corroborationem industriae explicat, et profundam cognitionem novae scientiae fibrarum et futurae progressionis habet.
Mox adveniente et primum volans, 787 innovationibus in materiis compositis et processibus utitur ad proposita sua assequenda.
Tempus publicationis: II Non. Sept. MMXXI