因为碳纤维复合材料（CFRP）具有比金属材料轻的优点，所以被大量的作为飞机的结构材料广泛的用于飞机。目前有的机种，重量的50%以上使用了CFRP。预计随着飞机的需求日益增加，采用CFRP的机体也会随之增加。飞机可能会因落雷、冰雹、在跑道上弹起的小石头、整备中的工具掉落等而发生损坏。特别是恶劣的雷电天气，飞机被雷击而受到损伤的情况也不少。虽然损伤并不会立即影响飞行，但如果放任不管的话，裂缝会扩大，也有可能导致重大事故。因此，即使发生几厘米左右的损伤，也应该行检查和修理。CFRP的修复需要专业人员进行，修复工作也需要时间。为此，在日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency）的主导下，由新明和工业公司开发了无需熟练的技能也能在短时间内修复复合材料损伤的技术及装备—PURPO。从2020年开始对大量使用CFRP的机体进行彻底的检查、整备。在整备过程中，对损伤部位必须进行修补和修复，因此CFRP修复技术的重要性逐渐显现。作为一般的CFRP修复步骤，首先通过非破坏试验（NDT:Nondestructive Testing）检查损伤的大小和深度等损伤的程度，去除受到损伤的部分，再把那个地方削成研钵状后，最后将与损伤部位相同的修理材料堆积起来后用薄膜状的粘合剂粘贴。
图1 CFRP修复的流程
图2 加工时间（面朝下方的情况）
JAXA利用其拥有的自动打磨技术，与新明工业株式会社共同开发了应用于CFRP修复的装置，是一项航空技术创新挑战的新成果。装置的本体上装有10根吸盘，不需要加工形状的数据及编程便可自动进行智能打磨修复。自动修复及打磨装置的本体长和宽65m，高50cm，重量约40kg，只需2~3名操作人员即可搬运。装置上的10个吸盘吸附在飞机机体上，可以倒置设置，也可垂直吸附在飞机尾翼上。在开发本装置时，其中一个主要理念是在尽可能减少人员介入的情况下，实现熟练技术工人的操作。将开发重点集中在“削”的工序上，为此设计了确保处理的容易性和安全的方法。最终成为如图片所示的装置结构。此外，装置的零部件也基本上由CFRP制作而成，实现了本体的轻量化，是一台便于携带和使用的修复工具。图3 CFRP自动修复及打磨装置
本装置的修复时间约100分钟，与同类的法国厂家的设备210分钟相比，缩短了一半，此外，由于在结构中避免采用昂贵的电子控制元器件，装置的价格与同类设备相比也非常具有市场竞争力。在CFRP日益被广泛应用的今天，本装置的市场应用前景值得期待。图5 实际操作现场
admin 
0条评论