ઉપયોગમાં સરળ કીટ સંયુક્ત માળખાના સ્થળ પર સમારકામને સક્ષમ બનાવે છે | વર્લ્ડ ઓફ કમ્પોઝિટ

આ પોર્ટેબલ કીટને ઓરડાના તાપમાને સંગ્રહિત યુવી-ક્યોરેબલ ફાઇબરગ્લાસ/વિનાઇલ એસ્ટર અથવા કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી પ્રિપ્રેગ અને બેટરી સંચાલિત ક્યોરિંગ સાધનોથી રિપેર કરી શકાય છે. #ઇનસાઇડમેન્યુફેક્ચરિંગ #ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર.
યુવી-ક્યોરેબલ પ્રીપ્રેગ પેચ રિપેર કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ એલએલસી દ્વારા ઇનફિલ્ડ કમ્પોઝિટ બ્રિજ માટે વિકસાવવામાં આવેલ કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી પ્રીપ્રેગ રિપેર સરળ અને ઝડપી સાબિત થયું હોવા છતાં, ગ્લાસ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ યુવી-ક્યોરેબલ વિનાઇલ એસ્ટર રેઝિન પ્રિપ્રેગના ઉપયોગથી વધુ અનુકૂળ સિસ્ટમ વિકસાવી છે. છબી સ્ત્રોત: કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ એલએલસી
મોડ્યુલર ડિપ્લોયેબલ પુલ લશ્કરી વ્યૂહાત્મક કામગીરી અને લોજિસ્ટિક્સ માટે મહત્વપૂર્ણ સંપત્તિ છે, તેમજ કુદરતી આફતો દરમિયાન પરિવહન માળખાના પુનઃસ્થાપન માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે. આવા પુલોનું વજન ઘટાડવા માટે સંયુક્ત માળખાનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે, જેનાથી પરિવહન વાહનો અને લોન્ચ-રિકવરી મિકેનિઝમ્સ પરનો ભાર ઓછો થાય છે. મેટલ પુલોની તુલનામાં, સંયુક્ત સામગ્રીમાં લોડ-બેરિંગ ક્ષમતા વધારવા અને સેવા જીવન વધારવાની ક્ષમતા પણ હોય છે.
એડવાન્સ્ડ મોડ્યુલર કમ્પોઝિટ બ્રિજ (AMCB) એક ઉદાહરણ છે. સીમેન કમ્પોઝિટ LLC (ગલ્ફપોર્ટ, મિસિસિપી, યુએસ) અને મટિરિયલ્સ સાયન્સ LLC (હોર્શમ, પીએ, યુએસ) કાર્બન ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ ઇપોક્સી લેમિનેટનો ઉપયોગ કરે છે (આકૃતિ 1). ) ડિઝાઇન અને બાંધકામ). જો કે, ક્ષેત્રમાં આવા માળખાને સુધારવાની ક્ષમતા એક મુદ્દો રહ્યો છે જે સંયુક્ત સામગ્રીને અપનાવવામાં અવરોધે છે.
આકૃતિ 1 કમ્પોઝિટ બ્રિજ, કી ઇનફિલ્ડ એસેટ એડવાન્સ્ડ મોડ્યુલર કમ્પોઝિટ બ્રિજ (AMCB) સીમેન કમ્પોઝિટ LLC અને મટિરિયલ્સ સાયન્સ LLC દ્વારા કાર્બન ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ ઇપોક્સી રેઝિન કમ્પોઝિટનો ઉપયોગ કરીને ડિઝાઇન અને નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું. છબી સ્ત્રોત: સીમેન કમ્પોઝિટ LLC (ડાબે) અને યુએસ આર્મી (જમણે).
2016 માં, કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ એલએલસી (મિલર્સવિલે, એમડી, યુએસ) ને યુએસ આર્મી દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ સ્મોલ બિઝનેસ ઇનોવેશન રિસર્ચ (SBIR) ફેઝ 1 ગ્રાન્ટ પ્રાપ્ત થઈ હતી જેથી સૈનિકો દ્વારા સ્થળ પર સફળતાપૂર્વક કરી શકાય તેવી સમારકામ પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવે. આ અભિગમના આધારે, 2018 માં SBIR ગ્રાન્ટનો બીજો તબક્કો નવી સામગ્રી અને બેટરી સંચાલિત સાધનો પ્રદર્શિત કરવા માટે આપવામાં આવ્યો હતો, જો પેચ શિખાઉ માણસ દ્વારા પૂર્વ તાલીમ વિના કરવામાં આવે તો પણ, 90% કે તેથી વધુ માળખાને કાચા તાકાતથી પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય છે. ટેકનોલોજીની શક્યતા વિશ્લેષણ, સામગ્રી પસંદગી, નમૂના ઉત્પાદન અને યાંત્રિક પરીક્ષણ કાર્યો, તેમજ નાના પાયે અને પૂર્ણ પાયે સમારકામની શ્રેણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
બે SBIR તબક્કાઓમાં મુખ્ય સંશોધક માઈકલ બર્ગન છે, જે કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ LLC ના સ્થાપક અને પ્રમુખ છે. બર્ગન નેવલ સરફેસ વોરફેર સેન્ટર (NSWC) ના કાર્ડરોકમાંથી નિવૃત્ત થયા અને 27 વર્ષ સુધી સ્ટ્રક્ચર્સ અને મટિરિયલ્સ વિભાગમાં સેવા આપી, જ્યાં તેમણે યુએસ નેવીના કાફલામાં કમ્પોઝિટ ટેકનોલોજીના વિકાસ અને એપ્લિકેશનનું સંચાલન કર્યું. ડૉ. રોજર ક્રેન 2011 માં યુએસ નેવીમાંથી નિવૃત્ત થયા પછી 2015 માં કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસમાં જોડાયા અને 32 વર્ષ સુધી સેવા આપી છે. તેમની કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સ કુશળતામાં ટેકનિકલ પ્રકાશનો અને પેટન્ટનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં નવી કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સ, પ્રોટોટાઇપ મેન્યુફેક્ચરિંગ, કનેક્શન પદ્ધતિઓ, મલ્ટિફંક્શનલ કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સ, સ્ટ્રક્ચરલ હેલ્થ મોનિટરિંગ અને કમ્પોઝિટ મટિરિયલ રિસ્ટોરેશન જેવા વિષયો આવરી લેવામાં આવ્યા છે.
બંને નિષ્ણાતોએ એક અનોખી પ્રક્રિયા વિકસાવી છે જે ટિકોન્ડેરોગા CG-47 ક્લાસ ગાઇડેડ મિસાઇલ ક્રુઝર 5456 ના એલ્યુમિનિયમ સુપરસ્ટ્રક્ચરમાં તિરાડોને સુધારવા માટે સંયુક્ત સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. "આ પ્રક્રિયા તિરાડોની વૃદ્ધિ ઘટાડવા અને 2 થી 4 મિલિયન ડોલરના પ્લેટફોર્મ બોર્ડને બદલવા માટે આર્થિક વિકલ્પ તરીકે સેવા આપવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી," બર્ગને કહ્યું. "તેથી અમે સાબિત કર્યું કે અમે પ્રયોગશાળાની બહાર અને વાસ્તવિક સેવા વાતાવરણમાં સમારકામ કેવી રીતે કરવું તે જાણીએ છીએ. પરંતુ પડકાર એ છે કે વર્તમાન લશ્કરી સંપત્તિ પદ્ધતિઓ ખૂબ સફળ નથી. વિકલ્પ બોન્ડેડ ડુપ્લેક્સ રિપેર છે [મૂળભૂત રીતે ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારોમાં ટોચ પર બોર્ડ ગુંદર કરો] અથવા વેરહાઉસ-લેવલ (D-લેવલ) સમારકામ માટે સંપત્તિને સેવામાંથી દૂર કરો. કારણ કે D-લેવલ સમારકામ જરૂરી છે, ઘણી સંપત્તિઓ બાજુ પર મૂકવામાં આવે છે."
તેમણે આગળ કહ્યું કે જે પદ્ધતિની જરૂર છે તે એવી છે જે સૈનિકો દ્વારા સંયુક્ત સામગ્રીનો અનુભવ ન હોય, ફક્ત કીટ અને જાળવણી માર્ગદર્શિકાઓનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય. અમારું લક્ષ્ય પ્રક્રિયાને સરળ બનાવવાનું છે: માર્ગદર્શિકા વાંચો, નુકસાનનું મૂલ્યાંકન કરો અને સમારકામ કરો. અમે પ્રવાહી રેઝિનનું મિશ્રણ કરવા માંગતા નથી, કારણ કે સંપૂર્ણ ઉપચાર સુનિશ્ચિત કરવા માટે આ માટે ચોક્કસ માપનની જરૂર છે. સમારકામ પૂર્ણ થયા પછી અમને કોઈ જોખમી કચરો ન હોય તેવી સિસ્ટમની પણ જરૂર છે. અને તેને એક કીટ તરીકે પેક કરવી જોઈએ જે હાલના નેટવર્ક દ્વારા ઉપયોગમાં લઈ શકાય.
કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસે સફળતાપૂર્વક દર્શાવ્યું તે એક ઉકેલ છે જે પોર્ટેબલ કીટ છે જે નુકસાનના કદ (૧૨ ચોરસ ઇંચ સુધી) અનુસાર એડહેસિવ કમ્પોઝિટ પેચને કસ્ટમાઇઝ કરવા માટે કડક ઇપોક્સી એડહેસિવનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રદર્શન ૩ ઇંચ જાડા AMCB ડેકનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી સંયુક્ત સામગ્રી પર પૂર્ણ થયું હતું. સંયુક્ત સામગ્રીમાં ૩ ઇંચ જાડા બાલ્સા વુડ કોર (૧૫ પાઉન્ડ પ્રતિ ઘન ફૂટ ઘનતા) અને વેક્ટરપ્લાય (ફોનિક્સ, એરિઝોના, યુએસ) ના બે સ્તરો C -LT ૧૧૦૦ કાર્બન ફાઇબર ૦°/૯૦° દ્વિઅક્ષીય ટાંકાવાળા ફેબ્રિક, C-TLX ૧૯૦૦ કાર્બન ફાઇબર ૦°/+૪૫°/-૪૫° ત્રણ શાફ્ટનો એક સ્તર અને C-LT ૧૧૦૦ ના બે સ્તરો, કુલ પાંચ સ્તરો છે. "અમે નક્કી કર્યું છે કે કીટ મલ્ટિ-એક્સિસ જેવા ક્વાસી-આઇસોટ્રોપિક લેમિનેટમાં પ્રિફેબ્રિકેટેડ પેચનો ઉપયોગ કરશે જેથી ફેબ્રિક દિશા કોઈ સમસ્યા ન બને," ક્રેને કહ્યું.
આગળનો મુદ્દો લેમિનેટ રિપેર માટે વપરાતા રેઝિન મેટ્રિક્સનો છે. પ્રવાહી રેઝિનનું મિશ્રણ ટાળવા માટે, પેચ પ્રીપ્રેગનો ઉપયોગ કરશે. "જોકે, આ પડકારો સ્ટોરેજ છે," બર્ગને સમજાવ્યું. સંગ્રહિત પેચ સોલ્યુશન વિકસાવવા માટે, કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસે સનરેઝ કોર્પ (એલ કેજોન, કેલિફોર્નિયા, યુએસએ) સાથે ભાગીદારી કરી છે જેથી ગ્લાસ ફાઇબર/વિનાઇલ એસ્ટર પ્રીપ્રેગ વિકસાવવામાં આવે જે છ મિનિટમાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ (યુવી) નો ઉપયોગ કરી શકે છે. તેણે ગોજન બ્રધર્સ (બે સિટી, મિશિગન, યુએસએ) સાથે પણ સહયોગ કર્યો, જેણે નવી લવચીક ઇપોક્સી ફિલ્મનો ઉપયોગ સૂચવ્યો.
પ્રારંભિક અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ઇપોક્સી રેઝિન કાર્બન ફાઇબર પ્રીપ્રેગ્સ-યુવી-ક્યોરેબલ વિનાઇલ એસ્ટર અને ટ્રાન્સલુસન્ટ ગ્લાસ ફાઇબર માટે સૌથી યોગ્ય રેઝિન છે, પરંતુ પ્રકાશ-અવરોધિત કાર્બન ફાઇબર હેઠળ તે સારી રીતે કાર્ય કરે છે, પરંતુ પ્રકાશ-અવરોધિત કાર્બન ફાઇબર હેઠળ તે મટાડતું નથી. ગોજન બ્રધર્સની નવી ફિલ્મના આધારે, અંતિમ ઇપોક્સી પ્રીપ્રેગ 210°F/99°C પર 1 કલાક માટે મટાડવામાં આવે છે અને ઓરડાના તાપમાને લાંબી શેલ્ફ લાઇફ ધરાવે છે - નીચા-તાપમાન સંગ્રહની જરૂર નથી. બર્ગને કહ્યું કે જો ઉચ્ચ ગ્લાસ ટ્રાન્ઝિશન તાપમાન (Tg) જરૂરી હોય, તો રેઝિન 350°F/177°C જેવા ઊંચા તાપમાને પણ મટાડવામાં આવશે. બંને પ્રીપ્રેગ્સ પોર્ટેબલ રિપેર કીટમાં પ્લાસ્ટિક ફિલ્મ પરબિડીયુંમાં સીલ કરેલા પ્રીપ્રેગ પેચના સ્ટેક તરીકે પૂરા પાડવામાં આવે છે.
રિપેર કીટ લાંબા સમય સુધી સંગ્રહિત થઈ શકે છે, તેથી કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસને શેલ્ફ લાઇફ અભ્યાસ હાથ ધરવાની જરૂર છે. "અમે ચાર હાર્ડ પ્લાસ્ટિક એન્ક્લોઝર ખરીદ્યા - પરિવહન સાધનોમાં વપરાતા એક લાક્ષણિક લશ્કરી પ્રકાર - અને દરેક એન્ક્લોઝરમાં ઇપોક્સી એડહેસિવ અને વિનાઇલ એસ્ટર પ્રિપ્રેગના નમૂનાઓ મૂક્યા," બર્ગને કહ્યું. ત્યારબાદ બોક્સને પરીક્ષણ માટે ચાર અલગ અલગ સ્થળોએ મૂકવામાં આવ્યા: મિશિગનમાં ગોજન બ્રધર્સ ફેક્ટરીની છત, મેરીલેન્ડ એરપોર્ટની છત, યુક્કા વેલી (કેલિફોર્નિયા રણ) માં આઉટડોર સુવિધા, અને દક્ષિણ ફ્લોરિડામાં આઉટડોર કાટ પરીક્ષણ પ્રયોગશાળા. બધા કેસોમાં ડેટા લોગર્સ હોય છે, બર્ગન નિર્દેશ કરે છે, "અમે દર ત્રણ મહિને મૂલ્યાંકન માટે ડેટા અને સામગ્રીના નમૂના લઈએ છીએ. ફ્લોરિડા અને કેલિફોર્નિયામાં બોક્સમાં નોંધાયેલ મહત્તમ તાપમાન 140°F છે, જે મોટાભાગના પુનઃસ્થાપન રેઝિન માટે સારું છે. તે એક વાસ્તવિક પડકાર છે." વધુમાં, ગોજન બ્રધર્સે આંતરિક રીતે નવા વિકસિત શુદ્ધ ઇપોક્સી રેઝિનનું પરીક્ષણ કર્યું. "કેટલાક મહિનાઓથી 120°F પર ઓવનમાં મૂકવામાં આવેલા નમૂનાઓ પોલિમરાઇઝ થવા લાગે છે," બર્ગને કહ્યું. "જોકે, 110°F પર રાખવામાં આવેલા અનુરૂપ નમૂનાઓ માટે, રેઝિન રસાયણશાસ્ત્રમાં માત્ર થોડી માત્રામાં સુધારો થયો છે."
ટેસ્ટ બોર્ડ અને AMCB ના આ સ્કેલ મોડેલ પર સમારકામની ચકાસણી કરવામાં આવી હતી, જેમાં સીમેન કમ્પોઝિટ્સ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા મૂળ પુલ જેવા જ લેમિનેટ અને કોર મટિરિયલનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. છબી સ્ત્રોત: કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ LLC
સમારકામ તકનીક દર્શાવવા માટે, એક પ્રતિનિધિ લેમિનેટનું ઉત્પાદન, નુકસાન અને સમારકામ કરવું આવશ્યક છે. "પ્રોજેક્ટના પ્રથમ તબક્કામાં, અમે શરૂઆતમાં અમારી સમારકામ પ્રક્રિયાની શક્યતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે નાના-પાયે 4 x 48-ઇંચ બીમ અને ચાર-પોઇન્ટ બેન્ડિંગ પરીક્ષણોનો ઉપયોગ કર્યો," ક્લેઇને કહ્યું. "પછી, અમે પ્રોજેક્ટના બીજા તબક્કામાં 12 x 48 ઇંચ પેનલ્સ પર સંક્રમણ કર્યું, નિષ્ફળતા માટે દ્વિઅક્ષીય તાણ સ્થિતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે લોડ લાગુ કર્યા, અને પછી સમારકામ કામગીરીનું મૂલ્યાંકન કર્યું. બીજા તબક્કામાં, અમે જાળવણી માટે બનાવેલ AMCB મોડેલ પણ પૂર્ણ કર્યું."
બર્ગેને જણાવ્યું હતું કે સમારકામ કામગીરી સાબિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું પરીક્ષણ પેનલ સીમેન કમ્પોઝિટ દ્વારા ઉત્પાદિત AMCB જેવા જ લેમિનેટ અને કોર મટિરિયલ્સનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવ્યું હતું, "પરંતુ અમે સમાંતર અક્ષ પ્રમેયના આધારે પેનલની જાડાઈ 0.375 ઇંચથી ઘટાડીને 0.175 ઇંચ કરી. આ કેસ છે. બીમ થિયરી અને ક્લાસિકલ લેમિનેટ થિયરી [CLT] ના વધારાના તત્વો સાથે, પદ્ધતિનો ઉપયોગ જડતાના ક્ષણ અને પૂર્ણ-સ્કેલ AMCB ની અસરકારક કઠોરતાને નાના-કદના ડેમો ઉત્પાદન સાથે જોડવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો જે હેન્ડલ કરવામાં સરળ અને વધુ ખર્ચ-અસરકારક છે. પછી, અમે XCraft Inc. (બોસ્ટન, મેસેચ્યુસેટ્સ, યુએસએ) દ્વારા વિકસિત મર્યાદિત તત્વ વિશ્લેષણ [FEA] મોડેલનો ઉપયોગ માળખાકીય સમારકામની ડિઝાઇનને સુધારવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો." પરીક્ષણ પેનલ્સ અને AMCB મોડેલ માટે ઉપયોગમાં લેવાતું કાર્બન ફાઇબર ફેબ્રિક વેક્ટરપ્લાય પાસેથી ખરીદવામાં આવ્યું હતું, અને બાલ્સા કોર કોર કમ્પોઝિટ (બ્રિસ્ટોલ, RI, યુએસ) દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું.
પગલું 1. આ પરીક્ષણ પેનલ કેન્દ્રમાં ચિહ્નિત થયેલ નુકસાનનું અનુકરણ કરવા અને પરિઘને સુધારવા માટે 3 ઇંચના છિદ્ર વ્યાસ દર્શાવે છે. બધા પગલાં માટે ફોટો સ્ત્રોત: કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ એલએલસી.
પગલું 2. ક્ષતિગ્રસ્ત સામગ્રીને દૂર કરવા માટે બેટરીથી ચાલતા મેન્યુઅલ ગ્રાઇન્ડરનો ઉપયોગ કરો અને રિપેર પેચને 12:1 ટેપરથી બંધ કરો.
"અમે ટેસ્ટ બોર્ડ પર ખેતરમાં બ્રિજ ડેક પર જોવા મળતા નુકસાન કરતાં વધુ નુકસાનનું અનુકરણ કરવા માંગીએ છીએ," બર્ગને સમજાવ્યું. "તેથી અમારી પદ્ધતિ એ છે કે 3-ઇંચ વ્યાસનું છિદ્ર બનાવવા માટે હોલ સોનો ઉપયોગ કરીએ. પછી, અમે ક્ષતિગ્રસ્ત સામગ્રીના પ્લગને બહાર કાઢીએ છીએ અને 12:1 સ્કાર્ફને પ્રક્રિયા કરવા માટે હાથથી પકડેલા ન્યુમેટિક ગ્રાઇન્ડરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ."
ક્રેને સમજાવ્યું કે કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી રિપેર માટે, એકવાર "ક્ષતિગ્રસ્ત" પેનલ સામગ્રી દૂર કરવામાં આવે અને યોગ્ય સ્કાર્ફ લગાવવામાં આવે, પછી ક્ષતિગ્રસ્ત વિસ્તારના ટેપર સાથે મેળ ખાતી પ્રીપ્રેગને પહોળાઈ અને લંબાઈમાં કાપવામાં આવશે. "અમારા પરીક્ષણ પેનલ માટે, સમારકામ સામગ્રીને મૂળ નુકસાન વિનાના કાર્બન પેનલના ઉપરના ભાગ સાથે સુસંગત રાખવા માટે પ્રીપ્રેગના ચાર સ્તરોની જરૂર છે. તે પછી, કાર્બન/ઇપોક્સી પ્રિપ્રેગના ત્રણ આવરણ સ્તરો સમારકામ કરેલા ભાગ પર કેન્દ્રિત છે. દરેક ક્રમિક સ્તર નીચલા સ્તરની બધી બાજુઓ પર 1 ઇંચ સુધી લંબાય છે, જે "સારી" આસપાસની સામગ્રીથી સમારકામ કરેલા વિસ્તારમાં ધીમે ધીમે લોડ ટ્રાન્સફર પ્રદાન કરે છે." આ સમારકામ કરવા માટેનો કુલ સમય - સમારકામ વિસ્તારની તૈયારી, પુનઃસ્થાપન સામગ્રીને કાપવા અને મૂકવા અને ઉપચાર પ્રક્રિયા લાગુ કરવા સહિત - લગભગ 2.5 કલાક.
કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી પ્રિપ્રેગ માટે, રિપેર એરિયાને વેક્યુમ પેક કરવામાં આવે છે અને બેટરી સંચાલિત થર્મલ બોન્ડરનો ઉપયોગ કરીને 210°F/99°C પર એક કલાક માટે ક્યોર કરવામાં આવે છે.
કાર્બન/ઇપોક્સી રિપેર સરળ અને ઝડપી હોવા છતાં, ટીમે કામગીરી પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે વધુ અનુકૂળ ઉકેલની જરૂરિયાતને ઓળખી. આનાથી અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુવી) ક્યોરિંગ પ્રિપ્રેગ્સની શોધ થઈ. "સનરેઝ વિનાઇલ એસ્ટર રેઝિન્સમાં રસ કંપનીના સ્થાપક માર્ક લાઇવસે સાથેના અગાઉના નૌકાદળના અનુભવ પર આધારિત છે," બર્ગને સમજાવ્યું. "અમે સૌપ્રથમ સનરેઝને તેમના વિનાઇલ એસ્ટર પ્રિપ્રેગનો ઉપયોગ કરીને ક્વાસી-આઇસોટ્રોપિક ગ્લાસ ફેબ્રિક પ્રદાન કર્યું, અને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં ક્યોરિંગ કર્વનું મૂલ્યાંકન કર્યું. વધુમાં, કારણ કે આપણે જાણીએ છીએ કે વિનાઇલ એસ્ટર રેઝિન ઇપોક્સી રેઝિન જેવું નથી જે યોગ્ય ગૌણ સંલગ્નતા પ્રદર્શન પ્રદાન કરે છે, તેથી વિવિધ એડહેસિવ લેયર કપ્લિંગ એજન્ટોનું મૂલ્યાંકન કરવા અને એપ્લિકેશન માટે કયું યોગ્ય છે તે નક્કી કરવા માટે વધારાના પ્રયત્નો જરૂરી છે."
બીજી સમસ્યા એ છે કે કાચના તંતુઓ કાર્બન ફાઇબર જેવા જ યાંત્રિક ગુણધર્મો પ્રદાન કરી શકતા નથી. "કાર્બન/ઇપોક્સી પેચની તુલનામાં, આ સમસ્યા કાચ/વિનાઇલ એસ્ટરના વધારાના સ્તરનો ઉપયોગ કરીને ઉકેલી શકાય છે," ક્રેને કહ્યું. "માત્ર એક વધારાના સ્તરની જરૂર પડવાનું કારણ એ છે કે કાચની સામગ્રી ભારે ફેબ્રિક છે." આ એક યોગ્ય પેચ ઉત્પન્ન કરે છે જે ખૂબ જ ઠંડા/ઠંડકવાળા ઇનફિલ્ડ તાપમાનમાં પણ છ મિનિટમાં લાગુ કરી શકાય છે અને જોડી શકાય છે. ગરમી પ્રદાન કર્યા વિના ક્યોરિંગ. ક્રેને નિર્દેશ કર્યો કે આ સમારકામ કાર્ય એક કલાકમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે.
બંને પેચ સિસ્ટમ્સનું નિદર્શન અને પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે. દરેક સમારકામ માટે, નુકસાન થવાના વિસ્તારને ચિહ્નિત કરવામાં આવે છે (પગલું 1), હોલ સો વડે બનાવવામાં આવે છે, અને પછી બેટરી સંચાલિત મેન્યુઅલ ગ્રાઇન્ડર (પગલું 2) નો ઉપયોગ કરીને દૂર કરવામાં આવે છે. પછી સમારકામ કરાયેલ વિસ્તારને 12:1 ટેપરમાં કાપો. સ્કાર્ફની સપાટીને આલ્કોહોલ પેડથી સાફ કરો (પગલું 3). આગળ, સમારકામ પેચને ચોક્કસ કદમાં કાપો, તેને સાફ કરેલી સપાટી પર મૂકો (પગલું 4) અને હવાના પરપોટા દૂર કરવા માટે તેને રોલરથી મજબૂત બનાવો. ગ્લાસ ફાઇબર/યુવી-ક્યોરિંગ વિનાઇલ એસ્ટર પ્રિપ્રેગ માટે, પછી સમારકામ કરાયેલ વિસ્તાર પર રિલીઝ લેયર મૂકો અને પેચને કોર્ડલેસ યુવી લેમ્પથી છ મિનિટ માટે ક્યોર કરો (પગલું 5). કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી પ્રિપ્રેગ માટે, વેક્યુમ પેક કરવા માટે પૂર્વ-પ્રોગ્રામ કરેલ, એક-બટન, બેટરી સંચાલિત થર્મલ બોન્ડરનો ઉપયોગ કરો અને સમારકામ કરાયેલ વિસ્તારને 210°F/99°C પર એક કલાક માટે ક્યોર કરો.
પગલું ૫. સમારકામ કરેલ વિસ્તાર પર પીલીંગ લેયર મૂક્યા પછી, પેચને ૬ મિનિટ સુધી મટાડવા માટે કોર્ડલેસ યુવી લેમ્પનો ઉપયોગ કરો.
"પછી અમે પેચની એડહેસિવનેસ અને સ્ટ્રક્ચરની લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાને પુનઃસ્થાપિત કરવાની તેની ક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે પરીક્ષણો હાથ ધર્યા," બર્ગને કહ્યું. "પ્રથમ તબક્કામાં, આપણે એપ્લિકેશનની સરળતા અને ઓછામાં ઓછી 75% તાકાત પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા સાબિત કરવાની જરૂર છે. આ સિમ્યુલેટેડ નુકસાનને રિપેર કર્યા પછી 4 x 48 ઇંચ કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી રેઝિન અને બાલ્સા કોર બીમ પર ચાર-પોઇન્ટ બેન્ડિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે. હા. પ્રોજેક્ટના બીજા તબક્કામાં 12 x 48 ઇંચ પેનલનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને જટિલ તાણ લોડ હેઠળ 90% થી વધુ તાકાત આવશ્યકતાઓ પ્રદર્શિત કરવી આવશ્યક છે. અમે આ બધી આવશ્યકતાઓ પૂર્ણ કરી, અને પછી AMCB મોડેલ પર સમારકામ પદ્ધતિઓનો ફોટોગ્રાફ કર્યો. દ્રશ્ય સંદર્ભ પ્રદાન કરવા માટે ઇનફિલ્ડ ટેકનોલોજી અને સાધનોનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો."
આ પ્રોજેક્ટનો એક મુખ્ય પાસું એ સાબિત કરવાનો છે કે શિખાઉ લોકો સરળતાથી સમારકામ પૂર્ણ કરી શકે છે. આ કારણોસર, બર્ગનને એક વિચાર આવ્યો: "મેં અમારા આર્મીમાં બે ટેકનિકલ સંપર્કો: ડૉ. બર્નાર્ડ સિયા અને એશ્લે ગેન્ના સમક્ષ પ્રદર્શન કરવાનું વચન આપ્યું છે. પ્રોજેક્ટના પ્રથમ તબક્કાની અંતિમ સમીક્ષામાં, મેં કોઈ સમારકામ ન કરવા કહ્યું. અનુભવી એશ્લેએ સમારકામ કર્યું. અમે આપેલા કીટ અને મેન્યુઅલનો ઉપયોગ કરીને, તેણીએ પેચ લાગુ કર્યો અને કોઈપણ સમસ્યા વિના સમારકામ પૂર્ણ કર્યું."
આકૃતિ 2 બેટરી-સંચાલિત ક્યોરિંગ પ્રી-પ્રોગ્રામ્ડ, બેટરી-સંચાલિત થર્મલ બોન્ડિંગ મશીન, રિપેર જ્ઞાન અથવા ક્યોરિંગ સાયકલ પ્રોગ્રામિંગની જરૂર વગર, બટન દબાવવાથી કાર્બન ફાઇબર/ઇપોક્સી રિપેર પેચને મટાડી શકે છે. છબી સ્ત્રોત: કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ, એલએલસી
બીજો મુખ્ય વિકાસ બેટરી-સંચાલિત ક્યોરિંગ સિસ્ટમ છે (આકૃતિ 2). "ઇનફિલ્ડ મેન્ટેનન્સ દ્વારા, તમારી પાસે ફક્ત બેટરી પાવર છે," બર્ગને નિર્દેશ કર્યો. "અમે વિકસાવેલા રિપેર કીટમાંના બધા પ્રક્રિયા સાધનો વાયરલેસ છે." આમાં કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ અને થર્મલ બોન્ડિંગ મશીન સપ્લાયર વિચીટેક ઇન્ડસ્ટ્રીઝ ઇન્ક. (રેન્ડલસ્ટાઉન, મેરીલેન્ડ, યુએસએ) મશીન દ્વારા સંયુક્ત રીતે વિકસિત બેટરી-સંચાલિત થર્મલ બોન્ડિંગનો સમાવેશ થાય છે. "આ બેટરી-સંચાલિત થર્મલ બોન્ડર પૂર્ણ ક્યોરિંગ માટે પૂર્વ-પ્રોગ્રામ કરેલ છે, તેથી શિખાઉ લોકોને ક્યોરિંગ ચક્રને પ્રોગ્રામ કરવાની જરૂર નથી," ક્રેને કહ્યું. "તેમને યોગ્ય રેમ્પ પૂર્ણ કરવા અને સૂકવવા માટે ફક્ત એક બટન દબાવવાની જરૂર છે." હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી બેટરીઓ રિચાર્જ કરવાની જરૂર પડે તે પહેલાં એક વર્ષ સુધી ટકી શકે છે.
પ્રોજેક્ટના બીજા તબક્કાની પૂર્ણાહુતિ સાથે, કસ્ટમ ટેક્નોલોજીસ ફોલો-અપ સુધારણા દરખાસ્તો તૈયાર કરી રહી છે અને રસ અને સમર્થનના પત્રો એકત્રિત કરી રહી છે. "અમારું લક્ષ્ય આ ટેકનોલોજીને TRL 8 સુધી પરિપક્વ બનાવવાનું અને તેને ક્ષેત્રમાં લાવવાનું છે," બર્ગને કહ્યું. "અમે બિન-લશ્કરી એપ્લિકેશનો માટે પણ સંભાવના જોઈએ છીએ."
ઉદ્યોગના પ્રથમ ફાઇબર રિઇન્ફોર્સમેન્ટ પાછળની જૂની કળા સમજાવે છે, અને નવા ફાઇબર વિજ્ઞાન અને ભવિષ્યના વિકાસની ઊંડાણપૂર્વકની સમજ ધરાવે છે.
ટૂંક સમયમાં આવી રહ્યું છે અને પહેલી વાર ઉડાન ભરશે, 787 તેના લક્ષ્યોને પ્રાપ્ત કરવા માટે સંયુક્ત સામગ્રી અને પ્રક્રિયાઓમાં નવીનતાઓ પર આધાર રાખે છે.