摘要 崗位工種:飛機的復合材料修理描述:飛機復合材料通常被稱為先進復合材料(AdvancedCompositeMaterial,ACM)。它使用高強度的纖維增強材料,嵌入在一種樹脂基體里
崗位工種:飛機的復合材料修理描述:飛機復合材料通常被稱為先進復合材料(Advanced Composite Material,ACM)。它使用高強度的纖維增強材料,嵌入在一種樹脂基體里,以層或層片的形式疊加起來,形成層板,具有高強度,結實堅硬,能夠減輕飛機結構重量,還有抗腐蝕、破損安全性高等優點,它的修理工序也極其專業,涉及檢查、去除修復損傷、打磨、清潔、制作浸布、鋪層、粘接及固化等復雜工作,其特點可用"精細"二字形容。

他們穿著白大褂、戴口罩和細紗手套……遠看你會以為自己在一間手術室,其實這里是Ameco復合材料修理車間的潔凈室。僅從工作場所上看,已能略猜出一二,復合材料的修理規格不一般。
近年來,復合材料作為飛機結構件的"新寵"越來越多地被使用在飛機上,如飛機的整流罩、飛機控制面、起落架艙門、大翼和安定面前后緣等,在波音787這些先進客機上的比重甚至會超過50%以上,但它背后的修理卻鮮為人知。其實,復合材料的修理過程很有意思,就像是為飛機表面做外科手術。
診斷"病情損傷"靠耳朵
復合材料的特點是層面多,有點像"多層三明治",中間夾層結構是蜂窩芯體,外面覆蓋蒙皮,所有材料均由膠膜粘接。蒙皮也有多層,比如以飛機大翼蓋板舉例,從里至外分別由三層碳纖維和一層玻璃纖維組成。
郭玉明是Ameco復合材料車間的一名年輕修理工,他正拿著專業敲擊棒在一塊襟翼蓋板上輕輕敲擊。他說,這個方法是為查出那些從部件表面看不出來的"內傷",比如開膠或脫層。你看這個地方聲音清脆,說明它是完好區域,而這個地方聲音沉悶、有點混沌,應該是有脫層。據他講,這份"練耳朵"的能力可不是隨便誰都行的,需要多次實戰磨練和領悟。出師兩年的小郭,當初為了練好這份功力,沒少在部件上做"聽音練耳"。此外,復合材料損傷的檢查方法還有超聲波、紅外線熱成像等。

完美"手術切割"去除損傷
去除復合材料損傷的工序很講究。黃景森是Ameco復合材料車間的工藝工程師,他介紹,切割一塊蓋板表面的損傷蒙皮,可以用切割片的邊緣切去脫層部分。如果是蜂窩芯損壞,工作就會更復雜些,要用切割片沿著損傷區域的蒙皮邊沿切割。損傷深度不同,切割程度有別,之后更換相同尺寸的新蜂窩芯。
黃師傅說,復材的蒙皮和蜂窩都很薄,切割時還要將切口修理成光滑形狀,邊角應有0.5英寸或更大半徑。切割時下手要沉穩,用力適度,如果過重會造成完好層面的無辜受損,過輕又不能完全除去受損面,這和手術切割是一個道理。
坡度打磨色彩暈染的美
損傷處理后就是修補階段,第一步是打磨。丁華是Ameco復合材料車間的資深專家,他選用了90度打磨機,上面安裝了砂片,砂片飛速旋轉,凡接觸到的材料頓時化作粉塵飛揚,被防爆吸塵器收入囊中,現場人員必須戴口罩作業。
打磨范圍通常要比受損區域大。丁師傅用很輕的力道在部件表面均勻摩擦。漆面和蒙皮逐漸褪去,打磨區也越來越薄,輕微凹陷,直至完工后呈現出一個圈狀。此時蒙皮已完全去除,區域邊界自然呈現出一定的坡率,由外至里傾斜,雖然肉眼很難分辨,用手指卻能觸摸到。打磨后的表面平整光滑,由于漆色磨掉,邊界處的色彩暈染開來,非常美。
手術獨創"打補丁"藝術
打磨完成后,丁師傅將清潔干凈的蓋板送入潔凈室"打補丁",即將受損修復部位用新的復合材料鋪層、粘接。他先用記號筆在蓋板上畫出區域邊界,印到模板上,之后依照尺寸,制作"補丁"材料,也就是修理補片,方法是讓樹脂膠浸透纖維布。丁師傅像做布藝手工一樣,用大裁剪刀,將修理補片按模板剪成個不同尺寸的形狀。
在鋪層前最重要的步驟就是清潔。潔凈室里無塵,對溫度、濕度要求也有規定,這些設備為修理件的粘接、膠體固化提供良好的條件。鋪層時,丁師傅將修理補片按照維修手冊規定的纖維方向,尺寸由小到大的順序逐步覆蓋,下面是碳纖維,最外層是玻璃纖維,當幾層浸布鋪好后,"補丁"也就打成了。
丁華還講了個故事,所有飛機部件里屬雷達罩的鋪層最復雜,因為表面有弧度,會留下褶皺和縫隙,這時全靠師傅的一雙手,一寸一寸趕著布走,直到全部平整。有時一個看似不大的雷達罩損傷區,能累得師傅滿頭大汗。
最后的"真空美容"
打完"補丁"后,Ameco修理車間的小師傅喬瑋展示了他為"補丁"做真空美容的絕活兒。真空方法的目的是為了向粘接面增加壓力。喬瑋制作真空袋的材料可謂豐富多樣,他一邊碼放,一邊強調順序絕對不能亂。
喬瑋先在鋪層完畢的區域上覆蓋一層有孔分離膜,之后鋪一層吸膠布,以吸收多余的膠體,之后還要覆蓋無孔分離膜和透氣布,如果材料需要加溫,還要放置電熱毯和熱電偶,最后用真空袋封嚴,將吸力器與抽真空儀器管路連接,啟動后僅需兩分鐘,真空袋里的氣體就被完全抽干,所有材料緊密地貼合在一起。喬瑋說,制作完真空袋還要進行真空壓力測試,以測試真空袋的密封狀況。在真空狀態,高溫修理的方法需要持續三個小時,室溫修理的方法需要24-48小時,這樣膠狀液體能得到完全固化,材料的粘接效果也才能達到最堅固的狀態。
復合材料修理的師傅都有一雙靈巧的手,每個人都能熟練地完成全套復合材料的"手術"。這雙手里握著"柳葉刀"的專業權威、嚴謹的工序和精湛的技術,既修復了飛機的損傷,也交付了一架架健康的飛機。