Композитный ремонт что это

Композитный ремонт — Composite repair

Композитный ремонт . Композитные материалы используются в широком спектре приложений на рынках аэрокосмического , морского , автомобильного , наземного транспорта и спортивного оборудования . Повреждения композитных компонентов не всегда видны невооруженным глазом, и степень повреждения структурных компонентов лучше всего определить с помощью подходящих методов неразрушающего контроля (NDT) . Концепция композитного ремонта композитных или металлических конструкций проста. Связанный ремонт снижает напряжения в поврежденной области и предотвращает раскрытие трещин и, следовательно, их рост.

СОДЕРЖАНИЕ

Интересующие композитные конструкции

Представляющие интерес композитные структуры в основном представляют собой компоненты, состоящие из слоистых слоев или многослойных структур, как показано на Рисунке 1. Слоистые структуры собираются таким образом, что ориентация волокон обеспечивает большинство желаемых механических свойств, а матрица в значительной степени определяет экологические характеристики. В многослойных структурах тонкие и высокопрочные оболочки разделяются легкими сотовыми заполнителями и соединяются с ними; чем толще сердцевина, тем жестче панель с минимальным увеличением веса.

Типичные повреждения композитных конструкций

Наиболее серьезное повреждение композитов, армированных волокном, происходит в результате столкновений. Низкая скорость и высокая скорость удар могут привести к значительному повреждению различных моделей для данной конфигурации составной. В металлах энергия удара будет рассеиваются через упругие и пластические деформации и до сих пор структура сохраняет хороший запас структурной целостности . Однако в композитных материалах, армированных волокном, повреждения обычно более обширны, чем видимые на поверхности. Некоторые типичные случаи повреждения композитных конструкций показаны на рисунке 2.

В монолитных ламинатах лежащие в основе повреждения могут распространяться в гораздо большей степени, чем едва заметные следы на их поверхности. Другой вид повреждений — раскалывание ламината. Здесь повреждение не распространяется на всю длину детали. Влияние на механические характеристики зависит от длины разъема относительно толщины компонента.

В многослойных конструкциях удар приводит к образованию вмятин различного размера, и, в зависимости от уровней энергии, повреждения от проколов не являются чем-то необычным. В этом случае могут быть повреждены обе оболочки. Другие распространенные типы повреждений включают тепловое повреждение и повреждение отверстия под болт. Тепловое повреждение вызвано воздействием высокой температуры, которое вызывает локальное разрушение с отделением поверхностных слоев. Повреждение отверстия под болт вызывается опорными напряжениями на контактных поверхностях композитной конструкции с болтом или заклепкой, используемыми для соединения. Это может привести к удлинению отверстия, вызывая раскалывание ламината или повреждение верхних слоев. В любом случае влияние на механические характеристики зависит от толщины поврежденной детали.

Дальнейшие последствия, помимо первоначального повреждения от удара, возникают из-за воздействия на поврежденную область влаги и других факторов разложения, таких как химические вещества , смазочные материалы , топливо , гидравлические жидкости и т. Д. Наличие таких сред может привести к дальнейшему ухудшению механических характеристик. .

Схема ремонта

При выполнении композитного ремонта необходимо соблюдать определенные действия. На рисунке 3 представлена ​​типичная блок-схема композитного ремонта .

Первым шагом в процедуре должна стать тщательная оценка ущерба. Некоторые повреждения композитов очевидны и легко оцениваются, но во многих случаях повреждения могут сначала показаться довольно небольшими, хотя реальный ущерб намного больше. Повреждение волокна при ударе может проявляться в виде небольшой вмятины на армированной композитной поверхности, но лежащие в основе повреждения могут быть гораздо более обширными. Решение о ремонте или сдаче в лом определяется с учетом объема ремонта, необходимого для замены исходных структурных характеристик композитного материала. Другими соображениями являются стоимость ремонта, расположение и доступность повреждения, а также наличие подходящих материалов для ремонта.

Первоначальная оценка определит тип ремонта, который необходимо выполнить. Легкий ремонт обычно небольшой или не влияет на структурную целостность компонента. Этот ремонт производится в соответствии с простыми инструкциями, указанными для ламината или сэндвич-панелей. Сложный ремонт необходим, когда повреждение является значительным и требует замены структурных характеристик компонента. Лучшим выбором материалов будет использование оригинальных волокон, тканей и матричной смолы . Любая альтернатива потребует тщательного рассмотрения условий эксплуатации отремонтированного композита, т. Е. Горячих, влажных и механических характеристик. Предлагаемая схема ремонта должна соответствовать всем первоначальным проектным требованиям к конструкции.

Для некоторых ремонтов требуется специальное оборудование мастерской, а для возврата компонента в подходящую ремонтную мастерскую требуется некоторый вид импровизированного ремонта. Временный ремонт, обычно в виде заплатки, может быть закреплен на компоненте для обеспечения безопасности до тех пор, пока компонент не будет отремонтирован позже. Для постоянного ремонта следует соблюдать все утвержденные общие правила ремонта ламината и сэндвич-панелей. Эти ремонтные операции должны проводиться в контролируемых зонах мастерских для обеспечения высокого качества. Работа в контролируемой среде и внимание к деталям обеспечат успех.

Перед возвратом в эксплуатацию всегда требуется проверка качества. Для всестороннего контроля отремонтированных деталей можно использовать ряд неразрушающих испытаний (NDT) . Особое внимание следует уделять качеству отремонтированного участка и, в частности, границе между исходной деталью и отремонтированным участком. Обычные методы контроля включают в себя некоторые формы ультразвукового или рентгеновского контроля.

Типовой ремонт композитных материалов

Типичный композитный ремонт обычно начинается после обнаружения повреждений невооруженным глазом или различными другими методами неразрушающего контроля. После оценки степени повреждения зона повреждения готовится к ремонту. Это делается путем удаления композитного материала вокруг зоны повреждения 1. Известно, что используются три метода, которые немного отличаются в зависимости от природы композитного материала, как показано на рисунке 4.

Когда применяется композитный ремонт, правильная обработка поверхности имеет важное значение для успешного результата. Вышеупомянутый ремонт может занять много времени и часто требует высоких навыков и опыта. Вот почему текущие разработки, как правило, направлены на автоматизацию этого процесса либо с помощью усовершенствованного механического фрезерования, либо с помощью альтернативных технологий, таких как лазеры с наносекундными импульсами 2–3. После того, как зона повреждения полностью выкопана, поверхности очищаются и подготавливаются к окончательному ремонту заплатами. Это можно сделать путем плазменного сжигания поверхностных загрязнений, обнажения волокон путем удаления материала матрицы с помощью лазерного излучения или улучшения смачиваемости поверхности клеев за счет фотохимических реакций, вызванных УФ- лазерным светом 4.

При обычном ремонте пластырь накладывается в вакууме и при температуре, достаточной для отверждения клея . Для этих целей можно использовать переносное устройство горячего склеивания для ремонта в полевых условиях. Для более сложного и качественного ремонта следует использовать автоклав . Блок горячего склеивания показан на рисунке 5.

В любом случае установка вакуумного мешка — необходимый шаг для качественного ремонта. Обработка вакуумных пакетов подходит для компонентов с тонкими сечениями и крупными многослойными структурами. Техника вакуумного мешка включает в себя размещение и запечатывание гибкого мешка поверх сложенного композитного материала и удаление всего воздуха из-под мешка, как схематично показано на рисунке 6.

Удаление воздуха заставляет мешок опускаться на укладку с давлением уплотнения 1 атмосфера (1 бар). Готовая сборка с еще приложенным вакуумом нагревается до желаемой температуры для отверждения . Этого можно добиться, используя нагревательный мат или поместив узел в духовку с хорошей циркуляцией воздуха. Для более толстых секций и высококачественного склеивания следует использовать автоклав с регулируемой температурой и дополнительным избыточным давлением .

Наиболее важными техническими проблемами в реализации успешного ремонта композитной заплатой являются: (a) надлежащий дизайн ремонтной заплатки и процедуры, которые будут соблюдаться, (b) выбор наиболее подходящих материалов и инструментов для применения, (c ) тщательная подготовка поверхности, (d) выполнение ремонта композитной заплатой и осторожное применение цикла отверждения, (e) неразрушающая оценка ремонта с использованием подходящей методологии и, (f) мониторинг структурной целостности ремонта либо на определенные временные интервалы либо непрерывно.

Источник

Композитная реставрация зубов

Стоматолог, 38 лет

Стоматология инновационных технологий SMILE-AT-ONCE

Композитная реставрация зубов — это восстановление эстетики и функциональности при помощи пломбировочных материалов. Композиты позволяют не только вернуть зубу способность пережевывать пищу, но и сохранить эстетику, сделать восстановленный зуб неотличимым от естественного. Композитную реставрацию еще называют эстетической или художественной, особенно если восстанавливаются передние зубы.

Показания к композитной реставрации

• Скол или трещина в результате травмы, например, удара.
• Разрушение зуба кариесом. В некотором смысле даже обычная установка пломбы является композитной реставрацией, хотя чаще этот термин используется, когда зуб сильно разрушен и нужно вернуть ему прежнюю форму.
• Незначительное искривление передних зубов. При помощи композита можно закрыть щели между зубами и замаскировать другие дефекты.
• Пожелтение или потемнение эмали, которое не устраняется чисткой и отбеливанием. Например, можно закрыть композитом тетрациклиновые зубы, которые возникают из-за приема антибиотиков тетрациклиновой группы матерью во время беременности.

Противопоказания к композитной реставрации

• Аллергия на анестезию — для обточки зуба перед реставрацией нужно ставить обезболивающий укол.
• Аллергия на пломбировочные материалы — встречается очень редко, так как композиты гипоаллергенны.
• Сильное воспаление десен, склонность к кровоточивости — сначала нужно устранить заболевание.
• Ночной скрежет зубами (бруксизм) — пломба быстро сотрется или сломается.
• Первый и третий триместр беременности — в это время лучше не вмешиваться в организм матери, чтобы не допустить выкидыша или преждевременных родов.
• Слишком сильно разрушение зуба — пломбу просто негде будет закрепить, да и высокую нагрузку большое количество композита не выдержит.
• Полное отсутствие зуба. Из композита можно сделать адгезинвый мост, но это уже другой вид восстановления, поэтому именно композитная реставрация в этом случае невозможна.

Какие пломбы используются для композитной реставрации

Существуют различные разновидности композита, но для эстетических реставраций обычно используются следующие зарубежные материалы:

• Filtek (США) — нанокомпозит, подходящий для реставрации передних и жевательных зубов. Отличается высокой прочностью, но меньше эстетикой, так что обычно используется для зубов вне зоны улыбки.
• Venus (Германия) — популярный светоотверждаемый композит, позволяет создать одновременно прочные и эстетичные реставрации. Устойчив к жевательным нагрузкам.
• Enamel Plus (Италия) — обладает способностью со временем адаптироваться к натуральному цвету зубов. Очень пластичный, имеет огромную палитру оттенков, так что создать с его помощью эстетичную реставрацию очень просто.

Все эти композиты прямые, то есть новый зуб создается прямо во рту пациента. Существуют еще непрямые композиты — зуб из них лепится по слепку и запекается в печах. Такие конструкции получаются более прочными, но изготавливать их сложнее и дольше. Из непрямых композитов обычно делают вкладки или накладки для передних зубов — композитные виниры. Также из них изготавливают адгезивные мосты. Такие материалы используются реже, так как для непрямой реставрации лучше взять более прочную керамику или металлокерамику.

Виды композитной реставрации

Обычная пломба — тоже композитная реставрация, так как она восстанавливает форму зуба. Но обычно под эстетической реставрацией имеют ввиду:

• Формирование пломбы при достаточно серьезном и заметном разрушении зуба. Например, восстановление скола на переднем зубе или жевательных выступов на заднем.
• Создание специальных композитных виниров — накладок, которые перекрывают зубы спереди и полностью маскируют сколы, трещины и потемнение эмали.
• Вкладки — крупные конструкции, заменяющие большую часть жевательного зуба. Изготавливаются непрямым методом.

Достоинства и недостатки композитной реставрации

Плюсы:

• Поставить композитную реставрацию можно меньше, чем за час, не нужно снимать слепки и ждать протеза.
• Стоимость пломбы ниже, чем любого протеза.
• Обтачивать зуб под пломбу нужно минимально, здоровые ткани почти не повреждаются, удалять пульпу не нужно.
• Иногда реставрацию можно провести без анестезии, так что процедура доступна и людям с аллергией на анестетики.
• Поставить композитную реставрацию можно и ребенку —в то время, как протезы вредны для детских зубов и формирования прикуса.

Минусы:

• Со временем реставрация теряет блеск и темнеет под действием пищевых красителей. Особенно это неприятной на передних зубах. Чтобы сохранять эстетику, придется менять пломбу раз в 2–3 года.
• Композит более хрупкий, чем живые зубы или керамика, он легко может сломаться от обычной жевательной нагрузкой. Поэтому даже если вас не беспокоит эстетика, реставрация вряд ли прослужит дольше пяти лет.
• При серьезном разрушении зуба поставить пломбу нельзя.
• Даже свежеустановленная пломба по эстетике уступает цельной керамике, иногда ее можно заметить.

Из этого следует вывод — реставрации более уместны на жевательных зубах, и то лишь в качестве временного решения. В будущем их лучше заменить на вкладку или коронку, либо хотя бы обновить, для сохранения прочности.

Как проводится композитная реставрация зуба

Композитная реставрация хороша тем, что к ней обычно не нужно готовиться — после скола или разрушения можно сразу прийти к стоматологу и уйти уже со здоровым зубом. Конечно, если цель реставрации — восстановление эстетики, то можно провести чистку зубов от камня и налета, чтобы лучше подобрать цвет композита. Но это не обязательно.

Первый этап фотополимерной реконструкции — это местное обезболивание. Оно нужно, если будут стачиваться ткани зуба. Если сточить нужно мало, а болевой порог у пациента высокий, можно обойтись и без анестезии.

После этого бормашиной врач высверливает ткани, пораженные кариесом (если зуб больной), убирает старую пломбу (если она есть) или просто немного стачивает эмаль, чтобы создать ровный край для фиксации пломбы.

Затем зуб изолируется от слюны. Это делается для того, чтобы во время работы влага не попала на пломбу и не помешала ее затвердеванию. Раньше для этого использовали ватные шарики, но они слишком ненадежные, так что сейчас применяется коффердам — латексный платок с отверстиями для зубов. Надежная изоляция от влаги позволит пломбе прослужить дольше — она не разрушится и не выпадет.

Затем начинается непосредственно реставрация. Стоматолог послойно наносит композитный материал разного цвета и прозрачности, чтобы сымитировать естественную зубную эмаль. Материалу придается форма зуба, затем он засвечивается специальной лампой.

Если восстанавливают жевательный зуб, то весь композит могут нанести за один раз — беспокоиться об эстетике вне зоны улыбки не нужно.

В конце пломба окончательно обтачивается, полируется и шлифуется, благодаря чему ее поверхность приобретает естественный блеск, гладкость и идеальную форму.

Вся процедура редко длится дольше часа.

Композитная реставрация на штифте

Если зуб разрушен более, чем на 50%, то композит легко может отломиться, причем вместе с ним трещину даст коронка или даже корень зуба. В этом случае для укрепления композитной реставрации используются штифты — специальные прочные конструкции, которые фиксируются в зубе и служат опорой для композита.

Раньше штифты делали из металла, но они повреждали зубы и просвечивали через пломбу, что нарушало эстетику. Сейчас применяются современные стекловолоконные штифты белого цвета, оптимального оттенка и эластичности. Они укрепляют реставрацию, не вредят зубам, незаметны и легко удаляются в случае необходимости.

К сожалению, штифты не идеальны — соединение тканей зуба и штифта может нарушиться, и тогда сломается вся реставрация. Из-за этого сейчас к штифтам прибегают реже, стараясь при сильном разрушении зуба устанавливать вкладки, виниры и коронки.

Источник