Väitös lentotekniikan alalta, DI Jarkko Aakkula
Lentokoneiden metallirakenteiden eliniän pidentäminen liimattavilla komposiittikorjauksilla.
Map © OpenStreetMap. Some rights reserved.
DI Jarkko Aakkula väittele 26.1.2018 klo 12 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, konetekniikan laitoksella, aiheesta Lentokoneiden metallirakenteiden liimatut korjaukset - Pintakäsittelymenetelmien ja väsymissäröjen komposiittikorjausten kokeellinen tutkiminen. Väitöskirjan nimi on englanniksi Bonded repairs of metallic aircraft structures - Experimental evaluation of surface treatment methods and composite crack repair configurations. Väitöskirjan ala on lentotekniikka, lentokonerakenteiden komposiittikorjaukset.
Lentokoneiden metallirakenteiden elinikää voidaan pidentää liimaamalla väsymissäröjen päälle hiili- tai boorikuitu-/epoksipaikkoja. Suurena haasteena on saada liima tarttumaan niin hyvin metallin pintaan, että se kestäisi suuret voimat ja pysyisi kiinni kosteissa olosuhteissa. Hiili- ja boorikuitujen lämpölaajeneminen on alumiiniin verrattuna pientä, mikä aiheuttaa lisäjännityksiä korjaukseen.
Työssä esitellään kromaattivapaa timantinkaltainen vakuumiplasmapinnoite DIARC, joka tuottaa metallin pintaan epoksiliimoihin hyvin tarttuvan ja hyvin kosteutta kestävän pinnoitteen. Kenttäolosuhteisissa tehtävissä korjauksissa metalliosille saadaan hyvin tarttuva liimauspinta silaani- ja Sol-Gel -menetelmillä.
Korjauksia tutkittaessa on tärkeää simuloida todellista korjauskohdetta mahdollisimman hyvin. Työn yhteydessä kehitettiin teräksinen liimausmuotti eli liimausjigi, jonka avulla pystyttiin rajoittamaan alumiinisten koelevyjen lämpölaajenemista 120 C° liimauksen aikana samalle tasolle kuin lentokoneessa paikan päällä tehtävissä korjauksissa.
Väitöstyön tulokset antavat lisää keinoja alumiinien, titaanien ja terästen pintakäsittelyyn rakenteellista liimausta varten sekä parantavat kokeellisen testauksen vastaavuutta todellisiin lentokonekorjauksiin. Komposiittikorjauksilla pystytään saamaan aikaan suuri säästöjä, kun lentokoneosia voidaan korjata uuden osan ostamisen sijaan.
Vastaväittäjä: Professori Xiang Zhang, Coventry University, United Kingdom
Valvoja: Professori Olli Saarela, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, konetekniikan laitos
Väitöskirjan verkko-osoite: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49
Väittelijän yhteystiedot: Jarkko Aakkula, Finflo OY, Elomatic Consulting and Engineering, Vaisalantie 2, 02130, puh. 050 548 6842, jarkko.aakkula@finflo.fi