Yangiliklar

Samolyotlar uchun juda kuchli kompozit tarkibiy qismlarni ishlab chiqarishda termosetli uglerod tolali materiallarga uzoq vaqtdan beri tayangan aerokosmik OEMlar endi uglerod tolali materiallarning boshqa sinfini o'zlashtirmoqda, chunki texnologik taraqqiyot yangi termoset bo'lmagan qismlarni yuqori hajmda, arzon narxlarda va avtomatlashtirilgan ishlab chiqarishni va'da qilmoqda. engilroq vazn.

Termoplastik uglerod-tolali kompozit materiallar "uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lgan" bo'lsa-da, yaqinda aerokosmik ishlab chiqaruvchilar ulardan samolyot qismlarini, shu jumladan asosiy tarkibiy qismlarni ishlab chiqarishda keng qo'llanilishini ko'rib chiqishlari mumkin edi, dedi Stiven Dion, Collins Aerospace'ning ilg'or tuzilmalar bo'limi muhandisi vp.

Termoplastik uglerod tolali kompozitlar aerokosmik OEMlarga termoset kompozitlariga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega, ammo yaqin vaqtgacha ishlab chiqaruvchilar termoplastik kompozitlardan ehtiyot qismlarni yuqori tezlikda va arzon narxlarda ishlab chiqara olmadilar, dedi u.

So'nggi besh yil ichida OEMlar termoset materiallaridan qismlarni ishlab chiqarishdan tashqari, uglerod-tolali kompozit qismlarni ishlab chiqarish fanining holatini ko'rib chiqishni boshladilar, birinchi navbatda samolyot qismlarini ishlab chiqarish uchun qatron infuzioni va qatronlarni o'tkazish (RTM) usullaridan foydalanish, keyin esa termoplastik kompozitlardan foydalanish.

GKN Aerospace o'zining qatron-infuzion va RTM texnologiyasini ishlab chiqish uchun katta hajmdagi samolyot konstruktiv qismlarini arzon va yuqori stavkalarda ishlab chiqarishga katta mablag' sarfladi.GKN Aerospace’ning Horizon 3 ilg‘or texnologiyalar tashabbusi texnologiyasi bo‘yicha vp.Maks Braunning so‘zlariga ko‘ra, endi GKN 17 metr uzunlikdagi, bir qismli kompozit qanotli shpatni qatron infuzioni ishlab chiqarish yordamida ishlab chiqaradi.

Dionning so'zlariga ko'ra, OEMlarning so'nggi bir necha yildagi og'ir kompozit ishlab chiqarish sarmoyalari, shuningdek, termoplastik qismlarni katta hajmda ishlab chiqarish imkonini beradigan imkoniyatlarni rivojlantirishga strategik xarajatlarni ham o'z ichiga oladi.

Termoset va termoplastik materiallar o'rtasidagi eng muhim farq shundaki, termoset materiallari qismlarga bo'linishdan oldin sovuqda saqlanishi kerak va shakllangandan so'ng termoset qismi avtoklavda ko'p soat davomida qattiqlashishi kerak.Jarayonlar katta energiya va vaqtni talab qiladi, shuning uchun termoset qismlarini ishlab chiqarish xarajatlari yuqori bo'lib qoladi.

Qattiqlashuv termoset kompozitsiyasining molekulyar tuzilishini qaytarib bo'lmaydigan tarzda o'zgartiradi va bu qismga kuch beradi.Biroq, texnologik rivojlanishning hozirgi bosqichida, quritish, shuningdek, qismdagi materialni asosiy tarkibiy qismda qayta foydalanish uchun yaroqsiz holga keltiradi.

Biroq, Dionning so'zlariga ko'ra, termoplastik materiallar qismlarga bo'linganda sovuq saqlash yoki pishirishni talab qilmaydi.Ular oddiy qismning yakuniy shakliga muhrlanishi mumkin - Airbus A350-dagi fyuzelyaj ramkalari uchun har bir qavs termoplastik kompozit qismdir - yoki murakkabroq komponentning oraliq bosqichiga.

Termoplastik materiallar turli usullar bilan bir-biriga payvandlanishi mumkin, bu esa oddiy pastki tuzilmalardan murakkab, yuqori shaklli qismlarni tayyorlashga imkon beradi.Bugungi kunda induksion payvandlash asosan ishlatiladi, bu Dionga ko'ra, faqat tekis, doimiy qalinlikdagi qismlarni pastki qismlardan tayyorlashga imkon beradi.Biroq, Kollinz termoplastik qismlarni birlashtirish uchun tebranish va ishqalanish bilan payvandlash usullarini ishlab chiqmoqda, sertifikatlanganidan keyin u oxir-oqibat "haqiqiy ilg'or murakkab tuzilmalarni" ishlab chiqarishga imkon beradi, dedi u.

Braunning hisob-kitoblariga ko'ra, murakkab tuzilmalarni yaratish uchun termoplastik materiallarni bir-biriga payvandlash qobiliyati ishlab chiqaruvchilarga termoset qismlarini birlashtirish va katlama uchun zarur bo'lgan metall vintlardek, mahkamlagichlar va ilmoqlardan voz kechish imkonini beradi va shu bilan og'irlikni 10 foizga kamaytiradigan foyda keltiradi.

Braunning so'zlariga ko'ra, termoplastik kompozitlar termoset kompozitlarga qaraganda metallarga yaxshiroq bog'lanadi.Ushbu termoplastik xususiyat uchun amaliy dasturlarni ishlab chiqishga qaratilgan sanoat ilmiy-tadqiqot ishlari "erta etuk texnologiya tayyorligi darajasida" qolsa-da, oxir-oqibat aerokosmik muhandislarga gibrid termoplastik va metall integratsiyalangan tuzilmalarni o'z ichiga olgan komponentlarni loyihalash imkonini berishi mumkin.

Bir potentsial dastur, masalan, yo'lovchi tomonidan o'zining parvozdagi ko'ngilochar imkoniyatlarini, o'rindiq yoritgichini, havo ventilyatorini tanlash va boshqarish uchun foydalanadigan interfeys uchun zarur bo'lgan barcha metall asosli sxemalarni o'z ichiga olgan bir qismli, engil samolyot yo'lovchi o'rindig'i bo'lishi mumkin. , elektron boshqariladigan o'rindiqning yonboshlanishi, deraza soyasining shaffofligi va boshqa funktsiyalar.

Dionning so'zlariga ko'ra, termoset materiallaridan farqli o'laroq, ular ishlab chiqarilgan qismlardan talab qilinadigan qattiqlik, kuch va shaklni ishlab chiqarish uchun qattiqlashishi kerak, termoplastik kompozit materiallarning molekulyar tuzilmalari qismlarga aylantirilganda o'zgarmaydi.

Natijada, termoplastik materiallar termoset materiallaridan ko'ra zarbaga nisbatan ancha chidamli bo'lib, shunga o'xshash, agar kuchliroq bo'lmasa, strukturaning mustahkamligi va mustahkamligini taklif qiladi.“Shunday qilib, siz [qismlarni] ancha yupqaroq oʻlchagichlar uchun loyihalashingiz mumkin”, dedi Dion, yaʼni termoplastik qismlarning ogʻirligi ular almashtiradigan har qanday termoset qismlariga qaraganda kamroq, hatto termoplastik qismlarga metall vintlar yoki mahkamlagichlar kerak emasligi natijasida qoʻshimcha ogʻirlik kamayganidan tashqari. .

Termoplastik qismlarni qayta ishlash ham termoset qismlarini qayta ishlashdan ko'ra oddiyroq jarayonni isbotlashi kerak.Texnologiyaning hozirgi holatida (va bir muncha vaqt uchun) termoset materiallarini davolash natijasida hosil bo'lgan molekulyar tuzilishdagi qaytarib bo'lmaydigan o'zgarishlar ekvivalent kuchning yangi qismlarini yaratish uchun qayta ishlangan materialdan foydalanishga to'sqinlik qiladi.

Termoset qismlarini qayta ishlash materialdagi uglerod tolalarini kichik uzunliklarga maydalashni va uni qayta ishlashdan oldin tola va qatron aralashmasini yoqishni o'z ichiga oladi.Qayta ishlash uchun olingan material qayta ishlangan qism ishlab chiqarilgan termoset materialidan strukturaviy jihatdan zaifdir, shuning uchun termoset qismlarini yangilariga qayta ishlash odatda "ikkilamchi tuzilmani uchinchi darajali tuzilishga aylantiradi", dedi Braun.

Boshqa tomondan, termoplastik qismlarning molekulyar tuzilmalari qismlarni ishlab chiqarish va qismlarni birlashtirish jarayonlarida o'zgarmasligi sababli, Dionning so'zlariga ko'ra, ularni suyuq holga keltirish va asl nusxadagi kabi kuchli qismlarga qayta ishlash mumkin.

Samolyot dizaynerlari qismlarni loyihalash va ishlab chiqarishda tanlash uchun mavjud bo'lgan turli xil termoplastik materiallarning keng tanlovidan tanlashlari mumkin.Bir o'lchovli uglerod tolasi filamentlari yoki ikki o'lchovli to'quvlar o'rnatilishi mumkin bo'lgan turli xil moddiy xususiyatlarni keltirib chiqaradigan "qatronlarning juda keng assortimenti" mavjud, dedi Dion."Eng hayajonli qatronlar past eriydigan qatronlardir", ular nisbatan past haroratlarda eriydi va shuning uchun past haroratlarda shakllantirilishi va shakllanishi mumkin.

Dionning so'zlariga ko'ra, termoplastiklarning turli sinflari turli xil qattiqlik xususiyatlarini (yuqori, o'rta va past) va umumiy sifatni taklif qiladi.Eng yuqori sifatli qatronlar eng qimmatga tushadi va arzonligi termoset materiallari bilan solishtirganda termoplastiklar uchun Axilles tovonini ifodalaydi.Odatda, ular termosetlarga qaraganda qimmatroq va samolyot ishlab chiqaruvchilari o'zlarining xarajat/foyda dizaynini hisoblashda bu faktni hisobga olishlari kerak, dedi Braun.

Qisman shu sababli, GKN Aerospace va boshqalar samolyotlar uchun katta konstruktiv qismlarni ishlab chiqarishda ko'proq termoset materiallariga e'tibor berishda davom etadilar.Ular termoplastik materiallardan empennajlar, rullar va spoylerlar kabi kichikroq tarkibiy qismlarni ishlab chiqarishda keng qo'llashadi.Tez orada, engil termoplastik qismlarni yuqori hajmli, arzon narxlarda ishlab chiqarish odatiy holga aylanganda, ishlab chiqaruvchilar ularni yanada kengroq qo'llashadi, ayniqsa rivojlanayotgan eVTOL UAM bozorida, deya xulosa qildi Dion.

ainonlinedan kelgan