habari

Kutegemea kwa muda mrefu juu ya vifaa vya kaboni-fiber ya thermoset kwa kutengeneza sehemu zenye nguvu za muundo wa ndege, OEM za anga sasa zinakumbatia darasa lingine la vifaa vya kaboni-nyuzi wakati maendeleo ya kiteknolojia yanaahidi utengenezaji wa sehemu mpya ambazo sio za thermoset kwa kiwango cha juu, gharama ya chini, na uzani mwepesi.

Wakati vifaa vya composite vya kaboni-nyuzi "vimekuwa karibu kwa muda mrefu," hivi karibuni watengenezaji wa anga wanaweza kuzingatia matumizi yao ya kuenea katika kutengeneza sehemu za ndege, pamoja na vifaa vya msingi vya muundo, alisema Stephane Dion, uhandisi wa VP katika kitengo cha juu cha miundo ya Collins Aerospace.

Thermoplastic kaboni-fiber composites uwezekano wa kutoa Aerospace OEMs faida kadhaa juu ya composites thermoset, lakini hadi hivi karibuni watengenezaji hawakuweza kutengeneza sehemu kutoka kwa composites ya thermoplastic kwa viwango vya juu na kwa gharama ya chini, alisema.

Katika miaka mitano iliyopita, OEM zimeanza kuangalia zaidi ya kutengeneza sehemu kutoka kwa vifaa vya thermoset kama hali ya kaboni-nyuzi sehemu ya utengenezaji wa sayansi iliyoandaliwa, kwanza kutumia infusion ya resin na resin kuhamisha ukingo (RTM) kutengeneza sehemu za ndege, na kisha kuajiri composites za thermoplastic.

Aerospace ya GKN imewekeza sana katika kukuza teknolojia yake ya resin-infusion na RTM kwa utengenezaji wa vifaa vikubwa vya miundo ya ndege kwa bei nafuu na kwa viwango vya juu. GKN sasa hufanya spar ya mrengo wa urefu wa mita 17, kipande kimoja kwa kutumia utengenezaji wa infusion ya resin, kulingana na Max Brown, VP ya teknolojia ya mpango wa GKN Aerospace's 3 Advanced-Technologies.

Uwekezaji mzito wa utengenezaji wa mchanganyiko wa OEMS katika miaka michache iliyopita pia umejumuisha kutumia kimkakati katika kukuza uwezo wa kuruhusu utengenezaji wa kiwango cha juu cha sehemu za thermoplastic, kulingana na Dion.

Tofauti inayojulikana kati ya vifaa vya thermoset na thermoplastic iko katika ukweli kwamba vifaa vya thermoset lazima viwekwe kwenye uhifadhi baridi kabla ya kuumbwa kwa sehemu, na mara moja umbo, sehemu ya thermoset lazima ipitie kwa masaa mengi kwenye autoclave. Taratibu zinahitaji nguvu nyingi na wakati, na kwa hivyo gharama za uzalishaji wa sehemu za thermoset huwa zinabaki juu.

Kuponya hubadilisha muundo wa Masi ya mchanganyiko wa thermoset bila kubadilika, ikitoa sehemu hiyo nguvu yake. Walakini, katika hatua ya sasa ya maendeleo ya kiteknolojia, kuponya pia kunatoa nyenzo katika sehemu ambayo haifai kwa matumizi tena katika sehemu ya msingi ya muundo.

Walakini, vifaa vya thermoplastic haziitaji kuhifadhi baridi au kuoka wakati zilifanywa katika sehemu, kulingana na Dion. Wanaweza kupigwa mhuri katika sura ya mwisho ya sehemu rahisi -kila bracket kwa muafaka wa fuselage kwenye Airbus A350 ni sehemu ya composite ya thermoplastic -au katika hatua ya kati ya sehemu ngumu zaidi.

Vifaa vya thermoplastic vinaweza kushonwa pamoja kwa njia tofauti, kuruhusu sehemu ngumu, zenye umbo kubwa kufanywa kutoka kwa muundo rahisi. Kulehemu kwa leo kunatumika hasa, ambayo inaruhusu tu sehemu za gorofa, za unene wa kila wakati kufanywa kutoka sehemu ndogo, kulingana na Dion. Walakini, Collins anaendeleza vibration na mbinu za kulehemu za msuguano wa kujiunga na sehemu za thermoplastic, ambazo mara moja zilizothibitishwa zinatarajia hatimaye zitairuhusu kutoa "miundo ngumu ya hali ya juu," alisema.

Uwezo wa kulehemu pamoja vifaa vya thermoplastic kufanya miundo tata inaruhusu wazalishaji kuondoa na screws za chuma, vifungo, na bawaba zinazohitajika na sehemu za thermoset kwa kujiunga na kukunja, na hivyo kuunda faida ya kupunguza uzito wa asilimia 10, makadirio ya kahawia.

Bado, thermoplastic composites dhamana bora kwa metali kuliko kufanya thermoset composites, kulingana na Brown. Wakati R&D ya viwandani ililenga kukuza matumizi ya vitendo kwa mali hiyo ya thermoplastic inabaki "katika kiwango cha utayari wa teknolojia ya ukomavu," mwishowe inaweza kuwaruhusu wahandisi wa anga kubuni vifaa ambavyo vina muundo wa mseto wa mseto na chuma.

Maombi moja yanayowezekana yanaweza, kwa mfano, kuwa sehemu moja, kiti cha abiria cha ndege nyepesi kilicho na mzunguko wote wa msingi wa chuma unaohitajika kwa kigeuzi kinachotumiwa na abiria kuchagua na kudhibiti chaguzi zake za burudani, taa za kiti, shabiki wa juu , Kiti cha umeme kinachodhibitiwa kielektroniki, opacity ya kivuli cha dirisha, na kazi zingine.

Tofauti na vifaa vya thermoset, ambavyo vinahitaji kuponya ili kutoa ugumu, nguvu, na sura inayohitajika kutoka kwa sehemu ambayo hufanywa, miundo ya Masi ya vifaa vya mchanganyiko wa thermoplastic haibadilika wakati imetengenezwa kwa sehemu, kulingana na Dion.

Kama matokeo, vifaa vya thermoplastic ni sugu zaidi ya athari juu ya athari kuliko vifaa vya thermoset wakati hutoa sawa, ikiwa sio nguvu, ugumu wa muundo na nguvu. "Kwa hivyo unaweza kubuni [sehemu] kwa viwango nyembamba zaidi," alisema Dion, ikimaanisha sehemu za thermoplastic zina uzito chini ya sehemu yoyote ya thermoset ambayo huchukua nafasi, hata mbali na upungufu wa uzito unaotokana na ukweli sehemu za thermoplastic haziitaji screws za chuma au wafungwa .

Sehemu za kuchakata tena thermoplastic pia zinapaswa kudhibitisha mchakato rahisi kuliko kuchakata sehemu za thermoset. Katika hali ya sasa ya teknolojia (na kwa muda ujao), mabadiliko yasiyoweza kubadilika katika muundo wa Masi yanayozalishwa kwa kuponya vifaa vya thermoset huzuia utumiaji wa nyenzo zilizosindika kufanya sehemu mpya za nguvu sawa.

Sehemu za kuchakata vifaa ni pamoja na kusaga nyuzi za kaboni kwenye nyenzo kwa urefu mdogo na kuchoma mchanganyiko wa nyuzi-na-resin kabla ya kuibadilisha. Nyenzo zilizopatikana za kurekebisha ni dhaifu kwa muundo kuliko nyenzo za thermoset ambazo sehemu iliyosafishwa ilitengenezwa, kwa hivyo kuchakata sehemu za thermoset kuwa mpya kawaida hubadilisha "muundo wa sekondari kuwa wa hali ya juu," alisema Brown.

Kwa upande mwingine, kwa sababu miundo ya Masi ya sehemu za thermoplastic haibadilishi katika michakato ya utengenezaji wa sehemu na sehemu, zinaweza kuyeyuka tu kuwa fomu ya kioevu na kutolewa tena kwa sehemu zenye nguvu kama asili, kulingana na Dion.

Wabunifu wa ndege wanaweza kuchagua kutoka kwa uteuzi mpana wa vifaa tofauti vya thermoplastic vinavyopatikana kuchagua kutoka katika kubuni na sehemu za utengenezaji. "Aina nyingi za resini" inapatikana ambayo filaments za kaboni zenye sura moja au magugu ya pande mbili yanaweza kuingizwa, ikitoa mali tofauti za nyenzo, alisema Dion. "Resins za kufurahisha zaidi ni sehemu za kuyeyuka za chini," ambazo huyeyuka kwa joto la chini na kwa hivyo zinaweza kuunda na kuunda kwa joto la chini.

Madarasa tofauti ya thermoplastics pia hutoa mali tofauti za ugumu (juu, kati, na chini) na ubora wa jumla, kulingana na Dion. Resins zenye ubora wa juu zinagharimu zaidi, na uwezo wa kuwakilisha kisigino cha Achilles kwa thermoplastics kwa kulinganisha na vifaa vya thermoset. Kawaida, zinagharimu zaidi ya thermosets, na watengenezaji wa ndege lazima wazingatie ukweli huo katika mahesabu yao ya gharama/faida, alisema Brown.

Hasa kwa sababu hiyo, Aerospace ya GKN na wengine wataendelea kuzingatia zaidi vifaa vya thermoset wakati wa kutengeneza sehemu kubwa za kimuundo kwa ndege. Tayari hutumia vifaa vya thermoplastic sana katika kutengeneza sehemu ndogo za kimuundo kama vile empennages, rudders, na watekaji nyara. Hivi karibuni, wakati wa kiwango cha juu, utengenezaji wa bei ya chini ya sehemu nyepesi za thermoplastic inakuwa kawaida, wazalishaji watatumia sana-haswa katika soko la Evtol UAM, alihitimisha Dion.

kuja kutoka Ainonline