uudised

Lennukite jaoks väga tugevate komposiitkonstruktsiooniliste osade valmistamiseks mõeldud termosett-kiudude materjalidest omaks on lennunduse originaalseadmete tootjad nüüd veel ühe süsinikkiust materjalide klassi, kuna tehnoloogiline areng lubab uute mittetermosetoodete automatiseeritud tootmist suure mahuga, madala hinnaga ja odavalt kergem kaal.

Kui termoplastiline süsinikkiudkomposiitmaterjalid on olnud umbes pikka aega, võiksid kosmosetootjad alles hiljuti kaaluda nende laialdast kasutamist lennukite osade, sealhulgas primaarsete konstruktsioonikomponentide valmistamisel, ütles Collins Aerospace'i arenenud struktuuride üksuse VP Engineering, VP Engineering.

Termoplastilised süsinikkiudkomposiidid pakuvad potentsiaalselt kosmosekoort originaalseadmete tootjaid mitmeid eeliseid termoseeti komposiitidega, kuid kuni viimase ajani ei suutnud tootjad teha osi termoplastilistest komposiitidest kõrge kiirusega ja odavalt, ütles ta.

Viimase viie aasta jooksul on originaalseadmete tootjad hakanud vaatama kaugemale termoseti materjalidest osade valmistamisel, kuna süsinikkiust komposiitosade tootmise teadus arenes välja, kasutades kõigepealt vaigu infusiooni ja vaiguülekande vormimise (RTM) tehnikaid, et teha õhusõidukite osasid, ja seejärel Termoplastiliste komposiitide kasutamiseks.

GKN Aerospace on investeerinud suuresti oma vaigu-infusiooni ja RTM-tehnoloogia väljatöötamisse suurte õhusõidukite konstruktsioonikomponentide tootmiseks taskult ja kõrge kiirusega. GKN teeb nüüd 17 meetri pikkuse üheosalise komposiittiiva Spar, kasutades vaigu infusiooni tootmist, vastavalt GKN Aerospace'i Horizon 3 Advanced-Technologies algatusele Max Brownile.

OEMSi raskete komposiittöötlemise investeeringud on viimastel aastatel hõlmanud ka strateegiliselt kulutamist võimete arendamisele, et võimaldada termoplastiliste osade suure mahuga tootmist, vahendab Dion.

Kõige silmapaistvam erinevus termoseti ja termoplastiliste materjalide vahel seisneb selles, et enne osade kujundamist tuleb termosetimaterjale hoida külma ladustamisel ja kui need on kujundatud, peab termoseadi osa läbima mitu tundi autoklaav. Protsessid nõuavad palju energiat ja aega ning seetõttu kipuvad termoseadi osade tootmiskulud püsivad kõrged.

Kõvenemine muudab termosetikomposiidi molekulaarstruktuuri pöördumatult, andes osa selle tugevusest. Kuid tehnoloogilise arengu praeguses etapis muudab kõvendamine ka primaarse konstruktsioonikomponendi taaskasutamiseks selle osa materjali.

Dioni sõnul ei vaja termoplastilised materjalid osadeks tehtud külma hoidmist ega küpsetamist. Neid saab tembeldada lihtsa osa lõpliku kujuga - Airbus A350 kereraamide jaoks on iga sulg termoplastiline komposiitosa - või keerukama komponendi vaheetapp.

Termoplastilisi materjale saab erinevatel viisidel keevitada, võimaldades keerulisi, kõrgekujulisi osi valmistada lihtsatest alamstruktuuridest. Tänapäeval kasutatakse peamiselt induktsiooni keevitamist, mis võimaldab Dioni sõnul alamosadest valmistada ainult tasaseid, paksuseid osi. Collins arendab aga termoplastiliste osade ühendamiseks vibratsiooni- ja hõõrdekeevitustehnikaid, mis pärast seda, kui ta seda sertifitseerib, lubab tal lõpuks toota "tõeliselt arenenud keerulisi struktuure", ütles ta.

Võimalus keevitada termoplastilisi materjale keerukate konstruktsioonide valmistamiseks võimaldab tootjatel kaotada metallkruvid, kinnitusdetailid ja hinged, mida termosetooted nõuavad liitumiseks ja voltimiseks, luues seeläbi kaalu vähendamise eelise umbes 10 protsenti, umbes pruuni hinnangud.

Sellegipoolest seovad termoplastilised komposiidid metallidega paremini kui termostikukomposiidid, vahendab Brown. Kui tööstus- ja arendustegevus on suunatud selle termoplastilise omaduse praktiliste rakenduste väljatöötamisele, on see „tähtaegse tehnoloogia valmisoleku tasemel”, võib see lõpuks lasta kosmoseinseneridel kujundada komponendid, mis sisaldavad hübriidse termoplastilise ja metalli integreeritud konstruktsioone.

Üks potentsiaalne rakendus võib olla näiteks üheosaline, kerge lennukiga sõitja iste, mis sisaldab kogu metallipõhist vooluringi, mida on vaja liideseks, mida reisija kasutab oma lekstu meelelahutusvõimalusi, istmevalgustust, istmevalgustust, üleliskust ventilaatorit valimiseks ja kontrollimiseks , elektrooniliselt juhitav istme lamamine, akna varju läbipaistmatus ja muud funktsioonid.

Erinevalt termosetimaterjalidest, mis vajavad kõvenemist, et saada osadest vajalik jäikus, tugevus ja kuju, ei muutu termoplastiliste komposiitmaterjalide molekulaarstruktuurid Dioni sõnul osadeks valmistamisel.

Selle tulemusel on termoplastilised materjalid mõjul palju murdmiskindel kui termosettimaterjalid, pakkudes samal ajal sarnast, kui mitte tugevamat, struktuurilist sitkust ja tugevust. "Nii et saate [osi] kujundada palju õhematele gabariitidele," ütles Dion, mis tähendab, et termoplastilised osad kaaluvad vähem kui need, mis need asendavad .

Termoplastiliste osade ringlussevõtt peaksid osutuma ka lihtsamaks protsessiks kui termosetiosade ringlussevõtt. Praeguses tehnoloogiaseisundis (ja mõnda aega) takistavad termoseetimaterjalide ravitud molekulaarstruktuuri pöördumatuid muutusi ringlussevõetud materjali kasutamist samaväärse tugevuse uute osade loomiseks.

Termosetoodete ringlussevõtt hõlmab materjali süsinikkiudude jahvatamist väikesteks pikkusteks ja kiudainete ja valdade segu põletamist enne selle ümbertöötlemist. Ümbertöötlemiseks saadud materjal on struktuurilt nõrgem kui termoseti materjal, millest taaskasutatud osa valmistati, nii et termostikuosade osade uuteks muutmine muudab tavaliselt „sekundaarse struktuuri tertsiaarseks”, ütles Brown.

Teisest küljest, kuna termoplastiliste osade molekulaarstruktuurid ei muutu osade tootmis- ja osade liitumisprotsessides, saab need lihtsalt sulada vedelaks ja töödelda Dioni sõnul nii tugevateks osadeks kui originaalid.

Lennukite disainerid saavad valida laia valiku erinevate termoplastiliste materjalide hulgast, mille vahel valida osade kujundamisel ja tootmisel. Saadaval on “üsna lai valik vaikusid”, millesse saab manustada ühemõõtmelisi süsinikkiust filamente või kahemõõtmelisi kudumisi, mis toodavad erinevaid materiaalseid omadusi, ütles Dion. “Kõige põnevamad vaigud on madala sulaga vaigud,”, mis sulavad suhteliselt madalatel temperatuuridel ja seda saab kujundada ja moodustada madalamatel temperatuuridel.

Dioni sõnul pakuvad erinevad termoplastide klassid ka erinevaid jäikuseomadusi (kõrge, keskmine ja madal) ja üldist kvaliteeti. Kõige kõrgema kvaliteediga vaigud maksavad kõige rohkem ja taskukohasus esindab termoplastide Achilleuse kand võrreldes termosetoodete materjalidega. Tavaliselt maksavad nad rohkem kui termosetid ja lennukitootjad peavad seda fakti arvestama oma kulude/hüvitiste kavandamise arvutamisel, ütles Brown.

Osalt sel põhjusel keskenduvad GKN lennundus ja teised lennukite suurte konstruktsiooniosade tootmisel kõige rohkem termoseti materjalidele. Nad kasutavad juba termoplastilisi materjale laialdaselt väiksemate konstruktsiooniosade, näiteks empnages, roolide ja spoilerite valmistamiseks. Varsti, kui kergete termoplastiliste osade suure hulga ja odavalt tootmine muutub rutiinseks, kasutavad tootjad neid palju laiemalt-eriti kasvaval Evtoli UAM-i turul, järeldas Dion.

on pärit Ainonline'ist