Novaĵoj

Longe dependas de termosetaj karbon-fibraj materialoj por fari tre fortajn kunmetitajn strukturajn partojn por aviadiloj, aerospacaj OEM-oj nun ampleksas alian klason de karbon-fibraj materialoj kiel teknologiaj progresoj promesas aŭtomatan fabrikadon de novaj ne-termostaj partoj je alta volumo, malalta kosto kaj pli malpeza pezo.

Dum termoplastaj karbon-fibraj kunmetaĵaj materialoj "estis ĉirkaŭ longa tempo", nur lastatempe aerospacaj fabrikantoj povus konsideri sian ĝeneraligitan uzon por fari aviadilajn partojn, inkluzive de primaraj strukturaj komponentoj, diris Stephane Dion, VP-inĝenierado ĉe la altnivela strukturo de Collins Aerospace.

Termoplastaj karbon-fibraj komponaĵoj potenciale ofertas aerospacajn OEM-ojn plurajn avantaĝojn super termosetaj komponaĵoj, sed ĝis antaŭ nelonge fabrikantoj ne povis fari partojn el termoplastaj komponaĵoj je altaj tarifoj kaj malmultekoste, li diris.

En la pasintaj kvin jaroj, OEM-oj komencis rigardi preter farado de partoj el termosetaj materialoj kiel la stato de karbon-fibra kompona parto-fabrikada scienco evoluinta, unue uzi rezinajn infuzaĵojn kaj rezinajn translokajn muldajn (RTM) teknikojn por fari aviadilajn partojn, kaj poste uzi termoplastajn komponaĵojn.

GKN Aerospace investis multe en disvolvado de sia rezino-infuzo kaj RTM-teknologio por fabrikado de grandaj aviadilaj strukturaj komponentoj kaj kun altaj tarifoj. GKN nun faras 17-metran longan, unu-pecan kunmetaĵan flugilan ŝprucaĵon uzante fabrikadon de rezina infuzaĵo, laŭ Max Brown, VP de teknologio por la iniciato Horizon 3 de GKN Aerospace.

La pezaj komponaĵoj-fabrikaj investoj de OEMS en la pasintaj jaroj ankaŭ inkluzivis elspezon strategie por disvolvi kapablojn por permesi altan voluman fabrikadon de termoplastaj partoj, laŭ Dion.

La plej rimarkinda diferenco inter termostaj kaj termoplastaj materialoj kuŝas en la fakto, ke termostaj materialoj devas esti konservitaj en malvarma stokado antaŭ ol formiĝi en partojn, kaj unufoje formita, termosa parto devas suferi kuracadon dum multaj horoj en aŭtoklavo. La procezoj postulas multan energion kaj tempon, kaj do produktokostoj de termosetaj partoj emas resti altaj.

Kuracado ŝanĝas la molekulan strukturon de termoseta kunmetaĵo nerekteble, donante al la parto sian forton. Tamen, ĉe la nuna stadio de teknologia disvolviĝo, resanigo ankaŭ igas la materialon en la parto netaŭga por reuzo en primara struktura komponento.

Tamen, termoplastaj materialoj ne bezonas malvarman stokadon aŭ bakadon kiam en partoj, laŭ Dion. Ili povas esti stampitaj en la finan formon de simpla parto - ĉiu krampo por la fuzelaĝaj kadroj en la Airbus A350 estas termoplasta kunmetita parto - aŭ en intera stadio de pli kompleksa ero.

Termoplastaj materialoj povas esti velditaj kune diversmaniere, permesante kompleksajn, tre formitajn partojn el simplaj substrukturoj. Hodiaŭ indukta veldado estas ĉefe uzata, kio nur ebligas al ebenaj, konstantaj dikaj partoj el sub-partoj, laŭ Dion. Tamen, Collins disvolvas vibrajn kaj frotajn veldajn teknikojn por aliĝi al termoplastaj partoj, kiuj iam atestis, ke ĝi atendas, ke ĝi permesos al ĝi produkti "vere progresintajn kompleksajn strukturojn", li diris.

La kapablo kunigi termoplastajn materialojn por fari kompleksajn strukturojn permesas al fabrikantoj forigi la metalajn ŝraŭbojn, fiksilojn kaj ĉarnirojn postulitajn de termosetaj partoj por kuniĝo kaj faldado, tiel kreante pez-reduktan avantaĝon de ĉirkaŭ 10 procentoj, brunaj taksoj.

Tamen, termoplastaj komponaĵoj ligas pli bone al metaloj ol faras termosetajn komponaĵojn, laŭ Brown. Dum industria R&D celis disvolvi praktikajn aplikojn por tiu termoplasta proprieto restas "ĉe frua matureco-teknologia nivelo", ĝi eble lasos aerspacajn inĝenierojn desegni komponentojn, kiuj enhavas hibridajn termoplastajn kaj metalajn integritajn strukturojn.

Unu ebla apliko povus, ekzemple, esti unu-peca, malpeza aviadila pasaĝera sidloko enhavanta ĉiujn metal-bazitajn cirkvitojn bezonatajn por la interfaco uzata de la pasaĝero por elekti kaj regi siajn aŭ ŝiajn infligajn distrajn eblojn, sidlokon, superfluan ventumilon , elektronike kontrolita sidloko, fenestra ombro -opakeco kaj aliaj funkcioj.

Male al termosetaj materialoj, kiuj bezonas kuracadon por produkti la rigidecon, forton kaj formon bezonatan de la partoj, en kiuj ili estas faritaj, la molekulaj strukturoj de termoplastaj kunmetitaj materialoj ne ŝanĝiĝas kiam en partoj, laŭ Dion.

Rezulte, termoplastaj materialoj estas multe pli fraktur-rezistemaj post efiko ol termosetaj materialoj, kaj ofertas similajn, se ne pli fortajn, strukturajn malmolecon kaj forton. "Do vi povas desegni [partojn] al multe pli maldikaj mezuriloj," diris Dion, signifante ke termoplastaj partoj pezas malpli ol iuj termosetaj partoj, kiujn ili anstataŭas, eĉ krom la aldonaj pezaj reduktoj rezultantaj de la fakto, ke termoplastaj partoj ne bezonas metalajn ŝraŭbojn aŭ fermetojn .

Reciklantaj termoplastaj partoj ankaŭ devas pruvi pli simplan procezon ol reciklado de termosetaj partoj. Ĉe la aktuala stato de teknologio (kaj por la venonta tempo), la neinversigeblaj ŝanĝoj en molekula strukturo produktitaj per kuracado de termosetaj materialoj malhelpas la uzon de reciklita materialo por fari novajn partojn de ekvivalenta forto.

Reciklado de termosetaj partoj implikas mueli la karbonajn fibrojn en la materialo en malgrandajn longojn kaj bruligi la fibro-kaj-rezinan miksaĵon antaŭ ol reprocesi ĝin. La materialo akirita por reprocesado estas strukture pli malforta ol la termosa materialo, el kiu la reciklita parto fariĝis, do reciklante termosetajn partojn en novajn tipe "malĉefa strukturo en terciara", diris Brown.

Aliflanke, ĉar la molekulaj strukturoj de termoplastaj partoj ne ŝanĝiĝas en la partoj-fabrikado kaj partoj-kunigantaj procezoj, ili simple povas fandiĝi en likva formo kaj reprocesitaj en partojn tiel fortajn kiel la originaloj, laŭ Dion.

Aviadilaj projektistoj povas elekti el vasta elekto de malsamaj termoplastaj materialoj disponeblaj por elekti en projektado kaj fabrikado de partoj. "Sufiĉe vasta gamo de rezinoj" estas havebla, en kiu unu-dimensia karbona fibro-filamentoj aŭ dudimensiaj ŝtofoj povas esti enigitaj, produktante malsamajn materialajn proprietojn, diris Dion. "La plej ekscitaj rezinoj estas la malalt-fandaj rezinoj," kiuj fandiĝas je relative malaltaj temperaturoj kaj tiel povas esti formitaj kaj formitaj ĉe pli malaltaj temperaturoj.

Malsamaj klasoj de termoplastoj ankaŭ ofertas malsamajn rigidecajn proprietojn (alta, meza, kaj malalta) kaj totala kvalito, laŭ Dion. La plej altkvalitaj rezinoj kostas la plej multe, kaj la alirebleco reprezentas la kalkanon de Aillesilo por termoplastoj kompare kun termosetaj materialoj. Tipe, ili kostas pli ol termosetojn, kaj aviadilaj fabrikantoj devas konsideri tiun fakton en sia kosto/profito -projektaj kalkuloj, diris Brown.

Parte pro tio, GKN Aerospace kaj aliaj daŭre fokusos plej multe sur termosetaj materialoj kiam oni fabrikas grandajn strukturajn partojn por aviadiloj. Ili jam uzas termoplastajn materialojn vaste por fari pli malgrandajn strukturajn partojn kiel impennagoj, direktiloj kaj spoilers. Baldaŭ, tamen, kiam alta volumena, malmultekosta fabrikado de malpezaj termoplastaj partoj fariĝas rutina, fabrikantoj uzos ilin multe pli vaste-aparte en la burĝonanta EVTol UAM-merkato, konkludis Dion.

Venu de Ainonline