novaĵoj

Longe dependantaj de termostataj karbonfibraj materialoj por fari tre fortajn kunmetitajn strukturajn partojn por aviadiloj, aerspacaj OEM-oj nun ampleksas alian klason de karbonfibraj materialoj ĉar teknologiaj progresoj promesas aŭtomatigitan fabrikadon de novaj netermosaj partoj ĉe alta volumeno, malalta kosto, kaj pli malpeza pezo.

Dum termoplastaj karbonfibraj kunmetitaj materialoj "ekzistis delonge", nur lastatempe fabrikantoj de aerospacaj povus konsideri sian vastan uzon en fabrikado de aviadilaj partoj, inkluzive de primaraj strukturaj komponantoj, diris Stephane Dion, inĝenieristiko ĉe la Advanced Structures-unuo de Collins Aerospace.

Termoplastaj karbonfibraj komponaĵoj eble ofertas al aerospacaj OEM-oj plurajn avantaĝojn super termostataj komponaĵoj, sed ĝis antaŭ nelonge fabrikistoj ne povis fari partojn el termoplastaj komponaĵoj je altaj tarifoj kaj je malalta kosto, li diris.

En la pasintaj kvin jaroj, OEM-oj komencis rigardi preter farado de partoj el termostataj materialoj dum la stato de karbonfibra komponaĵa parto-fabrikado de scienco disvolviĝis, unue por uzi rezininfuzaĵon kaj rezinan transiga muldado (RTM) teknikoj por fari aviadilpartojn, kaj poste uzi termoplastajn kunmetaĵojn.

GKN Aerospace multe investis en evoluigado de sia rezin-infuzaĵo kaj RTM-teknologio por la fabrikado de grandaj aviadilaj strukturaj komponentoj pageble kaj je altaj tarifoj. GKN nun faras 17-metrojn longan, unu-pecan kunmetitan flugilstangon uzante rezinan infuzaĵproduktadon, laŭ Max Brown, vicestro pri teknologio por la iniciato pri progresintaj teknologioj Horizon 3 de GKN Aerospace.

La pezaj investoj de fabrikado de komponaĵoj de OEM en la lastaj jaroj ankaŭ inkluzivis elspezojn strategie por disvolvi kapablojn por permesi alt-volumenan fabrikadon de termoplastaj partoj, laŭ Dion.

La plej rimarkinda diferenco inter termostataj kaj termoplastaj materialoj kuŝas en la fakto, ke termostataj materialoj devas esti konservitaj en malvarma stokado antaŭ ol esti formita en partojn, kaj post kiam formita, termosatura parto devas suferi kuracadon dum multaj horoj en aŭtoklavo. La procezoj postulas multan energion kaj tempon, kaj do produktadkostoj de termostataj partoj tendencas resti altaj.

Resanigo ŝanĝas la molekulan strukturon de termofiksa kunmetaĵo nemaligeble, donante al la parto ĝian forton. Tamen, en la nuna stadio de teknologia evoluo, kuracado ankaŭ igas la materialon en la parto malracia por reuzo en primara struktura komponento.

Tamen, termoplastaj materialoj ne postulas malvarman konservadon aŭ bakadon kiam ili estas faritaj en partojn, 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 kunmetaĵo - aŭ en mezan stadion de pli kompleksa komponento.

Termoplastaj materialoj povas esti velditaj kune laŭ diversaj manieroj, permesante al kompleksaj, tre formitaj partoj esti faritaj de simplaj substrukturoj. Hodiaŭ oni uzas ĉefe induktan veldon, kiu nur permesas fari platajn, konstantajn dikajn partojn el subpartoj, laŭ Dion. Tamen, Collins disvolvas vibrajn kaj frotajn veldajn teknikojn por kunigi termoplastajn partojn, kiuj post kiam ĝi estas atestita, ĝi atendas, ke ĝi fine permesos al ĝi produkti "vere progresintajn kompleksajn strukturojn", li diris.

La kapablo veldi kune termoplastajn materialojn por fari kompleksajn strukturojn permesas al produktantoj forigi la metalŝraŭbojn, fermilojn kaj ĉarnirojn postulatajn de termostataj partoj por kunigo kaj faldado, tiel kreante pez-reduktan avantaĝon de ĉirkaŭ 10 procentoj, Brown taksas.

Tamen, termoplastaj komponaĵoj ligas pli bone al metaloj ol termostataj komponaĵoj, laŭ Brown. Dum industria R&D celita al evoluigado de praktikaj aplikoj por tiu termoplasta posedaĵo restas "sur frua-matureca teknologiopreteca nivelo", ĝi eble eventuale lasos aerspacajn inĝenierojn dizajni komponentojn kiuj enhavas hibridajn termoplastajn-kaj-metalojn integrajn strukturojn.

Unu ebla aplikiĝo povus, ekzemple, esti unupeca, malpeza kursa pasaĝerloko enhavanta ĉion el la metal-bazita cirkulado necesa por la interfaco uzita fare de la pasaĝero por elekti kaj kontroli siajn aŭ ŝiajn enflugajn distrajn opciojn, sidloklumadon, supran ventolilon. , elektronike kontrolita sidlokkliniĝo, fenestra ombro opakeco, kaj aliaj funkcioj.

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

Kiel rezulto, termoplastaj materialoj estas multe pli fraktur-rezistemaj post trafo ol termostataj materialoj proponante similajn, se ne pli fortajn, strukturan fortikecon kaj forton. "Do vi povas desegni [partojn] al multe pli maldikaj mezuriloj," diris Dion, tio signifas, ke termoplastaj partoj pezas malpli ol iuj termostataj partoj, kiujn ili anstataŭigas, eĉ krom la pliaj pezreduktoj rezultantaj de la fakto, ke termoplastaj partoj ne postulas metalajn ŝraŭbojn aŭ fermilojn. .

Reciklado de termoplastaj partoj ankaŭ devus pruvi pli simpla procezo ol reciklado de termoplastaj partoj. Ĉe la nuna stato de teknologio (kaj por iom da tempo por veni), la nemaligeblaj ŝanĝoj en molekula strukturo produktitaj per kuracado de termostataj materialoj malhelpas la uzon de reciklita materialo por fari novajn partojn de ekvivalenta forto.

Reciklado de termostataj partoj implikas mueli supren la karbonfibrojn en la materialo en malgrandajn longojn kaj bruligi la fibro-kaj-rezinan miksaĵon antaŭ reprilaborado de ĝi. La materialo akirita por reprocesado estas strukture pli malforta ol la termofiksita materialo el kiu la reciklita parto estis farita, do reciklado de termostataj partoj en novajn tipe turnas "sekundaran strukturon en terciaran", diris Brown.

Aliflanke, ĉar la molekulaj strukturoj de termoplastaj partoj ne ŝanĝiĝas en la procezoj de fabrikado kaj kunigo de partoj, ili simple povas esti fanditaj en likvan formon kaj reprocesitaj en partojn same fortajn kiel la originaloj, laŭ Dion.

Aviadildezajnistoj povas elekti el larĝa elekto de malsamaj termoplastaj materialoj disponeblaj por elekti en desegnado kaj fabrikado de partoj. "Sufiĉe larĝa gamo da rezinoj" haveblas, en kiuj unudimensiaj karbonfibraj filamentoj aŭ dudimensiaj teksaĵoj povas esti enigitaj, produktante malsamajn materialajn ecojn, diris Dion. "La plej ekscitaj rezinoj estas la malalt-fandaj rezinoj", kiuj fandas ĉe relative malaltaj temperaturoj kaj tiel povas esti formitaj kaj formitaj ĉe pli malaltaj temperaturoj.

Malsamaj klasoj de termoplastoj ankaŭ ofertas malsamajn rigidajn proprietojn (altajn, mezajn kaj malaltajn) kaj ĝeneralan kvaliton, laŭ Dion. La plej altkvalitaj rezinoj kostas plej, kaj pagebleco reprezentas la Aĥilan kalkanon por termoplastoj kompare kun termostataj materialoj. Tipe, ili kostas pli ol termostatoj, kaj aviadilproduktantoj devas konsideri tiun fakton en siaj kosto/profitaj desegnaj kalkuloj, diris Brown.

Parte pro tiu kialo, GKN Aerospace kaj aliaj daŭre koncentriĝos plej sur termostataj materialoj dum fabrikado de grandaj strukturaj partoj por aviadiloj. Ili jam uzas termoplastajn materialojn vaste en farado de pli malgrandaj strukturaj partoj kiel ekzemple empenaĝoj, direktiloj kaj spoilers. Baldaŭ, tamen, kiam alt-voluma, malmultekosta fabrikado de malpezaj termoplastaj partoj fariĝos rutina, fabrikistoj uzos ilin multe pli vaste - precipe en la burĝona merkato eVTOL UAM, konkludis Dion.

venas de ainonline