novice

Dolgo odvisno od termosetnih materialov iz ogljikovih vlaken za izdelavo zelo močnih sestavljenih konstrukcijskih delov za letala, vesoljski originalni origir pa zdaj sprejemajo še en razred materialov iz ogljikovih vlaken, saj tehnološki napredek obljublja avtomatizirano proizvodnjo novih ne-termosetskih delov z veliko količino, nizko ceno, nizke stroške in nizke stroške in lažja teža.

Medtem ko so termoplastični kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken "že dolgo", lahko šele v zadnjem času proizvajalci vesoljskih vesoljskih razmislekov razmislijo o njihovi široki uporabi pri izdelavi letalskih delov, vključno s primarnimi konstrukcijskimi sestavnimi deli, je dejal Stephane Dion, VP Engineering v Collins Aerospace's Advanced Structures Unit.

Termoplastični kompoziti iz ogljikovih vlaken potencialno ponujajo vesoljske originalne origine več prednosti pred termosetnimi kompoziti, vendar do nedavnega proizvajalci niso mogli izdelati delov iz termoplastičnih kompozitov z visokimi hitrostmi in z nizkimi stroški, je dejal.

V zadnjih petih letih so proizvajalci proizvajalcev proizvajalcev proizvajalcev iz ogljikovih vlaken iz proizvodnje proizvodnje iz ogljikovih vlaken, najprej uporabili tehnike infuzije in prenos smole (RTM), za izdelavo delov letal, nato pa nato uporabili dele iz proizvodnih delov iz ogljikovih vlaken. Za uporabo termoplastičnih kompozitov.

GKN Aerospace je veliko vlagal v razvoj svoje smole infuzijske in RTM tehnologije za izdelavo velikih konstrukcijskih komponent zrakoplovov cenovno in z visokimi stopnjami. GKN zdaj izdeluje 17-metrsko enodelno sestavljeno krilo SPAR z uporabo infuzijske proizvodnje smole, po podatkih Max Brown, VP tehnologije za pobudo za napredne tehnologije GKN Aerospace Horizong 3.

Težke naložbe, ki jih proizvajajo sestavljene, v zadnjih nekaj letih, so vključevale tudi strateško porabo za razvoj zmogljivosti, ki omogočajo proizvodnjo termoplastičnih delov z veliko količino, poroča Dion.

Najpomembnejša razlika med termosetom in termoplastičnimi materiali je v tem, da je treba termosetne materiale hraniti v hladilniku, preden jih oblikujemo na dele, in ko se enkrat oblikuje, mora termosetov del opraviti več ur v avtoklaviju. Procesi zahtevajo veliko energije in časa, zato stroški proizvodnje termosetskih delov ostanejo visoki.

Zdravljenje spreminja molekularno strukturo termoseta kompozita nepovratno, kar daje del njene moči. Vendar pa v trenutni fazi tehnološkega razvoja ozdravitev postane tudi material v delu neprimernega za ponovno uporabo v primarni strukturni komponenti.

Vendar pa termoplastični materiali ne potrebujejo hladilnika ali pečenja, če jih naredimo v dele, po Dionu. Lahko jih odtisnemo v končno obliko preprostega dela - vsak nosilec za okvirje trupa v Airbusu A350 je termoplastični kompozitni del - ali v vmesno stopnjo kompleksnejše komponente.

Termoplastične materiale je mogoče variti skupaj na različne načine, kar omogoča, da se iz preprostih podstruktur izdelajo zapleteni, zelo oblikovani deli. Danes se uporablja predvsem indukcijsko varjenje, ki omogoča le ravne debele debele dele iz poddev, poroča Dion. Vendar Collins razvija tehnike vibracij in trenja varjenja za povezovanje termoplastičnih delov, ki bodo nekoč certificirani, ki bo pričakoval, da bo sčasoma omogočil, da ustvari "resnično napredne zapletene strukture", je dejal.

Sposobnost združevanja termoplastičnih materialov za izdelavo zapletenih konstrukcij omogoča proizvajalcem, da se odpravijo s kovinskimi vijaki, pritrdilnimi elementi in tečaji, ki jih potrebujejo termosetni deli za spajanje in zlaganje, s čimer ustvarijo korist za zmanjšanje teže približno 10 odstotkov, rjave ocene.

Kljub temu se termoplastični kompoziti bolje vežejo na kovine kot termosetni kompoziti, pravi Brown. Medtem ko so industrijske raziskave in razvoj namenjene razvoju praktičnih aplikacij za to termoplastično lastnost ostajajo "na ravni pripravljenosti na zgodnjo zrelost", bi lahko sčasoma omogočil, da bodo vesoljski inženirji oblikovali komponente, ki vsebujejo hibridne termoplastične in kovinske integrirane strukture.

Ena potencialna aplikacija bi lahko bila na primer enodelni, lahek potniški sedež letalskega prevoznika, ki vsebuje vse kovinsko vezje, potrebno za vmesnik, ki ga potnik uporablja za izbiro in nadzor nad svojimi možnostmi za zabavo, razsvetljavo sedežev, nadzemni ventilator , elektronsko nadzorovani naslovnici sedeža, motnost okenskih senc in druge funkcije.

Za razliko od termosetskih materialov, ki potrebujejo ozdravitev, da ustvarijo togost, trdnost in obliko, potrebne iz delov, v katere se izdelujejo, se molekularne strukture termoplastičnih kompozitnih materialov ne spreminjajo, ko so ga izdelali v dele, v skladu z Dionom.

Kot rezultat, so termoplastični materiali na udarce veliko bolj odporni na lom kot termozetni materiali, hkrati pa nudijo podobno, če ne močnejšo strukturno žilavost in moč. "Tako lahko [deli] oblikujete na veliko tanjše merilnike," je dejal Dion, kar pomeni, da termoplastični deli tehtajo manj kot kateri koli termosetni deli, ki jih nadomeščajo, tudi razen dodatnih zmanjšanj teže, ki izhajajo iz dejstva .

Termoplastični deli recikliranja bi se morali izkazati tudi preprostejši postopek kot recikliranje termosetskih delov. V trenutnem stanju tehnologije (in še nekaj časa) nepopravljive spremembe v molekularni strukturi, ki nastanejo z strjevanjem termosetskih materialov, preprečujejo uporabo recikliranega materiala za izdelavo novih delov enakovredne trdnosti.

Recikliranje termosetskih delov vključuje brušenje ogljikovih vlaken v materialu v majhne dolžine in izgorevanje mešanice vlaken in odpornosti, preden jo ponovno obdelamo. Material, pridobljen za predelavo, je strukturno šibkejši od termosetnega materiala, iz katerega se je izdelal reciklirani del, zato recikliranje termosetskih delov v nove običajno spremeni "sekundarno strukturo v terciarno", je dejal Brown.

Po drugi strani pa se, ker se molekularne strukture termoplastičnih delov ne spreminjajo v procesih proizvodnje delov in deli, jih lahko preprosto stopijo v tekoči obliki in predelajo v dele tako močne kot izvirniki, poroča Dion.

Oblikovalci letal lahko izbirajo med široko izbiro različnih termoplastičnih materialov, ki jih lahko izbirate pri oblikovanju in izdelavi delov. "Precej široko paleto smol" je na voljo, v katere lahko vgradite enodimenzionalne filamente iz ogljikovih vlaken ali dvodimenzionalne tkanje, ki proizvajajo različne lastnosti materiala, je dejal Dion. "Najbolj vznemirljive smole so nizko talne smole," ki se topijo pri razmeroma nizkih temperaturah in jih je mogoče oblikovati in oblikovati pri nižjih temperaturah.

Različni razredi termoplastike ponujajo tudi različne lastnosti togosti (visoke, srednje in nizke) in splošno kakovost, poroča Dion. Največ kakovostne smole stanejo največ, cenovno dostopnost pa predstavlja ahilovo peto za termoplastiko v primerjavi s termosetnimi materiali. Običajno stanejo več kot termoset, proizvajalci letal pa morajo to dejstvo upoštevati v izračunih stroškov/koristi, je dejal Brown.

Delno iz tega se bodo GKN Aerospace in drugi še naprej najbolj osredotočali na termosetne materiale pri izdelavi velikih konstrukcijskih delov za letala. Termoplastične materiale že široko uporabljajo pri izdelavi manjših strukturnih delov, kot so Empennages, Rudders in spojlerji. Kmalu, ko bo proizvajalci kmalu bolj poceni proizvodnja termoplastičnih delov z visoko cenovno ceno, jih bodo proizvajalci uporabili veliko širše-zlasti na rastočem trgu Evtol UAM, zaključil Dion.

Prihaja iz Ainonline