aħbarijiet

Jiddependu għal żmien twil fuq materjali tal-fibra tal-karbonju termoset biex isiru partijiet strutturali komposti b'saħħithom ħafna għall-inġenji tal-ajru, l-OEMs tal-ajruspazju issa qed iħaddnu klassi oħra ta 'materjali tal-fibra tal-karbonju peress li l-avvanzi teknoloġiċi jwiegħdu manifattura awtomatizzata ta' partijiet ġodda mhux termosettjati b'volum għoli, bi prezz baxx, u piż eħfef.

Filwaqt li l-materjali komposti tal-karbonju-fibra termoplastiku "kienu madwar żmien twil," reċentement biss setgħu manifatturi aerospazjali jikkunsidraw l-użu mifrux tagħhom biex jagħmlu partijiet tal-inġenji tal-ajru, inklużi komponenti strutturali primarji, qal Stephane Dion, vp inġinerija fl-unità ta 'strutturi avvanzati ta' Collins Aerospace.

Il-kompożiti termoplastiku tal-fibra tal-karbonju potenzjalment joffru lill-OEMs aerospazjali diversi vantaġġi fuq komposti termosettjati, iżda sa ftit ilu l-manifatturi ma setgħux jagħmlu partijiet minn komposti termoplastiku b'rati għoljin u bi prezz baxx, huwa qal.

Fl-aħħar ħames snin, l-OEMs bdew iħarsu lil hinn milli jagħmlu partijiet minn materjali thermoset hekk kif l-istat tax-xjenza tal-manifattura tal-parti komposti tal-karbonju-fibra żviluppat, l-ewwel biex juża tekniki ta 'infużjoni tar-reżina u molding ta' trasferiment tar-reżina (RTM) biex jagħmlu partijiet tal-inġenji tal-ajru, u mbagħad biex timpjega komposti termoplastiku.

GKN Aerospace investiet ħafna fl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-infużjoni tar-reżina u RTM tagħha għall-manifattura ta 'komponenti strutturali ta' inġenji tal-ajru kbar b'mod raġonevoli u b'rati għoljin.GKN issa jagħmel spar tal-ġwienaħ kompost ta '17-il metru twil, b'biċċa waħda bl-użu ta' manifattura ta 'infużjoni tar-reżina, skond Max Brown, vp tat-teknoloġija għall-inizjattiva ta' teknoloġiji avvanzati Horizon 3 ta 'GKN Aerospace.

L-investimenti tqal tal-manifattura tal-komposti tal-OEMs fl-aħħar ftit snin inkludew ukoll infiq strateġikament fuq l-iżvilupp ta 'kapaċitajiet biex jippermettu manifattura ta' volum għoli ta 'partijiet termoplastiku, skond Dion.

L-aktar differenza notevoli bejn materjali termosett u termoplastiku tinsab fil-fatt li materjali termosett għandhom jinżammu f'ħażna kiesħa qabel ma jiġu ffurmati f'partijiet, u ladarba tkun iffurmata, parti termosett għandha tgħaddi minn tqaddid għal ħafna sigħat f'awtoklavi.Il-proċessi jeħtieġu ħafna enerġija u ħin, u għalhekk l-ispejjeż tal-produzzjoni tal-partijiet termosett għandhom it-tendenza li jibqgħu għoljin.

It-tqaddid ibiddel l-istruttura molekulari ta 'kompost termosett b'mod irriversibbli, u jagħti lill-parti s-saħħa tagħha.Madankollu, fl-istadju attwali ta 'żvilupp teknoloġiku, it-tqaddid jagħmel ukoll il-materjal fil-parti mhux adattat għall-użu mill-ġdid f'komponent strutturali primarju.

Madankollu, materjali termoplastiku ma jeħtieġux ħażna kiesħa jew ħami meta magħmula f'partijiet, skond Dion.Jistgħu jiġu ttimbrati fil-forma finali ta 'parti sempliċi — kull parentesi għall-frejms tal-fuselage fl-Airbus A350 hija parti komposta termoplastika — jew fi stadju intermedju ta' komponent aktar kumpless.

Materjali termoplastiku jistgħu jiġu wweldjati flimkien f'diversi modi, li jippermettu li jsiru partijiet kumplessi u b'forma kbira minn sottostrutturi sempliċi.Illum l-iwweldjar bl-induzzjoni jintuża prinċipalment, li jippermetti biss li jsiru partijiet ċatti u ta 'ħxuna kostanti minn sub-partijiet, skond Dion.Madankollu, Collins qed tiżviluppa tekniki tal-iwweldjar bil-vibrazzjoni u l-frizzjoni biex tgħaqqad partijiet termoplastiku, li ladarba tkun iċċertifikata tistenna li eventwalment tippermettilha tipproduċi "strutturi kumplessi tassew avvanzati", huwa qal.

Il-kapaċità li jiġu wweldjati flimkien materjali termoplastiku biex jagħmlu strutturi kumplessi tippermetti lill-manifatturi li jneħħu l-viti tal-metall, qfieli, u ċappetti meħtieġa minn partijiet termosett għat-tgħaqqid u tiwi, u b'hekk jinħoloq benefiċċju ta 'tnaqqis fil-piż ta' madwar 10 fil-mija, Brown stimi.

Xorta waħda, komposti termoplastiku jorbtu aħjar mal-metalli milli komposti termosett, skond Brown.Filwaqt li R&D industrijali mmirati lejn l-iżvilupp ta 'applikazzjonijiet prattiċi għal dik il-proprjetà termoplastika tibqa' "f'livell ta 'prontezza tat-teknoloġija ta' maturità bikrija", tista 'eventwalment tħalli lill-inġiniera aerospazjali jiddisinjaw komponenti li fihom strutturi integrati ibridi ta' termoplastiku u metall.

Applikazzjoni potenzjali waħda tista', pereżempju, tkun sedil ħafif tal-passiġġieri tal-ajru tal-linja b'biċċa waħda li jkun fih iċ-ċirkwiti kollha bbażati fuq il-metall meħtieġa għall-interface użata mill-passiġġier biex jagħżel u jikkontrolla l-għażliet ta' divertiment waqt it-titjira tiegħu jew tagħha, dawl tas-sits, fann ta' fuq. , reclin tas-sedil ikkontrollat ​​elettronikament, opaċità tad-dell tat-tieqa, u funzjonijiet oħra.

B'differenza materjali termosett, li jeħtieġu tqaddid biex jipproduċu l-ebusija, is-saħħa u l-forma meħtieġa mill-partijiet li fihom isiru, l-istrutturi molekulari ta 'materjali komposti termoplastiku ma jinbidlux meta jsiru f'partijiet, skond Dion.

Bħala riżultat, materjali termoplastiku huma ferm aktar reżistenti għall-ksur mal-impatt minn materjali termosett filwaqt li joffru ebusija u saħħa strutturali simili, jekk mhux aktar b'saħħitha."Għalhekk tista' tiddisinja [partijiet] għal gauges ferm irqaq," qal Dion, li jfisser li l-partijiet termoplastiku jiżnu inqas minn kwalunkwe partijiet termosett li jissostitwixxu, anke apparti t-tnaqqis addizzjonali fil-piż li jirriżulta mill-fatt li l-partijiet termoplastiku ma jeħtiġux viti jew qfieli tal-metall .

Ir-riċiklaġġ ta 'partijiet termoplastiku għandu wkoll jipprova proċess aktar sempliċi mir-riċiklaġġ ta' partijiet termosett.Fl-istat attwali tat-teknoloġija (u għal xi żmien li ġej), il-bidliet irriversibbli fl-istruttura molekulari prodotti mill-kura ta 'materjali termoset jipprevjenu l-użu ta' materjal riċiklat biex jagħmlu partijiet ġodda ta 'saħħa ekwivalenti.

Ir-riċiklaġġ tal-partijiet termosett jinvolvi t-tħin tal-fibri tal-karbonju fil-materjal f'tulijiet żgħar u l-ħruq tat-taħlita tal-fibra u r-reżina qabel ma tiġi pproċessata mill-ġdid.Il-materjal miksub għar-riproċessar huwa strutturalment aktar dgħajjef mill-materjal termosett li minnu saret il-parti riċiklata, għalhekk ir-riċiklaġġ tal-partijiet termosett f'oħrajn ġodda tipikament ibiddel "struttura sekondarja f'waħda terzjarja," qal Brown.

Min-naħa l-oħra, minħabba li l-istrutturi molekulari ta 'partijiet termoplastiku ma jinbidlux fil-proċessi ta' manifattura ta 'partijiet u tgħaqqid ta' partijiet, jistgħu sempliċiment jiġu mdewba f'forma likwida u pproċessati mill-ġdid f'partijiet b'saħħithom daqs l-oriġinali, skond Dion.

Id-disinjaturi tal-inġenji tal-ajru jistgħu jagħżlu minn għażla wiesgħa ta 'materjali termoplastiku differenti disponibbli minn fejn jagħżlu fid-disinn u l-manifattura tal-partijiet."Firxa pjuttost wiesgħa ta 'reżini" hija disponibbli li fiha jistgħu jiġu inkorporati filamenti tal-fibra tal-karbonju b'dimensjoni waħda jew nisġiet bidimensjonali, li jipproduċu proprjetajiet materjali differenti, qal Dion."L-aktar reżini eċċitanti huma r-reżini b'tidwib baxx," li jiddewweb f'temperaturi relattivament baxxi u għalhekk jistgħu jiġu ffurmati u ffurmati f'temperaturi aktar baxxi.

Klassijiet differenti ta 'termoplastiċi joffru wkoll proprjetajiet ta' ebusija differenti (għolja, medja u baxxa) u kwalità ġenerali, skond Dion.Ir-reżini tal-ogħla kwalità jiswew l-aktar, u l-affordabbiltà tirrappreżenta l-għarqub ta 'Achilles għal termoplastiku meta mqabbla ma' materjali termosett.Tipikament, jiswew aktar minn thermosets, u l-manifatturi tal-inġenji tal-ajru jridu jqisu dak il-fatt fil-kalkoli tad-disinn tal-ispiża/benefiċċju tagħhom, qal Brown.

Parzjalment għal dik ir-raġuni, GKN Aerospace u oħrajn se jkomplu jiffokaw l-aktar fuq materjali termosett meta jimmanifatturaw partijiet strutturali kbar għall-inġenji tal-ajru.Diġà jużaw materjali termoplastiku b'mod wiesa 'biex jagħmlu partijiet strutturali iżgħar bħal empennages, tmunijiet, u spoilers.Dalwaqt, madankollu, meta l-manifattura ta 'volum għoli u bi prezz baxx ta' partijiet termoplastiku ħfief issir rutina, il-manifatturi se jużawhom b'mod ħafna aktar wiesa '—b'mod partikolari fis-suq li qed differixxi eVTOL UAM, ikkonkluda Dion.

ġejjin minn ainonline