vijesti

Dugo se oslanjaju na termoset materijale od ugljičnih vlakana za izradu vrlo jakih kompozitnih strukturnih dijelova za zrakoplove, zrakoplovne OEM-ove sada prihvaćaju drugu klasu materijala od ugljičnih vlakana, jer tehnološki napredak obećava automatiziranu proizvodnju novih dijelova koji nisu murmoseti s velikim količinama, niskim cijenama i lakša težina.

Iako su termoplastični kompozitni materijali od ugljičnih vlakana "već duže vrijeme", tek nedavno bi proizvođači zrakoplova razmotrili svoju široku uporabu u izradi dijelova zrakoplova, uključujući primarne strukturne komponente, rekao je Stephane Dion, VP Engineering u Collins Aerospaceovoj jedinici naprednih struktura.

Termoplastični kompoziti od ugljičnih vlakana potencijalno nude zrakoplovne oplemene OEM-a nekoliko prednosti u odnosu na termoset kompoziti, ali donedavno proizvođači nisu mogli izrađivati ​​dijelove iz termoplastičnih kompozita s visokim brzinama i po niskim cijenama, rekao je.

U posljednjih pet godina, OEM-ovi su počeli gledati izvan izrade dijelova iz termoset materijala kao stanja kompozitnog dijela ugljičnih vlakana, prvo se razvila znanost, prvo za korištenje infuzije smole i tehnika za prijenos smole (RTM) za izradu dijelova zrakoplova, a zatim dijelove zrakoplova, a zatim Za upotrebu termoplastičnih kompozita.

GKN Aerospace uvelike je uložio u razvoj svoje tehnologije za infuziju smole i RTM za proizvodnju velikih strukturnih komponenti zrakoplova povoljno i po visokim stopama. GKN sada pravi jednodijelno, jednodijelno kompozitno krilo SPAR, koristeći proizvodnju infuzije smole, prema Max Brown, VP tehnologije za inicijativu GKN Aerospace Horizon 3 Advanced-Technologies.

Ulaganja OEMS-ovih teških kompozitnih izračunavanja u posljednjih nekoliko godina uključivala su i potrošnju strateški na razvoj mogućnosti kako bi se omogućila proizvodnja termoplastičnih dijelova velikog količine, navodi Dion.

Najistaknutija razlika između termoseta i termoplastičnih materijala leži u činjenici da se termosetski materijali moraju držati u hladnom skladištu prije nego što se oblikuju u dijelove, a jednom oblikovani, dio termoseta mora proći stvrdnjavanje dugih sati u autoklavu. Procesi zahtijevaju veliku energiju i vrijeme, pa tako i troškovi proizvodnje dijelova termoseta imaju tendenciju da ostanu visoki.

Ocjenjivanje mijenja molekularnu strukturu termosetskog kompozita nepovratno, što dijelu daje snagu. Međutim, u trenutnoj fazi tehnološkog razvoja, izlječenje također čini materijal u dijelu neprikladnim za ponovnu upotrebu u primarnoj strukturnoj komponenti.

Međutim, termoplastični materijali ne zahtijevaju hladno skladištenje ili pečenje ako se naprave u dijelove, navodi Dion. Oni se mogu utisnuti u konačni oblik jednostavnog dijela - svaki nosač za okvire trupa u Airbus A350 je termoplastični kompozitni dio - ili u intermedijarnu fazu složenije komponente.

Termoplastični materijali mogu se zavariti na različite načine, omogućujući da se složeni, visoko oblikovani dijelovi izrade od jednostavnih podstruktura. Danas se uglavnom koristi indukcijsko zavarivanje, što omogućava samo ravne dijelove konstantne debljine od pod dijela, navodi Dion. Međutim, Collins razvija tehnike zavarivanja vibracija i trenja za spajanje termoplastičnih dijelova, za koje se jednom certificira, očekuje da će mu na kraju omogućiti da proizvede "uistinu napredne složene strukture", rekao je.

Mogućnost zavarivanja termoplastičnih materijala za izradu složenih struktura omogućava proizvođačima da se uklone s metalnim vijcima, pričvršćivačima i šarkama koje zahtijevaju dijelovi termoseta za spajanje i presavijanje, stvarajući na taj način korist za smanjenje težine od oko 10 posto, procjenjuju smeđe.

Ipak, termoplastični kompoziti vežu se bolje na metale nego kompoziti termoseta, navodi Brown. Iako je industrijski istraživanje i razvoj usmjeren na razvoj praktičnih primjena za to svojstvo termoplastike ostaje "na razini spremnosti za ranu dospijeću", na kraju bi mogao pustiti zrakoplovne inženjere koji dizajniraju komponente koje sadrže hibridne termoplastično-metalne integrirane strukture.

Jedna potencijalna primjena mogla bi, na primjer, biti jednodijelno, lagano sjedalo zrakoplovnih suvozača koje sadrži sve krugove na temelju metala koji je potreban za sučelje koje je putnik koristio za odabir i kontrolu njegovih mogućnosti zabave, rasvjete sjedala, nadzemnih ventilatora , elektronički kontrolirani naslov sjedala, neprozirnost prozora i druge funkcije.

Za razliku od termosetnih materijala, kojima je potrebno stvrdnjavanje da bi se stvorila krutost, čvrstoća i oblik potreban iz dijelova u koje se izrađuju, molekularne strukture termoplastičnih kompozitnih materijala ne mijenjaju se kada se izrađuju u dijelove, navodi Dion.

Kao rezultat, termoplastični materijali daleko su otporniji na lomove od udara od termoseta, a istovremeno nude sličnu, ako ne i jaču, strukturnu žilavost i čvrstoću. "Dakle, možete dizajnirati [dijelove] na mnogo tanjih mjerača", rekao je Dion, što znači da termoplastični dijelovi teže manje od bilo kojeg dijela termoseta koje zamjenjuju, čak i osim dodatnih smanjenja težine koje su posljedica činjenica da termoplastični dijelovi ne zahtijevaju metalne vijke ili pričvršćivače .

Termoplastični dijelovi za recikliranje također bi trebali dokazati jednostavniji postupak od recikliranja termoset dijelova. U trenutnom stanju tehnologije (i već neko vrijeme), nepovratne promjene u molekularnoj strukturi proizvedene očvršćivanjem termosetnih materijala sprječavaju uporabu recikliranog materijala za izradu novih dijelova ekvivalentne čvrstoće.

Dijelovi termoseta za recikliranje uključuju brušenje ugljičnih vlakana u materijalu u male duljine i spaljivanje smjese od vlakana i rezina prije nego što je prerade. Materijal dobiven za preradu je strukturno slabiji od termosetnog materijala iz kojeg je napravljen reciklirani dio, pa recikliranje termosetnih dijelova u nove, obično pretvara "sekundarnu strukturu u tercijarnu", rekao je Brown.

S druge strane, budući da se molekularne strukture termoplastičnih dijelova ne mijenjaju u procesima izrade dijelova i dijelova koji se spajaju, oni se jednostavno mogu rastopiti u tekući oblik i preraditi se u dijelove jakih kao originali, prema Dion-u.

Dizajneri zrakoplova mogu birati između širokog odabira različitih termoplastičnih materijala koji su dostupni u dizajniranju i izradi dijelova. Dostupan je "prilično širok raspon smola" u koji se mogu ugraditi jednodimenzionalni filamenti od ugljičnih vlakana ili dvodimenzionalna tkanja, stvarajući različita svojstva materijala, rekao je Dion. "Najuzbudljivije smole su smole s niskim taptom", koje se tope na relativno niskim temperaturama i tako se mogu oblikovati i formirati na nižim temperaturama.

Različite klase termoplastike također nude različita svojstva krutosti (visoka, srednja i niska) i ukupnu kvalitetu, navodi Dion. Najviše kvalitetne smole koštaju najviše, a pristupačnost predstavlja Ahilovu petu za termoplastiku u usporedbi s termosetnim materijalima. Obično koštaju više od termoseta, a proizvođači zrakoplova moraju uzeti u obzir tu činjenicu u svojim proračunima dizajna troškova/koristi, rekao je Brown.

Djelomično iz tog razloga, GKN Aerospace i drugi će se i dalje fokusirati na termoset materijale prilikom izrade velikih strukturnih dijelova za zrakoplove. Već koriste termoplastične materijale široko u izradi manjih strukturnih dijelova kao što su empenage, kormilo i spoileri. Ubrzo, međutim, kada visoki volumen, jeftina proizvodnja laganih termoplastičnih dijelova postaje rutinska, proizvođači će ih koristiti mnogo šire-posebno na rastućem tržištu Evtol Uam, zaključio je Dion.

dolaze iz ainonline