xəbərlər

Təyyarələr üçün çox güclü kompozit konstruksiya hissələri hazırlamaq üçün uzun müddətdir termoset karbon lifli materiallardan asılı olan aerokosmik OEM-lər indi karbon lifli materialların başqa bir sinfini əhatə edir, çünki texnoloji irəliləyişlər yüksək həcmdə, aşağı qiymətə və yeni termoset olmayan hissələrin avtomatlaşdırılmış istehsalını vəd edir. daha yüngül çəki.

Collins Aerospace-in Qabaqcıl Strukturlar bölməsinin vp mühəndisi Stephane Dion dedi ki, termoplastik karbon-lifli kompozit materiallar "uzun müddətdir" olmasına baxmayaraq, yalnız bu yaxınlarda aerokosmik istehsalçılar onların təyyarə hissələrinin, o cümlədən əsas struktur komponentlərinin hazırlanmasında geniş istifadəsini nəzərdən keçirə bildilər.

Termoplastik karbon-lifli kompozitlər potensial olaraq aerokosmik OEM-lərə termoset kompozitləri ilə müqayisədə bir sıra üstünlüklər təklif edir, lakin son vaxtlara qədər istehsalçılar termoplastik kompozitlərdən hissələri yüksək qiymətlərlə və aşağı qiymətə hazırlaya bilmirdilər.

Son beş ildə OEM-lər termoset materiallarından hissələr hazırlamaqdan kənara çıxmağa başladılar, çünki karbon-lifli kompozit hissələrin istehsalı elminin inkişafı, əvvəlcə təyyarə hissələrini hazırlamaq üçün qatran infuziyası və qatran köçürmə qəlibləmə (RTM) üsullarından istifadə etdi və sonra termoplastik kompozitlərdən istifadə etmək.

GKN Aerospace böyük təyyarə konstruksiya komponentlərinin sərfəli və yüksək qiymətlərlə istehsalı üçün qatran-infuziya və RTM texnologiyasının inkişafına böyük sərmayə qoyub. GKN Aerospace-in Horizon 3 qabaqcıl texnologiyalar təşəbbüsü üzrə texnologiya üzrə vitse-prezidenti Maks Braunun sözlərinə görə, indi GKN qatran infuziyası istehsalı ilə 17 metr uzunluğunda, tək parça kompozit qanad şpatı hazırlayır.

Dion-a görə, son bir neçə ildə OEM-lərin ağır kompozit istehsal investisiyaları, həmçinin termoplastik hissələrin yüksək həcmdə istehsalına imkan verən qabiliyyətlərin inkişaf etdirilməsi üçün strateji xərcləmələri də əhatə edir.

Termoset və termoplastik materiallar arasındakı ən diqqətəlayiq fərq ondan ibarətdir ki, termoset materialları hissələrə formaya salınmazdan əvvəl soyuq anbarda saxlanmalı və formalaşdırıldıqdan sonra termoset hissəsi avtoklavda uzun müddət qurudulmalıdır. Proseslər böyük enerji və vaxt tələb edir və buna görə də termoset hissələrinin istehsal xərcləri yüksək olaraq qalır.

Qurutma termoset kompozitinin molekulyar strukturunu geri dönməz şəkildə dəyişdirərək hissəyə güc verir. Bununla belə, texnoloji inkişafın hazırkı mərhələsində müalicə həm də hissədəki materialı əsas struktur komponentdə təkrar istifadə üçün yararsız hala gətirir.

Bununla belə, Dion-a görə, termoplastik materiallar hissələrə bölündükdə soyuq saxlama və ya bişirmə tələb etmir. Onlar sadə hissənin son formasına - Airbus A350-də gövdə çərçivələri üçün hər bir mötərizə termoplastik kompozit hissəyə və ya daha mürəkkəb komponentin ara mərhələsinə vurula bilər.

Termoplastik materiallar müxtəlif üsullarla qaynaq edilə bilər ki, bu da sadə alt strukturlardan mürəkkəb, yüksək formalı hissələrin hazırlanmasına imkan verir. Bu gün induksiya qaynağı əsasən istifadə olunur ki, bu da Dion-a görə yalnız alt hissələrdən düz, sabit qalınlıqlı hissələrin hazırlanmasına imkan verir. Bununla belə, Collins termoplastik hissələrin birləşdirilməsi üçün vibrasiya və sürtünmə qaynaq üsullarını inkişaf etdirir, bir dəfə sertifikatlaşdırıldıqdan sonra gözlədiyi nəticədə "həqiqətən təkmil mürəkkəb strukturlar" istehsal etməyə imkan verəcəkdir.

Brown hesab edir ki, mürəkkəb konstruksiyalar yaratmaq üçün termoplastik materialları bir-birinə qaynaq etmək imkanı istehsalçılara termoset hissələrinin birləşmə və qatlama üçün tələb etdiyi metal vintləri, bərkidiciləri və menteşələri aradan qaldırmağa imkan verir və bununla da çəki azaltmaq üçün təxminən 10 faiz fayda yaradır.

Brauna görə, termoplastik kompozitlər termoset kompozitlərdən daha yaxşı metallara bağlanır. Bu termoplastik mülkiyyət üçün praktik tətbiqlərin inkişaf etdirilməsi məqsədi daşıyan sənaye R&D "erkən yetişmə texnologiyası hazırlığı səviyyəsində" qalsa da, nəticədə aerokosmik mühəndislərə hibrid termoplastik və metal inteqrasiya edilmiş strukturları ehtiva edən komponentləri dizayn etməyə imkan verə bilər.

Potensial tətbiqlərdən biri, məsələn, sərnişinin uçuş zamanı əyləncə variantlarını, oturacaqların işıqlandırmasını, hava ventilyatorunu seçmək və idarə etmək üçün istifadə etdiyi interfeys üçün lazım olan bütün metal əsaslı sxemləri ehtiva edən bir parça, yüngül çəkili sərnişin oturacağı ola bilər. , elektron idarə olunan oturacaqların uzanması, pəncərə kölgəsinin qeyri-şəffaflığı və digər funksiyalar.

Dion'a görə, daxil olduqları hissələrdən tələb olunan sərtliyi, gücü və formanı əldə etmək üçün müalicəyə ehtiyacı olan termoset materiallarından fərqli olaraq, termoplastik kompozit materialların molekulyar strukturları hissələrə ayrıldıqda dəyişmir.

Nəticə etibarı ilə termoplastik materiallar termoset materiallarına nisbətən təsirə qarşı daha çox qırılmaya davamlıdır, eyni zamanda daha güclü olmasa da, struktur möhkəmliyi və möhkəmliyi təklif edir. "Beləliklə, siz [hissələri] daha incə ölçülər üçün dizayn edə bilərsiniz" dedi Dion, termoplastik hissələrin dəyişdirdikləri hər hansı termoset hissələrindən daha az çəkisi deməkdir, hətta termoplastik hissələrin metal vintlər və ya bərkidicilər tələb etməməsi nəticəsində əlavə çəki azaldılması istisna olmaqla .

Termoplastik hissələrin təkrar emal edilməsi də termoset hissələrinin təkrar emalından daha sadə bir proses olduğunu sübut etməlidir. Texnologiyanın hazırkı vəziyyətində (və bir müddət sonra) termoset materiallarının bərkidilməsi nəticəsində əmələ gələn molekulyar strukturda geri dönməz dəyişikliklər ekvivalent gücdə yeni hissələrin hazırlanması üçün təkrar emal edilmiş materialdan istifadənin qarşısını alır.

Termoset hissələrinin təkrar emal edilməsi materialdakı karbon liflərinin kiçik uzunluqlara üyüdülməsini və lif-qatran qarışığının təkrar emaldan əvvəl yandırılmasını nəzərdə tutur. Yenidən emal üçün əldə edilən material, təkrar emal edilmiş hissənin hazırlandığı termoset materialından struktur olaraq daha zəifdir, buna görə də termoset hissələrinin yenilərinə təkrar emalı adətən "ikinci dərəcəli strukturu üçüncü dərəcəli quruluşa" çevirir.

Digər tərəfdən, termoplastik hissələrin molekulyar strukturları hissələrin istehsalı və hissələrin birləşdirilməsi prosesində dəyişmədiyi üçün, Dion-a görə, onlar sadəcə olaraq maye formada əridilə və orijinallar qədər güclü hissələrə yenidən emal edilə bilər.

Təyyarə dizaynerləri hissələrin dizaynında və istehsalında seçim etmək üçün mövcud olan müxtəlif termoplastik materialların geniş seçimi arasından seçim edə bilərlər. Dion bildirib ki, birölçülü karbon lifli filamentlər və ya ikiölçülü toxunuşlar daxil edilə bilən, müxtəlif material xassələri yaradan "kifayət qədər geniş çeşiddə qatranlar" mövcuddur. “Ən maraqlı qatranlar, nisbətən aşağı temperaturda əriyən və beləliklə, daha aşağı temperaturda formalaşdırıla və formalaşa bilən aşağı əriyən qatranlardır”.

Dion-a görə, termoplastiklərin müxtəlif sinifləri müxtəlif sərtlik xüsusiyyətləri (yüksək, orta və aşağı) və ümumi keyfiyyət təklif edir. Ən yüksək keyfiyyətli qatranlar ən çox baha başa gəlir və əlverişlilik termoset materialları ilə müqayisədə termoplastiklər üçün Axilles dabanını təmsil edir. Bir qayda olaraq, onlar termosetlərdən baha başa gəlir və təyyarə istehsalçıları bu faktı öz xərc/fayda dizayn hesablamalarında nəzərə almalıdırlar, Braun dedi.

Qismən bu səbəbdən, GKN Aerospace və başqaları təyyarələr üçün böyük konstruktiv hissələri istehsal edərkən ən çox termoset materiallarına diqqət yetirməyə davam edəcəklər. Onlar artıq termoplastik materiallardan empennages, rullar və spoylerlər kimi daha kiçik struktur hissələrin hazırlanmasında geniş istifadə edirlər. Tezliklə, yüngül termoplastik hissələrin yüksək həcmli, aşağı qiymətə istehsalı adi hala çevrildikdə, istehsalçılar onlardan daha geniş istifadə edəcəklər - xüsusən də inkişaf edən eVTOL UAM bazarında, Dion yekunlaşdırdı.

ainline-dən gəlir