خبر

متکی به طولانی به مواد فیبر کربن ThermoSet برای ساخت قطعات ساختاری کامپوزیت بسیار قوی برای هواپیما ، OEM های هوافضا اکنون در حال پذیرایی از کلاس دیگری از مواد فیبر کربن هستند زیرا پیشرفت های فناوری نوید تولید خودکار قطعات غیر ترموز جدید را با حجم بالا ، کم هزینه و و و کم مصرف می کند. وزن سبک تر

در حالی که مواد کامپوزیت فیبر کربن ترموپلاستیک "مدت زمان طولانی" بوده است ، فقط اخیراً تولید کنندگان هوافضا می توانند استفاده گسترده خود را در ساخت قطعات هواپیما از جمله اجزای ساختاری اولیه در نظر بگیرند.

وی گفت که کامپوزیت های فیبر کربن ترموپلاستیک به طور بالقوه دارای OEM های هوافضا چندین مزیت نسبت به کامپوزیت های Thermoset ارائه می دهند ، اما تا همین اواخر تولید کنندگان نمی توانند قطعاتی از کامپوزیت های ترموپلاستیک را با نرخ های بالا و با هزینه کم بسازند.

در پنج سال گذشته ، OEM ها به عنوان وضعیت علوم ساخت قطعات کامپوزیت با فیبر کربن ، از تکنیک های تزریق رزین و انتقال رزین (RTM) برای ساخت قطعات هواپیما استفاده می کنند ، فراتر از ساخت قطعات از مواد ThermoSet ، به دنبال ساخت قطعات Thermoset ، به دنبال ساخت قطعات ترموست هستند. برای استفاده از کامپوزیت های ترموپلاستیک.

GKN Aerospace سرمایه گذاری زیادی در توسعه فناوری تزریق رزین و RTM خود برای تولید اجزای ساختاری هواپیمای بزرگ به طور مناسب و با نرخ بالا سرمایه گذاری کرده است. GKN اکنون با توجه به Max Brown ، VP Technology for Gkn Aerospace 3 ابتکار عمل پیشرفته فناوری ، یک اسپار بال به طول یک قطعه با استفاده از تولید تزریق رزین ایجاد می کند.

به گفته دیون ، سرمایه گذاری های تولیدی سنگین کامپوزیت در چند سال گذشته نیز شامل هزینه های استراتژیک برای توسعه قابلیت های برای تولید با حجم بالا قطعات ترموپلاستیک است.

قابل توجه ترین تفاوت بین مواد ترموست و ترموپلاستیک در این واقعیت نهفته است که باید قبل از شکل گیری در قطعات ، مواد ترموست را در سردخانه نگه دارید و پس از شکل گیری ، یک قسمت ترموست باید برای بسیاری از ساعت ها در یک اتوکلاو تحت درمان قرار گیرد. این فرآیندها به انرژی و زمان زیادی نیاز دارند و بنابراین هزینه های تولید قطعات Thermoset همچنان زیاد است.

پخت و پز ساختار مولکولی یک کامپوزیت ترموست را به طور برگشت ناپذیر تغییر می دهد و به بخشی از آن قدرت می بخشد. با این حال ، در مرحله فعلی توسعه تکنولوژیکی ، پخت و پز همچنین مواد موجود در بخشی را برای استفاده مجدد در یک مؤلفه ساختاری اولیه نامناسب می کند.

با این حال ، طبق گفته دیون ، مواد ترموپلاستیک هنگام تهیه قطعات ، نیازی به ذخیره سرد یا پخت ندارند. آنها را می توان به شکل نهایی یک قسمت ساده مهر کرد - هر براکت برای فریم های بدنه در Airbus A350 یک قسمت کامپوزیت ترموپلاستیک است - یا در مرحله واسطه ای از یک مؤلفه پیچیده تر.

مواد ترموپلاستیک را می توان به روش های مختلف با هم جوش داده شد و این امکان را فراهم می آورد که قطعات پیچیده و بسیار شکل از زیر ساختارهای ساده ساخته شود. امروزه از جوش القایی عمدتاً استفاده می شود ، که فقط به گفته دیون اجازه می دهد قطعات با ضخامت ثابت و ثابت از زیر قسمت ها ساخته شود. با این حال ، کالینز در حال توسعه تکنیک های جوشکاری و اصطکاک برای پیوستن به قطعات ترموپلاستیک است ، که پس از تأیید آن انتظار می رود در نهایت به آن اجازه دهد "ساختارهای پیچیده ای واقعاً پیشرفته" تولید کند.

امکان جوشکاری مواد ترموپلاستیک برای ساخت سازه های پیچیده به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا با پیچ های فلزی ، اتصال دهنده ها و لولاهای مورد نیاز قطعات Thermoset برای پیوستن و تاشو استفاده کنند و از این طریق تخمین های قهوه ای حدود 10 درصد از مزایای کاهش وزن ایجاد می کنند.

با این وجود ، طبق گفته براون ، کامپوزیت های ترموپلاستیک نسبت به کامپوزیت های ترموست بهتر به فلزات پیوند می دهند. در حالی که تحقیق و توسعه صنعتی با هدف توسعه برنامه های کاربردی عملی برای آن خاصیت ترموپلاستیک "در سطح آمادگی فن آوری زودرس" باقی مانده است ، در نهایت ممکن است مهندسان هوافضا به مؤلفه هایی که حاوی سازه های یکپارچه ترموپلاستیک و فلز هستند ، طراحی کنند.

به عنوان مثال ، یکی از برنامه های بالقوه می تواند یک صندلی مسافر یک قطعه و سبک وزن باشد که حاوی تمام مدار فلزی است که برای رابط مورد نیاز مسافر مورد نیاز برای انتخاب و کنترل گزینه های سرگرمی هوس خود ، روشنایی صندلی ، فن سربار است. ، صندلی صندلی کنترل شده الکترونیکی ، کدورت سایه پنجره و سایر کارکردها.

به گفته دیون ، بر خلاف مواد ترموست ، که برای تولید سفتی ، استحکام و شکل مورد نیاز از قسمت هایی که در آن ساخته می شوند ، نیاز به پخت دارند ، ساختارهای مولکولی مواد کامپوزیت ترموپلاستیک در هنگام ساخت قطعات تغییر نمی کنند.

در نتیجه ، مواد ترموپلاستیک نسبت به مواد ترموست در حالی که ارائه می دهند ، مقاومت بیشتری نسبت به مواد ترموست دارند ، ضمن ارائه مقاومت و استحکام ساختاری مشابه ، اگر نه قوی تر. دیون گفت: "بنابراین شما می توانید [قطعات] را در سنجهای بسیار نازک تر طراحی کنید." بشر

بازیافت قطعات ترموپلاستیک همچنین باید یک فرآیند ساده تر از بازیافت قطعات ترموست را اثبات کند. در وضعیت فعلی فناوری (و برای مدتی آینده) ، تغییرات غیر قابل برگشت در ساختار مولکولی تولید شده توسط پخت مواد ترموست از استفاده از مواد بازیافت شده جلوگیری می کند تا قسمت های جدیدی از استحکام معادل آن را ایجاد کند.

بازیافت قطعات Thermoset شامل خرد کردن الیاف کربن در مواد به طول های کوچک و سوزاندن مخلوط فیبر و رزین قبل از پردازش مجدد آن است. مواد به دست آمده برای پردازش مجدد از نظر ساختاری ضعیف تر از مواد ترموست است که قسمت بازیافت شده از آن ساخته شده است ، بنابراین بازیافت قطعات ترموست به قسمت های جدید معمولاً "یک ساختار ثانویه را به یک سوم تبدیل می کند."

از طرف دیگر ، از آنجا که ساختارهای مولکولی قطعات ترموپلاستیک در فرآیندهای تولید قطعات و قطعات تغییر نمی یابد ، به سادگی می توان آنها را به شکل مایع ذوب کرد و به صورت اصلی به همان اندازه اصالت ها تجدید نظر کرد.

طراحان هواپیما می توانند از طیف وسیعی از مواد ترموپلاستیک مختلف موجود برای انتخاب قطعات طراحی و ساخت انتخاب کنند. دیون گفت: "طیف بسیار گسترده ای از رزین ها" در دسترس است که در آن رشته های فیبر کربن یک بعدی یا بافندگی های دو بعدی قابل تعبیه هستند و خواص مواد مختلفی را تولید می کنند. "هیجان انگیز ترین رزین ها ، رزین های ذوب پایین هستند که در دماهای نسبتاً کم ذوب می شوند و بنابراین می توانند در دماهای پایین شکل و شکل بگیرند.

طبق گفته دیون ، کلاسهای مختلف ترموپلاستیک نیز خصوصیات سختی (بالا ، متوسط ​​و پایین) و کیفیت کلی را ارائه می دهد. رزین های بالاترین کیفیت بیشترین هزینه را دارند و قیمت مناسب نشان دهنده پاشنه آشیل برای ترموپلاستیک در مقایسه با مواد ترموست است. براون گفت ، به طور معمول ، آنها بیشتر از ترموست ها هزینه دارند و تولید کنندگان هواپیما باید این واقعیت را در محاسبات طراحی هزینه/سود خود در نظر بگیرند.

به همین دلیل ، GKN هوافضا و دیگران هنگام تولید قطعات بزرگ ساختاری برای هواپیما ، بیشتر روی مواد ترموست تمرکز خواهند کرد. آنها در حال حاضر از مواد ترموپلاستیک به طور گسترده ای در ساخت قطعات ساختاری کوچکتر مانند Empennages ، Rudders و Spoilers استفاده می کنند. با این حال ، به زودی ، هنگامی که با حجم بالا ، تولید کم هزینه قطعات ترموپلاستیک سبک ، روتین می شود ، تولید کنندگان از آنها بسیار گسترده تر استفاده می کنند-به ویژه در بازار در حال رشد EVTOL UAM ، Dion نتیجه گرفت.

از Ainonline بیایید