жаңылыктар

Учак үчүн абдан күчтүү композиттик структуралык бөлүктөрүн жасоо үчүн көптөн бери термосеталык көмүртек-була материалдарына көз каранды болгон аэрокосмостук OEMлер азыр көмүртек буласынан жасалган материалдардын дагы бир классын камтыйт, анткени технологиялык жетишкендиктер жаңы термостук эмес тетиктерди жогорку көлөмдө, арзан баада автоматташтырылган өндүрүүнү убада кылууда. жеңилирээк салмак.

Термопластикалык көмүртек-буладан жасалган композиттик материалдар "көп убакыттан бери болуп келген", бирок жакында гана аэрокосмостук өндүрүүчүлөр аларды учактын тетиктерин, анын ичинде негизги структуралык компоненттерди жасоодо кеңири колдонууну карап чыгышты, - деди Стефан Дион, Collins Aerospace компаниясынын Advanced Structures бөлүмүнүн vp инженери.

Термопластикалык көмүртек-була композиттери аэрокосмостук OEMдерге термосеталык композиттерге караганда бир катар артыкчылыктарды сунуштайт, бирок акыркы убакка чейин өндүрүүчүлөр термопластикалык композиттерден тетиктерди жогорку ылдамдыкта жана арзан баада жасай алышкан эмес, деди ал.

Акыркы беш жылда, OEMлер термосеттик материалдардан тетиктерди жасоодон тышкары карай башташты, анткени көмүртек-була композиттик бөлүктөрүн өндүрүү илиминин абалы өнүккөн, адегенде учактын тетиктерин жасоо үчүн чайыр куюу жана чайырды өткөрүү (RTM) ыкмаларын колдонуу, андан кийин термопластикалык композиттерди колдонуу.

GKN Aerospace өзүнүн чайыр-инфузиясын жана RTM технологиясын иштеп чыгууга чоң инвестиция салды, чоң учактын конструкциялык компоненттерин арзан жана жогорку темпте өндүрүү үчүн.GKN Aerospace компаниясынын Horizon 3 прогрессивдүү технологиялар демилгеси боюнча технология боюнча vp Макс Браундун айтымында, GKN азыр чайырдын инфузиясын өндүрүү аркылуу 17 метр узундуктагы, бир бөлүктөн турган композиттик канат шпагын жасап жатат.

Диондун айтымында, акыркы бир нече жылдагы OEMдердин оор композиттик өндүрүштүк инвестициялары ошондой эле термопластикалык бөлүктөрдү чоң көлөмдө өндүрүүгө мүмкүндүк берүү үчүн мүмкүнчүлүктөрдү өнүктүрүүгө стратегиялык сарптоолорду камтыйт.

Термосеттик жана термопластикалык материалдардын эң көрүнүктүү айырмасы, термосеттик материалдар бөлүктөргө формага келтирилгенге чейин муздаткычта сакталышы керек, ал эми формага келтирилгенден кийин, термосеттик бөлүгү автоклавда көп саат бою катуудан өтүшү керек.Процесстер көп энергияны жана убакытты талап кылат, ошондуктан термосеттик тетиктердин өндүрүштүк баасы жогору бойдон калууда.

Айыктыруу термосеттик композиттин молекулалык түзүлүшүн кайра кайтарылгыс түрдө өзгөртүп, бөлүккө күч берет.Бирок, технологиялык өнүгүүнүн азыркы этабында айыктыруу материалды негизги структуралык компонентте кайра колдонууга жараксыз кылат.

Бирок, Диондун айтымында, термопластикалык материалдар бөлүктөргө бөлүнгөндө муздак сактоону же бышырууларды талап кылбайт.Аларды жөнөкөй бөлүктүн акыркы формасына — Airbus A350 фюзеляжынын рамкалары үчүн ар бир кашаа термопластикалык композиттик бөлүккө же татаалыраак компоненттин орто баскычына штампталышы мүмкүн.

Термопластикалык материалдарды ар кандай жолдор менен ширетсе болот, бул татаал, жогорку формадагы бөлүктөрдү жөнөкөй субструктуралардан жасоого мүмкүндүк берет.Бүгүнкү күндө индукциялык ширетүү негизинен колдонулат, бул Диондун айтымында, жалпак, туруктуу калыңдыктагы тетиктерди суб-бөлүктөрдөн жасоого мүмкүндүк берет.Бирок, Коллинз термопластикалык бөлүктөрдү бириктирүү үчүн титирөө жана сүрүлмөлүү ширетүү ыкмаларын иштеп чыгууда, ал тастыкталгандан кийин, ал акырында "чыныгы өнүккөн татаал түзүлүштөрдү" чыгарууга мүмкүндүк берет, деди ал.

Татаал конструкцияларды жасоо үчүн термопластикалык материалдарды ширетүү жөндөмдүүлүгү өндүрүүчүлөргө бириктирүү жана бүктүрүү үчүн термосеттик тетиктерге талап кылынган металл бурамалар, бекиткичтер жана шарнирлерди жок кылууга мүмкүндүк берет, ошону менен 10 пайызга жакын салмакты төмөндөтүүгө мүмкүндүк берет, Браун эсептейт.

Браундун айтымында, термопластикалык композиттер термосеталык композиттерге караганда металлдар менен жакшыраак байланышат.Термопластикалык касиетке практикалык тиркемелерди иштеп чыгууга багытталган өнөр жай R&D "эрте жетилген технологиянын даярдыгынын деңгээлинде" бойдон калууда, ал акырында аэрокосмостук инженерлерге гибриддик термопластикалык жана металл интеграцияланган структураларды камтыган компоненттерди иштеп чыгууга мүмкүнчүлүк бериши мүмкүн.

Потенциалдуу тиркемелердин бири, мисалы, жүргүнчүнүн өзүнүн учуудагы көңүл ачуучу варианттарын, отургучтун жарыгын, үстүнкү желдеткичти тандоо жана башкаруу үчүн колдонгон интерфейси үчүн зарыл болгон бардык металл негизиндеги схемаларды камтыган бир даана, жеңил учак жүргүнчү отургучу болушу мүмкүн. , электрондук башкарылуучу отургучтун жөлөнүшү, терезенин көлөкөсү тунук эместиги жана башка функциялар.

Диондун айтымында, термосеталык материалдардан айырмаланып, алар жасалган бөлүктөрдөн талап кылынган катуулукту, күчтү жана форманы алуу үчүн айыктыруу керек, термопластикалык композиттик материалдардын молекулалык структуралары бөлүктөргө бөлүнгөндө өзгөрбөйт.

Натыйжада, термопластикалык материалдар термосеттик материалдарга караганда таасирге караганда сынууга туруктуураак, ал эми күчтүүрөөк болбосо да, структуралык бышык жана бекем."Ошентип, сиз [тетиктерди] бир топ ичке өлчөөчүлөргө чейин долбоорлой аласыз", - деди Дион, термопластикалык бөлүктөрдүн салмагы алар алмаштырган бардык термосеттик бөлүктөргө караганда азыраак болот, атүгүл термопластикалык бөлүктөр металл бурамалар же бекиткичтерди талап кылбайт. .

Термопластикалык бөлүктөрдү кайра иштетүү да термосеттик тетиктерди кайра иштетүүгө караганда жөнөкөй процессти далилдеши керек.Технологиянын азыркы абалында (жана дагы бир канча убакытка чейин), термосеттик материалдарды айыктыруу жолу менен пайда болгон молекулярдык структурадагы кайтарылгыс өзгөрүүлөр эквиваленттүү күчтүн жаңы бөлүктөрүн жасоо үчүн кайра иштетилген материалды колдонууга жол бербейт.

Термосеттик тетиктерди кайра иштетүү материалдагы көмүртек булаларын майдалап майдалоону жана аны кайра иштетүүдөн мурун була-чайыр аралашмасын күйгүзүүнү камтыйт.Кайра иштетүү үчүн алынган материал кайра иштетилген тетик жасалган термосеттик материалга караганда структуралык жактан алсыз, ошондуктан термосеттик тетиктерди жаңысына кайра иштетүү адатта "экинчи даражадагы структураны үчүнчү даражага айлантат" деди Браун.

Башка жагынан алганда, термопластикалык бөлүктөрдүн молекулярдык структуралары тетиктерди жасоо жана бөлүктөрдү бириктирүү процесстеринде өзгөрбөгөндүктөн, алар жөн эле суюк формага эритип, оригиналдардай күчтүү бөлүктөргө кайра иштетилет, дейт Дион.

Учак дизайнерлери бөлүктөрүн долбоорлоодо жана өндүрүүдө тандоо үчүн ар кандай термопластикалык материалдардын кеңири тандоосунан тандай алышат.Дион мындай деди: "Чайырлардын абдан кеңири спектри" бар, ага бир өлчөмдүү көмүртек була жиптерин же эки өлчөмдүү токууларды киргизүүгө болот, алар ар кандай материалдык касиеттерди жаратат."Эң кызыктуу чайырлар аз эриген чайырлар" болуп саналат, алар салыштырмалуу төмөн температурада эрийт, ошондуктан төмөнкү температурада калыптанып, түзүлүшү мүмкүн.

Диондун айтымында, термопластиканын ар кандай класстары, ошондой эле ар кандай катуулуктун касиеттерин (жогорку, орто жана төмөн) жана жалпы сапатты сунуштайт.Эң жогорку сапаттагы чайырлар эң кымбат турат жана жеткиликтүүлүк термосеттик материалдарга салыштырмалуу термопластика үчүн Ахиллес согончогун билдирет.Адатта, алардын баасы термосеттерге караганда кымбат, жана учак өндүрүүчүлөр бул фактыны өз наркы/пайдасынын дизайнын эсептөөдө эске алышы керек, деди Браун.

Жарым-жартылай ушул себептен улам, GKN Aerospace жана башкалар учактар ​​үчүн чоң структуралык бөлүктөрүн өндүрүүдө термосеттик материалдарга көбүрөөк басым жасай беришет.Алар термопластикалык материалдарды эмпеннаждар, рульдер жана спойлерлер сыяктуу майда структуралык бөлүктөрүн жасоодо кеңири колдонушат.Жакында, бирок, жеңил термопластикалык тетиктерди жогорку көлөмдөгү, арзан баада өндүрүү көнүмүш болуп калганда, өндүрүүчүлөр аларды бир топ кеңири колдонушат, өзгөчө өнүгүп келе жаткан eVTOL UAM рыногунда, деп жыйынтыктады Дион.

ainonlineдан кел