nijs

Lange ôfhinklik fan thermoset koalstoffibermaterialen foar it meitsjen fan heul sterke gearstalde strukturele dielen foar fleantugen, omfetsje loftfeart-OEM's no in oare klasse koalstoffibermaterialen, om't technologyske foarútgong automatisearre fabrikaazje belooft fan nije net-thermoset-ûnderdielen mei hege folume, lege kosten, en lichter gewicht.

Wylst thermoplastyske koalstof-fiber gearstalde materialen "bestean in lange tiid," koe mar koartlyn fleantúchfabrikanten beskôgje harren wiidferspraat gebrûk by it meitsjen fan fleantugen dielen, ynklusyf primêre strukturele komponinten, sei Stephane Dion, vp engineering by Collins Aerospace's Advanced Structures ienheid.

Thermoplastyske koalstoffiberkompositen biede potensjeel loftfeart OEM's ferskate foardielen boppe thermoset kompositen, mar oant koartlyn koene fabrikanten gjin dielen meitsje fan thermoplastyske kompositen tsjin hege tariven en tsjin lege kosten, sei hy.

Yn 'e ôfrûne fiif jier binne OEM's begon te sjen fierder as it meitsjen fan dielen fan thermoset materialen as de steat fan' e produksje fan koalstoffiber gearstalde dielwittenskip ûntwikkele, earst om harsinfúzje en harstransferfoarmjen (RTM) techniken te brûken om fleantúchdielen te meitsjen, en dan om thermoplastyske kompositen te brûken.

GKN Aerospace hat swier ynvestearre yn it ûntwikkeljen fan har harsinfúzje en RTM-technology foar it meitsjen fan strukturele komponinten fan grutte fleantugen betelber en tsjin hege tariven. GKN makket no in 17-meter-lange, ien-stik gearstalde wjukspar mei help fan harsinfúzjeproduksje, neffens Max Brown, vp fan technology foar GKN Aerospace's inisjatyf foar avansearre technologyen Horizon 3.

De swiere ynvestearingen fan OEM's yn gearstalde produksje yn 'e ôfrûne jierren hawwe ek strategysk útjeften omfette foar it ûntwikkeljen fan mooglikheden om hege folume fabrikaazje fan thermoplastyske dielen mooglik te meitsjen, neffens Dion.

It meast opfallende ferskil tusken thermoset en thermoplastyske materialen leit yn it feit dat thermoset materialen moatte wurde bewarre yn kâlde opslach foardat se foarme yn dielen, en ienris foarme, in thermoset diel moat ûndergean curing in protte oeren yn in autoklaaf. De prosessen fereaskje in protte enerzjy en tiid, en sa binne de produksjekosten fan thermoset dielen de neiging om heech te bliuwen.

Curing feroaret de molekulêre struktuer fan in thermoset gearstalde ûnomkearber, wêrtroch it diel syn sterkte jout. Op it hjoeddeistige stadium fan technologyske ûntwikkeling makket genêzing it materiaal yn it diel lykwols ek net geskikt foar werbrûk yn in primêre strukturele komponint.

Thermoplastyske materialen hawwe lykwols gjin kâlde opslach of bakken nedich as se makke binne yn dielen, neffens Dion. Se kinne wurde stimpele yn 'e definitive foarm fan in ienfâldich diel - elke beugel foar de rompframes yn' e Airbus A350 is in thermoplastysk gearstald diel - of yn in tuskenstap fan in komplekser komponint.

Thermoplastyske materialen kinne op ferskate manieren oaninoar laske wurde, wêrtroch komplekse, heechfoarmige dielen kinne wurde makke fan ienfâldige substruktueren. Tsjintwurdich wurdt benammen induksjelassen brûkt, wêrtroch't allinich platte dielen mei konstante dikte kinne wurde makke fan subdielen, neffens Dion. Collins ûntwikkelet lykwols vibraasje- en wrijvingslasstechniken foar it ferbinen fan thermoplastyske dielen, dy't ienris sertifisearre ferwachtet dat it úteinlik "wier avansearre komplekse struktueren" sil produsearje, sei er.

De mooglikheid om thermoplastyske materialen byinoar te lassen om komplekse struktueren te meitsjen kinne fabrikanten de metalen skroeven, befestigingen en skarnieren ferwiderje dy't nedich binne troch thermoset dielen foar it ferbinen en foldjen, wêrtroch in gewichtsreduksjefoardiel fan sawat 10 prosint ûntstiet, skat Brown.

Dochs bine thermoplastyske kompositen better oan metalen dan thermoset kompositen, neffens Brown. Wylst yndustriële R&D dy't rjochte binne op it ûntwikkeljen fan praktyske tapassingen foar dat thermoplastyske eigendom bliuwt "op in technologyske reeheidsnivo foar iere maturiteit", kin it úteinlik loftfeartyngenieurs komponinten kinne ûntwerpe dy't hybride thermoplastyske en metalen yntegreare struktueren befetsje.

Ien potinsjele tapassing kin bygelyks in ien-dielige, lichtgewicht passazjiersstoel wêze mei alle metalen skeakels dy't nedich binne foar de ynterface dy't brûkt wurdt troch de passazjier om syn of har ynflight entertainment opsjes, sitferljochting, overhead fan te selektearjen en te kontrolearjen , elektroanysk regele sit recline, finster skaad opaciteit, en oare funksjes.

Oars as thermoset materialen, dy't genêzen moatte om de stivens, sterkte en foarm te produsearjen dy't nedich binne fan 'e dielen wêryn se wurde makke, feroarje de molekulêre struktueren fan thermoplastyske gearstalde materialen net as se wurde makke yn dielen, neffens Dion.

As resultaat binne thermoplastyske materialen folle mear breukbestindich by ynfloed dan thermoset materialen, wylst se ferlykbere, as net sterkere, strukturele taaiens en sterkte oanbiede. "Sa kinne jo [ûnderdielen] ûntwerpe foar folle tinnere meters," sei Dion, wat betsjuttet dat thermoplastyske dielen minder weagje dan alle thermoset-ûnderdielen dy't se ferfange, sels ôfsjoen fan de ekstra gewichtsreduksjes as gefolch fan it feit dat thermoplastyske dielen gjin metalen skroeven of befestigings nedich binne .

Recycling fan thermoplastyske dielen moat ek in ienfâldiger proses bewize dan it recycling fan thermoset dielen. By de hjoeddeistige stân fan technology (en foar in skoft te kommen), de ûnomkearbere feroarings yn molekulêre struktuer produsearre troch curing thermoset materialen foarkomme it brûken fan recycled materiaal te meitsjen nije dielen fan lykweardige sterkte.

Recycling fan thermoset dielen omfettet it slypjen fan de koalstoffezels yn it materiaal yn lytse lingten en it ferbaarnen fan it glêstried-en-harsgemik foardat it opnij ferwurke wurdt. It materiaal dat wurdt krigen foar ferwurking is struktureel swakker as it thermoset materiaal wêrfan it recycled diel makke is, sadat it recycling fan thermoset dielen yn nije typysk "in sekundêre struktuer yn in tertiêre feroaret," sei Brown.

Oan 'e oare kant, om't de molekulêre struktueren fan thermoplastyske dielen net feroarje yn' e dielen-fabryk en gearfoeging fan dielen, kinne se gewoan wurde smolten yn floeibere foarm en opnij ferwurke yn dielen sa sterk as de orizjinelen, neffens Dion.

Fleantúchûntwerpers kinne kieze út in brede seleksje fan ferskate thermoplastyske materialen dy't beskikber binne om út te kiezen by it ûntwerpen en produsearjen fan dielen. "In moai breed oanbod fan harsens" is beskikber wêryn iendiminsjonale koalstoffaserfilaminten of twadiminsjonale weaves kinne wurde ynbêde, en produsearje ferskate materiaaleigenskippen, sei Dion. "De meast spannende harsen binne de leechsmeltende harsen," dy't smelten by relatyf lege temperatueren en sa kinne wurde foarme en foarme by legere temperatueren.

Ferskillende klassen fan thermoplastyk biede ek ferskillende stivenseigenskippen (hege, medium en leech) en algemiene kwaliteit, neffens Dion. De harsens fan 'e heechste kwaliteit kostje it meast, en betelberens fertsjintwurdiget de Achilleshiel foar thermoplastyk yn ferliking mei thermoset materialen. Typysk, se kostje mear as thermosets, en fleantúchfabrikanten moatte beskôgje dat feit yn harren kosten / baten design berekkeningen, sei Brown.

Foar in part om dy reden sille GKN Aerospace en oaren it meast konsintrearje op thermoset materialen by it produsearjen fan grutte strukturele dielen foar fleantugen. Se brûke al in soad thermoplastyske materialen by it meitsjen fan lytsere strukturele dielen lykas empennages, roeren en spoilers. Meikoarten, lykwols, as hege folume, lege kosten fabrikaazje fan lichtgewicht thermoplastyske dielen routine wurdt, sille fabrikanten se folle breder brûke - benammen yn 'e groeiende eVTOL UAM-merk, konkludearre Dion.

komme fan ainonline