hír

A repülőgépek számára a nagyon erős kompozit szerkezeti alkatrészek elkészítéséhez hosszú hőre keményedő szénszálas anyagokra támaszkodva a repülőgép-oemok most egy másik osztályú szénszálas anyagot ölelnek fel, mivel Könnyebb súly.

Míg a hőre lágyuló szénszálas kompozit anyagok „már régóta”, csak a közelmúltban tudták a repülőgépgyártóknak széles körben felhasználni a repülőgép alkatrészeinek, beleértve az elsődleges szerkezeti alkatrészeket is-mondta Stephane Dion, a Collins Aerospace fejlett szerkezeti egységének alelnöke.

A hőre lágyuló szénszálas kompozitok potenciálisan számos előnyt kínálnak az űrrepülőgépek számára, de a közelmúltig a gyártók nem tudtak alkatrészeket a hőre lágyuló kompozitokból magas áron és olcsó költséggel készíteni.

Az elmúlt öt évben az OEM-ek elkezdték a hőre keményedő anyagokból származó alkatrészek készítését, mivel a szénszálas kompozit rész gyártási tudományának állapotát fejlesztették ki, először a gyanta infúzió és a gyantaátviteli formázási (RTM) technikák alkalmazására a repülőgép alkatrészek előállításához, majd azt követően hőre lágyuló kompozitok alkalmazásához.

A GKN Aerospace nagymértékben befektetett a gyanta-infúziós és RTM technológiájának fejlesztéséhez a nagy repülőgépek szerkezeti alkatrészeinek megfizethetően és magas sebességgel történő előállításához. Max Brown, a GKN Aerospace Horizon 3 Advanced-Technologies kezdeményezésének technológiájának, a GKN most egy 17 méter hosszú, egyrészes kompozit szárnyas spar-t készít, a GKN Aerospace 3-as Horizon 3 Advanced-Technologies kezdeményezéséhez.

Dion szerint az OEM-ek az elmúlt években az elmúlt években a nehéz kompozit gyártási beruházások stratégiai kiadásokat is tartalmaztak a hőre lágyuló alkatrészek nagy volumenű gyártásának lehetővé tétele érdekében.

A hőreformált és a hőre lágyuló anyagok között a legfigyelemreméltóbb különbség abban rejlik, hogy a hőre keményedő anyagokat hidegtárolásban kell tartani, mielőtt alkatrészekké alakulnának, és ha egyszer kialakítják, a hőszigetelt résznek több órán keresztül meg kell vizsgálni az autoklávban. A folyamatok sok energiát és időt igényelnek, és így a hőreformált alkatrészek termelési költségei általában magas maradnak.

A kikeményedés visszafordíthatatlanul megváltoztatja a hőre keményedő kompozit molekuláris szerkezetét, így a rész szilárdságát adja. A technológiai fejlődés jelenlegi szakaszában azonban a kikeményedés az anyag anyagát is alkalmatlanná teszi az elsődleges szerkezeti komponensben való felhasználásra.

A hőre lágyuló anyagok azonban nem igényelnek hideg tárolást vagy sütést, ha alkatrészekké készülnek, Dion szerint. Egy egyszerű rész végső formájába lehet bélyegezni - az Airbus A350 -ben lévő törzskeretekhez tartozó minden zárójel egy hőre lágyuló kompozit rész - vagy egy összetett összetevő közbenső szakaszába.

A hőre lágyuló anyagok különféle módon hegeszthetők, lehetővé téve a komplex, erősen alakú alkatrészek egyszerű alszerkezetekből történő előállítását. A mai indukciós hegesztést elsősorban használják, amely csak lehetővé teszi a sík, állandó vastagságú alkatrészek előállítását, Dion szerint. A Collins azonban kidolgozza a rezgési és súrlódási hegesztési technikákat a hőre lágyuló alkatrészek összekapcsolásához, amely a tanúsítás után azt várja, hogy végül lehetővé teszi, hogy „valóban fejlett komplex szerkezeteket” hozzon létre.

Az a képesség, hogy a hőre lágyuló anyagokat összetett szerkezetek előállításához hegesztsék, lehetővé teszi a gyártók számára, hogy megszabaduljanak a fémcsavaroktól, rögzítőelemektől és zsanéroktól, amelyeket a hőre keményedett alkatrészek megkövetelnek a csatlakozáshoz és a hajtogatáshoz, ezáltal körülbelül 10 % -os súlycsökkentési előnyt teremtenek, a Brown becslések.

A Brown szerint mégis a hőre lágyuló kompozitok jobban kötődnek a fémekhez, mint a hőre keményedő kompozitok. Míg az ipari K + F célja a hőre lágyuló ingatlan gyakorlati alkalmazásainak fejlesztése „korai érettségi technológiai készség szintjén”, ez végül lehetővé teszi, hogy a repülőgépmérnökök olyan alkatrészeket tervezzenek, amelyek hibrid hőre lágyuló és fém integrált struktúrákat tartalmaznak.

Az egyik potenciális alkalmazás például egy darabból álló, könnyű repülőgép-utasülés lehet, amely tartalmazza az összes fém alapú áramkört, amely az utas számára szükséges, amelyet az utas választott ki és ellenőrizni a repülési szórakoztatási lehetőségeit, az ülésvilágítást, a felső ventilátort. , elektronikusan vezérelt ülésfarm, ablak árnyék átlátszatlansága és egyéb funkciók.

Ellentétben a hőre keményedő anyagokkal, amelyeknek meg kell gyógyulniuk a merevség, az erő és az alak előállításához, amelyből az alkatrészekből származnak, a hőre lágyuló kompozit anyagok molekuláris szerkezete nem változik, ha Dion szerint alkatrészekké alakulnak.

Ennek eredményeként a hőre lágyuló anyagok sokkal inkább törésállóak, mint a hőreformált anyagok, miközben hasonló, ha nem erősebb szerkezeti szilárdságot és szilárdságot kínálnak. "Tehát úgy lehet megtervezni, hogy [alkatrészeket] sokkal vékonyabb mérőeszközökhöz" - mondta Dion, azaz a hőre lágyuló alkatrészek kevesebbet súlyoznak, mint az általuk kicserélett hőszigetelt alkatrészek, még a hőre lágyuló alkatrészekből származó további súlycsökkentésektől eltekintve, nem igényelnek fémcsavarokat vagy rögzítőelemeket. -

Az újrahasznosítási hőre lágyuló alkatrészeknek szintén egyszerűbb eljárást kell bizonyítaniuk, mint a hőre keményedő alkatrészek újrahasznosítása. A technológiai jelenlegi állapotban (és egy ideig a következő időre) a hőre keményedő anyagok gyógyításával előállított molekuláris szerkezet visszafordíthatatlan változásai megakadályozzák az újrahasznosított anyagok felhasználását az egyenértékű szilárdságú új részek előállításához.

Az újrahasznosító hőre keményedő alkatrészek magukban foglalják az anyag szénszálak kis hosszúságba történő csiszolását és a rost-és rezin keverék égetését, mielőtt újrafeldolgoznák. Az újrafeldolgozáshoz kapott anyag szerkezetileg gyengébb, mint az újrahasznosított részből készült hőre keményedő anyag, így a hőre keményedő alkatrészek újbóli újrahasznosítása általában „másodlagos szerkezetet tercierré alakít” - mondta Brown.

Másrészt, mivel a hőre lágyuló alkatrészek molekuláris szerkezete nem változik az alkatrészgyártásban és az alkatrészek kialakításában, egyszerűen folyékony formává lehet olvadni, és olyan erős részekké alakíthatók, mint az eredeti példányok, Dion szerint.

A repülőgép -tervezők választhatnak a különféle hőre lágyuló anyagok széles választékából, amelyek közül választhatók az alkatrészek tervezésében és gyártásában. A „elég széles gyanták” áll rendelkezésre, amelyekbe az egydimenziós szénszálas szálak vagy a kétdimenziós szövés beágyazható, különböző anyagtulajdonságokat eredményezve-mondta Dion. „A legizgalmasabb gyanták az alacsony olvadt gyanták”, amelyek viszonylag alacsony hőmérsékleten olvadnak, és így alacsonyabb hőmérsékleten alakíthatók és kialakíthatók.

Dion szerint a különféle hőre lágyuló műsorok eltérő merevségi tulajdonságokat (magas, közepes és alacsony) és az általános minőséget is kínálnak. A legmagasabb minőségű gyanták a leginkább költségeket fizetnek, és a megfizethetőség az Achilles sarkát képviseli a hőre lágyuló anyagokhoz képest, összehasonlítva a hőre keményedő anyagokkal. Általában több, mint a hőszalú, és a repülőgép -gyártóknak figyelembe kell venniük ezt a tényt a költség/haszon tervezési számításuk során - mondta Brown.

Részben ezért a GKN Aerospace és mások továbbra is a legjobban a hőre keményedő anyagokra összpontosítanak, amikor nagy szerkezeti alkatrészeket gyártanak repülőgépek számára. Már széles körben használják a hőre lágyuló anyagokat a kisebb szerkezeti részek, például empennagok, kormányok és spoilerek elkészítéséhez. Hamarosan azonban, amikor a könnyű hőre lágyuló alkatrészek nagy volumenű, olcsó gyártása rutinszerűvé válik, a gyártók sokkal szélesebb körben fogják használni őket-különösen a növekvő Evtol UAM piacon-zárta Dion.

az Ainonline -ból származik