balita

Dugay nang nagsalig sa thermoset nga carbon-fiber nga mga materyales para sa paghimo og lig-on kaayong composite structural parts para sa ayroplano, ang aerospace OEMs karon nagsagop sa laing klase sa carbon-fiber nga mga materyales kay ang pag-uswag sa teknolohiya nagsaad og automated nga paghimo sa bag-ong non-thermoset nga mga parte sa taas nga volume, ubos nga gasto, ug mas gaan nga gibug-aton.

Samtang ang mga thermoplastic nga carbon-fiber composite nga mga materyales "naa na sa dugay nga panahon," bag-o lang mahimo nga makonsiderar sa mga tiggama sa aerospace ang ilang kaylap nga paggamit sa paghimo sa mga piyesa sa ayroplano, lakip ang panguna nga mga sangkap sa istruktura, ingon ni Stephane Dion, vp engineering sa Collins Aerospace's Advanced Structures unit.

Ang mga thermoplastic nga carbon-fiber composite mahimo’g magtanyag sa mga aerospace OEM sa daghang mga bentaha kaysa mga komposit nga thermoset, apan hangtod karon ang mga tiggama dili makahimo mga bahin gikan sa mga komposit nga thermoplastic sa taas nga presyo ug sa mubu nga gasto, ingon niya.

Sa miaging lima ka tuig, ang mga OEM nagsugod sa pagtan-aw lapas pa sa paghimo sa mga piyesa gikan sa thermoset nga mga materyales samtang ang kahimtang sa carbon-fiber composite nga bahin sa manufacturing science naugmad, una sa paggamit sa resin infusion ug resin transfer molding (RTM) nga mga teknik sa paghimo sa mga piyesa sa eroplano, ug dayon sa paggamit sa thermoplastic composites.

Ang GKN Aerospace dako nga namuhunan sa pagpalambo sa resin-infusion ug RTM nga teknolohiya alang sa paghimo sa dagkong mga sangkap sa istruktura sa eroplano nga barato ug sa taas nga presyo. Naghimo na karon ang GKN og 17-meter-long, single-piece composite wing spar gamit ang resin infusion manufacturing, sumala ni Max Brown, vp sa teknolohiya para sa GKN Aerospace's Horizon 3 advanced-technologies initiative.

Ang bug-at nga mga pamuhunan sa paggama sa mga OEM sa miaging pipila ka tuig naglakip usab sa estratehikong paggasto sa pagpauswag sa mga kapabilidad aron tugutan ang taas nga volume nga paghimo sa mga bahin nga thermoplastic, sumala ni Dion.

Ang labing talagsaon nga kalainan tali sa thermoset ug thermoplastic nga mga materyales anaa sa kamatuoran nga ang thermoset nga mga materyales kinahanglan ibutang sa bugnaw nga pagtipig sa dili pa maporma ngadto sa mga bahin, ug sa higayon nga maporma, ang usa ka thermoset nga bahin kinahanglan nga moagi sa pag-ayo sa daghang mga oras sa usa ka autoclave. Ang mga proseso nanginahanglan daghang kusog ug oras, ug busa ang gasto sa produksiyon sa mga bahin sa thermoset lagmit nga magpabilin nga taas.

Ang pag-ayo nagbag-o sa molekular nga istruktura sa usa ka thermoset composite nga dili na mabalik, nga naghatag sa bahin sa kusog niini. Bisan pa, sa karon nga yugto sa pag-uswag sa teknolohiya, ang pag-ayo naghimo usab sa materyal sa bahin nga dili angay alang sa paggamit pag-usab sa usa ka panguna nga sangkap sa istruktura.

Bisan pa, ang mga materyal nga thermoplastic wala magkinahanglan og bugnaw nga pagtipig o pagluto kung gihimo nga mga bahin, sumala ni Dion. Mahimo silang ma-stamp sa kataposang porma sa usa ka yanong bahin—matag bracket alang sa fuselage frame sa Airbus A350 kay usa ka thermoplastic composite nga bahin—o ngadto sa intermediate stage sa mas komplikadong component.

Ang mga thermoplastic nga materyales mahimong welded sa lain-laing mga paagi, nga nagtugot sa mga komplikado, kaayo nga porma nga mga bahin nga mahimo gikan sa yano nga mga sub-structure. Karon ang induction welding kasagarang gigamit, nga nagtugot lamang sa mga flat, kanunay nga gibag-on nga mga bahin nga himoon gikan sa mga sub-part, sumala ni Dion. Bisan pa, ang Collins nagpalambo sa vibration ug friction welding techniques alang sa pag-apil sa thermoplastic nga mga bahin, nga sa makausa gi-certify kini gilauman nga sa kadugayan tugotan kini sa paghimo sa "tinuod nga advanced complex structures," siya miingon.

Ang abilidad sa paghiusa sa thermoplastic nga mga materyales aron makahimo og komplikadong mga istruktura nagtugot sa mga tiggama sa pagwagtang sa metal nga mga screw, fasteners, ug mga bisagra nga gikinahanglan sa thermoset nga mga bahin alang sa pagdugtong ug pagpilo, sa ingon makamugna og gibug-aton nga pagkunhod sa benepisyo nga mga 10 porsyento, Brown banabana.

Bisan pa, ang mga thermoplastic composites mas maayo nga magbugkos sa mga metal kaysa sa mga thermoset composites, sumala ni Brown. Samtang ang pang-industriya nga R&D nga gitumong sa pagpalambo sa praktikal nga mga aplikasyon alang sa thermoplastic nga kabtangan nagpabilin nga "sa usa ka sayo nga pagkahamtong nga lebel sa pagkaandam sa teknolohiya," mahimo’g sa kadugayan tugotan ang mga inhenyero sa aerospace nga magdisenyo mga sangkap nga adunay sulud nga hybrid nga thermoplastic-ug-metal nga mga istruktura.

Ang usa ka potensyal nga aplikasyon mahimo, pananglitan, usa ka usa ka piraso, gaan nga lingkoranan sa pasahero sa eroplano nga adunay tanan nga circuitry nga nakabase sa metal nga gikinahanglan alang sa interface nga gigamit sa pasahero aron mapili ug makontrol ang iyang mga kapilian sa kalingawan sa paglupad, suga sa lingkuranan, fan sa ibabaw. , lingkoranan nga kontrolado sa elektroniko nga lingkuranan, opacity sa landong sa bintana, ug uban pang mga gimbuhaton.

Dili sama sa thermoset nga mga materyales, nga nagkinahanglan sa pag-ayo aron makahimo sa katig-a, kalig-on, ug porma nga gikinahanglan gikan sa mga bahin diin sila gihimo, ang mga molekular nga istruktura sa thermoplastic composite nga mga materyales dili mausab kung gihimo nga mga bahin, sumala ni Dion.

Ingon usa ka sangputanan, ang mga materyal nga thermoplastic labi ka makasukol sa pagkabali sa epekto kaysa mga materyal nga thermoset samtang nagtanyag parehas, kung dili mas lig-on, kalig-on sa istruktura ug kusog. "Aron mahimo nimong idisenyo ang [mga bahin] sa labi ka nipis nga mga gauge," ingon ni Dion, nagpasabut nga ang mga bahin sa thermoplastic nga gibug-aton mas gamay kaysa sa bisan unsang mga bahin sa thermoset nga ilang gipuli, bisan pa gawas sa dugang nga pagkunhod sa gibug-aton nga resulta sa kamatuoran nga ang mga bahin sa thermoplastic wala magkinahanglan mga screw o mga fastener. .

Ang pag-recycle sa mga parte sa thermoplastic kinahanglan usab nga pamatud-an nga mas simple nga proseso kaysa pag-recycle sa mga parte sa thermoset. Sa kasamtangan nga kahimtang sa teknolohiya (ug sa umaabot nga panahon), ang dili mabag-o nga mga pagbag-o sa istruktura sa molekula nga gihimo pinaagi sa pag-ayo sa mga materyal nga thermoset nagpugong sa paggamit sa gi-recycle nga materyal aron makahimo bag-ong mga bahin nga parehas nga kusog.

Ang pag-recycle sa mga parte sa thermoset naglakip sa paggaling sa mga carbon fiber sa materyal ngadto sa gagmay nga mga gitas-on ug pagsunog sa fiber-and-resin mixture sa dili pa kini iproseso. Ang materyal nga nakuha para sa reprocessing mas huyang sa istruktura kaysa sa thermoset nga materyal nga gikan diin ang gi-recycle nga bahin gihimo, mao nga ang pag-recycle sa mga bahin sa thermoset ngadto sa mga bag-o kasagarang maghimo sa "usa ka sekondaryang istruktura ngadto sa usa ka tertiary," miingon si Brown.

Sa laing bahin, tungod kay ang mga molekula nga istruktura sa mga thermoplastic nga mga bahin wala magbag-o sa mga proseso sa paghimo sa mga bahin ug pagdugtong sa mga bahin, mahimo ra silang matunaw sa likido nga porma ug maproseso pag-usab sa mga bahin nga ingon ka lig-on sa orihinal, sumala ni Dion.

Ang mga tigdesinyo sa ayroplano makapili gikan sa usa ka halapad nga pagpili sa lainlaing mga materyal nga thermoplastic nga magamit aron mapili sa pagdesinyo ug mga bahin sa paghimo. "Usa ka medyo halapad nga mga resins" anaa diin ang usa ka dimensiyon nga carbon fiber filament o duha ka-dimensional nga mga weaves mahimong ma-embed, nga makahimo og lain-laing mga materyal nga kabtangan, matud ni Dion. "Ang labing kulbahinam nga mga resin mao ang mga low-melt resins," nga matunaw sa medyo ubos nga temperatura ug busa mahimong maporma ug maporma sa mas ubos nga temperatura.

Ang lainlaing klase sa thermoplastics nagtanyag usab lainlaing mga kabtangan sa pagkagahi (taas, medium, ug ubos) ug kinatibuk-ang kalidad, sumala ni Dion. Ang pinakataas nga kalidad nga mga resin ang labing gasto, ug ang affordability nagrepresentar sa Achilles nga tikod alang sa thermoplastics kon itandi sa thermoset nga mga materyales. Kasagaran, sila nagkantidad labaw pa sa mga thermoset, ug ang mga tiggama sa ayroplano kinahanglan nga tagdon kana nga kamatuoran sa ilang mga kalkulasyon sa disenyo sa gasto/kaayohan, miingon si Brown.

Sa usa ka bahin alang niana nga hinungdan, ang GKN Aerospace ug uban pa magpadayon sa pag-focus sa kadaghanan sa mga materyal nga thermoset kung maghimo daghang mga bahin sa istruktura para sa ayroplano. Gigamit na nila ang mga materyal nga thermoplastic sa paghimo sa gagmay nga mga bahin sa istruktura sama sa mga empennages, timon, ug mga spoiler. Sa dili madugay, bisan pa, kung ang taas nga gidaghanon, mubu nga gasto nga paghimo sa gaan nga thermoplastic nga mga bahin mahimong naandan, ang mga tiggama mogamit niini nga labi ka kaylap-ilabi na sa nag-uswag nga merkado sa eVTOL UAM, gitapos ni Dion.

gikan sa ainonline