warta

Dawa gumantung ing bahan serat karbon termoset kanggo nggawe bagean struktur komposit sing kuwat banget kanggo pesawat, OEM aeroangkasa saiki ngisinake kelas bahan serat karbon liyane amarga kemajuan teknologi janji nggawe otomatis bagean non-termoset anyar kanthi volume dhuwur, biaya murah, lan bobot entheng.

Nalika bahan komposit serat karbon termoplastik "wis suwe banget," mung bubar produsen aeroangkasa bisa nimbang panggunaan sing nyebar kanggo nggawe bagean pesawat, kalebu komponen struktural utami, ujare Stephane Dion, teknik vp ing unit Struktur Lanjut Collins Aerospace.

Komposit serat karbon termoplastik duweni potensi nawakake OEM aeroangkasa sawetara kaluwihan tinimbang komposit termoset, nanging nganti saiki manufaktur ora bisa nggawe bagean saka komposit termoplastik kanthi tarif sing dhuwur lan kanthi rega sing murah, ujare.

Ing limang taun kepungkur, OEMs wis wiwit katon ngluwihi nggawe bagean saka bahan thermoset minangka negara bagean karbon-serat komposit ilmu Manufaktur dikembangaké, pisanan nggunakake infus resin lan resin transfer ngecor (RTM) Techniques kanggo nggawe bagean pesawat, lan banjur. nggunakake komposit termoplastik.

GKN Aerospace wis nandur modhal akeh banget kanggo ngembangake teknologi resin-infus lan RTM kanggo nggawe komponen struktural pesawat gedhe kanthi terjangkau lan kanthi tarif sing dhuwur. GKN saiki nggawe spar sayap komposit kanthi dawane 17 meter kanthi nggunakake manufaktur infus resin, miturut Max Brown, vp teknologi kanggo inisiatif teknologi canggih Horizon 3 GKN Aerospace.

Investasi manufaktur komposit OEM ing sawetara taun kepungkur uga kalebu mbuwang kanthi strategis kanggo ngembangake kemampuan kanggo ngidini manufaktur bagean termoplastik volume dhuwur, miturut Dion.

Bentenane sing paling penting ing antarane bahan termoset lan termoplastik yaiku bahan termoset kudu disimpen ing panyimpenan adhem sadurunge dibentuk dadi bagean, lan yen wis dibentuk, bagean termoset kudu diobati nganti pirang-pirang jam ing autoclave. Proses kasebut mbutuhake energi lan wektu sing akeh, mula biaya produksi bagean thermoset cenderung tetep dhuwur.

Curing ngowahi struktur molekul saka komposit termoset irreversible, menehi bagean sawijining kekuatan. Nanging, ing tahap pangembangan teknologi saiki, curing uga nggawe materi ing bagean kasebut ora cocog kanggo digunakake maneh ing komponen struktural utama.

Nanging, bahan termoplastik ora mbutuhake panyimpenan adhem utawa dipanggang nalika digawe dadi bagean, miturut Dion. Padha bisa dicap menyang wangun final saka bagéyan prasaja-saben krenjang kanggo pigura fuselage ing Airbus A350 minangka bagéan komposit termoplastik-utawa menyang tataran penengah saka komponen luwih rumit.

Bahan termoplastik bisa dilas kanthi macem-macem cara, ngidini bagean sing kompleks lan bentuke digawe saka sub-struktur sing prasaja. Dina iki welding induksi utamané digunakake, kang mung ngidini flat, pancet-kandel bagean digawe saka sub-bagean, miturut Dion. Nanging, Collins ngembangaken teknik welding geter lan gesekan kanggo nggabungake bagean termoplastik, sing sapisan disertifikasi ngarepake bakal ngidini ngasilake "struktur kompleks sing canggih," ujare.

Kemampuan kanggo las bebarengan bahan termoplastik kanggo nggawe struktur Komplek ngidini manufaktur kanggo mbusak ngawut-awut logam, fasteners, lan engsels dibutuhake dening bagean thermoset kanggo gabung lan lempitan, saéngga nggawe keuntungan bobot-reduksi kira-kira 10 persen, Brown ngira.

Nanging, komposit termoplastik luwih apik kanggo logam tinimbang komposit termoset, miturut Brown. Nalika R&D industri ngarahake ngembangake aplikasi praktis kanggo properti termoplastik kasebut tetep "ing tingkat kesiapan teknologi awal," bisa uga bakal ngidini insinyur aeroangkasa ngrancang komponen sing ngemot struktur terintegrasi termoplastik-lan-logam hibrida.

Salah sawijining aplikasi potensial bisa, contone, dadi kursi penumpang pesawat sing entheng lan entheng ngemot kabeh sirkuit adhedhasar logam sing dibutuhake kanggo antarmuka sing digunakake penumpang kanggo milih lan ngontrol pilihan hiburan ing pesawat, lampu jog, kipas overhead. , recline kursi sing dikontrol sacara elektronik, opacity iyub-iyub jendela, lan fungsi liyane.

Ora kaya bahan termoset, sing kudu diobati kanggo ngasilake kaku, kekuatan, lan wujud sing dibutuhake saka bagean sing digawe, struktur molekul bahan komposit termoplastik ora owah nalika digawe dadi bagean, miturut Dion.

Akibaté, bahan termoplastik luwih tahan patah nalika kena pengaruh tinimbang bahan termoset nalika menehi kekuwatan lan kekuatan struktur sing padha, yen ora kuwat. "Dadi sampeyan bisa ngrancang [bagean] menyang ukuran sing luwih tipis," ujare Dion, tegese bagean termoplastik bobote luwih murah tinimbang bagean termoset sing diganti, sanajan ora ana pengurangan bobot tambahan amarga kasunyatane bagean termoplastik ora mbutuhake sekrup utawa pengikat logam. .

Daur ulang bagean termoplastik uga kudu mbuktekake proses sing luwih gampang tinimbang daur ulang bagean termoset. Ing negara teknologi saiki (lan kanggo sawetara wektu teka), owah-owahan irreversible ing struktur molekul diprodhuksi dening ngobati bahan thermoset nyegah nggunakake bahan daur ulang kanggo nggawe bagean anyar saka kekuatan padha.

Daur ulang bagean termoset kalebu nggiling serat karbon ing materi dadi cilik lan ngobong campuran serat-lan-resin sadurunge diproses maneh. Materi sing dipikolehi kanggo diolah maneh sacara struktural luwih lemah tinimbang bahan termoset sing digawe bagean daur ulang, mula daur ulang bagean termoset dadi anyar biasane ngowahi "struktur sekunder dadi tersier," ujare Brown.

Ing sisih liya, amarga struktur molekul bagean termoplastik ora owah ing proses manufaktur bagean lan bagean, mula bisa dilebur dadi cairan lan diproses maneh dadi bagean sing kuwat kaya asline, miturut Dion.

Desainer pesawat bisa milih saka macem-macem bahan termoplastik beda sing kasedhiya kanggo milih saka ngrancang lan manufaktur bagean. "A sawetara cukup sudhut resins" kasedhiya kanggo kang siji-dimensi filamen serat karbon utawa loro-dimensi weaves bisa ditempelake, mrodhuksi sifat materi beda, ngandika Dion. "Resin sing paling nyenengake yaiku resin leleh sing kurang," sing leleh ing suhu sing relatif murah lan bisa dibentuk lan dibentuk ing suhu sing luwih murah.

Kelas termoplastik sing beda-beda uga menehi sifat kaku sing beda (dhuwur, medium, lan kurang) lan kualitas sakabèhé, miturut Dion. Resin kualitas paling larang regane, lan keterjangkauan nggambarake tumit Achilles kanggo termoplastik dibandhingake karo bahan termoset. Biasane, padha biaya luwih saka thermosets, lan manufaktur pesawat kudu nimbang kasunyatan sing ing biaya / petungan desain keuntungan, ngandika Brown.

Kanggo alasan kasebut, GKN Aerospace lan liya-liyane bakal terus fokus ing bahan termoset nalika nggawe bagean struktural gedhe kanggo pesawat. Dheweke wis nggunakake bahan termoplastik kanthi akeh kanggo nggawe bagean struktur sing luwih cilik kayata empennages, rudders, lan spoiler. Nanging, ora suwe, nalika manufaktur komponen termoplastik entheng kanthi volume dhuwur lan murah dadi rutin, pabrikan bakal nggunakake luwih akeh - utamane ing pasar eVTOL UAM sing berkembang, ujare Dion.

teka saka ainonline