naidheachdan

Le fada an urra ri stuthan carbon-fiber thermoset airson a bhith a’ dèanamh phàirtean structarail làidir làidir airson itealain, tha OEMan aerospace a-nis a’ gabhail ri clas eile de stuthan carbon-fiber leis gu bheil adhartasan teicneòlais a’ gealltainn saothrachadh fèin-ghluasadach de phàirtean ùra neo-thermoset aig ìre àrd, cosgais ìosal, agus cuideam nas aotroime.

Fhad ‘s a tha stuthan co-dhèanta thermoplastic carbon-fiber“ air a bhith timcheall airson ùine mhòr, ”dìreach o chionn ghoirid b’ urrainn do luchd-saothrachaidh aerospace beachdachadh air an cleachdadh farsaing ann a bhith a ’dèanamh phàirtean itealain, a’ toirt a-steach prìomh phàirtean structarail, thuirt Stephane Dion, vp innleadaireachd aig aonad Structaran Adhartach Collins Aerospace.

Dh’ fhaodadh companaidhean teirmeach-carbon-fiber thermoplastic grunn bhuannachdan a thabhann do OEMan aerospace thairis air companaidhean thermoset, ach gu o chionn ghoirid cha b’ urrainn do luchd-saothrachaidh pàirtean a dhèanamh a-mach à todhar thermoplastic aig ìrean àrda agus aig cosgais ìosal, thuirt e.

Anns na còig bliadhna a dh’ fhalbh, tha OEMn air tòiseachadh a’ coimhead nas fhaide na bhith a’ dèanamh phàirtean bho stuthan thermoset mar a chaidh staid saidheans saothrachadh pàirtean co-dhèanta carbon-fiber a leasachadh, an-toiseach a bhith a’ cleachdadh dòighean infusion resin agus molltair gluasad roisinn (RTM) gus pàirtean itealain a dhèanamh, agus an uairsin gus co-phàirtean thermoplastic a chleachdadh.

Tha GKN Aerospace air tasgadh mòr a dhèanamh ann a bhith a’ leasachadh a theicneòlas roisinn-fhilleadh agus RTM airson a bhith a’ dèanamh cho-phàirtean structarail itealain mòra aig prìs reusanta agus aig ìrean àrda. Tha GKN a-nis a’ dèanamh spar sgiath aon-phìos aon-phìos 17-meatair a dh’ fhaid a’ cleachdadh saothrachadh in-fhilleadh roisinn, a rèir Max Brown, vp de theicneòlas airson iomairt teicneòlasan adhartach Horizon 3 aig GKN Aerospace.

A rèir Dion, tha tasgaidhean trom saothrachadh co-dhèanta OEMn anns na beagan bhliadhnaichean a dh’ fhalbh cuideachd air a bhith a ’toirt a-steach caitheamh ro-innleachdail air leasachadh comasan gus leigeil le saothrachadh àrd de phàirtean thermoplastic.

Is e an eadar-dhealachadh as sònraichte eadar stuthan thermoset agus thermoplastic gum feumar stuthan thermoset a chumail ann an stòradh fuar mus tèid an cumadh ann am pàirtean, agus aon uair ‘s gu bheil iad air an cumadh, feumaidh pàirt thermoset a bhith air a leigheas airson grunn uairean a thìde ann an autoclave. Feumaidh na pròiseasan tòrr lùth agus ùine, agus mar sin tha cosgaisean cinneasachaidh pàirtean thermoset buailteach a bhith àrd.

Bidh leigheas ag atharrachadh structar moileciuil an thermoset companach gu neo-atharrachail, a’ toirt neart don phàirt. Ach, aig an ìre làithreach de leasachadh teicneòlach, tha leigheas cuideachd a 'fàgail an stuth sa phàirt mì-fhreagarrach airson ath-chleachdadh ann am prìomh phàirt structarail.

Ach, chan fheum stuthan thermoplastic stòradh fuar no bèicearachd nuair a thèid an dèanamh nam pàirtean, a rèir Dion. Faodar an stampadh a-steach don chumadh deireannach de phàirt shìmplidh - tha a h-uile camag airson na frèamaichean fuselage anns an Airbus A350 na phàirt co-dhèanta thermoplastic - no gu ìre eadar-mheadhanach de phàirt nas iom-fhillte.

Faodar stuthan thermoplastic a thàthadh còmhla ann an diofar dhòighean, a 'leigeil le pàirtean iom-fhillte, làn chumadh a bhith air an dèanamh bho fo-structaran sìmplidh. An-diugh thathas a’ cleachdadh tàthadh inntrigidh sa mhòr-chuid, a leigeas le pàirtean rèidh, tiugh a dhèanamh a-mhàin bho fo-phàirtean, a rèir Dion. Ach, tha Collins a’ leasachadh dhòighean tàthaidh crathaidh is brisidh airson a dhol còmhla ri pàirtean thermoplastic, a bha aon uair air a dhearbhadh gu bheil e an dùil a leigeas leis mu dheireadh “structaran iom-fhillte fìor adhartach a thoirt gu buil,” thuirt e.

Tha an comas stuthan thermoplastic a thàthadh còmhla gus structaran iom-fhillte a dhèanamh a’ leigeil le luchd-saothrachaidh cuir air falbh leis na sgriothan meatailt, fasteners, agus lùdagan a dh’ fheumas pàirtean thermoset airson a dhol còmhla agus pasgadh, agus mar sin a’ cruthachadh buannachd lughdachadh cuideam timcheall air 10 sa cheud, tha Brown a’ meas.

Ach, tha co-phàirtean thermoplastic a 'ceangal nas fheàrr ri meatailtean na tha coimeasgaidhean thermoset, a rèir Brown. Fhad ‘s a tha R&D gnìomhachais ag amas air a bhith a’ leasachadh thagraidhean practaigeach airson an togalach thermoplastic sin fhathast “aig ìre ullachaidh teicneòlais tràth-aibidh,” dh’ fhaodadh e leigeil le innleadairean itealain co-phàirtean a dhealbhadh anns a bheil structaran aonaichte thermoplastic-is-meatailt hybrid.

Dh’ fhaodadh aon iarrtas a dh’ fhaodadh a bhith ann, mar eisimpleir, suidheachan neach-siubhail aon-phìos, aotrom anns a bheil a h-uile cuairt stèidhichte air meatailt a dh’ fheumar airson an eadar-aghaidh a bhios an neach-siubhail a ’cleachdadh gus na roghainnean dibhearsain itealaich aige, solais suidheachain, neach-leantainn os cionn a thaghadh agus a smachdachadh. , ath-chuairteachadh suidheachain fo smachd dealanach, neo-sheasmhachd sgàil uinneig, agus gnìomhan eile.

Eu-coltach ri stuthan thermoset, a dh’ fheumas leigheas gus an stiffness, neart agus cumadh a tha a dhìth a thoirt gu buil bho na pàirtean anns am bi iad air an dèanamh, cha bhith structaran moileciuil stuthan co-dhèanta thermoplastic ag atharrachadh nuair a thèid an dèanamh nam pàirtean, a rèir Dion.

Mar thoradh air an sin, tha stuthan thermoplastic fada nas seasmhaiche ri briseadh air buaidh na stuthan thermoset fhad ‘s a tha iad a’ tabhann cruas agus neart structarail coltach ris, mura h-eil e nas làidire. “Mar sin faodaidh tu [pàirtean] a dhealbhadh gu gasaichean tòrr nas taine," thuirt Dion, a’ ciallachadh gu bheil pàirtean thermoplastic nas lugha na pàirtean thermoset sam bith a thèid an cur nan àite, eadhon a bharrachd air na lùghdachaidhean cuideam a bharrachd a thig bhon fhìrinn nach fheum pàirtean thermoplastic sgriothan meatailt no fasteners. .

Bu chòir ath-chuairteachadh pàirtean thermoplastic cuideachd a bhith na phròiseas nas sìmplidh na bhith ag ath-chuairteachadh pàirtean thermoset. Aig an ìre teicneòlais a th’ ann an-dràsta (agus airson beagan ùine ri thighinn), tha na h-atharrachaidhean do-atharrachail ann an structar moileciuil air an toirt gu buil le bhith a’ leigheas stuthan thermoset a’ cur casg air cleachdadh stuthan ath-chuartaichte gus pàirtean ùra de neart co-ionann a dhèanamh.

Tha ath-chuairteachadh pàirtean thermoset a’ toirt a-steach a bhith a’ bleith na freumhagan gualain anns an stuth gu pìosan beaga agus a’ losgadh am measgachadh snàithleach-is-reasain mus tèid ath-ghiollachdachadh. Tha an stuth a gheibhear airson ath-ghiollachdadh nas laige gu structarail na an stuth thermoset às an deach am pàirt ath-chuartaichte a dhèanamh, agus mar sin bidh ath-chuairteachadh pàirtean thermoset gu feadhainn ùra mar as trice a’ tionndadh “structar àrd-sgoile gu bhith na treas ìre,” thuirt Brown.

Air an làimh eile, leis nach eil structaran moileciuil nam pàirtean thermoplastic ag atharrachadh anns na pròiseasan cinneasachaidh phàirtean agus ceangal phàirtean, faodaidh iad dìreach a bhith air an leaghadh sìos gu cruth lionn agus air an ath-ghiollachdadh gu pàirtean cho làidir ris an fheadhainn thùsail, a rèir Dion.

Faodaidh dealbhadairean itealain taghadh bho taghadh farsaing de dhiofar stuthan thermoplastic a tha rim faighinn airson taghadh ann an dealbhadh agus saothrachadh phàirtean. Tha “raon gu math farsaing de resins” ri fhaighinn anns an urrainnear filamentan fiber carbon aon-thaobhach no fighe dà-thaobhach a thoirt a-steach, a ’toirt a-mach feartan stuthan eadar-dhealaichte, thuirt Dion. “Is e na resins as inntinniche na resins le leaghadh ìosal,” a bhios a ’leaghadh aig teòthachd an ìre mhath ìosal agus mar sin faodar an cumadh agus an cruthachadh aig teòthachd nas ìsle.

Bidh diofar chlasaichean de thermoplastics cuideachd a’ tabhann diofar fheartan stiffness (àrd, meadhanach agus ìosal) agus càileachd iomlan, a rèir Dion. Is e na resins den chàileachd as àirde a chosgas as motha, agus tha prìs ruigsinneach a’ riochdachadh sàilean Achilles airson thermoplastics an taca ri stuthan thermoset. Mar as trice, bidh iad a’ cosg barrachd na thermosets, agus feumaidh luchd-saothrachaidh phlèanaichean beachdachadh air an fhìrinn sin anns an àireamhachadh dealbhaidh cosgais / buannachd aca, thuirt Brown.

Gu ìre air an adhbhar sin, cumaidh GKN Aerospace agus feadhainn eile a’ cuimseachadh gu sònraichte air stuthan thermoset nuair a bhios iad a’ saothrachadh pàirtean structarail mòra airson itealain. Bidh iad mu thràth a’ cleachdadh stuthan thermoplastic gu farsaing ann a bhith a’ dèanamh phàirtean structarail nas lugha leithid empennages, stiùirean, agus millers. A dh’ aithghearr, ge-tà, nuair a thig saothrachadh àrd-ìre, cosgais ìosal de phàirtean thermoplastic aotrom gu bhith àbhaisteach, cleachdaidh luchd-saothrachaidh iad tòrr nas fharsainge - gu sònraichte ann am margaidh adhartach eVTOL UAM, cho-dhùin Dion.

thig bho ainonline