albisteak

Hegazkinentzako egitura konposatu oso sendoak egiteko karbono-zuntzezko material termoegonkorren arabera aspaldidanik, OEM aeroespazialekoek karbono-zuntzezko materialen beste klase bat hartzen ari dira orain, aurrerapen teknologikoak agintzen baitute termoegonkorrak ez diren pieza berrien fabrikazio automatikoa bolumen handian, kostu txikian eta kostu baxuan. pisu arinagoa.

Karbono-zuntzezko material konposatu termoplastikoak "aspalditik" existitzen diren arren, duela gutxi fabrikatzaile aeroespazialek kontuan izan dezakete hegazkinen piezak egiteko erabilera zabala, egiturazko osagai nagusiak barne, esan zuen Stephane Dionek, Collins Aerospace-ko Egitura Aurreratuen unitateko ingeniaritza zuzendariak.

Karbono-zuntzezko konposite termoplastikoek OEM aeroespazialei hainbat abantaila eskaintzen dizkiete konposite termoegonkorren aldean, baina duela gutxi arte fabrikatzaileek ezin izan zituzten konposite termoplastikoekin piezak egin tasa handietan eta kostu baxuan, esan zuen.

Azken bost urteotan, OEM-ak material termoegonkorrekin piezak egiteaz haratago begiratzen hasi dira karbono-zuntzezko pieza konposatuen fabrikazioaren zientziaren egoera garatu ahala, lehenik eta behin erretxina infusioa eta erretxina transferitzeko moldaketa (RTM) teknikak erabiltzen hegazkinen piezak egiteko, eta gero. konposite termoplastikoak erabiltzeko.

GKN Aerospace-k inbertsio handia egin du erretxina-infusioa eta RTM teknologia garatzen, hegazkinen egiturazko osagai handiak modu merkean eta prezio altuetan fabrikatzeko. GKN-k orain 17 metroko luzera eta pieza bakarreko hegal-esparra konposatua egiten du erretxina infusioaren fabrikazioa erabiliz, Max Brown-ek, GKN Aerospace-ren Horizon 3 teknologia aurreratuen ekimeneko teknologia zuzendariaren arabera.

Dion-en arabera, OEMek konpositeen fabrikazio-inbertsio astunek azken urteotan egin duten inbertsioek estrategikoki gastua ere barne hartu dute pieza termoplastikoen bolumen handiko fabrikazioa ahalbidetzeko gaitasunak garatzeko.

Material termoegonkorren eta termoplastikoen arteko alderik nabarmenena material termoegonkorrak hotzean gorde behar direla piezak moldatu baino lehen, eta behin moldatu ondoren, pieza termoegonkor batek autoklabean ordu askotan ontzea izan behar du. Prozesuek energia eta denbora asko behar dute, eta, beraz, pieza termoegonkorren ekoizpen kostuak altuak izaten jarraitzen dute.

Ontzeak konposite termoegonkor baten egitura molekularra aldatzen du atzeraezin, piezari indarra emanez. Dena den, garapen teknologikoaren egungo fasean, ontzeak ere piezaren materiala desegokia bihurtzen du egiturazko osagai nagusi batean berrerabiltzeko.

Hala ere, material termoplastikoek ez dute hotzean gorde behar edo gozogintzarik behar piezak egiten direnean, Dionen arabera. Pieza sinple baten azken forman zigilatu daitezke (Airbus A350-ko fuselaje-markoen euskarri bakoitza konposite termoplastikozko pieza bat da) edo osagai konplexuago baten tarteko fase batean.

Material termoplastikoak modu ezberdinetan solda daitezke, eta horrela forma handiko pieza konplexuak egin daitezke azpiegitura sinpleetatik. Gaur egun, indukziozko soldadura erabiltzen da batez ere, eta horri esker, lodiera konstanteko pieza lauak baino ez dira azpipiezetatik egitea, Dionen arabera. Hala ere, Collins bibrazio- eta marruskadura-soldadura-teknikak garatzen ari da pieza termoplastikoak batzeko, eta behin ziurtatutakoan "egitura konplexu benetan aurreratuak" ekoizteko aukera emango duela espero du.

Egitura konplexuak egiteko material termoplastikoak elkarrekin soldatzeko gaitasunari esker, fabrikatzaileek pieza termoegonkorrak lotzeko eta tolesteko behar dituzten metalezko torlojuak, finkagailuak eta bisagrak kentzea ahalbidetzen du, eta, ondorioz, ehuneko 10eko pisua murrizteko abantaila sortzen du Brownek kalkulatu duenez.

Hala ere, konposite termoplastikoek metalekin hobeto lotzen dituzte konposite termoegonkorrak baino, Brownen arabera. Propietate termoplastiko horren aplikazio praktikoak garatzea helburu duen I+G industriala "heldutasun goiztiarreko teknologiarako prest dagoen mailan" jarraitzen duen arren, azkenean ingeniari aeroespazialei termoplastiko eta metalezko egitura integratuak dituzten osagaiak diseinatzen utzi diezaieke.

Aplikazio potentzial bat, adibidez, pieza bakarreko bidaiarientzako eserleku arin bat izan daiteke, bidaiariak bere hegaldiko entretenimendu aukerak, eserlekuen argiztapena, goialdeko haizagailuak hautatzeko eta kontrolatzeko erabiltzen duen interfazerako behar den metalezko zirkuitu guztiak dituena. , elektronikoki kontrolatutako eserlekuaren etzanda, leihoen itzalaren opakutasuna eta beste funtzio batzuk.

Material termoegonkorrak ez bezala, zeinak sendatu behar baitute egiten diren piezen zurruntasuna, indarra eta forma sortzeko, material konposatu termoplastikoen egitura molekularrak ez dira aldatzen piezak egiten direnean, Dionen arabera.

Ondorioz, material termoplastikoek inpaktuan askoz ere erresistenteagoak dira material termoegonkorrak baino, egiturazko gogortasun eta erresistentzia antzekoa, sendoagoa ez bada ere. "Beraz, [piezak] neurri askoz meheagoetara diseina ditzakezu", esan zuen Dionek, hots, pieza termoplastikoek ordezkatzen dituzten pieza termoegonkorrak baino gutxiago pisatzen dute, nahiz eta pieza termoplastikoek metalezko torloju edo finkagailurik behar ez duten pisu murrizketez gain. .

Pieza termoplastikoak birziklatzeak pieza termoegonkorrak birziklatzea baino prozesu sinpleagoa dela frogatu beharko luke. Teknologiaren egungo egoeran (eta denbora pixka bat), material termoegonkorrak ontzean sortutako egitura molekularraren aldaketa atzeraezinek material birziklatua erabiltzea eragozten dute indar baliokideko pieza berriak egiteko.

Pieza termoegonkorrak birziklatzeak materialaren karbono-zuntzak luzera txikietan xehatu eta zuntz eta erretxina nahasketa birprozesatu aurretik erretzea dakar. Birprozesatzeko lortutako materiala egituraz ahulagoa da pieza birziklatua egin den material termoegonkorra baino, beraz, pieza termoegonkorrak berrietara birziklatzeak normalean "bigarren mailako egitura bat tertziario bihurtzen du", esan du Brownek.

Bestalde, pieza termoplastikoen egitura molekularrak ez direnez aldatzen piezak fabrikatzeko eta piezak batzeko prozesuetan, besterik gabe, likido moduan urtu eta jatorrizkoak bezain sendo diren zatietan birprozesatu daitezke, Dionen arabera.

Hegazkinen diseinatzaileek material termoplastiko ezberdinen aukera zabala aukera dezakete piezak diseinatzeko eta fabrikatzeko aukeran. "Erretxin sorta nahiko zabala" eskuragarri dago eta bertan dimentsio bakarreko karbono-zuntz harizpiak edo bi dimentsioko ehunak txertatu daitezke, materialaren propietate desberdinak sortuz, esan du Dionek. "Erretxin zirraragarrienak urtze baxuko erretxinak dira", tenperatura nahiko baxuetan urtzen direnak eta, beraz, tenperatura baxuagoetan moldatu eta eratu daitezkeenak.

Termoplastikoen klase ezberdinek zurruntasun propietate desberdinak (altuak, ertainak eta baxuak) eta kalitate orokorra ere eskaintzen dituzte Dionen arabera. Kalitate goreneko erretxinek kostatzen dute gehien, eta merkean egoteak termoplastikoentzako Akilesen orpoa adierazten du material termoegonkorrekin alderatuta. Normalean, termoegonkorrak baino gehiago kostatzen dira, eta hegazkinen fabrikatzaileek hori kontuan hartu behar dute kostu/onura diseinuaren kalkuluetan, esan du Brownek.

Neurri batean, arrazoi horregatik, GKN Aerospace eta beste batzuek material termoegonkorretara bideratzen jarraituko dute hegazkinentzako egiturazko pieza handiak fabrikatzen dituztenean. Dagoeneko material termoplastikoak asko erabiltzen dituzte egitura-zati txikiagoak egiteko, hala nola enpennageak, lemak eta spoiler-ak. Laster, ordea, pieza termoplastiko arinen bolumen handiko eta kostu baxuko fabrikazioa errutina bihurtzen denean, fabrikatzaileek askoz gehiago erabiliko dituzte, batez ere eVTOL UAM merkatuan gora egiten ari den merkatuan, ondorioztatu du Dionek.

ainonlinetik etorri