Neiegkeeten

Laang ofhängeg vun thermoset Kuelestofffasermaterialien fir ganz staark Komposit strukturell Deeler fir Fligeren ze maachen, Loftfaart OEMs ëmfaassen elo eng aner Klass vu Kuelestofffasermaterialien, well technologesch Fortschrëtter verspriechen automatiséiert Fabrikatioun vun neien net-thermoséierten Deeler mat héije Volumen, niddrege Käschten, an méi hell Gewiicht.

Wärend thermoplastesch Kuelestofffaser-Kompositmaterialien "eng laang Zäit existéieren", konnten d'Aerospace-Fabrikanten eréischt viru kuerzem hir verbreet Notzung bei der Fabrikatioun vu Fligerdeeler betruechten, inklusiv primär strukturell Komponenten, sot de Stephane Dion, Vp Ingenieur bei Collins Aerospace's Advanced Structures Eenheet.

Thermoplastesch Kuelestoff-Faser-Komposite bidden potenziell Loftfaart-OEMs verschidde Virdeeler iwwer thermoset Kompositen, awer bis viru kuerzem konnten d'Fabrikanten keng Deeler aus thermoplastesche Komposite mat héijen Tariffer a mat niddrege Käschten maachen, sot hien.

An de leschte fënnef Joer hunn OEMs ugefaang doriwwer eraus Deeler aus thermoset Materialien ze kucken wéi den Zoustand vun der Kuelestofffaser Composite Deel Fabrikatiounswëssenschaft entwéckelt, fir d'éischt Harsinfusioun an Harztransferformung (RTM) Techniken ze benotzen fir Fligerdeeler ze maachen, an duerno thermoplastesch Kompositen ze benotzen.

GKN Aerospace huet schwéier investéiert an d'Entwécklung vu Harsinfusioun an RTM Technologie fir d'Fabrikatioun vu grousse Fligerstrukturkomponenten bezuelbar a mat héijen Tariffer ze entwéckelen. GKN mécht elo e 17-Meter-laangen, Een-Stéck Komposit Flillek Spar mat Harz Infusioun Fabrikatioun, laut Max Brown, Vp vun Technologie fir GKN Aerospace's Horizon 3 fortgeschratt Technologien Initiative.

OEMs 'schwéier Composite-Fabrikatiounsinvestitiounen an de leschte Joren hunn och strategesch Ausgaben abegraff fir Fäegkeeten z'entwéckelen fir héichvolumen Fabrikatioun vun thermoplasteschen Deeler z'erméiglechen, laut Dion.

De bemierkenswäertsten Ënnerscheed tëscht thermoset an thermoplastesche Materialien läit an der Tatsaach datt thermoset Materialien a Kältelager gehale musse ginn ier se an Deeler geformt ginn, an eemol geformt, muss en thermoset Deel fir vill Stonnen an engem Autoklav ausgehärt ginn. D'Prozesser erfuerderen vill Energie an Zäit, sou datt d'Produktiounskäschte vun thermoset Deeler éischter héich bleiwen.

Curing verännert d'molekulare Struktur vun engem thermoset Komposit irreversibel, wat dem Deel seng Kraaft gëtt. Wéi och ëmmer, an der aktueller Etapp vun der technologescher Entwécklung, mécht d'Aushärung och d'Material am Deel net gëeegent fir nei ze benotzen an engem primäre strukturelle Komponent.

Wéi och ëmmer, thermoplastesch Materialien erfuerderen keng kal Lagerung oder Baken wann se an Deeler gemaach ginn, laut Dion. Si kënnen an d'endgülteg Form vun engem einfachen Deel gestempelt ginn - all Klammer fir de Fuselage Rummen am Airbus A350 ass en thermoplastesche Komposit Deel - oder an eng Zwëschenstadium vun enger méi komplexer Komponent.

Thermoplastesch Materialien kënnen op verschidde Manéiere verschweest ginn, sou datt komplex, héich geformte Deeler aus einfachen Ënnerstrukturen gemaach kënne ginn. Haut gëtt haaptsächlech Induktiounsschweißen benotzt, wat nëmme flaach, konstant Dicke Deeler erlaabt aus Ënnerdeeler ze maachen, laut Dion. Wéi och ëmmer, Collins entwéckelt Schwéngungs- a Reibungsschweißtechnike fir thermoplastesch Deeler ze verbannen, déi eemol zertifizéiert et erwaart datt et schliisslech erlaabt "wierklech fortgeschratt komplex Strukturen ze produzéieren", sot hien.

D'Kapazitéit fir thermoplastesch Materialien zesummen ze verschweißen fir komplex Strukturen ze maachen erlaabt d'Fabrikanten d'Metallschrauwen, Befestigungen an d'Scharnéier ewech ze maachen, déi vun thermoset Deeler erfuerderlech sinn fir ze verbannen an ze klappen, an doduerch e Gewiichtsreduktiounsvirdeel vun ongeféier 10 Prozent ze kreéieren, schätzt Brown.

Wéi och ëmmer, thermoplastesch Komposite verbannen besser mat Metaller wéi thermoset Kompositen, laut Brown. Wärend industriell R&D zielt fir praktesch Uwendungen ze entwéckelen fir dës thermoplastesch Eegeschafte bleift "op engem fréie Reife Technologie Bereetschaftsniveau", et kéint schlussendlech Loftfaartingenieuren Komponenten designen déi hybrid thermoplastesch a metall integréiert Strukturen enthalen.

Eng potenziell Applikatioun kéint zum Beispill e liichte Passagéierpassagéiersitz aus engem Stéck sinn, deen all d'metallbaséiert Circuit enthält, déi néideg ass fir d'Interface, déi vum Passagéier benotzt gëtt fir seng oder hir Inflight Ënnerhalungsoptiounen, Sëtzbeliichtung, Overhead Fan ze wielen an ze kontrolléieren , elektronesch kontrolléiert Sëtz zréck, Fënster Schied Opazitéit, an aner Funktiounen.

Am Géigesaz zu thermoset Materialien, déi Aushärte brauchen fir d'Steifheet, d'Kraaft an d'Form ze produzéieren, déi aus den Deeler erfuerderlech sinn, an déi se gemaach gi sinn, änneren d'molekulare Strukture vun thermoplastesche Kompositmaterialien net wann se an Deeler gemaach ginn, laut Dion.

Als Resultat sinn thermoplastesch Materialien vill méi Fraktur-resistent géint Impakt wéi thermoset Materialien, wärend se ähnlech, wann net méi staark, strukturell Zähegkeet a Kraaft ubidden. "Also Dir kënnt [Deeler] zu vill méi dënnem Gauges designen," sot den Dion, dat heescht thermoplastesch Deeler weien manner wéi all thermoset Deeler déi se ersetzen, och ausser den zousätzleche Gewiichtreduktiounen, déi aus der Tatsaach resultéieren datt thermoplastesch Deeler keng Metallschrauwen oder Befestigungen erfuerderen .

Recycling thermoplastesch Deeler soll och e méi einfache Prozess beweisen wéi Recycling thermoset Deeler. Am aktuellen Zoustand vun der Technologie (a fir eng Zäit ze kommen) verhënneren déi irreversibel Verännerungen an der molekulare Struktur, déi duerch Aushärtung vun thermoset Materialien produzéiert ginn, d'Benotzung vu recycléiertem Material fir nei Deeler vun der gläichwäerteger Kraaft ze maachen.

Recycling thermoset Deeler involvéiert d'Schleifen vun de Kuelestofffasern am Material a kleng Längt an d'Verbrenne vun der Faser-a-Harz-Mëschung ier se nei veraarbecht gëtt. D'Material fir d'Reveraarbechtung kritt ass strukturell méi schwaach wéi dat thermoset Material, aus deem de recycléierten Deel gemaach gouf, sou datt d'Recycling vun thermoset Deeler an neier typesch "eng sekundär Struktur an eng tertiär verwandelt", sot Brown.

Op der anerer Säit, well d'molekulare Strukture vun thermoplasteschen Deeler sech net an den Deeler-Fabrikatioun an Deeler-Verbindungsprozesser änneren, kënne se einfach a flësseg Form geschmollt ginn an an Deeler sou staark wéi d'Originaler veraarbecht ginn, laut Dion.

Fligerdesigner kënnen aus enger grousser Auswiel u verschiddene thermoplastesche Materialien wielen, déi verfügbar sinn fir ze wielen beim Design an der Fabrikatioun vun Deeler. "Eng zimlech breet Palette vun Harze" ass verfügbar an deenen eendimensional Kuelestofffaserfilamenter oder zweedimensional Weben agebaut kënne ginn, déi verschidde Materialeigenschaften produzéieren, sot Dion. "Déi spannendste Harze sinn déi niddreg Schmelzharz", déi bei relativ niddregen Temperaturen schmëlzen an esou bei méi nidderegen Temperaturen geformt a geformt kënne ginn.

Verschidde Klassen vun Thermoplastik bidden och verschidde Steifheitseigenschaften (héich, mëttel a niddereg) an allgemeng Qualitéit, laut Dion. Déi héchst Qualitéit Harze kaschten am meeschten, a Bezuelbarkeet representéiert den Achilles Ferse fir Thermoplastik am Verglach mat thermoset Materialien. Typesch, si kaschten méi wéi thermosets, a Fliger Hiersteller mussen dës Tatsaach betruecht an hire Käschten / Benefice Design Berechnungen, sot Brown.

Deelweis aus deem Grond wäerte GKN Aerospace an anerer weiderhin am meeschten op thermoset Materialien fokusséieren wann se grouss strukturell Deeler fir Fligeren fabrizéieren. Si benotze scho thermoplastesch Materialien wäit fir méi kleng strukturell Deeler wéi Empennages, Rudder a Spoiler ze maachen. Geschwënn awer, wann héich-Volumen, niddereg-Käschte Fabrikatioun vu liicht thermoplasteschen Deeler Routine gëtt, Hiersteller wäerten se vill méi verbreet benotzen-besonnesch am entstanen eVTOL UAM Maart, ofgeschloss Dion.

kommen aus ainonline