iroyin

Igbẹkẹle gigun lori awọn ohun elo carbon-fiber thermoset fun ṣiṣe awọn ẹya igbekalẹ idapọpọ ti o lagbara pupọ fun ọkọ ofurufu, awọn OEM Aerospace ti n gba kilasi miiran ti awọn ohun elo fiber carbon bi awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ ṣe ileri iṣelọpọ adaṣe adaṣe ti awọn ẹya tuntun ti kii-thermoset ni iwọn giga, idiyele kekere, ati fẹẹrẹfẹ àdánù.

Lakoko ti awọn ohun elo idapọmọra carbon-fiber thermoplastic “ti wa ni ayika igba pipẹ,” laipẹ laipẹ le awọn aṣelọpọ afẹfẹ ṣe akiyesi lilo wọn kaakiri ni ṣiṣe awọn ẹya ọkọ ofurufu, pẹlu awọn paati igbekalẹ akọkọ, Stephane Dion, imọ-ẹrọ vp ni Ẹgbẹ Awọn ọna ilọsiwaju ti Collins Aerospace.

Thermoplastic carbon-fiber composites oyi funni ni OEMs afẹfẹ afẹfẹ ọpọlọpọ awọn anfani lori awọn akojọpọ thermoset, ṣugbọn titi laipẹ awọn aṣelọpọ ko le ṣe awọn apakan lati inu awọn akojọpọ thermoplastic ni awọn oṣuwọn giga ati ni idiyele kekere, o sọ.

Ni ọdun marun sẹhin, awọn OEM ti bẹrẹ lati wo ju ṣiṣe awọn apakan lati awọn ohun elo thermoset bi ipo ti imọ-ẹrọ iṣelọpọ eroja carbon-fiber composite ni idagbasoke, akọkọ lati lo idapo resini ati awọn ilana gbigbe resini (RTM) lati ṣe awọn ẹya ọkọ ofurufu, ati lẹhinna. lati lo awọn akojọpọ thermoplastic.

GKN Aerospace ti ṣe idoko-owo lọpọlọpọ ni idagbasoke idapo resini rẹ ati imọ-ẹrọ RTM fun iṣelọpọ ti awọn paati igbekalẹ ọkọ ofurufu nla ni ifarada ati ni awọn oṣuwọn giga.GKN ni bayi ṣe gigun-mita 17 kan, spar apapọ apa ẹyọkan ni lilo iṣelọpọ idapo resini, ni ibamu si Max Brown, vp ti imọ-ẹrọ fun ipilẹṣẹ awọn imọ-ẹrọ ilọsiwaju ti GKN Aerospace Horizon 3.

Awọn idoko-owo iṣelọpọ-iṣelọpọ eru OEM ni awọn ọdun diẹ sẹhin tun ti pẹlu inawo ni ilana lori awọn agbara idagbasoke lati gba iṣelọpọ iwọn didun giga ti awọn ẹya thermoplastic, ni ibamu si Dion.

Iyatọ ti o ṣe akiyesi julọ laarin thermoset ati awọn ohun elo thermoplastic wa ni otitọ pe awọn ohun elo thermoset gbọdọ wa ni ipamọ ni ibi ipamọ tutu ṣaaju ki o to ṣe apẹrẹ si awọn ẹya, ati ni kete ti o ti ṣe apẹrẹ, apakan thermoset gbọdọ faragba imularada fun awọn wakati pupọ ni autoclave.Awọn ilana naa nilo agbara nla ati akoko, ati nitorinaa awọn idiyele iṣelọpọ ti awọn ẹya thermoset ṣọ lati wa ga.

Itọju-pada ṣe iyipada eto molikula ti akojọpọ thermoset ni aibikita, fifun apakan ni agbara rẹ.Bibẹẹkọ, ni ipele lọwọlọwọ ti idagbasoke imọ-ẹrọ, imularada tun jẹ ki ohun elo ti o wa ni apakan ko yẹ fun atunlo ni paati igbekalẹ akọkọ.

Sibẹsibẹ, awọn ohun elo thermoplastic ko nilo ibi ipamọ tutu tabi yan nigba ti a ṣe si awọn apakan, ni ibamu si Dion.Wọn le jẹ ontẹ sinu apẹrẹ ikẹhin ti apakan ti o rọrun — gbogbo akọmọ fun awọn fireemu fuselage ni Airbus A350 jẹ apakan idapọpọ thermoplastic — tabi sinu ipele agbedemeji ti paati eka diẹ sii.

Awọn ohun elo thermoplastic le jẹ welded papọ ni awọn ọna pupọ, gbigba eka, awọn ẹya apẹrẹ ti o ga julọ lati ṣe lati awọn ẹya-ara ti o rọrun.Loni alurinmorin fifa irọbi jẹ lilo ni akọkọ, eyiti o ngbanilaaye alapin nikan, awọn ẹya sisanra nigbagbogbo lati ṣe lati awọn apakan apakan, ni ibamu si Dion.Bibẹẹkọ, Collins n dagbasoke gbigbọn ati awọn imuposi alurinmorin ija fun didapọ mọ awọn ẹya thermoplastic, eyiti o jẹ ifọwọsi ni kete ti o nireti yoo gba laaye nikẹhin lati gbejade “awọn ẹya eka ti ilọsiwaju gaan,” o sọ.

Agbara lati ṣajọpọ awọn ohun elo thermoplastic lati ṣe awọn ẹya idiju ngbanilaaye awọn aṣelọpọ lati yọkuro pẹlu awọn skru irin, awọn finnifinni, ati awọn mitari ti o nilo nipasẹ awọn ẹya thermoset fun didapọ ati kika, nitorinaa ṣiṣẹda anfani idinku iwuwo ti iwọn 10 ogorun, awọn iṣiro Brown.

Sibẹsibẹ, awọn akojọpọ thermoplastic dara julọ si awọn irin ju awọn akojọpọ thermoset lọ, ni ibamu si Brown.Lakoko ti R&D ile-iṣẹ ti o ni ero lati dagbasoke awọn ohun elo to wulo fun ohun-ini thermoplastic yẹn wa “ni ipele imurasilẹ imọ-ẹrọ ti o tete,” o le bajẹ jẹ ki awọn onimọ-ẹrọ afẹfẹ ṣe apẹrẹ awọn paati ti o ni awọn ẹya arabara thermoplastic-ati-metal integrated.

Ohun elo ti o ni agbara kan le, fun apẹẹrẹ, jẹ nkan kan, ijoko ọkọ oju-ofurufu iwuwo fẹẹrẹ ti o ni gbogbo irin-irin ti o da lori irin ti o nilo fun wiwo ti ero-ọkọ naa lo lati yan ati ṣakoso awọn aṣayan ere idaraya ọkọ ofurufu rẹ, ina ijoko, afẹfẹ ori oke. , Ijoko ijoko ti iṣakoso ẹrọ itanna, opacity iboji window, ati awọn iṣẹ miiran.

Ko dabi awọn ohun elo thermoset, eyiti o nilo imularada lati gbejade lile, agbara, ati apẹrẹ ti o nilo lati awọn apakan eyiti wọn ṣe, awọn ẹya molikula ti awọn ohun elo idapọmọra thermoplastic ko yipada nigbati a ṣe si awọn apakan, ni ibamu si Dion.

Bi abajade, awọn ohun elo thermoplastic jẹ sooro-didaku pupọ diẹ sii lori ipa ju awọn ohun elo thermoset lakoko ti o nfunni ni iru, ti ko ba ni okun sii, lile igbekale ati agbara.“Nitorinaa o le ṣe apẹrẹ [awọn apakan] si awọn wiwọn tinrin pupọ,” Dion sọ, afipamo pe awọn ẹya thermoplastic ṣe iwuwo kere ju eyikeyi awọn ẹya thermoset ti wọn rọpo, paapaa yato si awọn idinku iwuwo afikun ti o waye lati otitọ awọn ẹya thermoplastic ko nilo awọn skru irin tabi awọn ohun mimu. .

Atunlo thermoplastic awọn ẹya yẹ ki o tun fi mule a rọrun ilana ju atunlo thermoset awọn ẹya ara.Ni ipo imọ-ẹrọ lọwọlọwọ (ati fun igba diẹ ti o nbọ), awọn iyipada ti ko ni iyipada ninu eto molikula ti a ṣe nipasẹ mimu awọn ohun elo thermoset ṣe idiwọ lilo ohun elo ti a tunlo lati ṣe awọn ẹya tuntun ti agbara deede.

Atunlo thermoset awọn ẹya pẹlu lilọ soke awọn okun erogba ninu awọn ohun elo sinu kekere gigun ati sisun awọn okun-ati-resini adalu ṣaaju ki o to tunse o.Ohun elo ti a gba fun atunto jẹ alailagbara ti igbekalẹ ju ohun elo thermoset lati eyiti apakan ti a tunlo ṣe ti ṣe, nitorinaa atunlo awọn ẹya thermoset sinu awọn tuntun ni igbagbogbo tan “igbekalẹ Atẹle si ile-ẹkọ giga,” Brown sọ.

Ni apa keji, nitori awọn ẹya molikula ti awọn ẹya thermoplastic ko yipada ninu awọn iṣelọpọ awọn apakan ati awọn ilana isọdọkan, wọn le jiroro ni yo yo sinu fọọmu omi ati tun ṣe sinu awọn apakan bi agbara bi awọn ipilẹṣẹ, ni ibamu si Dion.

Awọn apẹẹrẹ ọkọ ofurufu le yan lati yiyan jakejado ti awọn ohun elo thermoplastic oriṣiriṣi ti o wa lati yan lati inu apẹrẹ ati awọn ẹya iṣelọpọ.“Iwọn resini jakejado lẹwa” wa ninu eyiti awọn filamenti fiber carbon onisẹpo kan tabi awọn weaves onisẹpo meji le ti wa ni ifibọ, ti n ṣe awọn ohun-ini ohun elo oriṣiriṣi, Dion sọ."Awọn resini ti o ni itara julọ ni awọn resini kekere ti o yo," eyi ti o yo ni awọn iwọn otutu ti o kere julọ ati pe o le ṣe apẹrẹ ati ti a ṣe ni awọn iwọn otutu kekere.

Awọn kilasi oriṣiriṣi ti thermoplastics tun funni ni oriṣiriṣi awọn ohun-ini lile (giga, alabọde, ati kekere) ati didara gbogbogbo, ni ibamu si Dion.Awọn resini didara ti o ga julọ jẹ idiyele pupọ julọ, ati ifarada duro fun igigirisẹ Achilles fun thermoplastics ni afiwe pẹlu awọn ohun elo thermoset.Ni deede, wọn jẹ diẹ sii ju awọn thermosets, ati pe awọn aṣelọpọ ọkọ ofurufu gbọdọ gbero otitọ yẹn ni idiyele idiyele / awọn iṣiro apẹrẹ anfani wọn, Brown sọ.

Ni apakan fun idi yẹn, GKN Aerospace ati awọn miiran yoo tẹsiwaju si idojukọ pupọ julọ lori awọn ohun elo thermoset nigba iṣelọpọ awọn ẹya igbekalẹ nla fun ọkọ ofurufu.Wọn ti lo awọn ohun elo thermoplastic ni ibigbogbo ni ṣiṣe awọn ẹya igbekalẹ kekere bii empennages, rudders, ati awọn apanirun.Laipẹ, sibẹsibẹ, nigbati iwọn-giga, iṣelọpọ idiyele kekere ti awọn ẹya thermoplastic iwuwo fẹẹrẹ di iṣẹ ṣiṣe, awọn aṣelọpọ yoo lo wọn lọpọlọpọ lọpọlọpọ — ni pataki ni ọja eVTOL UAM ti n dagba, Dion pari.

wa lati ainonline