Trí théip braidáilte, rómhúnlú agus glasáil fhoirm a chomhcheangal, táirgeann hearóin seafta tiomána fearas aon-phíosa ard-chasmhóiminte mar thaispeántóir do raon leathan feidhmchlár.
seafta tiomántáin ilchodach aonadaithe.Úsáideann Herone téipeanna réamhullmhaithe ilchodacha teirmeaplaisteacha braidithe mar réamhfhoirmeacha do phróiseas a chomhdhlúthaíonn an laminate driveshaft agus a overmolds gnéithe feidhmiúla cosúil le giaranna, ag táirgeadh struchtúir aonadaithe a laghdaíonn meáchan, comhaireamh páirteach, am cóimeála agus costas.Foinse do gach íomhá |banlaoch
Éilíonn na réamh-mheastacháin reatha go ndéanfaí an cabhlach aerárthach tráchtála a dhúbailt sna 20 bliain atá romhainn.Chun freastal air seo, athraíonn rátaí táirgeachta in 2019 do scairdlínéirí leathanchoirp atá dian ar chomhchodanna ó 10 go 14 in aghaidh na míosa in aghaidh an OEM, agus tá rampaí go 60 in aghaidh na míosa in aghaidh an OEM ag comhlachtaí cúnga cheana féin.Tá Airbus ag obair go sonrach le soláthraithe chun páirteanna réamhullmhaithe traidisiúnta ach atá dian ó thaobh ama de ar an A320 a aistriú go páirteanna a dhéantar trí phróisis ama timthriallta 20 nóiméad níos tapúla ar nós múnlú aistrithe roisín ardbhrú (HP-RTM), rud a chabhraíonn le cuid. buaileann soláthraithe le brú breise i dtreo 100 aerárthach in aghaidh na míosa.Idir an dá linn, tá an margadh um shoghluaisteacht agus iompar aeir uirbeach atá ag teacht chun cinn ag tuar go mbeidh gá le 3,000 aerárthach éirí de thalamh agus tuirlingthe ingearach (EVTOL) in aghaidh na bliana (250 in aghaidh na míosa).
“Tá teicneolaíochtaí táirgthe uathoibrithe ag teastáil ón tionscal le hamanna timthrialla giorraithe a cheadaíonn feidhmeanna a chomhtháthú, a thairgeann comhdhúile teirmeaplaisteacha,” a deir Daniel Barfuss, comhbhunaitheoir agus comhpháirtí bainistíochta hearóin (Dresden, an Ghearmáin), cuideachta teicneolaíochta cumaisc agus déantúsaíocht páirteanna. gnólacht a úsáideann ábhair maitrís teirmeaplaisteacha ardfheidhmíochta ó polyphenylenesulfide (PPS) go polyetherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK) agus polyaryletherketone (PAEK).“Is é an príomhchuspóir atá againn ná ardfheidhmíocht na gcomhchodanna teirmeaplaisteacha (TPCanna) a chomhcheangal le costas níos ísle, chun páirteanna oiriúnaithe a chumasú d’éagsúlacht níos leithne d’fheidhmchláir déantúsaíochta srathach agus d’fheidhmchláir nua,” a deir an Dr. Christian Garthaus, an dara comhbhunaitheoir agus lucht bainistíochta an laoch. comhpháirtí.
Chun é seo a bhaint amach, tá cur chuige nua forbartha ag an gcuideachta, ag tosú le téipeanna snáithíní leanúnacha atá líonta go hiomlán, ag bráil na téipeanna seo chun preform log “organoTube” a chruthú agus ag comhdhlúthú na n-orgánTubes i bpróifílí le tras-ailt agus cruthanna athraitheacha.I gcéim próisis ina dhiaidh sin, úsáideann sé weldability agus thermoformability TPCs chun gnéithe feidhmiúla ar nós giaranna ilchodacha a chomhtháthú le seaftaí tiomána, feisteas deiridh ar phíobáin, nó eilimintí aistrithe ualaigh isteach i dteanna teannas-comhbhrú.Deir Barfuss go bhfuil an rogha ann próiseas múnlaithe hibrideach a úsáid — arna fhorbairt ag an soláthróir maitrís céatóin Victrex (Cleveleys, Lancashire, UK) agus soláthraí páirteanna Tri-Mack (Bristol, RI, SAM) — a úsáideann téip PAEK teocht leá níos ísle do na próifílí agus PEEK don rómhúnlú, rud a chumasaíonn ábhar comhleáite, singil trasna an cheangail (féach “Leathnaíonn Overmolding raon PEEK i gcomhchodanna”).“Cumasaíonn ár n-oiriúnú foirm-glasú céimseata freisin,” a deir sé, “a tháirgeann struchtúir chomhtháite atá in ann ualaí níos airde fós a sheasamh.”
Tosaíonn an próiseas hearóin le téipeanna teirmeaplaisteacha atá treisithe go hiomlán le snáithín carbóin atá braided isteach i orgánoTubes agus comhdhlúite.“Thosaigh muid ag obair leis na organoTubes seo 10 mbliana ó shin, ag forbairt píopaí hiodrálacha ilchodacha don eitlíocht,” a deir Garthaus.Míníonn sé, toisc nach bhfuil an geoiméadracht chéanna ag aon dá phíobán hiodrálacha aerárthaigh, go mbeadh múnla ag teastáil le haghaidh gach ceann acu, ag baint úsáide as an teicneolaíocht atá ann cheana féin.“Bhí píopa ag teastáil uainn a d'fhéadfaí a iar-phróiseáil chun céimseata an phíobáin aonair a bhaint amach.Mar sin, ba é an smaoineamh próifílí ilchodacha leanúnacha a dhéanamh agus ansin CNC iad a lúbadh isteach sna céimseataí inmhianaithe.”
Fíor 2 Soláthraíonn téipeanna prepreg braidithe réamhfhoirmeacha de chruth glan ar a dtugtar organoTubes do phróiseas foirmithe insteallta na hearóin agus cuireann siad ar chumas cruthanna éagsúla a tháirgeadh.
Fuaimeann sé seo cosúil leis an méid atá á dhéanamh ag Sigma Precision Components (Hinckley, RA) (féach “Aer-innill a fhuascailt le píopaí ilchodacha”) lena gléasta snáithíní carbóin/PEEK.“Tá siad ag féachaint ar pháirteanna cosúla ach úsáideann siad modh comhdhlúthaithe difriúil,” a mhíníonn Garthaus.“Lenár gcur chuige, feicimid go bhfuil féidearthacht ann d’fheidhmíocht mhéadaithe, ar nós porosity níos lú ná 2% do struchtúir aeraspáis.”
Ph.D.Scrúdaíodh obair tráchtais ag an ILK trí úsáid a bhaint as pultrusion ilchodach teirmeaplaisteach leanúnach (TPC) chun feadáin braidithe a tháirgeadh, rud a d'eascair próiseas déantúsaíochta leanúnach paitinnithe le haghaidh feadáin agus próifílí TPC.Mar sin féin, go dtí seo, roghnaigh Herone oibriú le soláthraithe eitlíochta agus custaiméirí ag baint úsáide as próiseas múnlaithe neamhleanúnach.“Tugann sé seo an tsaoirse dúinn na cruthanna éagsúla go léir a dhéanamh, lena n-áirítear próifílí cuartha agus iad siúd a bhfuil trasghearradh éagsúil acu, chomh maith le paistí áitiúla agus sraitheanna titim a chur i bhfeidhm,” a mhíníonn sé.“Táimid ag obair chun an próiseas a uathoibriú chun paistí áitiúla a chomhtháthú agus ansin iad a chomhdhlúthú leis an bpróifíl ilchodach.Go bunúsach, gach rud is féidir leat a dhéanamh le laminates cothrom agus sliogáin, is féidir linn a dhéanamh le haghaidh feadáin agus próifílí."
Bhí déanamh na próifílí log TPC seo ar cheann de na dúshláin is deacra, a deir Garthaus.“Ní féidir leat foirmiú stampa nó buillemhúnlú a úsáid le lamhnán silicone;mar sin, bhí orainn próiseas nua a fhorbairt.”Ach cuireann an próiseas seo ar chumas páirteanna feadán agus seafta-bhunaithe an-ardfheidhmíochta agus in oiriúint, tugann sé faoi deara.Chuir sé ar chumas freisin úsáid a bhaint as an múnlú hibrideach a d'fhorbair Victrex, áit a bhfuil teocht leá níos ísle PAEK ró-mhúnlaithe le PEEK, ag comhdhlúthú an orgánailbhileog agus múnlú insteallta in aon chéim amháin.
Gné shuntasach eile a bhaineann le húsáid réamhfhoirmeacha téip braidáilte organoTube ná gur fíorbheagán dramhaíola a tháirgeann siad.“Le braiding, tá níos lú ná 2% dramhaíola againn, agus toisc gur téip TPC é, is féidir linn an méid beag dramhaíola seo a úsáid ar ais sa rómhúnlú chun an ráta úsáide ábhar a fháil suas le 100%,” a leagann Garthaus béim.
Chuir Barfuss agus Garthaus tús lena gcuid oibre forbartha mar thaighdeoirí san Institiúid Innealtóireachta Éadroma agus Teicneolaíocht Pholaiméir (ILK) ag TU Dresden.“Tá sé seo ar cheann de na hinstitiúidí Eorpacha is mó maidir le cumaisc agus dearaí éadroma hibrideacha,” a nótáil Barfuss.D’oibrigh sé féin agus Garthaus ann ar feadh beagnach 10 mbliana ar roinnt forbairtí, lena n-áirítear pultrusion leanúnach TPC agus cineálacha éagsúla comhcheangail.Sa deireadh rinneadh an obair sin a dhriogadh isteach mar theicneolaíocht próisis TPC na hearóin anois.
“Chuireamar isteach ansin ar chlár EXIST na Gearmáine, atá dírithe ar theicneolaíocht den sórt sin a aistriú chuig an tionscal agus a mhaoiníonn 40-60 tionscadal gach bliain i raon leathan réimsí taighde,” a deir Barfuss.“Fuaireamar maoiniú do threalamh caipitil, ceathrar fostaithe agus infheistíocht don chéad chéim eile den mhéadú.”Chruthaigh siad banlaoch i mBealtaine 2018 tar éis dóibh a bheith ar taispeáint ag JEC World.
Faoi JEC World 2019, bhí raon de chodanna taispeána curtha ar fáil ag hearóin, lena n-áirítear seafta tiomána fearas éadrom, ard-chasmhóiminte, comhtháite, nó giarbhosca.“Úsáidimid organoTube snáithín carbóin/téip PAEK braidáilte ag na huillinneacha a éilíonn an chuid agus comhdhlúthaimid é sin i bhfeadán,” a mhíníonn Barfuss.“Déanaimid an feadán a réamhthéamh ansin ag 200°C agus é a rómhúnlú le gléas a dhéantar trí PEEK gearr-threisithe le snáithín carbóin a instealladh ag 380°C.”Múnlaíodh an rómhúnlú ag baint úsáide as Moldflow Insight ó Autodesk (San Rafael, Calif., SAM).Optamaíodh am líonadh múnla go 40.5 soicind agus baineadh úsáid as meaisín múnlaithe insteallta ALLROUNDER Arburg (Lossburg, an Ghearmáin).
Ní hamháin go laghdaíonn an overmolding seo costais tionóil, céimeanna déantúsaíochta agus loighistic, ach feabhsaíonn sé feidhmíocht freisin.Mar gheall ar an difríocht de 40 ° C idir teocht leá an tseafta PAEK agus an trealamh PEEK overmolded, is féidir leá-nascadh comhtháite a dhéanamh idir an dá cheann ag an leibhéal móilíneach.Baintear an dara cineál meicníochta ceangail, glasáil fhoirm amach, trí úsáid a bhaint as an mbrú insteallta chun an seafta a theirmformáil go comhuaineach le linn rómhúnlaithe chun comhrian glasála foirme a chruthú.Is féidir é seo a fheiceáil i bhFíor 1 thíos mar “fhoirmiú insteallta”.Cruthaíonn sé imlíne rocach nó sinusóideach ina nasctar an giar i gcoinne trasghearradh ciorclach mín, rud a mbíonn foirm ghlas geoiméadrach mar thoradh air.Cuireann sé seo níos mó le neart an giairseafta comhtháite, mar a léiríodh sa tástáil (féach an graf ag bun ar dheis). Fíor.1. Arna fhorbairt i gcomhar le Victrex agus ILK, úsáideann hearóin brú insteallta le linn rómhúnlú chun comhrian glasála foirme a chruthú sa giarbhosca comhtháite (barr). Ligeann an próiseas foirmithe insteallta seo an giarbhosca comhtháite le glasáil fhoirm (cuar glas ar an ngraf) chun coinnigh chasmhóimint níos airde vs. seafta tiomána rómhúnlaithe gan glasáil foirmeacha (cuar dubh ar an ngraf).
“Tá leá-nascáil chomhtháite á bhaint amach ag go leor daoine le linn rómhúnlú,” a deir Garthaus, “agus tá daoine eile ag baint úsáide as glasáil fhoirm i gcomhchodanna, ach is é an eochair atá ann ná an dá cheann a chomhcheangal i bpróiseas uathoibrithe amháin.”Míníonn sé, le haghaidh na dtorthaí tástála i bhFíor 1, go ndearnadh an seafta agus imlíne iomlán an fhearais a chlampáil ar leithligh, agus iad a rothlú ansin chun luchtú lomadh a spreagadh.Tá an chéad teip ar an ngraf marcáilte le ciorcal lena chur in iúl gur le haghaidh giar PEEK rómhúnlaithe é gan glasú foirme.Tá an dara teip marcáilte le ciorcal rocach atá cosúil le réalta, rud a thugann le fios go bhfuil tástáil ar fhearas rómhúnlaithe le glasú foirme.“Sa chás seo, tá ceangal comhleanúnach agus foirm-ghlas agat araon,” a deir Garthaus, “agus faigheann tú méadú beagnach 44% ar an ualach chasmhóiminte.”Is é an dúshlán atá ann anois, a deir sé, ná an fhoirm-ghlasáil a fháil le dul i mbun ualach níos luaithe chun an chasmhóimint a bheidh ag an seafta seo a láimhseáil sula dteipfidh air a mhéadú tuilleadh.
Pointe tábhachtach maidir leis an bhfoirm-ghlasáil chomhrianach a bhaineann an hearóin amach lena foirmiú insteallta ná go bhfuil sé in oiriúint go hiomlán don chuid aonair agus an luchtú a chaithfidh an chuid sin a sheasamh.Mar shampla, sa giarbhosca, tá an fhoirm-ghlasú imlíneach, ach sna teanntóga teannas-comhbhrú thíos, tá sé aiseach.“Is é sin an fáth gur cur chuige níos leithne é an méid atá forbartha againn,” a deir Garthaus.“Braitheann an chaoi a ndéanaimid feidhmeanna agus páirteanna a chomhtháthú ar an bhfeidhmchlár aonair, ach dá mhéad is féidir linn é seo a dhéanamh, is mó meáchain agus costas is féidir linn a shábháil.”
Chomh maith leis sin, soláthraíonn an céatóin athneartaithe gearr-snáithín a úsáidtear in eilimintí feidhmiúla rómhúnlaithe cosúil le giaranna dromchlaí caitheamh den scoth.Tá sé seo cruthaithe ag Victrex agus go deimhin déanann sé an méid seo a mhargú dá ábhar PEEK agus PAEK.
Tugann Barfuss le fios gur “léiriú ar ár gcur chuige, agus ní próiseas atá dírithe ar fheidhmchlár amháin, é an giarshráid chomhtháite, a aithníodh le Duais Nuálaíochta Domhanda JEC 2019 sa chatagóir aeraspáis.Theastaigh uainn iniúchadh a dhéanamh ar cé chomh mór agus a d’fhéadfaimis déantúsaíocht a shruthlíniú agus leas a bhaint as airíonna TPCanna chun struchtúir fheidhmiúla, chomhtháite a tháirgeadh.”Tá an chuideachta ag barrfheabhsú slata teannais-comhbhrú faoi láthair, a úsáidtear in feidhmeanna cosúil le teanntóga.
Fíor 3 Struchtúir teannas-comhbhrú Leathnaítear foirmiú insteallta go teanntóga, áit a ndéanann an hearóin eilimint aistrithe ualaigh miotail a fhormhúnlú isteach sa pháirtstruchtúr ag baint úsáide as glasáil foirm aiseach chun an neart ceangail a mhéadú.
Is cuid comhéadan miotalach í an eilimint fheidhmiúil do na teanntóga teannas-comhbhrú a aistríonn ualaí chuig an bhforc miotail agus ón bhfeadán ilchodach (féach an léaráid thíos).Úsáidtear foirmiú insteallta chun an eilimint tosaigh ualach miotalach a chomhtháthú isteach sa chorp strut ilchodach.
“Is é an príomhbhuntáiste a thugaimid ná líon na gcodanna a laghdú,” a thugann sé faoi deara.“Simplíonn sé seo tuirse, dúshlán mór é d’fheidhmchláir teannta aerárthach.Úsáidtear glasáil fhoirm cheana féin i gcomhchodanna thermoset le cuir isteach plaisteach nó miotail, ach níl aon nascáil comhtháite ann, ionas gur féidir leat gluaiseacht beag a fháil idir na codanna.Soláthraíonn ár gcur chuige, áfach, struchtúr aonadaithe gan aon ghluaiseacht dá leithéid.”
Luann Garthaus lamháltas damáiste mar dhúshlán eile do na codanna seo.“Caithfidh tú dul i bhfeidhm ar na teanntóga agus ansin tástáil tuirse a dhéanamh,” a mhíníonn sé.“Toisc go bhfuilimid ag baint úsáide as ábhair mhaitrís teirmeaplaisteacha ardfheidhmíochta, is féidir linn lamháltas damáiste 40% níos airde a bhaint amach i gcoinne teirmeastait, agus freisin go n-éiríonn aon mhicreacráin ó thionchar níos lú le luchtú tuirse.”
Cé go léiríonn teanntóga taispeána cuir isteach miotail, tá tuaslagán uile-theirmeaplaisteach á fhorbairt ag hearóin faoi láthair, rud a chumasaíonn nascadh comhleanúnach idir an corp strut ilchodach agus an eilimint tabhairt isteach ualaigh.“Nuair is féidir linn, is fearr linn fanacht uile-ilchodach agus airíonna a choigeartú tríd an gcineál athneartaithe snáithíní a athrú, lena n-áirítear carbóin, gloine, snáithín leanúnach agus gearr,” a deir Garthaus.“Ar an mbealach seo, íoslaghdaíonn muid ceisteanna castachta agus comhéadain.Mar shampla, tá i bhfad níos lú fadhbanna againn i gcomparáid le teirmeastait agus teirmeaplaisteacha a chomhcheangal.”Ina theannta sin, rinne Tri-Mack an nasc idir PAEK agus PEEK a thástáil agus léiríonn na torthaí go bhfuil 85% de neart bonn laminate aontreoch CF/PAEK aige agus go bhfuil sé dhá uair chomh láidir le bannaí greamaitheacha ag baint úsáide as greamachán scannán eapocsa de chaighdeán tionscail.
Deir Barfuss go bhfuil naonúr fostaithe ag hearóin anois agus go bhfuil sé ag aistriú ó sholáthraí forbartha teicneolaíochta go soláthraí páirteanna eitlíochta.Is é an chéad chéim mhór eile atá aige ná monarcha nua a fhorbairt i Dresden.“Faoi dheireadh 2020 beidh gléasra píolótach againn a tháirgeann páirteanna den chéad sraith,” a deir sé.“Táimid ag obair cheana féin le OEManna eitlíochta agus le príomhsholáthraithe Leibhéal 1, ag taispeáint dearaí do go leor cineálacha éagsúla feidhmchlár.”
Tá an chuideachta ag obair freisin le soláthraithe eVTOL agus comhoibrithe éagsúla sna SA De réir mar a aibíonn hearóin feidhmchláir eitlíochta, tá taithí déantúsaíochta á baint aici freisin le feidhmchláir earraí spóirt lena n-áirítear sciatháin leathair agus comhpháirteanna rothair.“Is féidir lenár dteicneolaíocht raon leathan de chodanna casta a tháirgeadh le buntáistí feidhmíochta, ama timthriallta agus costais,” a deir Garthaus.“Is é 20 nóiméad an t-am timthriall atá againn ag baint úsáide as PEEK, in aghaidh 240 nóiméad ag baint úsáide as prepreg arna leigheas ag uathchláiv.Feicimid réimse leathan deiseanna, ach faoi láthair, dírímid ar ár gcéad feidhmchláir a chur i dtáirgeadh agus luach na gcodanna sin don mhargadh a léiriú.”
Beidh Herone i láthair freisin ag Carbon Fiber 2019. Foghlaim tuilleadh faoin imeacht ag carbonfiberevent.com.
Dírithe ar leagan láimhe traidisiúnta a bharrfheabhsú, chaith déantóirí aisiompaithe nacelle agus sá súil ar úsáid uathoibrithe agus múnlú dúnta amach anseo.
Gnóthaíonn córas arm aerárthach ardfheidhmíocht carbóin/eapocsa le héifeachtacht mhúnlú comhbhrú.
Trí mhodhanna chun an tionchar a bhíonn ag comhábhair ar an gcomhshaol a ríomh, is féidir comparáidí bunaithe ar shonraí a dhéanamh le hábhair thraidisiúnta ar bhonn cothrom iomaíochta.
Am postála: Lúnasa-19-2019