Örülen lentany, artykmaç örtügi we forma gulpuny birleşdirip, heron giň programmalar üçin görkeziji hökmünde bir bölekli, ýokary torkly dişli hereketlendirijini öndürýär.
Bölünen birleşdirilen dişli hereketlendiriji.Herone, hereketlendiriji laminaty birleşdirýän we dişli ýaly funksional elementleri aşa köpeldýän, agramyny, bölek sanyny, ýygnamagyň wagtyny we bahasyny azaldýan birlikli gurluşlary öndürýän proses üçin preform hökmünde örülen termoplastiki kompozit deslapky lentalary ulanýar.Imageshli suratlar üçin çeşme |Herone
Häzirki çaklamalar, geljek 20 ýylda söwda uçar flotunyň iki esse köpelmegini talap edýär.Bu meseläni çözmek üçin 2019-njy ýylda kompozitleri köp talap edýän giň uçar uçarlary üçin önümçilik nyrhlary OEM-de aýda 10-dan 14-e çenli üýtgeýär, dar zolaklar bolsa OEM-de aýda 60-a çenli ýokarlanýar.“Airbus” üpjün edijiler bilen A320-de adaty, ýöne köp wagt talap edýän, el düzüliş böleklerini ýokary basyşly rezin geçiriş galyplary (HP-RTM) ýaly has çalt, 20 minutlyk sikl wagtlary arkaly öndürilen böleklere geçirmek üçin işleýär. üpjün edijiler aýda 100 uçara tarap hasam itergi berýärler.Bu aralykda, täze döreýän şäher howa hereketi we ulag bazary ýylda 3000 elektrik dik uçuş we gonmak (EVTOL) uçaryna zerurlygyny çaklaýar (aýda 250).
"Senagat, termoplastiki kompozitler tarapyndan hödürlenýän funksiýalary birleşdirmäge mümkinçilik berýän gysgaldylan sikl wagty bilen awtomatlaşdyrylan önümçilik tehnologiýalaryny talap edýär" -diýip, kompozisiýa tehnologiýasy we bölekler öndürýän geronyň (Drezden, Germaniýa) esaslandyryjysy we dolandyryjy hyzmatdaşy Daniel Barfuss aýdýar. polifenilenesulfidden (PPS) polietereterketona (PEEK), polieteretoneketon (PEKK) we poliaryletherketon (PAEK) çenli ýokary öndürijilikli termoplastiki matrisa materiallaryny ulanýan firma.Heronyň ikinji esaslandyryjysy we dolandyryjysy doktor Kristian Garthaus: "Esasy maksadymyz, termoplastiki kompozitleriň (TPC) ýokary öndürijiligini arzan bahadan birleşdirmek, dürli görnüşli önümçilik goşundylary we täze goşundylar üçin aýratyn bölekleri üpjün etmek" -diýdi. hyzmatdaş.
Muňa ýetmek üçin kompaniýa doly emdirilen, üznüksiz süýümli lentalardan başlap, içi boş “organoTube” emele getirmek üçin bu lentalary örmek we organoTublary üýtgeýän kesişler we şekiller bilen profillere birleşdirmek üçin täze çemeleşme döretdi.Ondan soňky iş ädiminde, TPC-leriň kebşirleýiş ukybyny we termoformallygyny ulanýar, birleşdirilen dişli ýaly funksional elementleri hereketlendirijilere, turbalara ahyrky armaturlary ýa-da dartyş-gysyş zolaklaryna ýük elementlerini ýüklemek üçin.Barfuss, keton matrisa üpjün edijisi Wikrex (Kliwleýs, Lankaşire, Angliýa) we bölekler bilen üpjün ediji Tri-Mack (Bristol, RI, ABŞ) tarapyndan işlenip düzülen gibrid galyplaýyş amalyny ulanmagyň mümkinçiliginiň bardygyny goşýar. we birleşmek üçin birleşdirilen, ýekeje materialy açmak üçin PEEK (ser."Uýgunlaşmagymyz, geometrik forma gulplamaga hem mümkinçilik berýär, has ýokary ýüklere çydap bilýän toplumlaýyn gurluşlary öndürýär" -diýýär.
Geron prosesi, organoTublara örtülen we birleşdirilen doly emdirilen uglerod süýümi bilen berkidilen termoplastiki lentalardan başlaýar.Garthaus: "Bu organoTublar bilen 10 ýyl ozal awiasiýa üçin birleşdirilen gidrawlik turbalary işläp başladyk" -diýdi.Iki uçar gidrawliki turbanyň birmeňzeş geometriýa bolmaýandygy sebäpli, bar bolan tehnologiýany ulanyp, her biri üçin bir galyp gerek boljakdygyny düşündirýär.“Bize aýratyn turba geometriýasyna ýetmek üçin gaýtadan işlenip bilinjek turba gerekdi.Şeýlelik bilen, üznüksiz birleşdirilen profilleri düzmek we CNC bulary islenýän geometriýalara egmekdi. "
2-nji surat, örülen deslapky lentalar, heronyň sanjym emele getiriş prosesi üçin organoTubes diýlip atlandyrylýan arassa şekilli preformlary üpjün edýär we dürli şekilleri öndürmäge mümkinçilik berýär.
Bu, “Sigma Precision Component” -iň (Hinkkli, Angliýa) uglerod süýümi / PEEK dwigateli geýimi bilen (“Aeroenginleri birleşdirilen turbalar bilen düzeltmek”) edýän işine meňzeýär."Olar meňzeş böleklere seredýärler, ýöne başga birleşdirmek usulyny ulanýarlar" -diýdi Garthaus."Biziň çemeleşmämiz bilen, howa giňişlik gurluşlary üçin 2% -den az gözenek ýaly öndürijiligiň ýokarlanmagy üçin potensialy görýäris."
Garthaus Ph.D.ILK-daky tezis işi, TPC turbalary we profilleri üçin patentlenen üznüksiz önümçilik prosesine sebäp bolan örülen turbalary öndürmek üçin üznüksiz termoplastiki kompozit (TPC) pultruziýasyny ulanyp gözledi.Şeýle-de bolsa, häzirlikçe heron awiasiýa üpjün edijileri we müşderileri bilen üznüksiz galyplaýyş amalyny ulanmagy saýlady."Bu bize dürli şekilleriň hemmesini, şol sanda egri profilleri we dürli kesişýänleri ýasamak, şeýle hem ýerli ýamalary ulanmak we açmak üçin erkinlik berýär" -diýdi.“Localerli ýamalary birleşdirmek, soňra bolsa birleşdirilen profil bilen birleşdirmek prosesini awtomatlaşdyrmak üçin işleýäris.Esasan, tekiz laminatlar we gabyklar bilen edip biljek ähli zadyňyz, turbalar we profiller üçin edip bileris. "
Garthausyň pikiriçe, bu TPC boş profilleri döretmek hakykatdanam iň kyn meseleleriň biri.“Silikon öt haltasy bilen möhürleme ýa-da üflemek görnüşini ulanyp bilmersiňiz;täze prosesi ösdürmeli bolduk "-diýdi.Thisöne bu proses örän ýokary öndürijilikli we özüne çekiji turba we şaha esasly bölekleri üpjün edýär diýip belleýär.Şeýle hem, Wikrexiň döreden gibrid galyplaryny ulanmaga mümkinçilik berdi, bu ýerde pes ereýän temperatura PAEK PEEK bilen örtüldi, organosheet we sanjym galyplaryny bir ädimde berkitdi.
OrganoTube örülen lenta preformlaryny ulanmagyň ýene bir görnükli tarapy, gaty az galyndy öndürmegidir.Garthaus: "Örmek bilen, 2% -den az galyndy bar we bu TPC lentasy bolany üçin, materialyň ulanylyş derejesini 100% -e ýetirmek üçin bu az mukdarda galyndylary gaýtadan işlemekde ulanyp bileris" -diýdi.
Barfuss we Garthaus, ösüş işlerine TU Drezden şäherindäki ýeňil in Engineeringenerçilik we polimer tehnologiýasy institutynda (ILK) gözlegçiler hökmünde başladylar.Barfuss: "Bu kompozitler we gibrid ýeňil dizaýnlar üçin Europeanewropanyň iň uly institutlaryndan biridir" -diýdi.Ol we Garthaus, takmynan TPC pultrusion we goşulmagyň dürli görnüşleri ýaly birnäçe ösüşde 10 ýyl töweregi işledi.Bu iş ahyrsoňy heron TPC prosess tehnologiýasy diýlip kesgitlenildi.
Barfuss: "Soňra şunuň ýaly tehnologiýany senagata geçirmegi maksat edinýän we her ýyl 40-60 taslamany maliýeleşdirmäge gönükdirilen Germaniýanyň EXIST maksatnamasyna ýüz tutduk" -diýdi."Biz düýpli enjamlar, dört işgär we indiki ädim üçin maýa goýumlaryny aldyk."Heron 2018-nji ýylyň maý aýynda JEC World sergisinden soň emele geldi.
JEC World 2019-a çenli, heron ýeňil, ýokary torkly, integrirlenen dişli hereketlendiriji ýa-da dişli wilka ýaly birnäçe görkeziş böleklerini öndürdi.Barfuss düşündirýär: "Bölek tarapyndan talap edilýän burçlarda örülen uglerod süýümi / PAEK lenta organoTube ulanýarys we ony turba birikdirýäris"."Soňra turbany 200 ° C-de gyzdyrýarys we 380 ° C-de gysga uglerod süýümi bilen güýçlendirilen PEEK sanjym etmek arkaly öndürilen dişli bilen örtýäris".Artykmaçlyk Autodesk-den (San Rafael, Kalif., ABŞ) “Moldflow Insight” -iň kömegi bilen modellendi.Galyndy doldurmagyň wagty 40.5 sekuntda optimallaşdyryldy we Arburg (Lossburg, Germaniýa) ALLROUNDER sanjym galyplaýyş maşynynyň kömegi bilen gazanyldy.
Bu artykmaçlyk diňe bir ýygnamak çykdajylaryny, önümçilik ädimlerini we logistikany azaltman, eýsem öndürijiligi hem ýokarlandyrýar.PAEK şahasynyň ereýän temperaturasy bilen örtülen PEEK dişli arasyndaky 40 ° C tapawudy, molekulalar derejesinde ikisiniň arasynda birleşýän eriş baglanyşygyny üpjün edýär.Formanyň gulplanmagynyň ikinji görnüşi, forma gulpy kontur döretmek üçin sanjym basyşyny şol bir wagtyň özünde termoform etmek üçin gazanylýar.Muny aşakdaky 1-nji suratda “sanjym emele getiriji” hökmünde görmek bolýar.Gasynlanan ýa-da sinusoidal aýlaw döredýär, ol ýerde dişli tekiz tegelek kesiş bilen birleşdirilip, geometrik taýdan gulplama görnüşine getirýär.Synagda görkezilişi ýaly, integral dişli wilkanyň güýjüni hasam artdyrýar (sagyň aşaky grafigine serediň) .Fig.1. “Victrex” we “ILK” bilen hyzmatdaşlykda işlenip düzülen heron, integrirlenen dişli wilkada (ýokarky) forma gulplama konturyny döretmek üçin, aşa köpeldilende sanjym basyşyny ulanýar .Bu sanjym emele getiriş prosesi, forma gulpy (grafadaky ýaşyl egrilik) bilen birleşdirilen dişli wilka mümkinçilik berýär. forma gulpy bolmazdan has ýokary torky we artykmaç dişli hereketlendiriji wilkany saklaň (grafadaky gara egrilik).
Garthaus: "Köp adamlar aşa köp eriş wagtynda birleşýän eriş baglanyşygyny gazanýarlar, beýlekiler kompozitlerde forma gulpuny ulanýarlar, ýöne esasy zat ikisini hem awtomatiki işe birleşdirmek".1-nji suratda geçirilen synag netijeleri üçin, dişli şahanyň hem-de doly aýlawynyň aýry-aýry gysylandygyny, soňra gyrkymyň ýüklenmegi üçin aýlanýandygyny düşündirýär.Grafadaky ilkinji şowsuzlyk, forma gulpy bolmazdan, aşa köp PEEK dişlidigini görkezmek üçin tegelek bilen bellenýär.Ikinji şowsuzlyk, ýyldyzlara meňzeýän gysylan tegelek bilen bellendi, forma gulplamak bilen örtülen dişli enjamyň synagyny görkezýär.Garthaus: "Bu ýagdaýda birleşýän we forma gulplanan birleşmek bolýar we tork ýüküniň 44% ýokarlanmagyna sebäp bolýar" -diýdi.Onuň pikiriçe, häzirki kynçylyk, bu dişli wilkanyň şowsuzlykdan öň işlejek momentini has-da ýokarlandyrmak üçin has irki döwürde ýük almak üçin forma gulpuny almakdyr.
Heronyň sanjym emele getirmegi bilen gazanylýan kontur görnüşini gulplamak barada möhüm bir zat, onuň aýry-aýry böleklere doly laýyk gelmegi we şol bölegiň ýüklenmegine garşy durmalydyr.Mysal üçin, dişli wilkada forma gulpy aýlawly, ýöne aşakdaky dartyş-gysyş zolaklarynda ekseneldir.Garthaus: "Şonuň üçin ösen zadymyz has giň çemeleşme" -diýdi."Funksiýalary we bölekleri nädip birleşdirmelidigimiz aýratyn programma baglydyr, ýöne muny näçe köp edip bilsek, şonça-da köp tygşytlap bileris."
Şeýle hem, dişli ýaly artykmaç funksional elementlerde ulanylýan gysga süýümli berkidilen keton ajaýyp köýnek ýüzlerini üpjün edýär.“Victrex” muny subut etdi we aslynda PEEK we PAEK materiallary üçin bu hakykaty satýar.
Barfuss, howa giňişliginde 2019 JEC Bütindünýä innowasiýa baýragy bilen ykrar edilen toplumlaýyn dişli enjamyň, “diňe bir programma gönükdirilen proses däl-de, çemeleşmämiziň görkezijisidir”.Önümçiligi tertipleşdirip, işleýän, toplumlaýyn gurluşlary öndürmek üçin TPC-leriň häsiýetlerinden näçeräk peýdalanyp boljakdygyny öwrenmek isledik. "Kompaniýa häzirki wagtda struts ýaly programmalarda ulanylýan dartyş-gysyş çişlerini optimizirleýär.
3-nji surat.
Dartyş-gysyş strutslary üçin işleýän element, ýükleri demir çeňňekden birleşdirilen turba geçirýän metal interfeýs bölegi bolup durýar (aşakdaky surata serediň).Sanjym emele getiriji, metal ýük giriş elementini birleşdirilen strut korpusyna birleşdirmek üçin ulanylýar.
"Biziň berýän esasy peýdamyz bölekleriň sanyny azaltmak".“Bu, ýadawlygy ýönekeýleşdirýär, bu uçar gämi gatnawlary üçin uly kynçylyk.Forma gulplamak eýýäm termoset kompozitlerinde plastmassa ýa-da metal goýlan görnüşde ulanylýar, ýöne bitewi baglanyşyk ýok, şonuň üçin bölekleriň arasynda azajyk hereket edip bilersiňiz.Biziň çemeleşmämiz, beýle hereket etmeýän bitewi gurluşy üpjün edýär. "
Garthaus zeper ýetmegine çydamlylygy bu bölekler üçin başga bir kynçylyk hökmünde görkezýär."Siz strutlara täsir etmeli we ýadawlygy barlamaly" -diýýär."Performanceokary öndürijilikli termoplastiki matrisa materiallaryny ulanýandygymyz sebäpli, termosetlere garanyňda 40% ýokary zyýana çydamlylygy gazanyp bileris, şeýle hem ýadawlyk ýüklenende täsirden gelýän mikrokratlar azalýar."
Görkeziş strutlary demir goýulmany görkezýän hem bolsa, heron häzirki wagtda birmeňzeş termotlastiki ergin döredýär we birleşýän strut bedeni bilen ýük giriş elementiniň arasynda bitewi baglanyşygy üpjün edýär.Garthaus: "Mümkin boldugyça uglerod, aýna, üznüksiz we gysga süýüm ýaly süýümi berkitmegiň görnüşini üýtgedip, birmeňzeş bolup galmagy we häsiýetleri sazlamagy makul bilýäris" -diýdi.“Şeýlelik bilen, çylşyrymlylygy we interfeýs meselelerini azaldýarys.Mysal üçin, termosetleri we termoplastikany birleşdirmek bilen deňeşdirilende has az problemamyz bar. ”Mundan başga-da, PAEK bilen PEEK arasyndaky baglanyşyk Tri-Mack tarapyndan synag edildi, netijede esasy bir ugurly CF / PAEK laminatynyň güýjüniň 85% -ini we önümçilik standart epoksi film ýelimini ulanyp, ýelimleýji baglanyşyklardan iki esse güýçlidigini görkezýär.
Barfuss, heronyň häzirki wagtda dokuz işgäri bardygyny we tehnologiýany ösdüriji üpjünçiden awiasiýa böleklerini üpjün edijä geçýändigini aýdýar.Indiki uly ädimi Drezdende täze zawodyň ösdürilmegi."2020-nji ýylyň ahyryna çenli ilkinji seriýaly bölekleri öndürýän synag zawodymyz bolar" -diýýär."Biz eýýäm awiasiýa OEM-leri we 1-nji derejeli esasy üpjün edijiler bilen köp dürli amaly programmalaryň dizaýnyny görkezýäris."
Şeýle hem bu kompaniýa, eVTOL üpjün edijileri we ABŞ-daky dürli hyzmatdaşlar bilen işleşýär Heron awiasiýa amaly kämillik ýaşyna ýetende, sport harytlary goşundylary we welosiped bölekleri bilen önümçilik tejribesini gazandy.Garthaus: "Tehnologiýamyz öndürijilik, aýlaw wagty we çykdajy peýdalary bilen çylşyrymly bölekleri öndürip biler" -diýdi.“PEEK-ni ulanýan aýlaw wagtymyz 20 minut, awtoklaw bilen bejerilen prefreg ulanyp 240 minut.Biz giň mümkinçilikleri görýäris, emma häzirlikçe esasy ünsümiz ilkinji önümlerimizi önümçilige çykarmak we şunuň ýaly bölekleriň bahasyny bazara görkezmek. "
Herone Carbon Fiber 2019-da hem çykyş eder. Waka barada has giňişleýin maglumaty carbonfiberevent.com sahypasynda öwreniň.
Adaty el düzülişini optimizirlemäge gönükdirilen, nacelle we zyňyjy tersine öndürijiler geljekde awtomatlaşdyrmagyň we ýapyk galyplaryň ulanylmagyna üns berýärler.
Uçar ýarag ulgamy, gysyş galyplarynyň netijeliligi bilen uglerod / epoksi ýokary öndürijiligini gazanýar.
Kompozitleriň daşky gurşawa edýän täsirini hasaplamagyň usullary, derejeli oýun meýdançasyndaky adaty materiallar bilen maglumatlary deňeşdirmäge mümkinçilik berýär.
Iş wagty: 19-2019-njy awgust