समाचार

विमानका लागि धेरै बलियो कम्पोजिट संरचनात्मक भागहरू बनाउन थर्मोसेट कार्बन-फाइबर सामग्रीहरूमा लामो समयसम्म निर्भर, एयरोस्पेस OEMहरूले अब कार्बन-फाइबर सामग्रीहरूको अर्को वर्गलाई अँगालेका छन् किनभने प्राविधिक विकासहरूले उच्च मात्रा, कम लागतमा नयाँ गैर-थर्मोसेट पार्ट्सहरूको स्वचालित निर्माणको वाचा गर्दछ। हल्का वजन।

जबकि थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फाइबर कम्पोजिट सामग्री "लामो समयदेखि भएको छ," भर्खरै एयरोस्पेस निर्माताहरूले प्राथमिक संरचनात्मक घटकहरू सहित विमानका भागहरू बनाउन उनीहरूको व्यापक प्रयोगलाई विचार गर्न सक्छन्, कोलिन्स एयरोस्पेसको उन्नत संरचना इकाईका वीपी इन्जिनियरिङ स्टेफन डियोनले भने।

थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फाइबर कम्पोजिटहरूले सम्भावित रूपमा थर्मोसेट कम्पोजिटहरू भन्दा एयरोस्पेस OEM लाई धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ, तर हालसम्म निर्माताहरूले उच्च दर र कम लागतमा थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिटहरूबाट भागहरू बनाउन सकेनन्, उनले भने।

विगत पाँच वर्षमा, कार्बन-फाइबर कम्पोजिट पार्ट उत्पादन विज्ञानको अवस्था विकसित भएकोले OEMहरूले थर्मोसेट सामग्रीहरूबाट भागहरू बनाउन भन्दा बाहिर हेर्न थालेका छन्, पहिले विमानका भागहरू बनाउन रेजिन इन्फ्युजन र रेजिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (RTM) प्रविधिहरू प्रयोग गर्न, र त्यसपछि। थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिटहरू प्रयोग गर्न।

GKN एयरोस्पेसले ठूला विमान संरचनात्मक कम्पोनेन्टहरू किफायती र उच्च दरमा निर्माण गर्नको लागि आफ्नो रेसिन-इन्फ्युजन र RTM प्रविधिको विकासमा ठूलो लगानी गरेको छ। GKN Aerospace को Horizon 3 उन्नत-प्रविधि पहलका लागि टेक्नोलोजीका वीपी, म्याक्स ब्राउनका अनुसार, GKN ले अब 17-मिटर लामो, एकल-टुक्रा कम्पोजिट विंग स्पार रेसिन इन्फ्युजन निर्माण प्रयोग गरेर बनाउँछ।

विगतका केही वर्षहरूमा OEMs को भारी कम्पोजिट-उत्पादन लगानीले थर्मोप्लास्टिक भागहरूको उच्च-भोल्युम निर्माणलाई अनुमति दिन क्षमताहरू विकास गर्न रणनीतिक रूपमा खर्च गर्ने पनि समावेश गरेको छ, Dion अनुसार।

थर्मोसेट र थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरू बीचको सबैभन्दा उल्लेखनीय भिन्नता यस तथ्यमा छ कि थर्मोसेट सामग्रीहरू भागहरूमा आकार दिनु अघि चिसो भण्डारमा राख्नुपर्छ, र एक पटक आकार दिएपछि, थर्मोसेटको भागलाई अटोक्लेभमा धेरै घण्टासम्म उपचार गर्नुपर्छ। प्रक्रियाहरूलाई धेरै ऊर्जा र समय चाहिन्छ, र त्यसैले थर्मोसेट भागहरूको उत्पादन लागत उच्च रहन्छ।

क्युरिङले थर्मोसेट कम्पोजिटको आणविक संरचनालाई अपरिवर्तनीय रूपमा परिवर्तन गर्छ, भागलाई यसको बल दिन्छ। यद्यपि, प्राविधिक विकासको हालको चरणमा, क्युरिङले भागमा रहेको सामग्रीलाई प्राथमिक संरचनात्मक भागमा पुन: प्रयोगको लागि अनुपयुक्त बनाउँछ।

यद्यपि, थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरूलाई भागहरूमा बनाउँदा चिसो भण्डारण वा बेकिंगको आवश्यकता पर्दैन, डियोनका अनुसार। तिनीहरूलाई साधारण भागको अन्तिम आकारमा छाप्न सकिन्छ — Airbus A350 मा फ्युसेलेज फ्रेमहरूको लागि प्रत्येक कोष्ठक थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट भाग हो—वा थप जटिल कम्पोनेन्टको मध्यवर्ती चरणमा।

थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरू विभिन्न तरिकाहरूमा सँगै वेल्ड गर्न सकिन्छ, सरल उप-संरचनाहरूबाट जटिल, उच्च आकारका भागहरू बनाउन अनुमति दिन्छ। आज इन्डक्सन वेल्डिङ मुख्यतया प्रयोग गरिन्छ, जसले सपाट, स्थिर-मोटाई भागहरू उप-भागहरूबाट मात्र बनाउन अनुमति दिन्छ, Dion अनुसार। यद्यपि, कोलिन्सले थर्मोप्लास्टिक भागहरू जोड्नको लागि कम्पन र घर्षण वेल्डिंग प्रविधिहरू विकास गर्दैछ, जुन एक पटक प्रमाणित भएपछि यसले "वास्तवमै उन्नत जटिल संरचनाहरू" उत्पादन गर्न अनुमति दिने अपेक्षा गर्दछ, उनले भने।

जटिल संरचनाहरू बनाउन थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरू सँगै वेल्ड गर्ने क्षमताले निर्माताहरूलाई थर्मोसेट भागहरू जोड्न र फोल्ड गर्नको लागि आवश्यक धातु स्क्रू, फास्टनरहरू र टिकाहरू हटाउन अनुमति दिन्छ, जसले गर्दा लगभग 10 प्रतिशतको वजन घटाउने लाभ सिर्जना गर्दछ, ब्राउन अनुमान।

अझै पनि, ब्राउनका अनुसार थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिटहरू थर्मोसेट कम्पोजिटहरू भन्दा धातुहरूसँग राम्रोसँग बाँध्छन्। थर्मोप्लास्टिक सम्पत्तीको लागि व्यावहारिक अनुप्रयोगहरू विकास गर्ने उद्देश्यले औद्योगिक R&D ले "प्रारम्भिक-परिपक्वता टेक्नोलोजी तयारी स्तरमा" रहन्छ, यसले अन्ततः एयरोस्पेस इन्जिनियरहरूलाई हाइब्रिड थर्मोप्लास्टिक-र-मेटल एकीकृत संरचनाहरू समावेश गर्ने कम्पोनेन्टहरू डिजाइन गर्न दिन सक्छ।

एउटा सम्भावित अनुप्रयोग, उदाहरणका लागि, एक टुक्रा, हल्का तौल एयरलाइनर यात्रु सीट हुन सक्छ जसमा यात्रुले आफ्नो उडान मनोरञ्जन विकल्पहरू, सिट लाइटिङ, ओभरहेड फ्यान चयन गर्न र नियन्त्रण गर्न प्रयोग गर्ने इन्टरफेसको लागि आवश्यक सबै धातु-आधारित सर्किटरी समावेश गर्दछ। , इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित सिट रिक्लाइन, विन्डो शेड अस्पष्टता, र अन्य कार्यहरू।

थर्मोसेट सामग्रीको विपरीत, जसलाई तिनीहरू बनाइएका भागहरूबाट आवश्यक कठोरता, बल र आकार उत्पादन गर्न उपचार चाहिन्छ, थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट सामग्रीको आणविक संरचनाहरू भागहरूमा बनाउँदा परिवर्तन हुँदैन, Dion अनुसार।

नतिजाको रूपमा, थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरू थर्मोसेट सामग्रीहरू भन्दा प्रभावमा धेरै फ्र्याक्चर-प्रतिरोधी हुन्छन् जबकि समान, यदि बलियो छैन भने, संरचनात्मक कठोरता र बल प्रदान गर्दछ। "त्यसैले तपाईले [भागहरू] धेरै पातलो गेजहरूमा डिजाइन गर्न सक्नुहुन्छ," डियोनले भने, जसको अर्थ थर्मोप्लास्टिक भागहरूले प्रतिस्थापन गर्ने कुनै पनि थर्मोसेट पार्ट्स भन्दा कम तौल हुन्छ, थर्मोप्लास्टिक भागहरूलाई धातुको स्क्रू वा फास्टनरको आवश्यकता पर्दैन भन्ने तथ्यको कारणले गर्दा अतिरिक्त तौल घटाउने बाहेक। ।

थर्मोप्लास्टिक पार्ट्स रिसाइकल गर्नु पनि थर्मोसेट पार्ट्स रिसाइकल गर्नु भन्दा सरल प्रक्रिया साबित हुनुपर्दछ। प्रविधिको हालको अवस्थामा (र आउने केही समयको लागि), थर्मोसेट सामग्रीहरू उपचार गरेर उत्पादित आणविक संरचनामा अपरिवर्तनीय परिवर्तनहरूले समान शक्तिको नयाँ भागहरू बनाउन पुन: प्रयोग गरिएको सामग्रीको प्रयोगलाई रोक्छ।

थर्मोसेट पार्ट्स रिसाइक्लिंगमा सामाग्रीमा रहेको कार्बन फाइबरलाई सानो लम्बाइमा पीस्नु र यसलाई पुन: प्रशोधन गर्नु अघि फाइबर-र-राल मिश्रण जलाउनु समावेश छ। पुन: प्रशोधनका लागि प्राप्त गरिएको सामग्री थर्मोसेट सामग्री भन्दा संरचनात्मक रूपमा कमजोर छ जसबाट पुन: प्रयोग गरिएको भाग बनाइएको थियो, त्यसैले थर्मोसेटका भागहरूलाई नयाँमा पुन: प्रयोग गर्दा सामान्यतया "एक माध्यमिक संरचनालाई तृतीयकमा परिणत गर्दछ," ब्राउनले भने।

अर्कोतर्फ, थर्मोप्लास्टिक भागहरूको आणविक संरचनाहरू भाग-निर्माण र भागहरू-जोड्ने प्रक्रियाहरूमा परिवर्तन नहुने भएकाले, तिनीहरू केवल तरल रूपमा पग्लन सकिन्छ र मूल जत्तिकै बलियो भागहरूमा पुन: प्रशोधन गर्न सकिन्छ, डायोनका अनुसार।

हवाइजहाज डिजाइनरहरूले विभिन्न थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरूको विस्तृत चयनबाट छनौट गर्न सक्छन् जुन डिजाइन र निर्माण भागहरूमा छनौट गर्न सकिन्छ। डियोनले भने, "रेजिनको एक धेरै फराकिलो दायरा" उपलब्ध छ जसमा एक-आयामी कार्बन फाइबर फिलामेन्टहरू वा दुई-आयामी बुनाहरू इम्बेड गर्न सकिन्छ, विभिन्न भौतिक गुणहरू उत्पादन गर्दछ। "सबैभन्दा रोमाञ्चक रेजिनहरू कम-पग्लने रेजिनहरू हुन्," जुन अपेक्षाकृत कम तापक्रममा पग्लिन्छ र त्यसैले कम तापक्रममा आकार र गठन गर्न सकिन्छ।

थर्मोप्लास्टिकका विभिन्न वर्गहरूले विभिन्न कठोरता गुणहरू (उच्च, मध्यम र कम) र समग्र गुणस्तर पनि प्रदान गर्दछ, Dion अनुसार। उच्च-गुणस्तरको रेजिनको सबैभन्दा बढी लागत हुन्छ, र थर्मोसेट सामग्रीको तुलनामा थर्मोप्लास्टिक्सको लागि किफायतीताले Achilles हिललाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। सामान्यतया, तिनीहरूको लागत थर्मोसेट भन्दा बढी हुन्छ, र विमान निर्माताहरूले उनीहरूको लागत/लाभ डिजाइन गणनामा त्यो तथ्यलाई विचार गर्नुपर्छ, ब्राउनले भने।

आंशिक रूपमा त्यस कारणका लागि, GKN एयरोस्पेस र अन्यहरूले विमानका लागि ठूला संरचनात्मक भागहरू निर्माण गर्दा थर्मोसेट सामग्रीहरूमा बढी ध्यान केन्द्रित गर्न जारी राख्नेछ। तिनीहरूले पहिले नै थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरू साना संरचनात्मक भागहरू जस्तै एम्पेनेज, रडर र स्पोइलरहरू बनाउन व्यापक रूपमा प्रयोग गर्छन्। चाँडै, तथापि, जब हल्का थर्मोप्लास्टिक भागहरूको उच्च-वाल्यूम, कम लागतको निर्माण दिनचर्या हुन्छ, निर्माताहरूले तिनीहरूलाई धेरै व्यापक रूपमा प्रयोग गर्नेछन् - विशेष गरी बढ्दो eVTOL UAM बजारमा, Dion निष्कर्षमा पुग्यो।

ainline बाट आउनुहोस्