חֲדָשׁוֹת

ארוך נשען על חומרי סיבי פחמן תרמוסטיים לייצור חלקים מבניים מורכבים חזקים מאוד למטוסים, יצרני יצרני וילדות אווירה מחבקים כעת סוג נוסף של חומרים לסיבי פחמן, שכן התקדמות טכנולוגית מבטיחה ייצור אוטומטי של חלקים חדשים שאינם טמוסט בנפח גבוה, בעלות נמוכה, ועלות נמוכה, ועלות נמוכה, ועלות נמוכה, ונמוכה גבוהה, ועלות נמוכה, נמוכה, נמוכה, נמוכה, נמוכה, נמוכה נמוכה, נמוכה נמוכה, נמוכה נמוכה גבוהה, נמוכה נמוכה גבוהה, נמוכה נמוכה גבוהה, נמוכה נמוכה גבוהה, נמוכה גבוהה, נמוכה גבוהה, נמוכה גבוהה, משקל קל יותר.

בעוד שחומרים מורכבים של סיבי פחמן תרמופלסטיים "קיימים זמן רב", רק לאחרונה יצרני אוורוספייס יצרנים לשקול את השימוש הנרחב שלהם בייצור חלקי מטוסים, כולל רכיבים מבניים ראשוניים, אמר סטפן דיון, הנדסת סמנכ"ל ביחידת המבנים המתקדמים של קולינס.

מרוכבים של סיבי פחמן תרמופלסטיים מציעים יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרנים אוויריים של מספר יתרונות על פני מרוכבים תרמוסטיים, אך עד לאחרונה היצרנים לא יכלו להפיק חלקים מרוכבים תרמופלסטיים בשיעורים גבוהים ובעלות נמוכה, אמר.

בחמש השנים האחרונות יצרני ציוד מקורי החלו להסתכל מעבר לייצור חלקים מחומרי תרמוסט כמצב של חלקים מורכבים של סיבי פחמן, שפותח ראשית, תחילה להשתמש בעירוי שרף ובטכניקות דפוס העברת שרף (RTM) לייצור חלקי מטוסים ואז כדי להשתמש במרכיבים תרמופלסטיים.

Gkn Aerospace השקיעה רבות בפיתוח השרף-אינפוזיה וטכנולוגיית ה- RTM שלה לייצור רכיבים מבניים גדולים במטוסים באופן סביר ובשיעורים גבוהים. GKN מייצרת כעת את הכנף המורכבת באורך 17 מטר, עם חתיכה אחת, בעזרת ייצור עירוי שרף, על פי מקס בראון, סמנכ"ל הטכנולוגיה עבור יוזמת Horizon 3 Technologies המתקדמת של GKN Aerospace.

ההשקעות הכבדות לייצור יצרני יצרני ציוד מקורי בשנים האחרונות כללו גם הוצאות אסטרטגיות על פיתוח יכולות כדי לאפשר ייצור בנפח גבוה של חלקים תרמופלסטיים, לפי דיון.

ההבדל הבולט ביותר בין חומרים תרמוסטיים לתרמופלסטיים טמון בעובדה שיש לשמור על חומרים תרמוסטיים באחסון קר לפני שהם מעוצבים לחלקים, וברגע שעוצבו, חלק תרמוסטי צריך לעבור ריפוי במשך שעות רבות בחיטוי. התהליכים דורשים אנרגיה וזמן רב, ולכן עלויות הייצור של חלקי תרמוסט נוטות להישאר גבוהות.

ריפוי משנה את המבנה המולקולרי של מורכב תרמוסט באופן בלתי הפיך, ומעניק לחלק את כוחו. עם זאת, בשלב הנוכחי של ההתפתחות הטכנולוגית, הריפוי הופך את החומר בחלק לבלתי מתאים לשימוש חוזר במרכיב מבני ראשוני.

עם זאת, חומרים תרמופלסטיים אינם דורשים אחסון או אפייה קרה כאשר הם עשויים לחלקים, על פי דיון. ניתן להחתים אותם לצורה הסופית של חלק פשוט - כל סוגר למסגרות גוף המטוס ב- Airbus A350 הוא חלק מורכב תרמופלסטי - או לשלב ביניים של רכיב מורכב יותר.

ניתן לרתך חומרים תרמופלסטיים יחד בדרכים שונות, ומאפשרים לייצר חלקים מורכבים ומעוצבים מאוד ממבנים פשוטים. כיום משתמשים בעיקר בריתוך אינדוקציה, מה שמאפשר לייצר חלקים שטוחים בעובי קבוע מתת-חלקי משנה, על פי דיון. עם זאת, קולינס מפתחת טכניקות ריתוך רטט וחיכוך לצורך הצטרפות לחלקים תרמופלסטיים, אשר פעם מאושרים שהיא מצפה יאפשרו בסופו של דבר לייצר "מבנים מורכבים מתקדמים באמת", אמר.

היכולת לרתך יחד חומרים תרמופלסטיים לייצור מבנים מורכבים מאפשרת ליצרנים לסלק את ברגי המתכת, המחברים והצירים הנדרשים על ידי חלקי תרמוסט לצורך הצטרפות וקיפול, ובכך ליצור יתרון להפחתת משקל של כעשרה אחוזים, אומדנים חומים.

עם זאת, מרוכבים תרמופלסטיים קשורים טוב יותר למתכות מאשר מרוכבים תרמוסטיים, לפי בראון. בעוד שמו"פ תעשייתי שמטרתו לפתח יישומים מעשיים עבור אותו מאפיין תרמופלסטי נותר "ברמת מוכנות טכנולוגית של פדיעות מוקדמת", הוא עשוי בסופו של דבר לאפשר למהנדסי חלל לעצב רכיבים המכילים מבנים משולבים תרמופלסטיים ומתכת היברידיים.

יישום פוטנציאלי אחד יכול, למשל, להיות מושב נוסע מטוס קל משקל קל משקל המכיל את כל המעגלים מבוססי המתכת הדרושים לממשק המשמש את הנוסע כדי לבחור ולשלוט באפשרויות הבידור שלו, תאורת מושב, מאוורר תקורה , מקום מושב מבוקר אלקטרוני, אטימות צל חלונות ופונקציות אחרות.

בניגוד לחומרים תרמוסטיים, הזקוקים לריפוי כדי לייצר את הנוקשות, החוזק והצורה הנדרשים מהחלקים שבהם הם נעשים, המבנים המולקולריים של חומרים מורכבים תרמופלסטיים אינם משתנים כאשר הם עשויים לחלקים, לפי דיון.

כתוצאה מכך, חומרים תרמופלסטיים עמידים הרבה יותר על שבר עם ההשפעה מאשר חומרים תרמוסטיים תוך שהם מציעים קשיחות וכוח מבניים דומים, אם לא חזקים יותר. "אז אתה יכול לתכנן [חלקים] למדדים דקים בהרבה", אמר דיון, כלומר חלקים תרמופלסטיים שוקלים פחות מכל חלקי תרמוסט שהם מחליפים, אפילו מלבד הפחתת המשקל הנוספת הנובעת מהעובדה שחלקים תרמופלסטיים אינם דורשים ברגי מתכת או מחברים ו

מיחזור חלקים תרמופלסטיים צריכים להוכיח גם תהליך פשוט יותר מאשר מיחזור חלקי תרמוסט. במצב הטכנולוגי הנוכחי (ובמשך זמן מה לבוא), השינויים הבלתי הפיכים במבנה המולקולרי המיוצר על ידי ריפוי חומרים תרמוסטיים מונעים שימוש בחומר ממוחזר לייצור חלקים חדשים בעלי חוזק שווה.

מיחזור חלקי תרמוסט כרוך בטחינת סיבי הפחמן בחומר לאורכים קטנים ושריפת תערובת הסיבים והשרף לפני עיבודו מחדש. החומר המתקבל לעיבוד מחדש חלש מבחינה מבנית מחומר התרמוסט ממנו נוצר החלק הממוחזר, כך שמיחזור חלקי תרמוסט לחדשים בדרך כלל הופכים בדרך כלל "מבנה משני למצב שלישוני", אמר בראון.

מצד שני, מכיוון שהמבנים המולקולריים של חלקים תרמופלסטיים אינם משתנים בתהליכי הייצור והחלקים המצטרפים לחלקים, הם יכולים פשוט להמיס לצורת נוזלים ולהעביר מחדש לחלקים חזקים כמו המקוריים, לפי דיון.

מעצבי מטוסים יכולים לבחור ממבחר רחב של חומרים תרמופלסטיים שונים הזמינים לבחירה בעיצוב וייצור חלקים. "מגוון די רחב של שרפים" זמין לתוכו ניתן להטמיע חוטי סיבי פחמן חד-ממדיים או אורגים דו-ממדיים, ומייצר תכונות חומר שונות, אמר דיון. "השרפים המרגשים ביותר הם השרפים המים הנמוכים", שנמסים בטמפרטורות נמוכות יחסית וכך ניתן לעצב ולווצר בטמפרטורות נמוכות יותר.

מחלקות שונות של תרמופלסטיקה מציעות גם תכונות קשיחות שונות (גבוהות, בינוניות ונמוכות) ואיכות כוללת, לפי דיון. השרפים האיכותיים ביותר עולים הכי הרבה, והמחיר הזרוע מייצג את עקב אכילס עבור תרמופלסטיקה בהשוואה לחומרים תרמוסטיים. בדרך כלל, הם עולים יותר מאשר תרמוסטים, ויצרני המטוסים חייבים לקחת בחשבון עובדה זו בחישובי העלות/תועלת שלהם, אמר בראון.

חלקית מסיבה זו, GKN Aerospace ואחרים ימשיכו להתמקד ביותר בחומרים תרמוסטיים בעת ייצור חלקים מבניים גדולים לכלי טיס. הם כבר משתמשים בחומרים תרמופלסטיים באופן נרחב בייצור חלקים מבניים קטנים יותר כמו אמפנאז ', הגה וספוילרים. עם זאת, בקרוב, כאשר ייצור בעלות נמוכה בעלות נמוכה של חלקים תרמופלסטיים קלים הופך להיות שגרתי, היצרנים ישתמשו בהם הרבה יותר רחבה-במיוחד בשוק האווטול האווטול המתפתח, סיכם דיון.

מגיעים מאינונליין