کامپوزیت های ترموپلاستیک شگفت انگیز
Nov 14, 2024
نکته اصلی: فناوری‌ها و مواد جدید تجدید نظر در تولید ساختار هواپیما را تسریع می‌کنند.
فن آوری ها و مواد جدید تجدید نظر در تولید سازه های هواپیما را تسریع می کنند.
بدنه هوا سبک تر و سریع تر است
بدنه هواپیما چیزی بیش از مسافران و بار را در خود جای می دهد. همچنین سیستم های الکتریکی، مکانیکی، پنوماتیکی و هیدرولیک حیاتی را حمل می کند. نصب سیستم ها پس از تکمیل بدنه باعث افزایش هزینه ها و زمان تولید می شود. سیستم هم سنگینه بدنه کامپوزیت گرمانرم سبک تر و تولید آسان تر به جبران این معایب کمک می کند.
روکش ترموپلاستیک می تواند به این امر برسد، عمدتاً به این دلیل که تعداد زیادی بست مورد نیاز برای نگه داشتن قطعات سنتی بدنه فلزی در کنار هم دیگر مورد نیاز نیست یا تعداد مورد نیاز بسیار کمتر است.
کامپوزیت های ترموپلاستیک که مخفف کامپوزیت های پلیمری ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر کربن (CFRTP) هستند، می توانند در دماهای بالا قالب گیری شوند. سپس سرد و خشک می شود. اگر بخش های معمولی بدنه به طور هوشمندانه ای با قطعات کابین و محموله ادغام شوند، معرفی آنها می تواند منجر به صرفه جویی در وزن ساختاری بیش از 10٪ در هر هواپیما شود.
کامپوزیت‌های CFRTP یک مزیت فوری‌تر نیز دارند: استفاده مجدد و بازیافت آنها نسبت به قطعات فلزی یا فیبر کربنی آسان‌تر است.
ماژول های از پیش نصب شده
بازگشت به انبار ما MFFD از دو پوسته یا ماژول نیمه استوانه ای تشکیل شده است که بشکه بدنه را تشکیل می دهند. ماژول های پایینی از پیش مجهز به سیستم ها و سیم کشی هستند. روی آن چند علامت کابین خلبان وجود دارد.
در سمت تولید خالص، روکش ترموپلاستیک این ماژول‌ها را قادر می‌سازد تا با استفاده از روش‌های جدید مونتاژ شوند که هر یک از آنها بر روی MFFD آزمایش می‌شوند. به عنوان مثال، پوسته آن به جای اینکه به یکدیگر پرچ شود، با جوشکاری خودکار اولتراسونیک یا نقطه ای لیزری به هم متصل می شود. این یک محیط نسبتاً عاری از گرد و غبار برای کارگران مونتاژ ایجاد می کند.
سپس کف مدل بدنه پایینی با جوشکاری هدایت خودکار در جای خود محکم می شود.
تا پایان سال 2024، زمانی که پروژه به پایان می رسد، MFFD در واقع از اهداف کاهش وزن خود فراتر رفته و در مقایسه با بشکه های بدنه فلزی، هزینه خنثی است. بیش از 40 "تخصص" فنی در سطح بالایی آزمایش شده اند، از میکرومکانیک در مقیاس کوچک (مطالعه رفتار مواد کامپوزیتی) تا انواع جدید وسایل، ابزارها و تکنیک های جوشکاری پیشرفته همانطور که در بالا توضیح داده شد.
رویکرد مخرب MFFD می‌تواند هواپیماهای کامپوزیت CFRTP را با نرخ 100 در ماه تولید کند، که نرخ هدف برای هواپیماهای تک راهرو آینده است. علاوه بر مزایای اقتصادی، معماری پیشرفته، وزن کمتر و نرخ ساخت بالاتر بدنه هواپیمای جدید به کاهش انتشار چرخه عمر، مطابق با اهداف Clean Skies 2 کمک می کند.
یک داستان موفقیت اروپایی
از زمان تکمیل آن، تظاهرکننده در مرکز تحقیقات کاربردی هوانوردی ZAL در هامبورگ اقامت داشته است. در واقع در موسسه Fraunhofer در نزدیکی Stade مونتاژ شد. ایرباس امکانات گسترده ای در هر دو شهر آلمان دارد. نوآوری MFFD یک داستان موفقیت کاملا اروپایی است. ایرباس یکی از 13 شریک اصلی تشکیل دهنده کنسرسیوم است که شامل ساب، GKN Fokker، آزمایشگاه هوافضای آلمان DLR، دانشگاه فناوری دلفت و یک پیمانکار فرعی است.
یورک راث، رئیس پلت فرم جامبوی Clean Skies 2 در ایرباس گفت: «اگر دانشگاه، مراکز تحقیقاتی و بازیگران صنعت حول یک هدف مشترک متحد شوند، MFFD یک مثال عالی است. "یک بازیکن به تنهایی هرگز نمی تواند استوانه بزرگ بدنه نمایشی با این پیچیدگی را تحویل دهد."
پروژه Clean Skies 2
کامپوزیت های ترموپلاستیک نمایشگر بخش بدنه
① مواد کامپوزیت فیبر کربن ترموپلاستیک
②مواد، روش ها و ابزار پیشرفته
