Итальяндық OEM және Tier 1 жеткізушісі Леонардо жаңа композиттік материалдарды, машиналарды және процестерді, соның ішінде термопластикалық композиттерді консолидациялау үшін индукциялық дәнекерлеуді әзірлеу үшін CETMA R&D бөлімімен бірлесіп жұмыс істеді.#Trend#cleansky#f-35
Композиттік материалдар өндірісіндегі көшбасшы Леонардо Аэроструктуралар Boeing 787 ұшағы үшін бір бөліктен тұратын фюзеляж бөшкелерін шығарады. Ол CETMA-мен бірге үздіксіз сығымдау (CCM) және SQRTM (төменгі) сияқты жаңа технологияларды әзірлеу үшін жұмыс істейді.Өндіріс технологиясы.Дереккөз |Леонардо және CETMA
Бұл блог менің Леонардоның ұшақ құрылымы бөлімінің (Гроттали, Помильано, Фоджия, Нола өндіріс орындары, оңтүстік Италия) материалды инженері, ҒЗТКЖ директоры және зияткерлік меншік менеджері Стефано Корваглиямен сұхбатыма және доктор Сильвио Паппадамен сұхбатыма, зерттеуге негізделген. инженер және басшы.CETMA (Бриндизи, Италия) мен Леонардо арасындағы ынтымақтастық жобасы.
Леонардо (Рим, Италия) – 13,8 миллиард еуро айналымы және дүние жүзінде 40 000-нан астам қызметкері бар аэроғарыш, қорғаныс және қауіпсіздік салаларындағы әлемдегі ірі ойыншылардың бірі.Компания бүкіл әлем бойынша әуе, құрлық, теңіз, ғарыш, желі және қауіпсіздік және ұшқышсыз жүйелер үшін кешенді шешімдерді ұсынады.Леонардоның ҒЗТКЖ инвестициясы шамамен 1,5 миллиард еуроны құрайды (2019 жылғы кірістің 11%), аэроғарыштық және қорғаныс салаларындағы зерттеу инвестициялары бойынша Еуропада екінші және әлемде төртінші орында.
Leonardo Aerostructures Boeing 787 Dreamliner ұшағының 44 және 46 бөліктері үшін бір бөліктен тұратын композициялық фюзеляж бөшкелерін шығарады.Дереккөз |Леонардо
Леонардо өзінің авиациялық құрылым бөлімі арқылы әлемдегі негізгі азаматтық әуе кемелерінің бағдарламаларын композициялық және дәстүрлі материалдардан, соның ішінде фюзеляж мен құйрықты қоса алғанда, үлкен құрылымдық құрамдас бөліктерді өндірумен және құрастыруды қамтамасыз етеді.
Leonardo Aerostructures Boeing 787 Dreamliner үшін композициялық көлденең тұрақтандырғыштарды шығарады.Дереккөз |Леонардо
Композиттік материалдарға келетін болсақ, Леонардоның аэроғарыштық құрылым бөлімі Grottaglie зауытында Boeing 787 орталық фюзеляжының 44 және 46 бөлімдері үшін «бір бөліктен тұратын бөшкелерді» және Foggia зауытындағы көлденең тұрақтандырғыштарды шығарады, бұл 787 фюзеляждың шамамен 14% құрайды.%.Басқа композиттік құрылым өнімдерін өндіру оның Foggia зауытында ATR және Airbus A220 коммерциялық ұшақтарының артқы қанаттарын жасауды және құрастыруды қамтиды.Foggia сонымен қатар Boeing 767 және әскери бағдарламалар үшін композициялық бөлшектерді шығарады, соның ішінде Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon жойғыш ұшағы, C-27J әскери-көлік ұшағы және Falco ұшқышсыз ұшақтар тобының соңғы мүшесі Falco Xplorer. Леонардо жазған.
«CETMA-мен бірге біз термопластикалық композиттер және шайыр беруді қалыптау (RTM) сияқты көптеген әрекеттерді жасаймыз», - деді Корваглия.«Біздің мақсатымыз – ҒЗТКЖ қызметін өндіріске қысқа мерзімде дайындау.Біздің бөлімде (ҒЗТКЖ және IP менеджменті) біз сондай-ақ төмен TRL (техникалық дайындық деңгейі, яғни, Төменгі TRL жаңа қалыптасып келе жатқан және өндірістен әлдеқайда алыс) бар бұзатын технологияларды іздейміз, бірақ біз бәсекеге қабілеттірек және тұтынушыларға көмек көрсетеміз деп үміттенеміз. әлем».
Паппада былай деп қосты: «Бірлескен күш-жігерімізден бері біз шығындар мен қоршаған ортаға әсерді азайту үшін көп жұмыс істеп жатырмыз.Біз термопластикалық композиттердің (TPC) термосеттік материалдармен салыстырғанда азайғанын анықтадық».
Корвалья: «Біз бұл технологияларды Сильвио командасымен бірге әзірледік және оларды өндірісте бағалау үшін кейбір автоматтандырылған батарея прототиптерін жасадық», - деп атап өтті.
«CCM - біздің бірлескен күш-жігеріміздің тамаша үлгісі», - деді Паппада.«Леонардо термосеттік композициялық материалдардан жасалған кейбір компоненттерді анықтады.Біз бірге ұшақта бөлшектердің көп саны бар жерлерге, мысалы, қосқыш құрылымдар мен қарапайым геометриялық пішіндерге назар аудара отырып, TPC-де осы компоненттерді қамтамасыз ету технологиясын зерттедік.Тіктері».
Бөлшектер CETMA-ның үздіксіз компрессиялық қалыптау өндірістік желісін пайдаланып өндірілген.Дереккөз |«CETMA: итальяндық композиттік материалдардың ғылыми-зерттеу инновациясы»
Ол былай деп жалғастырды: «Бізге құны төмен және өнімділігі жоғары жаңа өндіріс технологиясы қажет».Ол бұрындары бір ғана ТСҚ құрамдас бөлігін жасау кезінде көп мөлшерде қалдық түзілетінін атап өтті.«Сонымен, біз изотермиялық емес сығымдалған қалыптау технологиясына негізделген тор пішінін шығардық, бірақ біз қалдықтарды азайту үшін кейбір жаңалықтар енгіздік (патент күтуде).Біз бұл үшін толық автоматты қондырғыны жасадық, содан кейін итальяндық компания оны бізге жасады.«
Паппаданың айтуынша, құрылғы Леонардо әзірлеген компоненттерді шығара алады, «әр 5 минут сайын бір компонент, тәулігіне 24 сағат жұмыс істейді».Алайда, оның командасы содан кейін преформаларды қалай шығару керектігін анықтауға мәжбүр болды.Ол былай деп түсіндірді: «Бастапқыда бізге тегіс ламинация процесі қажет болды, өйткені бұл сол кездегі қиындықтар болды».«Сонымен, біздің процесс дайындамадан (жалпақ ламинат) басталды, содан кейін оны инфрақызыл (ИК) пеште қыздырдық., Содан кейін қалыптау үшін пресске салыңыз.Тегіс ламинаттарды әдетте 4-5 сағат цикл уақытын қажет ететін үлкен престер арқылы шығарады.Біз жалпақ ламинаттарды тезірек шығаратын жаңа әдісті зерттеуді шештік.Сондықтан, Леонардода инженерлердің қолдауымен біз CETMA-да жоғары өнімді CCM өндіріс желісін жасадық.1м цикл уақытын 1м бөлікке 15 минутқа дейін қысқарттық.Ең бастысы, бұл үздіксіз процесс, сондықтан біз шексіз ұзындықты жасай аламыз».
SPARE прогрессивті орамды қалыптастыру желісіндегі инфрақызыл тепловизор (IRT) камерасы CETMA-ға өндіріс процесі кезінде температураның таралуын түсінуге және CCM әзірлеу процесінде компьютер үлгісін тексеру үшін 3D талдау жасауға көмектеседі.Дереккөз |«CETMA: итальяндық композиттік материалдардың ғылыми-зерттеу инновациясы»
Дегенмен, бұл жаңа өнімді Xperion (қазіргі XELIS, Markdorf, Германия) он жылдан астам пайдаланған CCM-мен қалай салыстырады?Паппада: «Біз бос орындар сияқты ақауларды болжай алатын аналитикалық және сандық модельдерді әзірледік», - деді.«Біз параметрлерді және олардың сапаға әсерін түсіну үшін Леонардо және Саленто университетімен (Лечче, Италия) бірлесіп жұмыс жасадық.Біз осы үлгілерді осы жаңа CCM әзірлеу үшін пайдаланамыз, мұнда біз қалыңдығы жоғары, бірақ жоғары сапаға қол жеткізе аламыз.Бұл модельдер арқылы біз температура мен қысымды оңтайландыруға ғана емес, сонымен қатар олардың Қолдану әдісін де оңтайландыруға болады.Температура мен қысымды біркелкі бөлу үшін көптеген әдістерді әзірлеуге болады.Дегенмен, біз бұл факторлардың механикалық қасиеттерге және композиттік құрылымдардың ақауларының өсуіне әсерін түсінуіміз керек ».
Паппада сөзін жалғастырды: «Біздің технология икемді.Сол сияқты, CCM 20 жыл бұрын жасалған, бірақ бұл туралы ақпарат жоқ, өйткені оны қолданатын бірнеше компаниялар білім мен тәжірибемен бөліспейді.Сондықтан біз композициялық материалдар мен өңдеу туралы түсінігімізге сүйене отырып, нөлден бастауымыз керек ».
«Қазір біз ішкі жоспарларды қарастырып жатырмыз және осы жаңа технологиялардың құрамдастарын табу үшін тұтынушылармен жұмыс істеп жатырмыз», - деді Корвалья.«Өндіріс басталғанға дейін бұл бөліктерді қайта жобалау және біліктілігін арттыру қажет болуы мүмкін».Неліктен?«Мақсат – ұшақты барынша жеңіл, бірақ бәсекеге қабілетті бағамен жасау.Сондықтан біз қалыңдығын да оңтайландыруымыз керек.Дегенмен, біз бір бөлік салмақты азайта алатынын немесе ұқсас пішіні бар бірнеше бөліктерді анықтай алатынын байқаймыз, бұл көп ақшаны үнемдеуге мүмкіндік береді ».
Ол осы уақытқа дейін бұл технология бірнеше адамның қолында болғанын қайталады.«Бірақ біз осы процестерді автоматтандыру үшін анағұрлым жетілдірілген пресс қалыптауларын қосу арқылы балама технологияларды әзірледік.Біз жалпақ ламинат салып, содан кейін оның бір бөлігін алып тастаймыз, пайдалануға дайын.Біз бөлшектерді қайта жобалау және тегіс немесе профильді бөлшектерді әзірлеу процесінде жатырмыз.CCM кезеңі».
«Қазір бізде CETMA-да өте икемді CCM өндірістік желісі бар», - деді Паппада.«Бұл жерде біз күрделі пішіндерге қол жеткізу үшін қажет болған жағдайда әртүрлі қысым жасай аламыз.Біз Леонардомен бірге әзірлейтін өнім желісі оның нақты қажетті компоненттерін қанағаттандыруға көбірек бағытталған.Біз әртүрлі CCM сызықтарын күрделі пішіндердің орнына жалпақ және L-тәрізді стрингерлер үшін пайдалануға болады деп есептейміз.Осылайша, қазіргі уақытта күрделі геометриялық TPC бөлшектерін шығару үшін қолданылатын үлкен пресстермен салыстырғанда, біз жабдықтың құнын төмен деңгейде ұстай аламыз ».
CETMA көміртекті талшықтан/PEKK бір жақты таспадан стрингерлер мен панельдерді өндіру үшін CCM пайдаланады, содан кейін оларды EURECAT басқаратын Clean Sky 2 KEELBEMAN жобасында қосу үшін осы киль демонстрациясының индукциялық дәнекерлеуін пайдаланады.Дереккөз|"Термопластикалық киль арқалықтарын дәнекерлеуге арналған демонстрация жүзеге асырылды."
«Индукциялық дәнекерлеу композициялық материалдар үшін өте қызықты, өйткені температураны өте жақсы реттеуге және басқаруға болады, қыздыру өте жылдам және басқару өте дәл», - деді Паппада.«Леонардомен бірге біз TPC компоненттерін біріктіру үшін индукциялық дәнекерлеуді әзірледік.Бірақ қазір біз TPC таспасының in-situ консолидациясы (ISC) үшін индукциялық дәнекерлеуді пайдалануды қарастырамыз.Осы мақсатта біз жаңа көміртекті талшық таспасын жасадық, оны арнайы машинаның көмегімен индукциялық дәнекерлеу арқылы өте тез қыздыруға болады.Таспа коммерциялық таспамен бірдей негізгі материалды пайдаланады, бірақ электромагниттік жылытуды жақсарту үшін басқа архитектураға ие.Механикалық қасиеттерді оңтайландыру кезінде біз автоматтандыру арқылы олармен үнемді және тиімді күресу сияқты әртүрлі талаптарды қанағаттандыруға тырысу процесін қарастырамыз ».
Ол жақсы өнімділікпен TPC таспасы арқылы ISC-ке жету қиын екенін атап өтті.«Оны өнеркәсіптік өндірісте пайдалану үшін тезірек жылыту және салқындату және өте бақыланатын түрде қысым жасау керек.Сондықтан, біз индукциялық дәнекерлеуді материал біріктірілген, ал қалған ламинаттарды суық ұстайтын шағын аумақты ғана жылыту үшін қолдануды шештік».Паппада құрастыру үшін қолданылатын индукциялық дәнекерлеуге арналған TRL жоғарырақ екенін айтады.«
Индукциялық жылытуды қолданатын жердегі интеграция өте қиын болып көрінеді - қазіргі уақытта басқа OEM немесе деңгейлі жеткізушілер мұны ашық түрде жасамайды.«Иә, бұл бұзушы технология болуы мүмкін», - деді Корваглия.«Біз машина мен материалдарға патент алуға өтінім бердік.Біздің мақсатымыз - термосеттік композициялық материалдармен салыстырылатын өнім.Көптеген адамдар AFP (автоматты талшықты орналастыру) үшін TPC қолдануға тырысады, бірақ екінші қадамды біріктіру керек.Геометрия тұрғысынан бұл құны, цикл уақыты және бөлік өлшемі бойынша үлкен шектеу.Шын мәнінде, біз аэроғарыштық бөлшектерді шығару жолын өзгертуіміз мүмкін ».
Термопластикадан басқа, Леонардо RTM технологиясын зерттеуді жалғастыруда.«Бұл CETMA-мен ынтымақтасатын тағы бір сала және ескі технологияға негізделген жаңа әзірлемелер (бұл жағдайда SQRTM) патенттелген.Бастапқыда Radius Engineering (Солт-Лейк-Сити, Юта, АҚШ) (SQRTM) әзірлеген білікті шайыр тасымалдағыш қалыптау.Корваглия былай деді: «Біліктілігі бар материалдарды пайдалануға мүмкіндік беретін автоклав (OOA) әдісінің болуы маңызды.«Бұл бізге белгілі сипаттамалары мен қасиеттері бар препрегтерді пайдалануға мүмкіндік береді.Біз бұл технологияны ұшақ терезелерінің жақтауларын жобалау, көрсету және патент алу үшін қолдандық.«
COVID-19-ға қарамастан, CETMA әлі де Леонардо бағдарламасын өңдеуде, мұнда ақаусыз компоненттерге қол жеткізу және дәстүрлі RTM технологиясымен салыстырғанда алдын ала қалыптауды жылдамдату үшін ұшақтың терезе құрылымдарын жасау үшін SQRTM пайдалану көрсетілген.Сондықтан Леонардо күрделі металл бөлшектерді қосымша өңдеусіз торлы композициялық бөлшектермен ауыстыра алады.Дереккөз |CETMA, Леонардо.
Паппада: «Бұл да ескі технология, бірақ желіге кірсеңіз, бұл технология туралы ақпаратты таба алмайсыз», - деп атап өтті.Тағы да біз процесс параметрлерін болжау және оңтайландыру үшін аналитикалық модельдерді қолданамыз.Бұл технологияның көмегімен біз шайырдың жақсы таралуын ала аламыз - құрғақ жерлер немесе шайыр жиналмайды - және нөлге жуық кеуектілік.Біз талшықтың мазмұнын басқара алатындықтан, біз өте жоғары құрылымдық қасиеттерді жасай аламыз және технологияны күрделі пішіндерді шығару үшін пайдалануға болады.Біз автоклавта қатайту талаптарына сәйкес келетін бірдей материалдарды қолданамыз, бірақ OOA әдісін пайдаланамыз, бірақ цикл уақытын бірнеше минутқа дейін қысқарту үшін жылдам қататын шайырды пайдалануды да шешуге болады.«
«Қазіргі препрегтің өзінде біз емдеу уақытын қысқарттық», - деді Корвалья.«Мәселен, 8-10 сағаттық автоклавтың қалыпты циклімен салыстырғанда, терезе жақтаулары сияқты бөлшектер үшін SQRTM 3-4 сағат бойы пайдалануға болады.Бөлшектерге жылу мен қысым тікелей түседі, ал қыздыру массасы аз болады.Сонымен қатар, автоклавтағы сұйық шайырды қыздыру ауаға қарағанда жылдамырақ, бөлшектердің сапасы да тамаша, бұл әсіресе күрделі пішіндер үшін тиімді.Ешқандай қайта өңдеу жоқ, нөлге жуық бос жерлер және тамаша бет сапасы, өйткені құрал вакуумдық қапшықта емес, оны басқаруда.
Леонардо инновация үшін әртүрлі технологияларды қолданады.Технологияның қарқынды дамуына байланысты, ол жоғары тәуекелді ҒЗТКЖ-ға (төмен TRL) инвестицияларды болашақ өнімдерге қажетті жаңа технологияларды әзірлеу үшін маңызды деп санайды, ол қолданыстағы өнімдердің қосымша (қысқа мерзімді) даму мүмкіндіктерінен асып түседі. .Леонардоның 2030 жылға арналған R&D бас жоспары қысқа мерзімді және ұзақ мерзімді стратегиялардың осындай үйлесімін біріктіреді, бұл тұрақты және бәсекеге қабілетті компания үшін біртұтас көзқарас болып табылады.
Осы жоспардың бір бөлігі ретінде ол ҒЗТКЖ және инновацияларға арналған халықаралық корпоративті ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық зертханалық желі Леонардо зертханасын іске қосады.2020 жылға қарай компания Милан, Турин, Генуя, Рим, Неаполь және Тарантода алғашқы алты Леонардо зертханасын ашуға ұмтылады және келесі салаларда дағдылары бар 68 зерттеушіні (Леонардо зерттеушілері) жалдайды: 36 автономды интеллектуалды жүйе. жасанды интеллект позициялары, 15 үлкен деректерді талдау, 6 жоғары өнімді есептеулер, 4 авиациялық платформаны электрлендіру, 5 материалдар мен құрылымдар және 2 кванттық технологиялар.Леонардо зертханасы инновациялық пост және Леонардоның болашақ технологиясын жасаушы рөлін атқарады.
Айта кету керек, Леонардоның ұшақтарда коммерцияланған технологиясы оның құрлықтағы және теңіздегі бөлімдерінде де қолданылуы мүмкін.Леонардо туралы қосымша жаңартулар және оның композиттік материалдарға ықтимал әсері үшін хабардар болыңыз.
Матрица талшықты арматураланған материалды байланыстырады, композициялық құрамдас бөлікке оның пішінін береді және оның бетінің сапасын анықтайды.Композиттік матрица полимер, керамикалық, металл немесе көміртекті болуы мүмкін.Бұл таңдау нұсқаулығы.
Композиттік қолданбалар үшін бұл қуыс микроқұрылымдар көп көлемді аз салмақпен ауыстырады және өңдеу көлемі мен өнім сапасын арттырады.
Жіберу уақыты: 09 ақпан 2021 ж