İtalyan OEM ve 1. Kademe tedarikçisi Leonardo, termoplastik kompozitlerin yerinde konsolidasyonu için indüksiyon kaynağı da dahil olmak üzere yeni kompozit malzemeler, makineler ve süreçler geliştirmek üzere CETMA Ar-Ge departmanıyla işbirliği yaptı.#Trend#cleansky#f-35
Kompozit malzeme üretiminde lider olan Leonardo Aerostructures, Boeing 787 için tek parça gövde gövdeleri üretiyor. Sürekli sıkıştırmalı kalıplama (CCM) ve SQRTM (altta) gibi yeni teknolojiler geliştirmek için CETMA ile birlikte çalışıyor.Üretim teknolojisi.Kaynak |Leonardo ve CETMA
Bu blog, Leonardo'nun uçak yapı departmanının (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola üretim tesisleri, güney İtalya) malzeme mühendisi, Ar-Ge direktörü ve fikri mülkiyet yöneticisi Stefano Corvaglia ile yaptığım röportaja ve araştırma ekibinden Dr. Silvio Pappadà ile yaptığım röportaja dayanmaktadır. mühendis ve kafa.CETMA (Brindisi, İtalya) ve Leonardo arasındaki işbirliği projesi.
Leonardo (Roma, İtalya), 13,8 milyar avroluk cirosu ve dünya çapında 40.000'den fazla çalışanıyla havacılık, savunma ve güvenlik alanlarında dünyanın en büyük oyuncularından biridir.Şirket dünya çapında hava, kara, deniz, uzay, ağ ve güvenlik ile insansız sistemlere yönelik kapsamlı çözümler sunmaktadır.Leonardo'nun Ar-Ge yatırımı yaklaşık 1,5 milyar Euro'dur (2019 gelirinin %11'i), havacılık ve savunma alanlarındaki araştırma yatırımları açısından Avrupa'da ikinci, dünyada dördüncü sırada yer almaktadır.
Leonardo Aerostructures, Boeing 787 Dreamliner'ın 44 ve 46 numaralı parçaları için tek parça kompozit gövde varilleri üretiyor.Kaynak |Leonardo
Leonardo, havacılık yapısı departmanı aracılığıyla, dünyanın önde gelen sivil uçak programlarına, gövde ve kuyruk da dahil olmak üzere kompozit ve geleneksel malzemelerden oluşan büyük yapısal bileşenlerin imalatını ve montajını sağlıyor.
Leonardo Aerostructures, Boeing 787 Dreamliner için kompozit yatay stabilizatörler üretiyor.Kaynak |Leonardo
Kompozit malzemeler açısından, Leonardo'nun Havacılık ve Uzay Yapısı Bölümü, Grottaglie fabrikasında Boeing 787 merkezi gövde bölümleri 44 ve 46 için “tek parça namlular” ve Foggia fabrikasında yatay dengeleyiciler üretiyor ve bu da 787 gövdesinin yaklaşık %14'ünü oluşturuyor.%.Diğer kompozit yapı ürünlerinin üretimi, Foggia Fabrikasında ATR ve Airbus A220 ticari uçaklarının arka kanadının imalatını ve montajını içermektedir.Foggia aynı zamanda Boeing 767 ve Müşterek Taarruz Uçağı F-35, Eurofighter Typhoon savaş uçağı, C-27J askeri nakliye uçağı ve Falco insansız uçak ailesinin ürettiği son üyesi Falco Xplorer dahil olmak üzere askeri programlar için kompozit parçalar da üretiyor. Leonardo tarafından.
Corvaglia, "CETMA ile birlikte termoplastik kompozitler ve reçine transfer kalıplama (RTM) gibi birçok faaliyet gerçekleştiriyoruz" dedi.“Amacımız Ar-Ge faaliyetlerini en kısa sürede üretime hazırlamaktır.Departmanımızda (Ar-Ge ve Fikri Mülkiyet yönetimi), aynı zamanda daha düşük TRL'ye (teknik hazırlık düzeyi - yani, daha düşük TRL yeni doğmakta ve üretimden daha uzaktır) sahip yıkıcı teknolojiler arıyoruz, ancak daha rekabetçi olmayı ve dünya çapındaki müşterilere yardım sağlamayı umuyoruz. dünya."
Pappadà şunları ekledi: "Ortak çabalarımızdan bu yana maliyetleri ve çevresel etkiyi azaltmak için çok çalışıyoruz.Termoplastik kompozitlerin (TPC) termoset malzemelere göre azaltıldığını tespit ettik.”
Corvaglia şunu belirtti: "Bu teknolojileri Silvio'nun ekibiyle birlikte geliştirdik ve bunları üretimde değerlendirmek için bazı otomatik pil prototipleri oluşturduk."
Pappadà, "CCM ortak çabalarımızın harika bir örneğidir" dedi."Leonardo, termoset kompozit malzemelerden yapılmış bazı bileşenleri belirledi.Uçakta ekleme yapıları ve basit geometrik şekiller gibi çok sayıda parçanın bulunduğu yerlere odaklanarak bu bileşenleri TPC'de sağlama teknolojisini birlikte araştırdık.Dikler.”
CETMA'nın sürekli sıkıştırmalı kalıplama üretim hattı kullanılarak üretilen parçalar.Kaynak |“CETMA: İtalyan Kompozit Malzemeler Ar-Ge İnovasyonu”
Şöyle devam etti: “Düşük maliyetli, yüksek verimli yeni bir üretim teknolojisine ihtiyacımız var.”Geçmişte tek bir TPC bileşeninin üretimi sırasında büyük miktarda atık oluştuğuna dikkat çekti."Dolayısıyla izotermal olmayan sıkıştırmalı kalıplama teknolojisine dayalı bir ağ şekli ürettik, ancak israfı azaltmak için bazı yenilikler (patent bekleniyor) yaptık.Bunun için tam otomatik bir ünite tasarladık, ardından bir İtalyan firması bizim için yaptı.“
Pappadà'ya göre ünite, Leonardo tarafından tasarlanan bileşenleri üretebiliyor; "her 5 dakikada bir, günde 24 saat çalışan bir bileşen."Ancak ekibinin daha sonra ön kalıpların nasıl üretileceğini bulması gerekiyordu.Şöyle açıkladı: "Başlangıçta düz bir laminasyon işlemine ihtiyacımız vardı çünkü o zamanlar bu, darboğazdı.""Böylece sürecimiz boş bir malzemeyle (düz laminat) başladı ve ardından onu kızılötesi (IR) fırında ısıttı., Ve sonra şekillendirme için baskıya koyun.Düz laminatlar genellikle 4-5 saatlik çevrim süresi gerektiren büyük presler kullanılarak üretilir.Düz laminatları daha hızlı üretebilecek yeni bir yöntem üzerinde çalışmaya karar verdik.Bu nedenle Leonardo'da mühendislerin desteğiyle CETMA'da yüksek verimliliğe sahip bir CCM üretim hattı geliştirdik.1m'lik 1m'lik çevrim süresini 15 dakikaya düşürdük.Önemli olan bunun sürekli bir süreç olması, dolayısıyla sınırsız uzunluk üretebiliyoruz.”
SPARE aşamalı rulo şekillendirme hattındaki kızılötesi termal görüntüleme (IRT) kamerası, CETMA'nın üretim süreci sırasındaki sıcaklık dağılımını anlamasına ve CCM geliştirme süreci sırasında bilgisayar modelini doğrulamak için 3D analiz oluşturmasına yardımcı olur.Kaynak |“CETMA: İtalyan Kompozit Malzemeler Ar-Ge İnovasyonu”
Ancak bu yeni ürün, Xperion'un (şu anda XELIS, Markdorf, Almanya) on yılı aşkın süredir kullandığı CCM ile nasıl karşılaştırılıyor?Pappadà şunları söyledi: "Boşluklar gibi kusurları tahmin edebilen analitik ve sayısal modeller geliştirdik."“Parametreleri ve bunların kalite üzerindeki etkilerini anlamak için Leonardo ve Salento Üniversitesi (Lecce, İtalya) ile işbirliği yaptık.Bu modelleri, hem yüksek kalınlığa sahip olabildiğimiz hem de yüksek kaliteye ulaşabildiğimiz bu yeni CCM'yi geliştirmek için kullanıyoruz.Bu modellerle yalnızca sıcaklık ve basıncı optimize etmekle kalmıyoruz, aynı zamanda Uygulama yöntemlerini de optimize edebiliyoruz.Sıcaklık ve basıncı eşit şekilde dağıtmak için birçok teknik geliştirebilirsiniz.Ancak bu faktörlerin kompozit yapıların mekanik özellikleri ve kusur büyümesi üzerindeki etkisini anlamamız gerekiyor."
Pappadà şöyle devam etti: “Teknolojimiz daha esnek.Benzer şekilde CCM de 20 yıl önce geliştirildi ancak onu kullanan az sayıda şirket bilgi ve uzmanlığı paylaşmadığı için hakkında hiçbir bilgi yok.Bu nedenle, yalnızca kompozit malzeme ve işleme anlayışımıza dayanarak sıfırdan başlamalıyız.”
Corvaglia, "Şu anda dahili planlardan geçiyoruz ve bu yeni teknolojilerin bileşenlerini bulmak için müşterilerle birlikte çalışıyoruz" dedi."Üretim başlamadan önce bu parçaların yeniden tasarlanması ve yeniden nitelendirilmesi gerekebilir."Neden?“Amaç, uçağı mümkün olduğu kadar hafif ama rekabetçi bir fiyata yapmak.Bu nedenle kalınlığı da optimize etmemiz gerekiyor.Ancak bir parçanın ağırlığı azaltabileceğini veya benzer şekillere sahip birden fazla parçayı tanımlayabileceğini ve bunun da büyük miktarda maliyetten tasarruf sağlayabileceğini görebiliriz."
Şu ana kadar bu teknolojinin birkaç kişinin elinde olduğunu yineledi.“Ancak daha gelişmiş pres kalıpları ekleyerek bu süreçleri otomatikleştirmek için alternatif teknolojiler geliştirdik.Düz bir laminat yerleştirip bir kısmını çıkarıp kullanıma hazır hale getiriyoruz.Parçaları yeniden tasarlama ve düz veya profilli parçalar geliştirme sürecindeyiz.CCM aşaması.”
Pappadà, "Artık CETMA'da çok esnek bir CCM üretim hattımız var" dedi."Burada karmaşık şekiller elde etmek için gerektiği gibi farklı baskılar uygulayabiliyoruz.Leonardo ile birlikte geliştireceğimiz ürün grubu, daha çok gerekli bileşenlerin karşılanmasına odaklanacak.Düz ve L şeklindeki kirişler için daha karmaşık şekiller yerine farklı CCM hatlarının kullanılabileceğini düşünüyoruz.Bu şekilde, karmaşık geometrik TPC parçaları üretmek için şu anda kullanılan büyük preslerle karşılaştırıldığında ekipman maliyetini düşük tutabiliyoruz.”
CETMA, karbon fiber/PEKK tek yönlü banttan kirişler ve paneller üretmek için CCM'yi kullanıyor ve daha sonra bunları EURECAT tarafından yönetilen Clean Sky 2 KEELBEMAN projesine bağlamak için bu omurga demeti göstericisinin endüksiyon kaynağını kullanıyor.Kaynak|”Termoplastik omurga kirişlerinin kaynağına yönelik bir gösteri gerçekleştirildi.”
Pappadà, "İndüksiyon kaynağı kompozit malzemeler için çok ilgi çekicidir, çünkü sıcaklık çok iyi ayarlanabiliyor ve kontrol edilebiliyor, ısıtma çok hızlı ve kontrol çok hassas." dedi.“Leonardo ile birlikte TPC bileşenlerini birleştirmek için endüksiyon kaynağını geliştirdik.Ancak şimdi TPC bandının yerinde konsolidasyonu (ISC) için indüksiyon kaynağı kullanmayı düşünüyoruz.Bu amaçla yeni bir karbon fiber bant geliştirdik. Özel bir makine kullanılarak indüksiyon kaynağıyla çok hızlı bir şekilde ısıtılabilir.Bant, ticari bantla aynı temel malzemeyi kullanıyor ancak elektromanyetik ısınmayı iyileştirmek için farklı bir mimariye sahip.Mekanik özellikleri optimize ederken aynı zamanda otomasyon aracılığıyla maliyet etkin ve verimli bir şekilde bunlarla nasıl başa çıkılacağı gibi farklı gereksinimleri karşılamaya yönelik süreci de düşünüyoruz."
TPC bant ile iyi bir verimlilikle ISC elde etmenin zor olduğuna dikkat çekti.“Endüstriyel üretimde kullanabilmeniz için daha hızlı ısınması, soğuması ve çok kontrollü bir şekilde basınç uygulanması gerekiyor.Bu nedenle, malzemenin konsolide edildiği yalnızca küçük bir alanı ısıtmak ve geri kalan Laminatların soğuk tutulduğu küçük bir alanı ısıtmak için indüksiyon kaynağı kullanmaya karar verdik."Pappadà, montaj için kullanılan endüksiyon kaynağında TRL'nin daha yüksek olduğunu söylüyor.“
İndüksiyonla ısıtmayı kullanan yerinde entegrasyon son derece yıkıcı görünüyor; şu anda başka hiçbir OEM veya kademe tedarikçisi bunu kamuya açık bir şekilde yapmıyor.Corvaglia, "Evet, bu yıkıcı bir teknoloji olabilir" dedi.“Makine ve malzemeler için patent başvurusunda bulunduk.Amacımız termoset kompozit malzemelerle karşılaştırılabilecek bir üründür.Birçok kişi AFP (Otomatik Fiber Yerleştirme) için TPC'yi kullanmayı dener, ancak ikinci adımın birleştirilmesi gerekir.Geometri açısından bu, maliyet, çevrim süresi ve parça boyutu açısından büyük bir sınırlamadır.Aslında havacılık parçalarını üretme şeklimizi değiştirebiliriz.”
Leonardo, termoplastiklerin yanı sıra RTM teknolojisini de araştırmaya devam ediyor.“Bu, CETMA ile işbirliği yaptığımız başka bir alandır ve eski teknolojiye (bu durumda SQRTM) dayalı yeni gelişmelerin patenti alınmıştır.Nitelikli reçine transfer kalıplama, orijinal olarak Radius Engineering (Salt Lake City, Utah, ABD) (SQRTM) tarafından geliştirilmiştir.Corvaglia şunları söyledi: “Halihazırda nitelikli malzemeleri kullanmamıza olanak tanıyan bir otoklav (OOA) yöntemine sahip olmak önemli."Bu aynı zamanda iyi bilinen özelliklere ve niteliklere sahip prepregleri kullanmamıza da olanak tanıyor.Bu teknolojiyi uçak pencere çerçeveleri tasarlamak, göstermek ve patent başvurusunda bulunmak için kullandık.“
COVID-19'a rağmen CETMA hala Leonardo programını işliyor; burada, geleneksel RTM teknolojisine kıyasla hatasız bileşenler elde etmek ve ön şekillendirmeyi hızlandırmak için uçak pencere yapılarını yapmak için SQRTM'nin kullanımı gösterilmektedir.Bu nedenle Leonardo, karmaşık metal parçaları daha fazla işleme gerek kalmadan örgü kompozit parçalarla değiştirebiliyor.Kaynak |CETMA, Leonardo.
Pappadà şunu belirtti: "Bu da daha eski bir teknoloji, ancak internete girdiğinizde bu teknoloji hakkında bilgi bulamazsınız."Süreç parametrelerini tahmin etmek ve optimize etmek için bir kez daha analitik modelleri kullanıyoruz.Bu teknolojiyle, iyi bir reçine dağılımı (kuru alan veya reçine birikimi yok) ve neredeyse sıfır gözeneklilik elde edebiliyoruz.Elyaf içeriğini kontrol edebildiğimiz için çok yüksek yapısal özellikler üretebiliyoruz ve teknoloji karmaşık şekiller üretmek için kullanılabiliyor.Otoklav kürleme gereksinimlerini karşılayan aynı malzemeleri kullanıyoruz, ancak OOA yöntemini kullanıyoruz, ancak döngü süresini birkaç dakikaya kısaltmak için hızlı kürlenen bir reçine kullanmaya da karar verebilirsiniz.“
Corvaglia, "Mevcut ön hazırlıkla bile kürleme süresini kısalttık" dedi.“Örneğin pencere çerçeveleri gibi parçalar için 8-10 saatlik normal bir otoklav döngüsüyle karşılaştırıldığında SQRTM 3-4 saat süreyle kullanılabilir.Isı ve basınç doğrudan parçalara uygulanır ve ısıtma kütlesi daha azdır.Ayrıca sıvı reçinenin otoklavda ısıtılması havadan daha hızlıdır ve parçaların kalitesi de mükemmeldir, bu da özellikle karmaşık şekiller için faydalıdır.Alet vakum torbasında değil Control it'te olduğundan yeniden işleme gerektirmez, neredeyse sıfır boşluk ve mükemmel yüzey kalitesi sağlar.
Leonardo yenilik yapmak için çeşitli teknolojiler kullanıyor.Teknolojinin hızla gelişmesi nedeniyle, mevcut ürünlerin halihazırda sahip olduğu artımlı (kısa vadeli) geliştirme yeteneklerini aşan, gelecekteki ürünler için ihtiyaç duyulan yeni teknolojilerin geliştirilmesi için yüksek riskli Ar-Ge'ye (düşük TRL) yatırım yapılmasının gerekli olduğuna inanmaktadır. .Leonardo'nun 2030 Ar-Ge master planı, sürdürülebilir ve rekabetçi bir şirket için birleşik bir vizyon olan kısa vadeli ve uzun vadeli stratejilerin böyle bir kombinasyonunu birleştiriyor.
Bu planın bir parçası olarak, Ar-Ge ve inovasyona adanmış uluslararası bir kurumsal Ar-Ge laboratuvar ağı olan Leonardo Labs'ı başlatacak.2020 yılına kadar şirket, Milano, Torino, Cenova, Roma, Napoli ve Taranto'da ilk altı Leonardo laboratuvarını açmayı amaçlıyor ve aşağıdaki alanlarda becerilere sahip 68 araştırmacıyı (Leonardo Araştırma Görevlileri) işe alıyor: 36 otonom akıllı sistem yapay zeka pozisyonları, 15 büyük veri analizi, 6 yüksek performanslı bilgi işlem, 4 havacılık platformu elektrifikasyonu, 5 malzeme ve yapı ve 2 kuantum teknolojisi.Leonardo Laboratuvarı bir inovasyon merkezi ve Leonardo'nun gelecekteki teknolojisinin yaratıcısı rolünü oynayacak.
Leonardo'nun uçakta ticarileştirilen teknolojisinin kara ve deniz bölümlerinde de uygulanabileceğini belirtmekte fayda var.Leonardo ve onun kompozit malzemeler üzerindeki potansiyel etkisi hakkında daha fazla güncelleme için bizi takip etmeye devam edin.
Matris, fiberle güçlendirilmiş malzemeyi bağlar, kompozit bileşene şeklini verir ve yüzey kalitesini belirler.Kompozit matris polimer, seramik, metal veya karbon olabilir.Bu bir seçim kılavuzudur.
Kompozit uygulamalar için bu içi boş mikro yapılar, çok fazla hacmi düşük ağırlıkla değiştirir ve işlem hacmini ve ürün kalitesini artırır.
Gönderim zamanı: Şubat-09-2021