berita

Panjang bergantung pada bahan serat karbon termoset untuk membuat bagian struktural komposit yang sangat kuat untuk pesawat terbang, OEM kedirgantaraan sekarang merangkul kelas lain dari bahan serat karbon karena kemajuan teknologi menjanjikan pembuatan otomatis bagian non-termoset baru dengan volume tinggi, biaya rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, dan rendah, Berat yang lebih ringan.

Sementara bahan komposit serat karbon termoplastik “telah ada lama,” baru-baru ini produsen kedirgantaraan dapat mempertimbangkan penggunaannya yang luas dalam membuat bagian pesawat, termasuk komponen struktural primer, kata Stephane Dion, rekayasa VP di unit struktur canggih Collins Aerospace.

Komposit serat karbon termoplastik berpotensi menawarkan OEM dirgantara beberapa keunggulan dibandingkan komposit termoset, tetapi sampai saat ini produsen tidak dapat membuat bagian dari komposit termoplastik dengan harga tinggi dan dengan biaya rendah, katanya.

Dalam lima tahun terakhir, OEM telah mulai melihat melampaui membuat bagian-bagian dari bahan termoset sebagai keadaan ilmu komposit serat karbon. untuk menggunakan komposit termoplastik.

GKN Aerospace telah banyak berinvestasi dalam mengembangkan resin-infus dan teknologi RTM untuk pembuatan komponen struktural pesawat besar yang terjangkau dan dengan harga tinggi. GKN sekarang membuat spar sayap komposit tunggal sepanjang 17 meter menggunakan resin infus manufacturing, menurut Max Brown, VP teknologi untuk inisiatif teknologi canggih GKN Aerospace.

Investasi manufaktur komposit berat OEM dalam beberapa tahun terakhir juga termasuk pengeluaran secara strategis untuk mengembangkan kemampuan untuk memungkinkan pembuatan volume tinggi bagian termoplastik, menurut Dion.

Perbedaan yang paling menonjol antara termoset dan bahan termoplastik terletak pada fakta bahwa bahan termoset harus disimpan dalam penyimpanan dingin sebelum dibentuk menjadi beberapa bagian, dan sekali dibentuk, bagian termoset harus menjalani penyembuhan selama berjam -jam dalam autoklaf. Prosesnya membutuhkan banyak energi dan waktu, sehingga biaya produksi bagian termoset cenderung tetap tinggi.

Curing mengubah struktur molekul komposit termoset secara ireversibel, memberikan bagian kekuatannya. Namun, pada tahap perkembangan teknologi saat ini, Curing juga membuat materi di bagian tidak cocok untuk digunakan kembali dalam komponen struktural primer.

Namun, bahan termoplastik tidak memerlukan penyimpanan dingin atau memanggang saat dibuat menjadi beberapa bagian, menurut Dion. Mereka dapat dicap ke dalam bentuk akhir bagian sederhana - setiap braket untuk bingkai badan pesawat di Airbus A350 adalah bagian komposit termoplastik - atau ke tahap menengah dari komponen yang lebih kompleks.

Bahan termoplastik dapat dilas bersama dengan berbagai cara, memungkinkan bagian-bagian yang kompleks dan sangat berbentuk dibuat dari sub-struktur sederhana. Pengelasan induksi hari ini terutama digunakan, yang hanya memungkinkan bagian datar dan ketebalan konstan dibuat dari sub-bagian, menurut Dion. Namun, Collins mengembangkan teknik getaran dan gesekan untuk bergabung dengan bagian termoplastik, yang begitu disertifikasi pada akhirnya akan memungkinkannya untuk menghasilkan "struktur kompleks yang benar -benar canggih," katanya.

Kemampuan untuk mengelas bersama bahan termoplastik untuk membuat struktur yang kompleks memungkinkan produsen untuk menghilangkan sekrup logam, pengencang, dan engsel yang dibutuhkan oleh bagian termoset untuk bergabung dan melipat, sehingga menciptakan manfaat penurunan berat badan sekitar 10 persen, perkiraan cokelat.

Namun, ikatan komposit termoplastik lebih baik terhadap logam daripada komposit termoset, menurut Brown. Sementara R&D industri yang bertujuan mengembangkan aplikasi praktis untuk properti termoplastik tetap "pada tingkat kesiapan teknologi awal kesesuaian," pada akhirnya memungkinkan insinyur kedirgantaraan merancang komponen yang mengandung struktur terintegrasi termoplastik dan logam hibrida.

Salah satu aplikasi potensial bisa, misalnya, menjadi kursi penumpang pesawat terbang yang one-piece yang berisi semua sirkuit berbasis logam yang diperlukan untuk antarmuka yang digunakan oleh penumpang untuk memilih dan mengontrol pilihan hiburannya, pencahayaan kursi, kipas overheadnya , kursi kursi yang dikendalikan secara elektronik, opacity naungan jendela, dan fungsi lainnya.

Tidak seperti bahan termoset, yang perlu disembuhkan untuk menghasilkan kekakuan, kekuatan, dan bentuk yang dibutuhkan dari bagian -bagian yang dibuat, struktur molekul bahan komposit termoplastik tidak berubah ketika dibuat menjadi bagian -bagian, menurut Dion.

Akibatnya, bahan termoplastik jauh lebih tahan fraktur pada dampak daripada bahan termoset sambil menawarkan ketangguhan dan kekuatan struktural yang serupa, jika tidak lebih kuat. “Jadi Anda dapat merancang [bagian] ke pengukur yang jauh lebih tipis,” kata Dion, yang berarti bagian termoplastik memiliki berat kurang dari bagian termoset yang mereka ganti, bahkan terlepas dari pengurangan berat tambahan yang dihasilkan dari fakta bahwa bagian termoplastik tidak memerlukan sekrup logam atau pengencang .

Daur ulang bagian termoplastik juga harus membuktikan proses yang lebih sederhana daripada mendaur ulang bagian termoset. Pada keadaan teknologi saat ini (dan untuk beberapa waktu yang akan datang), perubahan ireversibel dalam struktur molekul yang dihasilkan dengan menyembuhkan bahan termoset mencegah penggunaan bahan daur ulang untuk membuat bagian baru dengan kekuatan yang setara.

Daur ulang bagian termoset melibatkan penggilingan serat karbon dalam material menjadi panjang kecil dan membakar campuran serat-dan-resin sebelum memproses ulangnya. Bahan yang diperoleh untuk pemrosesan ulang secara struktural lebih lemah daripada bahan termoset dari mana bagian daur ulang dibuat, sehingga mendaur ulang bagian termoset menjadi yang baru biasanya mengubah "struktur sekunder menjadi yang tersier," kata Brown.

Di sisi lain, karena struktur molekul bagian termoplastik tidak berubah dalam proses pembuatan bagian dan bagian-bagian, mereka dapat dengan mudah dilebur menjadi bentuk cair dan diproses ulang menjadi bagian sekuat yang asli, menurut Dion.

Desainer pesawat dapat memilih dari berbagai pilihan bahan termoplastik yang tersedia untuk dipilih dalam perancangan dan bagian -bagian manufaktur. "Rentang resin yang cukup luas" tersedia di mana filamen serat karbon satu dimensi atau tenun dua dimensi dapat tertanam, menghasilkan sifat material yang berbeda, kata Dion. “Resin yang paling menarik adalah resin yang meleleh rendah,” yang meleleh pada suhu yang relatif rendah sehingga dapat dibentuk dan dibentuk pada suhu yang lebih rendah.

Kelas termoplastik yang berbeda juga menawarkan sifat kekakuan yang berbeda (tinggi, sedang, dan rendah) dan kualitas keseluruhan, menurut Dion. Resin berkualitas tinggi paling mahal, dan keterjangkauan mewakili tumit Achilles untuk termoplastik dibandingkan dengan bahan termoset. Biasanya, harganya lebih mahal daripada termoset, dan produsen pesawat harus mempertimbangkan fakta itu dalam perhitungan desain biaya/manfaatnya, kata Brown.

Sebagian karena alasan itu, GKN Aerospace dan lainnya akan terus fokus pada bahan termoset ketika memproduksi bagian struktural besar untuk pesawat terbang. Mereka sudah menggunakan bahan termoplastik secara luas dalam membuat bagian struktural yang lebih kecil seperti empennages, kemudi, dan spoiler. Namun, tak lama kemudian, ketika volume tinggi, pembuatan bagian termoplastik ringan menjadi rutin, produsen akan menggunakannya jauh lebih luas-terutama di pasar Evtol UAM yang sedang berkembang, menyimpulkan Dion.

berasal dari Ainonline