Ko te whakakotahi i te riipene whiri, te whakakii me te kati-ahua, ka hangaia e te herone he waahanga kotahi, he toka-taraiwa teitei hei whakaaturanga mo te whānuitanga o nga tono.
Kohikohi hiato taputapu-driveshaft.Ka whakamahi a Herone i nga riipene prepreg thermoplastic composite whiri hei hanga i mua mo te tukanga e whakakotahi ana i te raima taraiwa me te whakakii i nga huānga mahi penei i nga taputapu, te hanga i nga hanganga whakakotahi hei whakaiti i te taumaha, te tatau waahanga, te wa huihuinga me te utu.Puna mo nga whakaahua katoa |herone
Ko nga tohu o naianei e kii ana kia rearuatia nga waka rererangi arumoni mo nga tau 20 e whai ake nei.Hei whakatutuki i tenei, ko nga reeti whakaputa i te tau 2019 mo nga jetliners-a-whanui-nui ka rereke mai i te 10 ki te 14 ia marama mo ia OEM, i te mea kua eke nga kuiti ki te 60 ia marama mo ia OEM.Kei te mahi tahi a Airbus me nga kaiwhakarato ki te huri i nga waahanga tuku iho engari he wa-kaha, te whakatakoto ringa i mua i te A320 ki nga waahanga i mahia ma te tere ake, 20-meneti te huringa o te waa penei i te whakakoi kapia teitei (HP-RTM), na reira ka awhina i tetahi waahanga. Ka tutuki nga kaiwhakarato ki te neke atu ki te 100 rererangi ia marama.I tenei wa, kei te puta mai te maakete rererangi o te taone nui me te maakete kawe i te hiahia mo te 3,000 nga waka rererangi hiko me te taunga (EVTOL) ia tau (250 ia marama).
"Kei te hiahia te umanga ki nga hangarau whakangao aunoa me nga wa huringa poto e taea ai te whakauru i nga mahi, e tukuna ana e nga hiato thermoplastic," e kii ana a Daniel Barfuss, te kaiwhakarewa me te hoa whakahaere o te herone (Dresden, Tiamana), he hangarau hiato me nga waahanga hangahanga. he umanga e whakamahi ana i nga rauemi matrix matrix teitei mai i te polyphenylenesulfide (PPS) ki te polyetherketone (PEEK), te polyetherketoneketone (PEKK) me te polyaryletherketone (PAEK)."Ko ta matou whainga matua ko te whakakotahi i nga mahi teitei o nga whakahiato whakamaarama (TPC) me te utu iti ake, kia taea ai nga waahanga kua whakaritea mo te maha atu o nga momo tono hanga raupapa me nga tono hou," ta Dr. Christian Garthaus, te tuarua o te kaiwhakarewa me te kaiwhakahaere o te herone. hoa.
Hei whakatutuki i tenei, kua whakawhanakehia e te kamupene he huarahi hou, timata mai i nga riipene muka kua whakapoipoihia, e whiri ana i enei riipene kia hanga he "organoTube" tuwhera me te whakakotahi i nga organoTubes ki roto i nga korero me nga waahanga whakawhiti rereke me nga ahua.I roto i te taahiraa o muri mai, ka whakamahia e ia te weldability me te thermoformability o nga TPC ki te whakauru i nga huānga mahi penei i nga taputapu hiato ki runga i nga puku taraiwa, nga taputapu mutunga ki nga paipa, ki te utaina ranei nga huānga whakawhiti ki roto i nga struts-compression.Ka kii atu a Barfuss kei kona ano te whiringa ki te whakamahi i te mahi hanga ranu - i hangaia e te kaiwhakarato matrix ketone Victrex (Cleveleys, Lancashire, UK) me te kaiwhakarato waahanga Tri-Mack (Bristol, RI, US) - e whakamahi ana i te riipene PAEK rewa iti ake mo nga korero. me te PEEK mo te whakakikorua, e taea ai te whakakotahi, te mea kotahi puta noa i te hono (tirohia te "Ka whakanuia te awhe o PEEK i roto i nga hiato")."Ko ta maatau urutaunga ka taea te kati ahua-hangahanga," ka tapiritia e ia, "e whakaputa ana i nga hanganga whakauru ka kaha ki te tu atu i nga taumahatanga teitei ake."
Ka timata te mahi a te herone ki nga riipene whakamaarama waro kua whakakahahia e te muka ka whiria ki roto i te organoTubes me te whakakotahi."I timata matou ki te mahi tahi me enei organoTubes 10 tau ki muri, ki te hanga paipa waipēhi hiato mo te waka rererangi," te kii a Garthaus.Ka whakamāramahia e ia na te mea karekau he paipa waipēhi waka rererangi e rite ana te ahuahanga, ka hiahiatia he mahanga mo ia mea, ma te whakamahi i nga hangarau o naianei."I hiahiatia he paipa ka taea te mahi i muri i te tukatuka kia tutuki ai te ahuahanga paipa takitahi.Na, ko te whakaaro ko te mahi tonu i nga tuhinga hiato katahi ka whakapikohia e CNC ki nga ahuahanga e hiahiatia ana.
2 Ko nga riipene prepreg kua whirihia he hanga kupenga e kiia nei he organoTubes mo te mahi werohanga a te herone me te whakaputa i nga momo ahua.
He rite te tangi ki ta Sigma Precision Components (Hinckley, UK) e mahi ana (tirohia te "Whakatika i nga miihini rererangi me nga paipa hiato") me tana whakakakahu miihini muka waro/PEEK."Kei te titiro ratou ki nga waahanga rite engari ka whakamahi i tetahi tikanga whakakotahi rereke," ta Garthaus te whakamarama."Na ta matou huarahi, ka kite matou i te kaha ki te piki ake o nga mahi, penei i te iti iho i te 2% porosity mo nga hanganga aerospace."
Garthaus' Ph.D.Ko nga mahi tuhinga whakapae i te ILK i tirotirohia ma te whakamahi i te pultrusion thermoplastic composite (TPC) tonu hei whakaputa i nga ngongo whiri, i puta mai he tukanga hanga arai tonu mo nga ngongo TPC me nga whakaaturanga.Heoi, mo tenei wa, kua whiriwhiria e te herone ki te mahi tahi me nga kaiwhakarato rererangi me nga kaihoko ma te whakamahi i te mahi whakakikorua kore."Ma tenei ka whai waahi tatou ki te hanga i nga momo ahua katoa, tae atu ki nga whakaahua kopikopiko me era e rereke ana te waahanga whiti, me te tono i nga papaa rohe me nga papaa takahanga," ka whakamarama ia."Kei te mahi matou ki te whakaaunoa i te tikanga mo te whakauru i nga papaa rohe katahi ka whakakotahihia ki te kotaha hiato.Ko te tikanga, ko nga mea katoa ka taea e koe me nga raima papatahi me nga anga, ka taea e maatau mo nga ngongo me nga korero.
Ko te hanga i enei korero kowhao TPC tetahi o nga wero tino uaua, e kii ana a Garthaus."Kaore e taea e koe te whakamahi i te tohu tohu, te pupuhi pupuhi ranei me te putea silicone;no reira, me hanga e matou he tukanga hou.Engari ko tenei mahi ka taea te mahi tino teitei me te pai o nga ngongo me nga waahanga-a-waa, e kii ana ia.I taea hoki te whakamahi i te hanga ranu i whakawhanakehia e Victrex, i reira ka whakakikoruatia te PAEK te pāmahana rewa raro ki te PEEK, ka whakakotahi i te rau okana me te weranga i roto i te taahiraa kotahi.
Ko tetahi atu ahuatanga nui o te whakamahi i nga riipene whiri a organoTube he iti rawa te para."Ma te whiri, he iti iho i te 2% te para, a na te mea he rīpene TPC, ka taea e matou te whakahoki mai i te iti o te para ki roto i te whakamohoatanga kia eke ki te 100% te reeti whakamahi rawa," hei ta Garthaus.
I timata a Barfuss raua ko Garthaus i a raua mahi whanaketanga hei kairangahau i te Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology (ILK) i TU Dresden."Koinei tetahi o nga whare wananga nui rawa atu o te Pakeha mo nga hiato me nga hoahoa maamaa ranu," ta Barfuss.I mahi raua ko Garthaus ki reira mo te tata ki te 10 tau i runga i te maha o nga whanaketanga, tae atu ki te pultrusion TPC tonu me nga momo whakaurunga rereke.I te mutunga ka whakamarokehia taua mahi ki roto i nga mea e kiia nei ko te hangarau tukanga TPC herone.
"Katahi ka tono matou ki te kaupapa Tiamana EXIST, e whai ana ki te whakawhiti i aua hangarau ki te ahumahi me te putea i nga kaupapa 40-60 ia tau i roto i te whānuitanga o nga waahi rangahau," ta Barfuss."I whiwhi putea matou mo nga taputapu whakapaipai, tokowha nga kaimahi me te haumi mo te waahanga o muri ake o te pikinga."I hangaia e ratou he herone i Mei 2018 i muri i te whakaaturanga ki te JEC World.
Na te JEC World 2019, i hangaia e te herone te maha o nga waahanga whakaaturanga, tae atu ki te maamaa, te taimana teitei, te miihini miihini whakauru, te miihini hiko ranei."Ka whakamahi matou i te muka waro/PAEK rīpene organoTube kua whiria ki nga koki e hiahiatia ana e te waahanga, ka whakakotahi ki roto i te ngongo," te whakamarama a Barfuss."Katahi ka whakamahana i te ngongo ki te 200°C ka whakakikoruatia ki te taputapu i hangaia ma te werohia te PEEK poto kua whakakahahia te muka waro ki te 380°C."I whakatauirahia te overmolding ma te whakamahi i te Moldflow Insight mai i Autodesk (San Rafael, Calif., US).Ko te wa whakaki i te mold i whakatikahia ki te 40.5 hēkona ka tutuki ma te whakamahi i te Arburg (Lossburg, Tiamana) ALLROUNDER miihini werohia.
Ko tenei overmolding ehara i te whakaiti noa i nga utu huihuinga, nga mahi hangahanga me nga logistics, engari ka whakanui ake i te mahi.Ko te rerekeetanga o te 40°C i waenga i te pāmahana rewa o te rakau PAEK me tera o te taputapu PEEK kua whakakikoruatia ka taea te honohono-whakarewa i waenga i nga mea e rua i te taumata ngota.Ko te momo hono tuarua, he raka-ahua, ka tutuki ma te whakamahi i te pehanga werohanga ki te whakamaarama i te waa i te wa o te whakakikorua ki te hanga i te ahua-maukati.Ka kitea tenei i te Whakaahua 1 i raro nei hei "whakawhanga-whanga".Ka hangaia he porowhita kowakawaka, sinusoidal ranei e honoa ai te taputapu ki tetahi wahanga-whiti porohita maeneene, ka puta he ahua maukati ahuahanga.Ko tenei ka whakanui ake i te kaha o te miihini whakauru, pera me te whakaatu i nga whakamatautau (tirohia te kauwhata i te taha matau o raro).1. I whakawhanakehia i roto i te mahi tahi me Victrex me ILK, ka whakamahia e te heroone te pehanga werohanga i te wa o te overmolding ki te hanga i te ahua-maukati i roto i te miihini whakauru (runga). whakapūmau i te taipana teitei ake me te taputapu-taraiwa kua whakakikoruatia me te kore e maukati-ahua (te pihi pango ki te kauwhata).
"He maha nga taangata kei te tutuki i te whakakotahitanga rewa i te wa o te whakakii," e kii ana a Garthaus, "me etahi atu kei te whakamahi i te puka-rakau i roto i nga hiato, engari ko te mea nui ko te whakakotahi i nga mea e rua ki te mahi kotahi, aunoa."Ka whakamāramahia e ia mo nga hua whakamatautau i te Whakaahua 1, ko te take me te porowhita katoa o te taputapu i rawhi motuhake, katahi ka huri hei whakaawe i te uta kutikuti.Ko te rahunga tuatahi i runga i te kauwhata ka tohuhia e te porowhita hei tohu mo te taputapu PEEK kua whakakikoruatia kaore he ahua maukati.Ko te rahunga tuarua e tohuhia ana e te porowhita kopikopiko e rite ana ki te whetu, e tohu ana i te whakamatautau o tetahi taputapu kua whakakikoruatia me te maukati puka."I tenei keehi, kei a koe he hononga hono me te ahua-rakau," e kii ana a Garthaus, "a ka tata ki te 44% te pikinga o te kawenga taipana."Ko te wero inaianei, e ai ki a ia, ko te tango i te raka-puka ki te kawe i te kawenga i mua i te waa ki te whakanui ake i te taipana ka whakahaerea e tenei whaa hiko i mua i te korenga.
Ko tetahi mea nui mo te raka-a-ahua porohita ka tutuki i te heroone me tana werohanga-hanga, ko te mea kua tino rite ki te waahanga takitahi me te utaina o taua waahanga me mau tonu.Hei tauira, i roto i te toka, he porowhita te ahua-maukati, engari i roto i nga mahanga-kopeketanga struts i raro, he axial."Koinei te take i whakawhanakehia e matou he huarahi whanui ake," e kii ana a Garthaus."Me pehea te whakauru i nga mahi me nga waahanga ka whakawhirinaki ki te tono takitahi, engari ka kaha ake taatau ki te mahi i tenei, ka nui ake te taumaha me te utu ka taea e taatau."
Ano hoki, ko te ketone whakakaha muka-poto e whakamahia ana i roto i nga huānga mahi kua whakakikoruatia penei i nga taputapu he pai rawa atu nga papanga kakahu.Kua whakamatauhia e Victrex tenei me te pono, kei te maakete tenei meka mo ana taonga PEEK me PAEK.
E tohu ana a Barfuss ko te miihini whakauru, i mohiotia me te 2019 JEC World Innovation Award i roto i te waahanga aerospace, he "whakakitenga o to maatau huarahi, ehara i te mea he mahinga e arotahi ana ki te tono kotahi.I pirangi matou ki te tuhura me pehea e taea ai e matou te whakamaarama i nga mahi whakangao me te whakamahi i nga taonga o nga TPC ki te whakaputa i nga hanganga mahi, whakaurunga.I tenei wa kei te arotauhia e te kamupene nga rakau maataki-kopeke, e whakamahia ana i roto i nga tono penei i te struts.
Pikitia 3 Ko te struts-compression struts Ko te werohanga-hanga ka toro atu ki nga struts, kei reira te herone e whakakikorua ana i tetahi huānga whakawhiti kawenga whakarewa ki roto i te hanganga waahanga ma te whakamahi i te axial form-locking hei whakanui ake i te kaha hono.
Ko te huānga mahi mo nga hiku whakakopeketanga he waahanga atanga konganuku e whakawhiti ana i nga kawenga ki te marau whakarewa ki te ngongo hiato (tirohia te whakaahua i raro nei).Ka whakamahia te hanga werohanga ki te whakauru i te huānga whakataki kawenga konganuku ki te tinana strut hiato.
"Ko te painga nui ka tukuna e matou ko te whakaheke i te maha o nga waahanga," ko tana korero."Ma tenei ka ngawari te ngenge, he wero nui tenei mo nga tono waka rererangi.Kua whakamahia kētia te puka-maukati i roto i nga hiato thermoset me te whakauru kirihou, whakarewa ranei, engari karekau he hononga honohono, na reira ka taea e koe te neke paku i waenga i nga waahanga.Heoi, ko ta maatau huarahi, he hanganga whakakotahi kaore he nekehanga pera.
E kii ana a Garthaus ko te manawanui kino tetahi atu wero mo enei waahanga."Me whai paanga koe ki nga struts katahi ka whakamatau i te ngenge," ka whakamarama ia."Na te mea kei te whakamahi matou i nga rauemi matrix thermoplastic tino mahi, ka taea e matou te eke ki te 40% teitei ake o te whakaraerae kino ki nga thermosets, me nga microcracks mai i te paanga ka iti haere me te utaina ngenge."
Ahakoa kei te whakaatuhia e nga struts whakaatu he whakauru whakarewa, kei te whanakehia e te heroone he otinga-waariki katoa i tenei wa, e taea ai te hono hono i waenga i te tinana strut hiato me te huānga whakataki uta."I te wa e taea ai, ka pai ake taatau ki te noho-katoa me te whakatika i nga taonga ma te whakarereke i te momo whakakaha muka, tae atu ki te waro, te karaihe, te muka tonu me te poto," e kii ana a Garthaus."Ma tenei huarahi, ka whakaitihia e matou te uaua me nga take atanga.Hei tauira, he iti ake o maatau raru ki te whakakotahi i nga thermosets me te thermoplastics.I tua atu, ko te hononga i waenga i te PAEK me te PEEK kua whakamatauria e Tri-Mack me nga hua e whakaatu ana he 85% te kaha o te turanga unidirectional CF / PAEK laminate me te rua o te kaha o te kaha o nga here whakapiri ma te whakamahi i te whakapiri kiriata epoxy paerewa-ahumahi.
E ai ki a Barfuss, tokoiwa nga kaimahi inaianei, a kei te whakawhiti mai i te kaiwhakarato whanaketanga hangarau ki te kaiwhakarato waahanga rererangi.Ko tana mahi nui e whai ake nei ko te whanaketanga o te wheketere hou i Dresden."Hei te mutunga o te tau 2020 ka puta he tipu pairati e whakaputa ana i nga waahanga raupapa tuatahi," e kii ana ia."Kei te mahi tahi matou me nga OEM rererangi me nga kaiwhakarato Tier 1 matua, e whakaatu ana i nga hoahoa mo nga momo tono maha."
Kei te mahi tahi ano te kamupene me nga kaiwhakarato eVTOL me te tini o nga hoa mahi i te US I te wa e pakeke ana te herone i nga tono rererangi, kei te whiwhi wheako mahi ki nga tono taonga hakinakina tae atu ki nga pekapeka me nga waahanga pahikara."Ka taea e taatau hangarau te whakaputa i te tini o nga waahanga uaua me te mahi, te wa huringa me nga painga utu," e kii ana a Garthaus."Ko ta matou wa huringa ki te whakamahi PEEK he 20 meneti, me te 240 meneti ma te whakamahi i te autoclave-cured prepreg.Ka kite matou i nga waahi whanui, engari mo tenei wa, ko ta matou arotahi ko te whakauru i o maatau tono tuatahi ki te whakaputa me te whakaatu i te uara o enei waahanga ki te maakete.
Ka whakaatu ano a Herone i te Carbon Fiber 2019. Ako atu mo te huihuinga i carbonfiberevent.com.
Ko te aro ki te arotau ki te whakatakoto i nga ringaringa tuku iho, nacelle me nga kaihanga whakamuri turaki ka titiro ki te whakamahi aunoatanga me te hanga hangai kati.
Ko te punaha patu rererangi ka whiwhi i te mahi teitei o te waro/epoxy me te pai o te hangai kopeke.
Ko nga tikanga mo te tatau i te paanga o nga hiato ki te taiao ka taea te whakataurite a-raraunga ki nga rawa tuku iho i runga i te papa taumata.
Wā tuku: Akuhata-19-2019