Сүлжмэл тууз, хэвлэх, хэв түгжих зэргийг хослуулсан герон нь өргөн хүрээний хэрэглээнд зориулж нэг хэсэг, өндөр эргэлттэй араа хөтлөгч голыг үйлдвэрлэдэг.
Нэгдсэн нийлмэл араа хөтөч босоо ам.Herone нь сүлжсэн термопластик нийлмэл урьдчилан бэлтгэсэн туузыг угсралтын ажил болгон ашигладаг бөгөөд голын голын ламинатыг нэгтгэж, араа зэрэг функциональ элементүүдийг хэвэнд оруулан, жин, эд ангиудын тоо, угсрах хугацаа, зардлыг бууруулдаг нэгдмэл бүтэцтэй болгодог.Бүх зургийн эх сурвалж |баатар
Одоогийн төсөөллөөр ойрын 20 жилд арилжааны нисэх онгоцны флотыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна.Үүнийг зохицуулахын тулд 2019 онд нийлмэл материалаар эрчимжсэн өргөн биет онгоцны үйлдвэрлэлийн хэмжээ OEM тутамд сард 10-14 хооронд хэлбэлздэг бол нарийн биетүүд нь OEM тутамд сард 60 хүртэл нэмэгджээ.Airbus нь тусгайлан нийлүүлэгчидтэй хамтран ажиллаж, A320-ийн уламжлалт атлаа цаг хугацаа их шаарддаг гар хийцийн эд ангиудыг өндөр даралтын давирхай дамжуулах хэлбэр (HP-RTM) гэх мэт илүү хурдан, 20 минутын мөчлөгийн процессоор хийсэн эд анги руу шилжүүлэхээр ажиллаж байна. ханган нийлүүлэгчид сард 100 нисэх онгоц руу тэмүүлдэг.Үүний зэрэгцээ шинээр гарч ирж буй хотын агаарын хөдөлгөөн, тээврийн зах зээл жилд 3000 цахилгаан босоо хөөрөх, буух (EVTOL) нисэх онгоц (сард 250) шаардлагатай гэж таамаглаж байна.
Композитын технологи, эд анги үйлдвэрлэх чиглэлээр ажилладаг herone (Герман, Дрезден) компанийн үүсгэн байгуулагч, удирдах түнш Даниел Барфусс "Үйлдвэрлэл нь термопластик нийлмэл материалуудын санал болгож буй функцуудыг нэгтгэх боломжийг олгодог богиносгосон эргэлтийн хугацаа бүхий автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн технологийг шаарддаг" гэж хэлэв. полифениленсульфид (PPS) -аас полиэтеретеркетон (PEEK), полиэтеркетонкетон (PEKK) болон полиарилетеркетон (PAEK) хүртэл өндөр хүчин чадалтай термопластик матриц материалыг ашигладаг фирм."Бидний гол зорилго бол термопластик нийлмэл материал (TPC)-ийн өндөр гүйцэтгэлийг хямд өртөгтэй хослуулж, олон төрлийн цуваа үйлдвэрлэлийн хэрэглээ болон шинэ хэрэглээнд тохирсон эд ангиудыг идэвхжүүлэх явдал юм" гэж herone-ийн хоёр дахь үүсгэн байгуулагч, менежер доктор Кристиан Гартаус нэмж хэлэв. түнш.
Үүнд хүрэхийн тулд компани нь бүрэн шингээсэн, тасралтгүй шилэн соронзон хальснаас эхлээд эдгээр туузыг сүлжиж, хөндий хэлбэртэй "organoTube" үүсгэх, organoTubes-ийг хувьсах хөндлөн огтлол, хэлбэр бүхий профиль болгон нэгтгэх шинэ аргыг боловсруулсан.Дараагийн үйл явцын үе шатанд нийлмэл араа, голын тэнхлэгт нийлмэл араа, хоолойн төгсгөлийн холбох хэрэгсэл, ачаалал дамжуулах элементүүдийг суналтын шахалтын тулгуурт нэгтгэхийн тулд TPC-ийн гагнуурын болон дулааны хэлбэржилтийг ашигладаг.Кетон матрицын ханган нийлүүлэгч Victrex (Cleveleys, Lancashire, UK) болон эд анги нийлүүлэгч Tri-Mack (Bristol, RI, US) нарын боловсруулсан эрлийз хэлбэржүүлэх процессыг ашиглах сонголт байгааг Барфус нэмж хэлэв. болон PEEK-ийг давхарлан цутгаж, нэгдмэл, дан материалыг холбогчоор холбодог ("Хэт хэвлэх нь нийлмэл материал дахь PEEK-ийн хүрээг өргөжүүлдэг" хэсгийг үзнэ үү)."Бидний дасан зохицох чадвар нь геометрийн хэлбэрийг түгжих боломжийг олгодог" гэж тэр нэмж хэлэхдээ "бүр өндөр ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай нэгдсэн бүтцийг үйлдвэрлэдэг."
Хероны үйл явц нь бүрэн шингээсэн нүүрстөрөгчийн эслэгээр бэхжүүлсэн термопластик туузаар эхэлдэг бөгөөд тэдгээрийг organoTubes болгон сүлжиж, нэгтгэдэг."Бид 10 жилийн өмнөөс эдгээр organoTubes-тэй хамтран ажиллаж, нисэхийн зориулалттай нийлмэл гидравлик хоолойг боловсруулж эхэлсэн" гэж Гартаус хэлэв.Хоёр онгоцны гидравлик хоолой ижил геометртэй байдаггүй тул одоо байгаа технологийг ашиглан тус бүрт хэв хэрэгтэй болно гэж тэр тайлбарлав."Бидэнд хоолойны геометрийг бий болгохын тулд дараах боловсруулалт хийх боломжтой хоолой хэрэгтэй байсан.Тиймээс тасралтгүй нийлмэл профиль хийж, дараа нь CNC тэдгээрийг хүссэн геометр болгон нугалах санаа байв.
Зураг 2 Сүлжмэл урьдчилан бэлтгэсэн соронзон хальснууд нь героны тарилга үүсгэх процесст зориулсан organoTubes гэж нэрлэгддэг тор хэлбэрийн бэлтгэлийг хангаж, янз бүрийн хэлбэрийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
Энэ нь Sigma Precision Components-ийн (Хинкли, Их Британи) нүүрстөрөгчийн файбер/PEEK хөдөлгүүрийн боолттой хийж байгаа зүйлтэй төстэй сонсогдож байна ("Нийлмэл хоолой бүхий аэро хөдөлгүүрийг засах" хэсгийг үзнэ үү)."Тэд ижил төстэй хэсгүүдийг хайж байгаа боловч нэгтгэх өөр аргыг ашигладаг" гэж Гартаус тайлбарлав."Бидний арга барилын хувьд бид сансрын байгууламжийн сүвэрхэг чанар 2% -иас бага байх зэрэг гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх боломжтойг харж байна."
Гартаусын Ph.D.ILK-д хийсэн дипломын ажил нь сүлжсэн хоолойг үйлдвэрлэхийн тулд тасралтгүй термопластик нийлмэл (TPC) pultrusion ашиглан судалсан бөгөөд үүний үр дүнд TPC хоолой, профайлын патентлагдсан тасралтгүй үйлдвэрлэлийн процесс гарсан.Гэсэн хэдий ч одоохондоо героне нисэхийн ханган нийлүүлэгчид болон үйлчлүүлэгчидтэй тасалдалгүй хэвний процессыг ашиглан хамтран ажиллахаар сонгосон."Энэ нь бидэнд муруй профиль, янз бүрийн хөндлөн огтлолтой бүх хэлбэрийг хийх, мөн орон нутгийн наалт, давхаргыг буулгах зэрэг бүх хэлбэрийг хийх эрх чөлөөг өгдөг" гэж тэр тайлбарлав."Бид орон нутгийн засваруудыг нэгтгэх, дараа нь тэдгээрийг нийлмэл профайлтай нэгтгэх үйл явцыг автоматжуулахаар ажиллаж байна.Үндсэндээ хавтгай ламинат, бүрхүүлээр хийж чадах бүх зүйлийг бид хоолой, профиль дээр хийж чадна."
Эдгээр TPC хөндий профайлыг хийх нь үнэндээ хамгийн хэцүү сорилтуудын нэг байсан гэж Гартаус хэлэв.“Та силикон давсагтай тамга дарах, үлээх хэлбэрийг ашиглаж болохгүй;Тиймээс бид шинэ процесс боловсруулах хэрэгтэй болсон."Гэхдээ энэ үйл явц нь маш өндөр гүйцэтгэлтэй, тохируулж болохуйц хоолой, босоо амны хэсгүүдийг бий болгодог гэж тэр тэмдэглэв.Энэ нь мөн Victrex-ийн бүтээсэн хайбрид хэвийг ашиглах боломжийг идэвхжүүлсэн бөгөөд хайлмалын доод температурт PAEK-ийг PEEK-ээр хэт цутгаж, органик хуудас болон тарилгын хэвийг нэг алхамаар нэгтгэдэг.
OrganoTube сүлжсэн соронзон хальсны бэлдмэлийг ашиглах өөр нэг анхаарал татахуйц тал нь маш бага хог хаягдал үүсгэдэг."Сүлжихийн тусламжтайгаар бид 2% -иас бага хог хаягдалтай байдаг бөгөөд энэ нь TPC соронзон хальс учраас бид энэ бага хэмжээний хог хаягдлыг хэвэнд нь буцааж ашиглаж, материалын ашиглалтыг 100% хүртэл авах боломжтой" гэж Гартаус онцлон тэмдэглэв.
Барфус, Гартаус нар Дрезден хотын Хөнгөн инженерчлэл ба полимер технологийн хүрээлэнд (ILK) судлаачаар ажиллаж эхэлжээ."Энэ бол нийлмэл материал, холимог хөнгөн жинтэй Европын хамгийн том институтуудын нэг" гэж Барфус тэмдэглэв.Тэр болон Гартаус тэнд бараг 10 жилийн турш тасралтгүй TPC пултрузия, янз бүрийн төрлийн нэгдэл зэрэг хэд хэдэн бүтээн байгуулалт дээр ажилласан.Энэ ажлыг эцэст нь одоогийн TPC процессын технологи гэж нэрлэсэн.
"Дараа нь бид Германы EXIST хөтөлбөрт хамрагдсан бөгөөд энэ нь ийм технологийг үйлдвэрлэлд шилжүүлэх зорилготой бөгөөд жил бүр олон төрлийн судалгааны чиглэлээр 40-60 төслийг санхүүжүүлдэг" гэж Барфус хэлэв."Бид үндсэн тоног төхөөрөмж, дөрвөн ажилчин, хөрөнгө оруулалтыг нэмэгдүүлэх дараагийн алхамд зориулж санхүүжилт авсан."Тэд 2018 оны 5-р сард JEC World-д үзэсгэлэн гаргасны дараа баатруудыг байгуулжээ.
JEC World 2019 гэхэд героне хөнгөн жинтэй, өндөр эргэлттэй, нэгдсэн араа хөтлөгч эсвэл араа гол зэрэг олон төрлийн үзүүлэх эд ангиудыг үйлдвэрлэсэн."Бид уг хэсэгт шаардлагатай өнцгөөр сүлжсэн карбон файбер/PAEK соронзон хальсны organoTube ашигладаг бөгөөд үүнийг хоолойд нэгтгэдэг" гэж Барфус тайлбарлав."Дараа нь бид хоолойг 200 ° C-т урьдчилан халааж, 380 ° C-т богино хэмжээний нүүрстөрөгчийн эслэгээр бэхжүүлсэн PEEK шахах замаар хийсэн араагаар бүрхэв."Хэмжээг нь Autodesk (Сан Рафаэль, Калифорни, АНУ)-ын Moldflow Insight ашиглан загварчилсан.Мөөгөнцөр дүүргэх хугацааг 40.5 секунд болгон оновчтой болгож, Arburg (Лоссбург, Герман) ALLROUNDER шахах машин ашиглан хийсэн.
Энэхүү хэт хэвлэх нь угсралтын зардал, үйлдвэрлэлийн шат дамжлага, логистикийг бууруулаад зогсохгүй гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.PAEK босоо амны хайлмал температур ба хэт цутгасан PEEK арааны хоорондох 40 ° C-ийн зөрүү нь молекулын түвшинд энэ хоёрын хооронд хайлмал холболтыг бий болгодог.Хоёрдахь төрлийн холбох механизм болох хэлбэрийг түгжих нь шахах даралтыг ашиглан хэвийг түгжих контурыг үүсгэхийн тулд хэт хэвлэх явцад босоо амыг нэгэн зэрэг термоформжуулах замаар хийгддэг.Үүнийг доорх 1-р зурагт “тарилга үүсгэх” байдлаар харж болно.Энэ нь араа нь гөлгөр дугуй хөндлөн огтлолын эсрэг нийлсэн атираат эсвэл синусоид тойрог үүсгэдэг бөгөөд энэ нь геометрийн хувьд түгжигдэх хэлбэрийг бий болгодог.Энэ нь туршилтаар харуулсан (баруун доод талд байгаа графикийг харна уу) нэгдсэн арааны голын бат бөх чанарыг улам сайжруулдаг.1. Victrex болон ILK-тай хамтран бүтээсэн герон нь хэвлэх үед шахах даралтыг ашиглан нэгдсэн арааны голд (дээд талд) хэлбэр түгжих контур үүсгэдэг. Энэхүү тарилга үүсгэх процесс нь хэлбэрийн түгжээтэй нэгдсэн араа босоо амыг (график дээрх ногоон муруй) хийх боломжийг олгодог. хэлбэр түгжихгүйгээр (график дээрх хар муруй) хэт цутгасан араа хөтлөгчтэй харьцуулахад илүү өндөр эргэлтийг хадгалах.
Гартаус хэлэхдээ: "Олон хүмүүс нийлмэл материалд хэлбэр түгжих аргыг ашиглаж байгаа ч хамгийн гол нь хоёуланг нь нэг автоматжуулсан процесс болгон нэгтгэх явдал юм" гэж Гартаус хэлэв.Тэрээр 1-р зурагт үзүүлсэн туршилтын үр дүнгийн хувьд арааны босоо ам болон бүтэн тойргийг тус тусад нь хавчуулж, дараа нь зүсэх ачааллыг өдөөх зорилгоор эргүүлсэн гэж тайлбарлав.График дээрх эхний эвдрэлийг дугуйгаар тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь хэлбэр түгжихгүй, хэт цутгасан PEEK арааны зориулалттай болохыг илтгэнэ.Хоёрдахь эвдрэлийг одтой төстэй буржгар дугуйгаар тэмдэглэсэн бөгөөд энэ нь хэвний түгжээтэй хэт хөгц араа туршиж байгааг харуулж байна."Энэ тохиолдолд та нэгдмэл, хэлбэр түгжигдсэн холболттой байна" гэж Гартаус хэлэв, "та моментийн ачаалал бараг 44% нэмэгддэг."Түүний хэлснээр одоо тулгамдаж буй асуудал бол энэ араа тэнхлэг нь эвдрэхээс өмнө даван туулах хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд ачааллыг эрт үе шатанд даах хэлбэрийг түгжих явдал юм.
Хероны тарилга хийснээр контурын хэлбэрийг түгжих чухал зүйл бол тухайн хэсэгт бүрэн тохирсон байх бөгөөд энэ хэсэг нь ачааллыг тэсвэрлэх ёстой.Жишээлбэл, арааны тэнхлэгт хэлбэрийг түгжих нь тойрог хэлбэртэй байдаг боловч доорхи суналтын шахалтын тулгууруудад тэнхлэгийн дагуу байрладаг."Тиймээс бидний боловсруулсан зүйл бол илүү өргөн хүрээний арга юм" гэж Гартаус хэлэв."Бид функцууд болон эд ангиудыг хэрхэн нэгтгэх нь тухайн хэрэглээнээс хамаарна, гэхдээ бид үүнийг хийх тусам жин, зардлыг хэмнэж чадна."
Мөн араа зэрэг хэт цутгасан функциональ элементүүдэд ашигладаг богино эслэгээр бэхжүүлсэн кетон нь маш сайн элэгдэлд тэсвэртэй гадаргууг өгдөг.Victrex үүнийг нотолсон бөгөөд үнэн хэрэгтээ энэ баримтыг PEEK болон PAEK материалаараа зах зээлд нийлүүлдэг.
Барфус сансар огторгуйн төрөлд 2019 оны JEC World Innovation Award-аар шалгарсан нэгдсэн араа гол нь "зөвхөн нэг хэрэглээнд төвлөрсөн үйл явц биш бидний арга барилын илрэл" гэдгийг онцоллоо.Бид үйл ажиллагаатай, нэгдсэн бүтцийг бий болгохын тулд TPC-ийн шинж чанарыг ашиглаж, үйлдвэрлэлийг хэр оновчтой болгох вэ гэдгийг судлахыг хүссэн."Тус компани нь одоогоор тулгуур гэх мэт хэрэглээнд ашигладаг суналтын шахалтын савааг оновчтой болгож байна.
Зураг 3 Сунгах шахалтын тулгуур Тарилгын хэлбэрийг тулгуур хүртэл сунгасан бөгөөд герон нь холболтын бат бэхийг нэмэгдүүлэхийн тулд тэнхлэгийн хэлбэрийн түгжээг ашиглан эд ангид металл ачаа дамжуулах элементийг хэвэнд нь оруулдаг.
Сунгах шахалтын тулгуурын функциональ элемент нь ачааллыг металл салаагаас нийлмэл хоолой руу шилжүүлдэг металл интерфейсийн хэсэг юм (доорх зургийг үз).Тариа хэлбэржүүлэлт нь метал ачааллын оролтын элементийг нийлмэл тулгуурын биед нэгтгэхэд ашиглагддаг.
"Бидний өгөх гол ашиг бол эд ангиудын тоог цөөлөх явдал юм" гэж тэр тэмдэглэв."Энэ нь ядрахыг хялбаршуулдаг бөгөөд энэ нь онгоцны тулгуурыг ашиглахад том сорилт болдог.Хуванцар эсвэл металл оруулгатай термосетийн нийлмэл материалд хэлбэр түгжихийг аль хэдийн ашигладаг байсан ч нэгдмэл холболт байхгүй тул эд ангиудын хооронд бага зэрэг хөдөлгөөн хийх боломжтой.Гэхдээ бидний арга барил нь ийм хөдөлгөөнгүй нэгдмэл бүтцийг бий болгодог."
Гартаус эдгээр хэсгүүдийн өөр нэг сорилт гэж эвдрэлийг тэсвэрлэх чадварыг иш татдаг."Та шонгуудад цохиулж, дараа нь ядаргааны тест хийх хэрэгтэй" гэж тэр тайлбарлав."Бид өндөр хүчин чадалтай термопластик матрицын материалыг ашиглаж байгаа тул бид термостаттай харьцуулахад 40% илүү их эвдрэлийг тэсвэрлэх чадвартай, мөн ядрах ачааллын үед нөлөөллийн бичил хагарал бага ургадаг."
Хэдийгээр үзүүлэнгийн тулгуурууд нь металл оруулгатай байсан ч одоохондоо герон нь бүрэн термопластик шийдлийг боловсруулж байгаа бөгөөд энэ нь нийлмэл тулгуур их бие болон ачааны оролтын элементийг хооронд нь нягт холбох боломжийг олгодог."Бид боломжтой бол нүүрстөрөгч, шил, тасралтгүй болон богино утас зэрэг шилэн арматурын төрлийг өөрчлөх замаар бүрэн нийлмэл байхыг илүүд үздэг" гэж Гартаус хэлэв.“Ийм байдлаар бид нарийн төвөгтэй байдал, интерфейсийн асуудлыг багасгадаг.Жишээлбэл, бид термосец болон термопластикыг хослуулахтай харьцуулахад хамаагүй бага асуудалтай байдаг."Нэмж дурдахад, PAEK болон PEEK-ийн хоорондох холбоосыг Tri-Mack-аар туршсан бөгөөд энэ нь үндсэн нэг чиглэлтэй CF/PAEK ламинатаас 85%-ийн бат бөх чанарыг харуулсан бөгөөд үйлдвэрлэлийн стандартын эпокси хальсан цавуугаас хоёр дахин бат бөх болохыг харуулсан.
Барфус хэлэхдээ, Херон одоо есөн ажилтантай бөгөөд технологийн хөгжил ханган нийлүүлэгчээс нисэхийн эд анги нийлүүлэгч рүү шилжиж байна.Үүний дараагийн том алхам бол Дрезден хотод шинэ үйлдвэр байгуулах явдал юм."2020 оны эцэс гэхэд бид анхны цуврал эд ангиудыг үйлдвэрлэдэг туршилтын үйлдвэртэй болно" гэж тэр хэллээ."Бид агаарын тээврийн OEM болон 1-р түвшний гол ханган нийлүүлэгчидтэй аль хэдийн ажиллаж, олон төрлийн хэрэглээний загваруудыг үзүүлж байна."
Тус компани нь АНУ-ын eVTOL ханган нийлүүлэгчид болон төрөл бүрийн хамтран ажиллагсадтай хамтран ажиллаж байгаа бөгөөд герон нисэхийн хэрэглээг боловсронгуй болгохын хэрээр сарьсан багваахай, унадаг дугуйн эд анги зэрэг спортын барааны хэрэглээний талаар үйлдвэрлэлийн туршлага хуримтлуулж байна."Манай технологи нь гүйцэтгэл, эргэлтийн хугацаа, зардлын ашиг тустай өргөн хүрээний нарийн төвөгтэй эд ангиудыг үйлдвэрлэх боломжтой" гэж Гартаус хэлэв.“Бид PEEK-ийг ашиглах мөчлөгийн хугацаа 20 минут, автоклавт хатаасан препрег ашиглан 240 минут байна.Бид өргөн хүрээний боломжуудыг харж байгаа ч одоогоор бидний гол зорилго бол анхны хэрэглээгээ үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх, зах зээлд ийм эд ангиудын үнэ цэнийг харуулах явдал юм."
Herone мөн Carbon Fiber 2019-д илтгэл тавих болно. Үйл явдлын талаар carbonfiberevent.com дээрээс дэлгэрэнгүй мэдээлэл аваарай.
Уламжлалт гар хийцийг оновчтой болгоход анхаарлаа хандуулж, угсармал болон хөрвүүлэгч урвуу үйлдвэрлэгчид автоматжуулалт болон хаалттай хэвний ирээдүйн хэрэглээнд анхаарлаа хандуулдаг.
Нисэх онгоцны зэвсгийн систем нь шахалтын хэвний үр ашигтайгаар нүүрстөрөгч/эпокси өндөр гүйцэтгэлийг олж авдаг.
Нийлмэл материалын хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөллийг тооцоолох аргууд нь ижил түвшний тоглоомын талбарт уламжлалт материалтай өгөгдөлд тулгуурласан харьцуулах боломжийг олгодог.
Шуудангийн цаг: 2019 оны 8-р сарын 19