Италиялык OEM жана Tier 1 жеткирүүчү Леонардо жаңы композиттик материалдарды, машиналарды жана процесстерди, анын ичинде термопластикалык композиттерди консолидациялоо үчүн индукциялык ширетүү үчүн CETMA R&D бөлүмү менен кызматташкан.#Trend#cleansky#f-35
Леонардо Aerostructures, композиттик материалдарды өндүрүү боюнча лидер, Boeing 787 учагы үчүн бир бөлүктөн турган фюзеляж бочкаларын чыгарат. Ал CETMA менен жаңы технологияларды, анын ичинде үзгүлтүксүз кысуу калыптандырууну (CCM) жана SQRTM (төмөнкү) иштеп чыгуу үчүн иштеп жатат.Өндүрүш технологиясы.Source |Леонардо жана CETMA
Бул блог Stefano Corvaglia, материалдык инженер, R & D директору жана Леонардонун учак структурасы бөлүмүнүн интеллектуалдык менчик менеджери менен болгон маегиме негизделген (Гроттали, Помиглиано, Foggia, Nola өндүрүш ишканалары, түштүк Италия), жана доктор Silvio Pappadà менен маектешүү, изилдөө инженер жана жетекчи.CETMA (Бриндиси, Италия) жана Леонардо ортосундагы кызматташтык долбоору.
Леонардо (Рим, Италия) дүйнө жүзү боюнча 13,8 миллиард евро жүгүртүүсү жана 40 000ден ашык кызматкери менен аэрокосмостук, коргонуу жана коопсуздук тармагындагы дүйнөдөгү негизги оюнчулардын бири.Компания дүйнө жүзү боюнча аба, кургактык, деңиз, космос, тармак жана коопсуздук жана учкучсуз системалар үчүн комплекстүү чечимдерди сунуштайт.Леонардонун R&D инвестициясы болжол менен 1,5 миллиард еврону түзөт (2019-жылдагы кирешенин 11%), аэрокосмостук жана коргонуу тармагындагы изилдөө инвестициялары боюнча Европада экинчи жана дүйнөдө төртүнчү орунда.
Leonardo Aerostructures Boeing 787 Dreamliner учагынын 44 жана 46-бөлүктөрү үчүн бир бөлүктөн турган композиттик фюзеляж бочкаларын чыгарат.Source |Леонардо
Леонардо өзүнүн авиациялык түзүм бөлүмү аркылуу дүйнөдөгү жарандык учактардын негизги программаларын композиттик жана салттуу материалдардан, анын ичинде фюзеляжды жана куйругун камтыган ири структуралык компоненттерди даярдоо жана чогултуу менен камсыз кылат.
Leonardo Aerostructures Boeing 787 Dreamliner үчүн композиттик горизонталдык стабилизаторлорду чыгарат.Source |Леонардо
Композиттик материалдар боюнча, Леонардонун Аэрокосмостук структура бөлүмү Grottaglie заводунда Boeing 787 борбордук фюзеляжынын 44 жана 46 бөлүмдөрү үчүн "бир бөлүктөн турган бочкаларды" жана Foggia заводундагы горизонталдык стабилизаторлорду чыгарат, бул 787 фюзеляждын болжол менен 14% түзөт.%.Башка композиттик түзүлүштөрдү өндүрүү өзүнүн Foggia заводунда ATR жана Airbus A220 коммерциялык учактарынын арткы канатын жасап чыгарууну жана чогултууну камтыйт.Foggia ошондой эле Boeing 767 жана аскердик программалар үчүн композиттик тетиктерди чыгарат, анын ичинде Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon истребителдери, C-27J аскердик транспорттук учактары жана Falco учкучсуз учактардын үй-бүлөсүнүн акыркы мүчөсү болгон Falco Xplorer. Леонардо тарабынан.
"CETMA менен бирге биз термопластикалык композиттер жана чайырларды өткөрүп берүү (RTM) сыяктуу көптөгөн иштерди аткарып жатабыз" деди Корваглия.«Биздин максат - эң кыска мөөнөттө өндүрүшкө R&D иш-чараларын даярдоо.Биздин бөлүмдө (R&D жана IP менеджменти) биз ошондой эле төмөнкү TRL (техникалык даярдык деңгээли - б.а. Төмөнкү TRL жаңы жана өндүрүштөн алыс) менен бузуку технологияларды издейбиз, бирок биз атаандаштыкка жөндөмдүү болуп, кардарларга жардам көрсөтөбүз деп үмүттөнөбүз. дүйнө».
Паппада мындай деп кошумчалады: «Биргелешкен аракеттерибизден бери биз чыгымдарды жана айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин азайтуу үчүн көп иштеп жатабыз.Биз термопластикалык композиттер (TPC) термосеттик материалдарга салыштырмалуу кыскарганын таптык».
Корваглия мындай деп белгиледи: «Биз бул технологияларды Сильвионун командасы менен бирге иштеп чыктык жана аларды өндүрүштө баалоо үчүн кээ бир автоматташтырылган батарейканын прототиптерин курдук».
"CCM биздин биргелешкен аракеттерибиздин эң сонун мисалы", - деди Паппада.«Леонардо термосеттик композиттик материалдардан жасалган айрым компоненттерди аныктады.Биз биргелешип TPCде бул компоненттерди камсыз кылуу технологиясын изилдеп, учакта көп сандагы тетиктер бар жерлерге көңүл бурдук, мисалы, бириктирүүчү конструкциялар жана жөнөкөй геометриялык фигуралар.Тикелер».
Бөлүктөр CETMA үзгүлтүксүз кысуу калыптоо өндүрүш линиясын колдонуу менен өндүрүлгөн.Source |"CETMA: италиялык Композиттик материалдар R&D инновациясы"
Ал мындай деп улантты: "Бизге арзан жана жогорку өндүрүмдүүлүк менен жаңы өндүрүш технологиясы керек."Ал белгилегендей, мурда бир гана ТПК тетиктерин даярдоодо көп сандагы калдыктар пайда болгон.«Ошентип, биз изотермикалык эмес кысуу калыптоо технологиясына негизделген тор формасын чыгардык, бирок калдыктарды азайтуу үчүн кээ бир инновацияларды (патент күтүүдө) жасадык.Бул үчүн биз толук автоматтык агрегатты иштеп чыктык, андан кийин италиялык компания аны бизге курду."
Паппаданын айтымында, аппарат Леонардо тарабынан иштелип чыккан компоненттерди чыгара алат, "ар бир 5 мүнөт сайын бир компонент, күнүнө 24 саат иштейт."Бирок, анын командасы андан кийин преформаларды кантип чыгарууну аныкташы керек болчу.Ал мындай деп түшүндүрдү: "Башында бизге жалпак ламинациялоо процесси керек болчу, анткени бул ошол кездеги тоскоолдук болчу."«Ошентип, биздин процесс бош (жалпак ламинат) менен башталып, аны инфракызыл (IR) мешке ысыттык., Анан калыптандыруу үчүн пресске салып.Жалпак ламинаттарды, адатта, 4-5 саат цикл убактысын талап кылган чоң пресстерди колдонуу менен чыгарышат.Биз жалпак ламинаттарды тезирээк чыгара турган жаңы ыкманы изилдөөнү чечтик.Ошондуктан, Леонардодо инженерлердин колдоосу менен биз CETMAда жогорку өндүрүмдүү CCM өндүрүш линиясын иштеп чыктык.1м 1м бөлүккө цикл убактысын 15 мүнөткө чейин кыскарттык.Эң негизгиси, бул үзгүлтүксүз процесс, ошондуктан биз чексиз узундукту чыгара алабыз».
SPARE прогрессивдүү ролик түзүү линиясындагы инфракызыл тепловизор (IRT) камерасы CETMAга өндүрүш процессинде температуранын бөлүштүрүлүшүн түшүнүүгө жана CCMди иштеп чыгуу процессинде компьютер моделин текшерүү үчүн 3D анализин түзүүгө жардам берет.Source |"CETMA: италиялык Композиттик материалдар R&D инновациясы"
Бирок, бул жаңы продукт Xperion (азыркы XELIS, Markdorf, Германия) он жылдан ашык убакыттан бери колдонуп келген CCM менен кандай салыштырууга болот?Паппада мындай деди: "Биз боштуктар сыяктуу кемчиликтерди алдын ала ала турган аналитикалык жана сандык моделдерди иштеп чыктык."«Биз параметрлерди жана алардын сапатка тийгизген таасирин түшүнүү үчүн Леонардо жана Саленто университети (Лечче, Италия) менен кызматташканбыз.Биз бул моделдерди жаңы CCMди иштеп чыгуу үчүн колдонобуз, анда биз жогорку жоондукка ээ боло алабыз, бирок жогорку сапатка жетише алабыз.Бул моделдер менен биз температураны жана басымды оптималдаштырып гана тим болбостон, алардын Колдонуу ыкмасын да оптималдаштырууга болот.Температураны жана басымды бирдей бөлүштүрүүнүн көптөгөн ыкмаларын иштеп чыга аласыз.Бирок, биз бул факторлордун механикалык касиеттерине жана композиттик структуралардын кемтик өсүшүнө тийгизген таасирин түшүнүшүбүз керек.
Паппада улантты: «Биздин технология ийкемдүү.Анын сыңарындай, CCM 20 жыл мурун иштелип чыккан, бирок бул тууралуу маалымат жок, анткени аны колдонгон бир нече компаниялар билим жана тажрыйба бөлүшпөйт.Ошондуктан, биз нөлдөн башташыбыз керек, бир гана биздин композициялык материалдар жана кайра иштетүү түшүнүгүбүздүн негизинде.
"Биз азыр ички пландарды карап жатабыз жана бул жаңы технологиялардын компоненттерин табуу үчүн кардарлар менен иштешип жатабыз" деди Корваглия."Бул бөлүктөр өндүрүш башталганга чейин кайра иштелип чыгышы жана квалификацияланышы керек болушу мүмкүн."Неге?«Максат учакты мүмкүн болушунча жеңил, бирок атаандаштыкка жөндөмдүү кылуу.Ошондуктан, биз да калыңдыгын оптималдаштыруу керек.Бирок, биз бир бөлүктүн салмагын азайтып же окшош формадагы бир нече бөлүктөрүн аныктай аларын байкашыбыз мүмкүн, бул көп акчаны үнөмдөйт.
Ал ушул убакка чейин бул технология бир нече адамдын колунда болгонун кайталады.«Бирок биз бул процесстерди автоматташтыруу үчүн альтернативалуу технологияларды иштеп чыктык, пресс-формаларды өнүккөн.Биз жалпак ламинат коюп, анан анын бир бөлүгүн алып чыгып, колдонууга даярбыз.Биз тетиктерди кайра конструкциялоо жана жалпак же профилдик тетиктерди иштеп чыгуу процессинде турабыз.CCM стадиясы».
"Бизде азыр CETMAда абдан ийкемдүү CCM өндүрүш линиясы бар" деди Паппада.«Бул жерде биз татаал формаларга жетүү үчүн зарыл болгон ар кандай кысымдарды колдоно алабыз.Леонардо менен бирге иштеп чыга турган продукт линиясы анын конкреттүү Талап кылынган компоненттерин канааттандырууга көбүрөөк багытталган.Биз ар кандай CCM сызыктарын татаал формалардын ордуна жалпак жана L түрүндөгү стрингерлер үчүн колдонсо болот деп ишенебиз.Ушундай жол менен, азыркы учурда татаал геометриялык TPC бөлүктөрүн өндүрүү үчүн колдонулган чоң пресстерге салыштырмалуу, биз жабдуулардын баасын төмөндөтүп, аны төмөн кармай алабыз.
CETMA көмүртек буласынан/PEKK бир тараптуу лентасынан стрингерлерди жана панелдерди өндүрүү үчүн CCMди колдонот, андан кийин EURECAT тарабынан башкарылган Clean Sky 2 KEELBEMAN долбоорунда аларды туташтыруу үчүн бул кил байламтасынын демонстраторунун индукциялык ширетүүсүн колдонот.Source|"Термопластикалык киль устундарын ширетүү үчүн демонстрация ишке ашырылды."
"Индукциялык ширетүү композиттик материалдар үчүн абдан кызыктуу, анткени температураны абдан жакшы жөнгө салууга жана көзөмөлдөөгө болот, жылытуу абдан тез жана башкаруу абдан так", - деди Паппада.«Лонардо менен бирге биз TPC компоненттерин бириктирүү үчүн индукциялык ширетүүнү иштеп чыктык.Бирок азыр биз TPC лентасын in-situ консолидациялоо (ISC) үчүн индукциялык ширетүүнү колдонууну карап жатабыз.Ушул максатта, биз жаңы көмүртек була лентасын иштеп чыктык, Ал атайын машинанын жардамы менен индукциялык ширетүү аркылуу абдан тез жылытылат.Тасма коммерциялык лентадагыдай эле базалык материалды колдонот, бирок электромагниттик жылытууну жакшыртуу үчүн башка архитектурага ээ.Механикалык касиеттерди оптималдаштыруу менен бирге, биз автоматташтыруу аркылуу аларды кантип үнөмдүү жана натыйжалуу чечүү сыяктуу ар кандай талаптарга жооп берүүгө аракет кылуу процессин карап жатабыз.
Ал жакшы өндүрүмдүүлүк менен TPC лентасы менен ISC жетишүү кыйын экенин белгиледи.«Аны өнөр жай өндүрүшүндө колдонуу үчүн тезирээк жылытуу жана муздатуу жана өтө көзөмөлдөнгөн түрдө басым жасоо керек.Ошондуктан, биз индукциялык ширетүүнү материал консолидацияланган, ал эми калган Ламинаттар муздак сакталган кичинекей гана аймакты жылытуу үчүн колдонууну чечтик».Паппада чогултуу үчүн колдонулган индукциялык ширетүү үчүн TRL жогору экенин айтат."
Индукциялык жылытууну колдонуу менен жер-жерлерде интеграциялоо өтө үзгүлтүккө учурайт - азыркы учурда башка эч бир OEM же деңгээлдеги жеткирүүчү муну ачык жасабайт."Ооба, бул бузуучу технология болушу мүмкүн" деди Корваглия.«Биз машинага жана материалдарга патент алууга арыз бердик.Биздин максат термосеттик композиттик материалдарга окшош продукт.Көптөгөн адамдар AFP (Automatic Fiber Placement) үчүн TPC колдонууга аракет кылышат, бирок экинчи кадамды айкалыштыруу керек.Геометрия жагынан, бул наркы, цикл убактысы жана бөлүктүн өлчөмү боюнча чоң чектөө.Чынында, биз аэрокосмостук тетиктерди чыгаруу ыкмасын өзгөртүшүбүз мүмкүн».
Термопластикадан тышкары, Леонардо RTM технологиясын изилдөөнү улантууда.«Бул биз CETMA менен кызматташып жаткан дагы бир тармак жана эски технологиянын негизинде жаңы иштеп чыгуулар (бул учурда SQRTM) патенттелген.Алгач Radius Engineering (Солт-Лейк-Сити, Юта, АКШ) (SQRTM) тарабынан иштелип чыккан квалификациялуу чайырды өткөрүү калыптары.Корваглия мындай деди: «Бизге квалификациялуу материалдарды колдонууга мүмкүндүк берген автоклав (OOA) ыкмасына ээ болуу маанилүү.«Бул бизге белгилүү өзгөчөлүктөргө жана сапаттарга ээ препрегдерди колдонууга мүмкүндүк берет.Биз бул технологияны долбоорлоо, көрсөтүү жана учактын терезе рамаларына патент алуу үчүн колдондук."
COVID-19га карабастан, CETMA дагы эле Леонардо программасын иштеп чыгууда, бул жерде SQRTM колдонулуп, учактын терезе конструкцияларын дефектсиз компоненттерге жетүү жана салттуу RTM технологиясына салыштырмалуу алдын ала түзүүнү тездетүү көрсөтүлгөн.Ошондуктан, Леонардо татаал металл тетиктерин андан ары иштетилбестен, тор композиттик тетиктерге алмаштыра алат.Source |CETMA, Леонардо.
Паппада: "Бул дагы эски технология, бирок Интернетке кирсеңиз, бул технология жөнүндө маалымат таба албайсыз" деп белгиледи.Дагы бир жолу, биз процесстин параметрлерин болжолдоо жана оптималдаштыруу үчүн аналитикалык моделдерди колдонуп жатабыз.Бул технологиянын жардамы менен биз чайырдын жакшы бөлүштүрүлүшүн ала алабыз - кургак жерлер жок же чайыр топтолбойт - жана дээрлик нөлдүк көзөнөктүүлүк.Биз була мазмунун көзөмөлдөй алгандыктан, биз абдан жогорку структуралык касиеттерин өндүрө алат, жана технология татаал калыптарды өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн.Биз автоклавда айыктыруу талаптарына жооп берген бир эле материалдарды колдонобуз, бирок OOA ыкмасын колдонобуз, бирок цикл убактысын бир нече мүнөткө чейин кыскартуу үчүн тез айыктыруучу чайырды колдонууну да чечсеңиз болот."
"Учурдагы препрег менен да биз айыктыруу убактысын кыскарттык" деди Корваглия.«Мисалы, 8-10 сааттык автоклавдын кадимки циклине салыштырмалуу, терезенин кашектери сыяктуу тетиктер үчүн SQRTM 3-4 саатка колдонулушу мүмкүн.Жылуулук жана басым түз бөлүктөргө колдонулат, ал эми жылытуу массасы азыраак.Мындан тышкары, автоклавда суюк чайырдын ысытылышы абага караганда ылдамыраак, тетиктердин сапаты да эң сонун, бул өзгөчө татаал формалар үчүн пайдалуу.Эч кандай кайра иштетүү, дээрлик нөл боштуктар жана мыкты беттин сапаты, анткени курал вакуумдук баштыкта эмес, аны башкарууда.
Леонардо инновация үчүн ар кандай технологияларды колдонууда.Технологиянын тез өнүгүшүнө байланыштуу, ал жогорку тобокелдикке ээ болгон R&D (төмөн TRL) инвестицияларды келечектеги өнүмдөр үчүн зарыл болгон жаңы технологияларды иштеп чыгуу үчүн маанилүү деп эсептейт, бул учурдагы өнүмдөрдүн ээ болгон кошумча (кыска мөөнөттүү) өнүктүрүү мүмкүнчүлүктөрүнөн ашат. .Леонардонун 2030-жылга чейинки R&D мастер планы кыска мөөнөттүү жана узак мөөнөттүү стратегиялардын мындай айкалышын айкалыштырат, бул туруктуу жана атаандаштыкка жөндөмдүү компания үчүн бирдиктүү көрүнүш.
Бул пландын алкагында, ал Leonardo Labs, R&D жана инновацияларга арналган эл аралык корпоративдик R&D лаборатория тармагын ишке киргизет.2020-жылга чейин компания Милан, Турин, Генуя, Рим, Неаполь жана Тарантодо биринчи алты Леонардо лабораториясын ачууга умтулат жана төмөнкү тармактарда жөндөмү бар 68 изилдөөчүлөрдү (Леонардо изилдөөчүлөрү) жалдоодо : 36 автономдуу интеллектуалдык системалар жасалма интеллект позициялары, 15 чоң маалыматтарды талдоо, 6 жогорку өндүрүмдүү эсептөө, 4 авиация платформасын электрлештирүү, 5 материал жана конструкциялар жана 2 кванттык технологиялар.Леонардо лабораториясы инновациялык посттун жана Леонардонун келечектеги технологиясын жаратуучунун ролун ойнойт.
Белгилей кетсек, Леонардонун учакта коммерциялаштырылган технологиясы анын кургактык жана деңиз бөлүмдөрүндө да колдонулушу мүмкүн.Леонардо жана анын композиттик материалдарга тийгизген таасири тууралуу көбүрөөк жаңыртууларды билүү үчүн күтүлүп туруңуз.
Матрица була менен бекемделген материалды байлап, композиттик компонентке анын формасын берет жана анын бетинин сапатын аныктайт.Композиттик матрица полимер, керамикалык, металл же көмүртек болушу мүмкүн.Бул тандоо колдонмо болуп саналат.
Композиттик колдонмолор үчүн бул көңдөй микроструктуралар көп көлөмдү аз салмак менен алмаштырып, кайра иштетүү көлөмүн жана продукциянын сапатын жогорулатат.
Билдирүү убактысы: 09-февраль 2021-жыл