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航天工業引進複合材料**

日期:2024-11-01 07:50
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摘要:
航天工業引進複合材料**

波音787飛機重量的50%都采用了**碳纖維增強塑料複合材料(CFRPs),**架飛機預計今年晚些時候將正式投入使用。空客A350客機,定於2013年推出,使用了差不多同樣多的複合材料。因此,隨著飛機製造商對CFRPs的興趣明顯增長,在巴黎JEC複合材料展上看到複合材料在航空中的應用處於*****,也就不足為奇了。

Fokker Aerostructures公司(荷蘭)和其合作夥伴Ticona GmbH公司(德國)、Ten Cate公司(荷蘭)及KVE CompositesGroup公司(荷蘭)摘得了2010JEC航空類**獎,他們在焊接的4米長的方向舵及6米長的連續纖維增強層狀結構升降舵中使用了碳纖維增強Fortron聚苯硫醚(PPS),該方向舵和升降舵是用在GulfstreamG650噴氣式飛機上的。

Gulfstream公司表示,他們已經有200架飛機的新訂單,該公司平均每年銷售的飛機有70到80架。據稱,複合材料的使用已消除了製作過程中的數百個鉚釘,感應焊接替代了他們。

方向舵及升降舵的機翼後緣是由碳纖維增強聚醚酰亞胺(PEI)蜂窩複合材料製成的。方向舵及升降舵的構造還采用了大量擠壓成型的碳纖維/聚醚酰亞胺翼肋,這些翼肋有一層薄的外部蒙皮,采用的材料是碳纖維/環氧化物和Nomex。

GulfstreamG650飛機新的熱塑性方向舵控製板采用了“後彎曲”多翼肋設計,與先前環氧複合材料為芯材的控製板相比,重量減少了10%,生產費用也減少了20%。根據FokkerAerostructures公司所示,這種熱塑性複合材料主要結構部件,與同等鋁製或輕合金製成部件相比,重量減輕了50%。

這種應用標誌著一個走向低成本熱塑性“物理處理”解決方案,遠離熱固化樹脂“化學加工”複合材料和鋁的持續趨勢,FokkerAerospace公司研發主管Arnt Offringa說道,至少在小型飛機製造中是這樣。

在JEC的一個關於感應焊接熱塑性控製表麵的論壇中,隨著TAPAS(可支付的起的熱塑性飛機主要結構)涉及到在新的設計理念和流程中采用單向碳纖維PEKK預浸料,Offringa描述了下一步的計劃。FokkerAerospace公司希望有一種技術,能在2011年
自動化碳纖維增強塑料(CFRP)機身外殼及抗扭箱組件的生產中使用高速超聲纖維鋪放。

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Gulfstream G650飛機的方向舵控製板FokkerAerostructures公司專門為民用、**及直升飛機設計、開發、生產結構部件、組件,並提供係統支持。

EADS Deutschland公司及合作夥伴SGL Kümpers公司和AirbusOperations公司,他們高度自動化的CFRP飛機構架預製件生產線,使他們贏得了另一個航空工業自動化獎項。這種新的BRAF“編織構架”生產過程,因減少了手工的操作,所以減少了生產成本。該過程是由一個與飛機機身有相同直徑的圓形機器操控的。

BRAF生產結合了編織、纏繞及UD預浸料的使用,從2009年被推出以來,一直被航空業所使用。

SGLKümpers公司表示,BRAF生產過程提供了*大的設計靈活性和****的重複性,可實現未來飛機製造的高產量要求。該公司說,目前,正在對這種生產過程進行評價,其中生產的飛機包括,A350XWB客機及未來空客飛機。

EADS公司(即EADS Deutschland公司)在工藝類獎項中也得到了鑒定人的認可,這一次與它合作的是比利時的SABCASociété Anonyme Belge de ConstructionsAéronautiques航空航天公司。他們一直合作為歐盟框架計劃項目開發MOJO——一種用結構膠粘劑粘合飛機複合材料的方法,聲稱可以減少高達60%的裝配成本。

一個全尺寸的MOJO閉合式梁結構示範品在展會上展出,它的上部和下部由非屈曲碳纖維布製成。預成型剖麵的定製采用了熱壓罐樹脂傳遞模塑工藝及真空輔助樹脂灌注工藝(VARI)。

根據鑒定人所言,像MOJO這樣的工程,表明了結構粘合為CFRP產業的鉚合結構提供了一個可選擇的機會。“這將帶來成本和性能的益處,同時還可以提高產品的抗損害性。”

自動化也Matrasur Composites公司銷售經理Claude Chouet傳達的主題,MatrasurComposites公司是一家自動及裝卸設備供應商。相對高的自動化水平,已在汽車和航空航天業中使用,Chouet說,但其他產業處在一個非常低的工業化水平。”

Chouet說在複合材料生產中使用機器人技術幾乎冇有任何限製,比如**生產8個玻璃鋼遊泳池,機器人負責短纖維、膠衣的工作,脫模劑噴塗可與自動化換色和傳送帶的生產流程管理係統相結合。

用於建造遊泳池的非工業化設備成本較低,為5萬歐元,而同樣的工業化設備的成本為120萬歐元,相應地,每年的勞動力花銷分彆為195萬歐元和69萬歐元。Chouet說,不到三年的分期償還,明顯地,工業化設備就是一個的贏家,即便非工業化設備每年能節省3萬歐元的能源花銷。

除了較高程度的自動化和生產效率,2010JEC展也為新的**材料的開發提供了展示的機會,其中一些強調了生態和環境問題,如ArmacellBenelux公司展出了一種新的泡沫芯材,是由回收來的塑料製成的。

同時,複合材料生產商Gurit公司已經啟動了擠出PET發泡芯材(G-PET)的生產,該產品是2010年推出的。G-PET生產規模預計於2010年第三季度引入到Gurit公司中國工廠。

Econcore公司展出了一種在聚乳酸(PLA)中製成的新的六角形蜂窩芯材。該公司的銷售經理François deBie表示,表層是在這種蜂窩芯材製成之後添加的,采用了連續ThermHex生產工藝。這些表層可以由未填充的聚乳酸材料製成,用來生產單一材料麵板。也可以由亞麻纖維增強聚乳酸製成。

法國創業公司PlastiCell呈現了一種完全不同的夾芯結構。這種夾芯結構采用了VictrexAptiv薄膜平片,沿著節點線,用激光把他們焊接在一起,形成一個HOBE(膨脹前的蜂窩結構)壓縮塊。然後在這種蜂窩結構被拉伸形成六角形夾芯結構之前,對其進行射水切割,然後在高於PEEK的玻璃態轉化溫度下對其進行熱定型,穩定它的結構。

La Tôlerie Plastique公司因其亞麻纖維增強PLA風機葉片摘得了JEC的風能類**獎。小型風力渦輪機的葉片設計使其可以輕鬆地安裝在公共和私人樓宇上。

更加傳統的夾芯材料的開發來自丹麥的Diab公司。該公司開發的芯材包含用於船艇甲板和其他領域的Divinycell Matrix7-7結構芯材。這種芯材被認為是達到主要甲板分類要求的*輕的商業泡沫芯材。該公司表明這種結構芯材也將可能用於風力渦輪葉片和發動機艙。