Recent, compozitele termoplastice au o piatră de hotar importantă pe care puțini le-au observat. Gulfstream Aerospace (Savannah, GA, Statele Unite ale Americii) a livrat cel de-al 300-lea Gulfstream 650. Lansat în 2012, acest jet de afaceri cu două motoare este prima aeronavă comercială care utilizează o suprafață de control critică din compozite termoplastice.
De zeci de ani, Airbus (Toulouse, Franța) a folosit cu succes compozite termoplastice în fruntea familiei de aeronave A300, dar acestea nu sunt suprafețe critice de control. Dacă marginea de vârf cade din plan, atunci avionul nu este încă o problemă și toată lumea este în siguranță. Dacă suprafața de control critică eșuează, probabilitatea unei aterizări catastrofale va crește dramatic.
Componentele termoplastice nu au fost luate în considerare pentru utilizarea în componentele critice sau majore ale structurilor din aeronave de mai mulți ani. Există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, materialele plastice termoizolante se află în zona de confort a multor oameni - sunt stabile din punct de vedere structural și au o bază de date cu permis de zbor de peste 40 de ani. Aplicarea compozitelor cu fibre continue este aproape în întregime în jurul construcției de rășini termoizolante. Producătorii compoziți majori folosesc autoclave (acum cuptoare OOA) și alte echipamente de capital bazate pe termoset. În plus față de bazele de date și echipamentele de capital concentrate pe termoset, majoritatea inginerilor compoziți trăiesc în zone de confort termosetat de-a lungul carierei. Ei au proiectat sau personalizat un proces în jurul unui număr mic de pre-preparate certificate de zbor. Atelierul de tehnică a atelierelor este specializat în ambalarea vidului pe bază de lipire sau alte procedee pentru utilizarea termosetului. Clienții doresc doar să utilizeze materiale plastice termosetabile deoarece nu știu nimic despre materialele "exotice" numite termoplastice.
Într-o comunitate inevitabilă, această zonă de confort este principalul motiv pentru progresul lent al industriei aerospațiale în utilizarea avantajelor termoplasticelor. Chiar și atunci când porozitatea prepregului termoplastic este mai mică de 0,5%, unele dintre ele fiind identice, iar părțile AFP realizate din prepreg au o porozitate similară, unii oameni încă mai doresc să plaseze partea finală în autoclav pentru a asigura consolidarea. Ups, chiar și unii ingineri care sunt competenți în compozite termoplastice, ca să asigure siguranța integrării prin autoclave. Dacă în baza de date se găsește un compozit termoplastic, acesta poate fi un PEEK consolidat în autoclavă. Când faceți acest lucru, veți pierde avantajul de preț al termoplastelor.
Du-te înapoi la G650. Liftul și cârma verticală sunt fabricate din fibră de carbon / compozit PPS și apoi asamblate prin sudură prin inducție utilizând procese certificate de FAA. Această teză descrie trei repere legate de aceste părți. În primul rând, ascensoarele și cârmele sunt esențiale pentru menținerea controlului asupra aeronavei, iar FAA nu le va certifica dacă nu există dovadă de performanță substanțială. În al doilea rând, utilizarea PPS (nu poliketone) în părțile critice este aproape de neconceput atunci când se proiectează aceste structuri. Desigur, PPS a fost folosit pentru marginea de vârf, dar temperatura de tranziție sticloasă (Tg) a rășinii este de numai 90 ° C. Într-o zi fierbinte de vară în deșertul Mojave, în avioanele din apropierea evacuării motorului, se poate determina că temperatura suprafeței materialului va fi periculos apropiată de 90 ° C.
Din fericire, PPS (și poliketone) sunt polimeri semicristalini. Structura lanțului din polimer le permite să mențină o mare parte a rezistenței și rigidității lor deasupra Tg. În mod invers, atunci când un material termosetat, cum ar fi o rășină epoxidică, este expus la o temperatură mai mare decât Tg, se descompune. De fapt, PPS a fost folosit de mai mulți ani în aplicații auto unde densitatea vehiculului depășește 140 ° C. Un inginer compozit mai vechi (ca și mine) ar fi avut un timp dificil să aleagă un material de matrice care ar putea fi mai mare decât Tg. Dar unii ingineri tineri și cei mai înflăcărați, care nu știu mai bine, o fac să funcționeze, ceea ce reprezintă o piatră de hotar importantă.
Acum este a treia etapă. Un avantaj major al termoplastelor este acela că ele pot fi sudate, eliminând necesitatea de lipire și nituire și problemele de cost și greutate asociate cu acestea. Pentru sudurile certificate FAA, compozitele critice termoplastice trebuie să se dovedească că îndeplinesc specificațiile de fiecare dată. Grupul KVE Composites (Haga, Olanda) a folosit Tencate Advanced Composites pentru a dezvolta procesul de sudare (Nijverdal, Olanda) prepreg laminat CETEX pentru producătorul de componente Fokker Technologies (Haga, Olanda). (Ghiciți unde? Da, cei aflați în fruntea seriei A300.) Este suficient să fiti certificați de FAA. (Ca o notă laterală, fiecare inginer compozit termoplastic trebuie să-i mulțumească lui Dumnezeu pentru olandeză, dar aceasta este tema unei alte zile.)
Prin urmare, deși principalele repere tehnice ale Gulfstream au fost în producție cu mai mult de cinci ani în urmă, de ce industria compozitelor aerospațiale încă funcționează în zona de confort termosetată? Un motiv este diferența de învățământ: acum câțiva ani m-am alăturat unei discuții de panel SAMPE cu un profesor la o universitate majoră din SUA, iar curriculumul universitar al compozitelor a fost greu. Unul din diapozitivele sale a afirmat că suprafețele de zbor cheie din compozite termoplastice nu au fost utilizate în producție. Când a fost rândul meu, am arătat Gulfstream pe diapozitiv și mi-am dat seama că am pierdut un potențial prieten academic. Nu știa deloc. Dacă el este de la o universitate europeană, el poate ști.
Anticiparea anti-termoplastică din Statele Unite nu este numai din cauza lipsei de cunoștințe, ci și datorită faptului că acestea nu se află în zona de confort. În anii 1980, compozitele termoplastice au fost anunțate în aplicații militare, iar atunci când au eșuat, așa cum au făcut cele mai multe tehnologii de intrare la momentul când au încercat pentru prima dată, au avut un rap foarte rău. Dezvoltarea compozitelor termoplastice de înaltă performanță în Statele Unite a fost redusă. În schimb, compania Airbus și compania olandeză a investit foarte mult în dezvoltarea compozitelor termoplastice și a început să utilizeze o cantitate mare de materiale încă din Airbus A320. Apropo, cârma actuală a lui Fokker este similară cu cârma care a fost pusă în producție pentru mai multe aeronave Gulfstream.
Unde este următorul termoplastic? Deoarece benzile prepreg termoplastice permit automatizarea completă a unor forme complexe, performanțe îmbunătățite și reciclabilitate completă (deși nu toată lumea cred că a crezut acest lucru) și costuri reduse, acestea reprezintă o abordare viabilă. Am auzit recent că experții din industrie susțin că corpurile de siguranță fabricate din compozite termoplastice cu fibre automate trebuie să fie încă autoclavate pentru a asigura o consolidare completă. Această viziune ignoră două puncte cheie. În primul rând, unele benzi termoplastice cu grad aerospațial au o porozitate foarte scăzută (<0,5%, realizată="" în="" sua)="" și="" vor="" deveni="" mai="" bune="" și="" mai=""> În al doilea rând, având în vedere recentele progrese semnificative în automatizarea suportului de inteligență artificială, gestionarea calității în timp real a proceselor AFP este foarte reală și foarte apropiată. De ce Toray face acest lucru (furnizor principal de prefabricate termoset Boeing) investeste peste 1 miliard de dolari in specialistul in termoplasturi TenCate Advanced Composites (Morgan Hill, California)? Predicția mea? Măsurarea fuselajului și / sau aeronavelor noi de dimensiuni medii va fi realizată din compozite termoplastice și va fi finalizată în 2025.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT Compozit PLASTIC CO, LTD.
Concentrați-vă pe (LFT-G, LFRT) Cercetare și dezvoltare și producție: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK lung fibra de sticlă și fibra de carbon continuă infiltrare termoplastice compozite de armare din materiale plastice.It pot fi utilizate în industria aerospațială, automobile, echipamente medicale, echipamente sportive, aparate de uz casnic și alte piese semi-structurale ușoare și rentabile care necesită piețe de înaltă performanță.
Dacă aveți nevoie de mai multe informații, vă rugăm să nu ezitați să mă contactați.
Mike Lee
Email: sale02@lfrtplastic.com
Telefon mobil: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Site web: www.lfrt-plastic.com
Adăugați: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Parcul Tehnologic, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, China.
