Италијански ОЕМ и добављач Тиер 1 Леонардо је сарађивао са ЦЕТМА одељењем за истраживање и развој на развоју нових композитних материјала, машина и процеса, укључујући индукционо заваривање за консолидацију термопластичних композита на лицу места.#Тренд#цлеански#ф-35
Леонардо Аероструцтурес, лидер у производњи композитних материјала, производи једноделне цеви трупа за Боеинг 787. Ради са ЦЕТМА-ом на развоју нових технологија укључујући континуирано компресијско обликовање (ЦЦМ) и СКРТМ (доњи део).Производна технологија.Извор |Леонардо и ЦЕТМА
Овај блог је заснован на мом интервјуу са Стефаном Корваљом, инжењером материјала, директором за истраживање и развој и менаџером за интелектуалну својину Леонардовог одељења за структуру авиона (Гроттаглие, Помиглиано, Фоггиа, Нола производни погони, јужна Италија), и интервјуа са др Силвиом Паппадом, истраживањем. инжењер и шеф.Пројекат сарадње између ЦЕТМА (Бриндиси, Италија) и Леонарда.
Леонардо (Рим, Италија) је један од највећих светских играча у области ваздухопловства, одбране и безбедности, са прометом од 13,8 милијарди евра и више од 40.000 запослених широм света.Компанија пружа свеобухватна решења за ваздух, копно, море, свемир, мрежу и безбедност, као и беспилотне системе широм света.Леонардова инвестиција у истраживање и развој износи приближно 1,5 милијарди евра (11% прихода из 2019. године), што је друго у Европи и четврто у свету у погледу улагања у истраживање у области ваздухопловства и одбране.
Леонардо Аероструцтурес производи једноделне композитне цеви трупа за делове 44 и 46 Боинга 787 Дреамлинер.Извор |Леонардо
Леонардо, преко свог одељења за ваздухопловну структуру, обезбеђује главне светске програме цивилних авиона са производњом и монтажом великих структурних компоненти од композитних и традиционалних материјала, укључујући труп и реп.
Леонардо Аероструцтурес производи композитне хоризонталне стабилизаторе за Боеинг 787 Дреамлинер.Извор |Леонардо
Што се тиче композитних материјала, Леонардово одељење за ваздухопловну структуру производи „једноделне цеви“ за централне делове трупа Боинга 787 44 и 46 у својој фабрици Гроттаглие и хоризонталне стабилизаторе у фабрици у Фођи, што чини приближно 14% трупа 787.%.Производња осталих производа композитне структуре укључује производњу и склапање задњег крила комерцијалних авиона АТР и Аирбус А220 у фабрици у Фођи.Фоггиа такође производи композитне делове за Боеинг 767 и војне програме, укључујући Јоинт Стрике Фигхтер Ф-35, ловац Еурофигхтер Типхоон, војни транспортни авион Ц-27Ј и Фалцо Ксплорер, најновији члан фамилије беспилотних летелица Фалцо произведених од Леонарда.
„Заједно са ЦЕТМА-ом, радимо многе активности, као што су термопластични композити и пресовање смоле (РТМ)“, рекао је Корваља.„Наш циљ је да припремимо истраживачко-развојне активности за производњу у најкраћем могућем року.У нашем одељењу (управљање истраживањем и развојем и ИП-ом), такође тражимо ометајуће технологије са нижим ТРЛ (ниво техничке спремности-тј. Нижи ТРЛ је у настајању и даље од производње), али се надамо да ћемо бити конкурентнији и пружити помоћ купцима широм света. свет.”
Паппада је додао: „Од наших заједничких напора, напорно смо радили на смањењу трошкова и утицаја на животну средину.Открили смо да су термопластични композити (ТПЦ) смањени у поређењу са термореактивним материјалима."
Цорваглиа је истакао: „Развили смо ове технологије заједно са Силвиовим тимом и направили неке аутоматизоване прототипове батерија да бисмо их проценили у производњи.
„ЦЦМ је одличан пример наших заједничких напора“, рекао је Папада.„Леонардо је идентификовао одређене компоненте направљене од термореактивних композитних материјала.Заједно смо истраживали технологију обезбеђивања ових компоненти у ТПЦ, фокусирајући се на места где се налази велики број делова на авиону, као што су структуре за спајање и једноставни геометријски облици.Усправци.”
Делови произведени коришћењем ЦЕТМА производне линије за континуирано пресовање.Извор |„ЦЕТМА: Италијанске композитне материјале за истраживање и развој иновација“
Он је наставио: „Потребна нам је нова производна технологија са ниском ценом и високом продуктивношћу.Он је истакао да је у прошлости приликом производње једне ТПЦ компоненте настајала велика количина отпада.„Дакле, произвели смо мрежасти облик заснован на не-изотермној технологији компресијског обликовања, али смо направили неке иновације (на чекању на патент) како бисмо смањили отпад.За ово смо дизајнирали потпуно аутоматску јединицу, а онда је за нас направила италијанска компанија.“
Према Паппада, јединица може да производи компоненте које је дизајнирао Леонардо, „једна компонента сваких 5 минута, радећи 24 сата дневно“.Међутим, његов тим је тада морао да смисли како да произведе предформе.Објаснио је: „У почетку нам је био потребан процес равног ламинирања, јер је то у то време било уско грло.„Дакле, наш процес је почео са празним (равним ламинатом), а затим га загрејао у инфрацрвеној (ИР) пећници., А затим ставите у пресу за формирање.Равни ламинати се обично производе помоћу великих преса, које захтевају 4-5 сати циклуса.Одлучили смо да проучимо нову методу која може брже произвести равне ламинате.Стога смо у Леонарду Уз подршку инжењера развили високопродуктивну ЦЦМ производну линију у ЦЕТМА.Смањили смо време циклуса од 1м за 1м делова на 15 минута.Оно што је важно је да је ово континуиран процес, тако да можемо производити неограничену дужину.”
Инфрацрвена термовизијска камера (ИРТ) у СПАРЕ прогресивној линији за обликовање ваљака помаже ЦЕТМА-и да разуме дистрибуцију температуре током процеса производње и генерише 3Д анализу за верификацију компјутерског модела током процеса развоја ЦЦМ.Извор |„ЦЕТМА: Италијанске композитне материјале за истраживање и развој иновација“
Међутим, како се овај нови производ може поредити са ЦЦМ-ом који Ксперион (сада КСЕЛИС, Маркдорф, Немачка) користи више од десет година?Паппада је рекао: „Развили смо аналитичке и нумеричке моделе који могу предвидети недостатке као што су празнине.„Сарађивали смо са Леонардом и Универзитетом у Саленту (Лече, Италија) да бисмо разумели параметре и њихов утицај на квалитет.Користимо ове моделе да развијемо овај нови ЦЦМ, где можемо имати велику дебљину, али такође можемо постићи висок квалитет.Са овим моделима не можемо само да оптимизујемо температуру и притисак, већ и да оптимизујемо њихов начин примене.Можете развити многе технике за равномерну дистрибуцију температуре и притиска.Међутим, морамо разумети утицај ових фактора на механичка својства и раст дефекта композитних структура.
Папада је наставио: „Наша технологија је флексибилнија.Слично, ЦЦМ је развијен пре 20 година, али о њему нема података јер неколико компанија које га користе не деле знање и стручност.Стога, морамо почети од нуле, само на основу нашег разумевања композитних материјала и обраде.”
„Сада пролазимо кроз интерне планове и радимо са купцима на проналажењу компоненти ових нових технологија“, рекао је Корваља.„Ови делови ће можда морати да буду редизајнирани и поново квалификовани пре него што производња почне.Зашто?„Циљ је да авион буде што лакши, али по конкурентној цени.Због тога морамо оптимизирати и дебљину.Међутим, можемо открити да један део може смањити тежину или идентификовати више делова сличних облика, што може уштедети много новца.
Он је поновио да је до сада ова технологија била у рукама неколико људи.„Али развили смо алтернативне технологије за аутоматизацију ових процеса додавањем напреднијих пресова.Стављамо раван ламинат, а затим извадимо део, спреман за употребу.У процесу смо редизајнирања делова и развоја равних или профилисаних делова.Фаза ЦЦМ-а."
„Сада имамо веома флексибилну ЦЦМ производну линију у ЦЕТМА“, рекао је Паппада.„Овде можемо применити различите притиске по потреби да бисмо постигли сложене облике.Линија производа коју ћемо развити заједно са Леонардом биће више фокусирана на испуњавање специфичних потребних компоненти.Верујемо да се различите ЦЦМ линије могу користити за равне и Л-облике ланаца уместо сложенијих облика.На овај начин, у поређењу са великим пресама које се тренутно користе за производњу сложених геометријских ТПЦ делова, можемо да смањимо цену опреме.“
ЦЕТМА користи ЦЦМ за производњу стрингера и панела од једносмерне траке од угљеничних влакана/ПЕКК, а затим користи индукционо заваривање овог демонстратора снопа кобилице да их повеже у пројекту Цлеан Ски 2 КЕЕЛБЕМАН којим управља ЕУРЕЦАТ.Извор|”Реализован демонстратор за заваривање термопластичних кобичастих греда.”
„Индукционо заваривање је веома интересантно за композитне материјале, јер се температура може веома добро подесити и контролисати, грејање је веома брзо и контрола је веома прецизна“, рекао је Паппада.„Заједно са Леонардом, развили смо индукционо заваривање за спајање ТПЦ компоненти.Али сада разматрамо коришћење индукционог заваривања за ин-ситу консолидацију (ИСЦ) ТПЦ траке.У ту сврху развили смо нову траку од угљеничних влакана, која се може врло брзо загрејати индукционим заваривањем помоћу посебне машине.Трака користи исти основни материјал као и комерцијална трака, али има другачију архитектуру за побољшање електромагнетног грејања.Док оптимизујемо механичка својства, такође разматрамо процес како бисмо покушали да испунимо различите захтеве, као што је како да се са њима носимо економично и ефикасно кроз аутоматизацију.”
Он је истакао да је тешко постићи ИСЦ са ТПЦ траком са добром продуктивношћу.„Да бисте га користили за индустријску производњу, морате брже да грејете и хладите и вршите притисак на веома контролисан начин.Због тога смо одлучили да користимо индукционо заваривање да загрејемо само малу површину где је материјал консолидован, а остали ламинати се држе на хладном.”Паппада каже да је ТРЛ за индукционо заваривање који се користи за склапање већи.“
Интеграција на лицу места коришћењем индукционог грејања делује изузетно ометајуће – тренутно ниједан други ОЕМ или добављач на нивоу не ради ово јавно.„Да, ово може бити реметилачка технологија“, рекао је Цорваглиа.„Пријавили смо се за патенте за машину и материјале.Наш циљ је производ упоредив са термореактивним композитним материјалима.Многи људи покушавају да користе ТПЦ за АФП (Аутоматско постављање влакана), али други корак се мора комбиновати.Што се тиче геометрије, ово је велико ограничење у смислу трошкова, времена циклуса и величине дела.У ствари, можемо променити начин на који производимо делове за ваздухопловство."
Поред термопластике, Леонардо наставља да истражује РТМ технологију.„Ово је још једна област у којој сарађујемо са ЦЕТМА-ом, а патентирани су нови развоји засновани на старој технологији (у овом случају СКРТМ).Квалификовано пресовање смоле које је првобитно развило Радиус Енгинееринг (Салт Лејк Сити, Јута, САД) (СКРТМ).Цорваглиа је рекао: „Важно је имати методу аутоклава (ООА) која нам омогућава да користимо материјале који су већ квалификовани.„Ово нам такође омогућава да користимо препреге са добро познатим карактеристикама и квалитетима.Користили смо ову технологију да дизајнирамо, демонстрирамо и аплицирамо за патент за прозорске оквире за авионе.“
Упркос ЦОВИД-19, ЦЕТМА још увек обрађује програм Леонардо, овде је приказана употреба СКРТМ-а за прављење прозорских структура авиона како би се постигле компоненте без кварова и убрзало претходно формирање у поређењу са традиционалном РТМ технологијом.Због тога Леонардо може заменити сложене металне делове мрежастим композитним деловима без даље обраде.Извор |ЦЕТМА, Леонардо.
Папада је истакао: „Ово је такође старија технологија, али ако идете на интернет, не можете пронаћи информације о овој технологији.Још једном, користимо аналитичке моделе за предвиђање и оптимизацију параметара процеса.Овом технологијом можемо постићи добру дистрибуцију смоле - без сувих подручја или акумулације смоле - и скоро нулту порозност.Пошто можемо да контролишемо садржај влакана, можемо произвести веома високе структурне особине, а технологија се може користити за производњу сложених облика.Користимо исте материјале који испуњавају услове очвршћавања у аутоклаву, али користимо ООА методу, али такође можете одлучити да користите смолу за брзо очвршћавање да бисте скратили време циклуса на неколико минута.“
„Чак и са тренутним препрегом, смањили смо време сушења“, рекао је Корваља.„На пример, у поређењу са нормалним циклусом аутоклава од 8-10 сати, за делове као што су прозорски оквири, СКРТМ се може користити 3-4 сата.Топлота и притисак се директно примењују на делове, а маса грејања је мања.Поред тога, загревање течне смоле у аутоклаву је брже од ваздуха, а квалитет делова је такође одличан, што је посебно корисно за сложене облике.Без прераде, скоро нула шупљина и одличан квалитет површине, јер је алат у Цонтрол ит, а не у вакуум врећици.
Леонардо користи разне технологије за иновације.Због брзог развоја технологије, верује да је улагање у високоризично истраживање и развој (низак ТРЛ) од суштинског значаја за развој нових технологија потребних за будуће производе, што превазилази инкременталне (краткорочне) развојне могућности које постојећи производи већ поседују. .Леонардов мастер план истраживања и развоја за 2030. комбинује такву комбинацију краткорочних и дугорочних стратегија, што представља јединствену визију за одрживу и конкурентну компанију.
Као део овог плана, покренуће Леонардо Лабс, међународну корпоративну мрежу лабораторија за истраживање и развој посвећену истраживању и развоју и иновацијама.До 2020. године, компанија ће настојати да отвори првих шест Леонардо лабораторија у Милану, Торину, Ђенови, Риму, Напуљу и Таранту, и регрутује 68 истраживача (Леонардо Ресеарцх Фелловс) са вештинама у следећим областима: 36 аутономних интелигентних система за позиције вештачке интелигенције, 15 анализа великих података, 6 рачунара високих перформанси, 4 електрификација ваздухопловних платформи, 5 материјала и структура и 2 квантне технологије.Леонардо Лабораторија ће играти улогу центра за иновације и креатора Леонардове будуће технологије.
Вреди напоменути да се Леонардова технологија комерцијализована на авионима такође може применити у његовим копненим и морским одељењима.Пратите нас за више ажурирања о Леонарду и његовом потенцијалном утицају на композитне материјале.
Матрица везује материјал ојачан влакнима, даје композитној компоненти облик и одређује њен квалитет површине.Композитна матрица може бити полимерна, керамичка, метална или угљенична.Ово је водич за избор.
За композитне апликације, ове шупље микроструктуре замењују велику запремину малом тежином и повећавају обим обраде и квалитет производа.
Време поста: Феб-09-2021