Italijos OEM ir Tier 1 tiekėjas Leonardo bendradarbiavo su CETMA tyrimų ir plėtros skyriumi, kurdamas naujas kompozitines medžiagas, mašinas ir procesus, įskaitant indukcinį suvirinimą termoplastinių kompozitų konsolidavimui vietoje.#Trenda#švarus#f-35
„Leonardo Aerostructures“, kompozitinių medžiagų gamybos lyderė, gamina vientisas „Boeing 787“ fiuzeliažo statines. Ji bendradarbiauja su CETMA kurdama naujas technologijas, įskaitant nuolatinį suspaudimą (CCM) ir SQRTM (apačioje).Gamybos technologija.Šaltinis |Leonardo ir CETMA
Šis tinklaraštis yra pagrįstas mano interviu su Stefano Corvaglia, Leonardo orlaivių struktūrų skyriaus (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola gamybos įmonės, Pietų Italija) medžiagų inžinieriumi, tyrimų ir plėtros direktoriumi bei intelektinės nuosavybės vadovu, ir interviu su dr. Silvio Pappadà, tyrimu. inžinierius ir vadovas.CETMA (Brindisis, Italija) ir Leonardo bendradarbiavimo projektas.
Leonardo (Roma, Italija) yra vienas didžiausių pasaulio žaidėjų aviacijos, gynybos ir saugumo srityse, kurio apyvarta siekia 13,8 milijardo eurų, o visame pasaulyje dirba daugiau nei 40 000 darbuotojų.Bendrovė visame pasaulyje teikia visapusiškus oro, sausumos, jūros, kosmoso, tinklų ir saugumo bei nepilotuojamų sistemų sprendimus.„Leonardo“ investicijos į mokslinius tyrimus ir plėtrą siekia maždaug 1,5 milijardo eurų (11 % 2019 m. pajamų) ir užima antrą vietą Europoje ir ketvirtą vietą pasaulyje pagal investicijas į mokslinius tyrimus aviacijos ir gynybos srityse.
„Leonardo Aerostructures“ gamina vientisas kompozicines fiuzeliažo statines „Boeing 787 Dreamliner“ 44 ir 46 dalims.Šaltinis |Leonardo
„Leonardo“ per savo aviacijos struktūrų skyrių teikia didžiausioms pasaulio civilinių orlaivių programoms, gaminančias ir montuodamas didelius konstrukcinius komponentus iš kompozicinių ir tradicinių medžiagų, įskaitant fiuzeliažą ir uodegą.
Leonardo Aerostructures gamina sudėtinius horizontalius stabilizatorius Boeing 787 Dreamliner.Šaltinis |Leonardo
Kalbant apie kompozicines medžiagas, Leonardo Aerospace Structure Division gamina „vieno gabalo statines“ Boeing 787 centrinio fiuzeliažo 44 ir 46 skyriams savo Grottaglie gamykloje ir horizontalius stabilizatorius savo Foggia gamykloje, o tai sudaro maždaug 14 % 787 fiuzeliažo.%.Kitų sudėtinių konstrukcijų gaminių gamyba apima ATR ir Airbus A220 komercinių orlaivių galinio sparno gamybą ir surinkimą Foggia gamykloje.Foggia taip pat gamina sudėtines dalis Boeing 767 ir karinėms programoms, įskaitant Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon naikintuvą, C-27J karinį transporto orlaivį ir Falco Xplorer, naujausią gaminamų Falco nepilotuojamų orlaivių šeimos narį. Leonardo.
„Kartu su CETMA vykdome daug veiklų, pavyzdžiui, termoplastinių kompozitų ir dervos liejimo (RTM) gamyboje“, – sakė Corvaglia.„Mūsų tikslas – MTEP veiklą paruošti gamybai per trumpiausią įmanomą laiką.Savo skyriuje (MTEP ir IP valdymas) taip pat ieškome trikdančių technologijų su žemesniu TRL (techninės parengties lygis, ty, žemesnis TRL atsiranda ir toliau nuo gamybos), tačiau tikimės būti konkurencingesni ir padėti klientams visame pasaulyje. pasaulis“.
Pappadà pridūrė: „Nuo bendrų pastangų mes sunkiai dirbame, kad sumažintume išlaidas ir poveikį aplinkai.Mes nustatėme, kad termoplastiniai kompozitai (TPC) buvo sumažinti, palyginti su termoreaktingomis medžiagomis.
Corvaglia pažymėjo: „Šias technologijas kūrėme kartu su Silvio komanda ir sukūrėme keletą automatinių baterijų prototipų, kad galėtume jas įvertinti gamyboje.
„CCM yra puikus mūsų bendrų pastangų pavyzdys“, – sakė Pappadà.„Leonardo nustatė tam tikrus komponentus, pagamintus iš termoreaktingų kompozitinių medžiagų.Kartu ištyrėme šių komponentų pateikimo TPC technologiją, sutelkdami dėmesį į vietas, kuriose orlaivyje yra daug dalių, pvz., sujungimo konstrukcijų ir paprastų geometrinių formų.Stovai“.
Dalys, pagamintos naudojant CETMA nuolatinio suspaudimo formavimo gamybos liniją.Šaltinis |„CETMA: Italijos kompozitinių medžiagų tyrimų ir plėtros inovacijos“
Jis tęsė: „Mums reikia naujos gamybos technologijos su mažomis sąnaudomis ir dideliu našumu.Jis atkreipė dėmesį, kad anksčiau gaminant vieną TPC komponentą susidarydavo didelis kiekis atliekų.„Taigi, mes pagaminome tinklelio formą, pagrįstą neizoterminio presavimo formavimo technologija, tačiau padarėme keletą naujovių (gaunamas patentas), kad sumažintume atliekų kiekį.Tam sukūrėme visiškai automatinį įrenginį, o paskui mums jį pagamino italų įmonė.“
Pasak Pappadà, įrenginys gali gaminti Leonardo sukurtus komponentus, „vieną komponentą kas 5 minutes, dirbant 24 valandas per parą“.Tačiau jo komanda turėjo sugalvoti, kaip pagaminti ruošinius.Jis paaiškino: „Iš pradžių mums reikėjo plokščio laminavimo proceso, nes tuo metu tai buvo kliūtis“.„Taigi, mūsų procesas prasidėjo nuo ruošinio (plokščio laminato), o paskui kaitinome infraraudonųjų spindulių (IR) orkaitėje., Ir tada įdėti į presą formavimui.Plokštieji laminatai dažniausiai gaminami naudojant didelius presus, kuriems reikia 4-5 valandų ciklo laiko.Nusprendėme ištirti naują metodą, kuriuo galima greičiau pagaminti plokščias laminatas.Todėl Leonardo, padedami inžinierių, CETMA sukūrėme didelio našumo CCM gamybos liniją.1 m ciklo laiką sumažinome 1 m dalimis iki 15 minučių.Svarbu tai, kad tai yra nenutrūkstamas procesas, todėl galime gaminti neribotą ilgį.
Infraraudonųjų spindulių termovizoriaus (IRT) kamera SPARE progresyvaus ritininio formavimo linijoje padeda CETMA suprasti temperatūros pasiskirstymą gamybos proceso metu ir generuoti 3D analizę, kad patikrintų kompiuterinį modelį CCM kūrimo proceso metu.Šaltinis |„CETMA: Italijos kompozitinių medžiagų tyrimų ir plėtros inovacijos“
Tačiau kaip šis naujas produktas lyginamas su CCM, kurį Xperion (dabar XELIS, Markdorf, Vokietija) naudojo daugiau nei dešimt metų?Pappadà sakė: „Sukūrėme analitinius ir skaitmeninius modelius, kurie gali numatyti defektus, tokius kaip tuštumos.„Bendradarbiavome su Leonardo ir Salento universitetu (Lečė, Italija), kad suprastume parametrus ir jų įtaką kokybei.Šiuos modelius naudojame kurdami šį naują CCM, kur galime turėti didelį storį, bet taip pat galime pasiekti aukštą kokybę.Naudodami šiuos modelius galime ne tik optimizuoti temperatūrą ir slėgį, bet ir optimizuoti jų taikymo metodą.Norėdami tolygiai paskirstyti temperatūrą ir slėgį, galite sukurti daugybę metodų.Tačiau turime suprasti šių veiksnių įtaką kompozitinių konstrukcijų mechaninėms savybėms ir defektų augimui.
Pappadà tęsė: „Mūsų technologija yra lankstesnė.Panašiai CCM buvo sukurtas prieš 20 metų, tačiau informacijos apie jį nėra, nes kelios jį naudojančios įmonės nesidalija žiniomis ir patirtimi.Todėl turime pradėti nuo nulio, tik remdamiesi mūsų supratimu apie kompozicines medžiagas ir apdorojimą.
„Dabar vykdome vidinius planus ir bendradarbiaujame su klientais, kad surastume šių naujų technologijų komponentus“, – sakė Corvaglia."Prieš pradedant gamybą, šias dalis gali tekti perdaryti ir perkvalifikuoti."Kodėl?„Tikslas – kad orlaivis būtų kuo lengvesnis, bet už konkurencingą kainą.Todėl mes taip pat turime optimizuoti storį.Tačiau galime pastebėti, kad viena dalis gali sumažinti svorį arba nustatyti kelias panašios formos dalis, o tai gali sutaupyti daug pinigų.
Jis pakartojo, kad iki šiol ši technologija buvo kelių žmonių rankose.„Tačiau mes sukūrėme alternatyvias technologijas, skirtas automatizuoti šiuos procesus, pridedant pažangesnių presavimo formų.Įdedame plokščią laminatą, o tada išimame dalį, paruoštą naudojimui.Šiuo metu pertvarkome dalis ir kuriame plokščias arba profiliuotas dalis.CCM etapas.
„Dabar CETMA turime labai lanksčią CCM gamybos liniją“, – sakė Pappadà.„Čia galime pritaikyti skirtingą spaudimą, kad pasiektume sudėtingas formas.Produktų linija, kurią kursime kartu su Leonardo, bus labiau orientuota į specifinių Reikalingų komponentų atitikimą.Manome, kad skirtingos CCM linijos gali būti naudojamos plokščioms ir L formos stygoms vietoj sudėtingesnių formų.Tokiu būdu, palyginti su dideliais presais, šiuo metu naudojamais sudėtingų geometrinių TPC dalių gamybai, galime sumažinti įrangos kainą.
CETMA naudoja CCM, kad gamintų stygas ir plokštes iš anglies pluošto / PEKK vienpusės juostos, o tada naudoja indukcinį šio kilio pluošto demonstratoriaus suvirinimą, kad sujungtų juos EURECAT valdomame projekte „Clean Sky 2 KEELBEMAN“.Šaltinis|“Sukurtas termoplastinių kilio sijų suvirinimo demonstratorius.
„Indukcinis suvirinimas yra labai įdomus kompozitinėms medžiagoms, nes labai gerai galima reguliuoti ir kontroliuoti temperatūrą, labai greitai įkaista, o valdymas labai tikslus“, – sakė Pappadà.„Kartu su Leonardo sukūrėme indukcinį suvirinimą, skirtą sujungti TPC komponentus.Tačiau dabar mes svarstome galimybę naudoti indukcinį suvirinimą TPC juostos in situ konsolidavimui (ISC).Šiuo tikslu sukūrėme naują anglies pluošto juostą, kurią galima labai greitai įkaitinti indukciniu suvirinimu naudojant specialią mašiną.Juostelėje naudojama ta pati pagrindinė medžiaga kaip ir komercinėje juostoje, tačiau jos architektūra skiriasi, kad pagerintų elektromagnetinį šildymą.Optimizuodami mechanines savybes, mes taip pat svarstome procesą, siekdami patenkinti skirtingus reikalavimus, pavyzdžiui, kaip su jais susidoroti ekonomiškai ir efektyviai automatizuojant.
Jis atkreipė dėmesį, kad sunku pasiekti ISC naudojant TPC juostą ir gerą našumą.„Norint panaudoti pramoninėje gamyboje, reikia greičiau šildyti ir vėsinti bei slėgti labai kontroliuojamai.Todėl nusprendėme indukciniu suvirinimu šildyti tik nedidelį plotą, kuriame medžiaga sutankinama, o likusią Laminatą laikome šaltai.Pappadà sako, kad surinkimui naudojamo indukcinio suvirinimo TRL yra didesnis.“
Integracija vietoje, naudojant indukcinį šildymą, atrodo labai trikdanti – šiuo metu joks kitas originalios įrangos gamintojas ar tiekėjas to nedaro viešai.„Taip, tai gali būti trikdanti technologija“, - sakė Corvaglia.„Mes pateikėme paraiškas dėl mašinos ir medžiagų patentų.Mūsų tikslas – gaminys, panašus į termoreaktyvias kompozicines medžiagas.Daugelis žmonių bando naudoti TPC, skirtą AFP (automatiniam pluošto išdėstymui), tačiau antrasis veiksmas turi būti derinamas.Kalbant apie geometriją, tai yra didelis kainos, ciklo trukmės ir dalies dydžio apribojimas.Tiesą sakant, galime pakeisti aviacijos ir kosmoso dalių gamybos būdą.
Be termoplastų, Leonardo toliau tiria RTM technologiją.„Tai dar viena sritis, kurioje bendradarbiaujame su CETMA, o nauji, senąja technologija (šiuo atveju SQRTM) pagrįsti kūrimai buvo patentuoti.Kvalifikuotas dervos pernešimo liejimas, kurį iš pradžių sukūrė Radius Engineering (Salt Leik Sitis, Juta, JAV) (SQRTM).Corvaglia sakė: „Svarbu turėti autoklavo (OOA) metodą, leidžiantį naudoti jau kvalifikuotas medžiagas.„Tai taip pat leidžia mums naudoti prepregus su gerai žinomomis savybėmis ir savybėmis.Šią technologiją panaudojome kurdami, demonstruodami ir prašydami patento orlaivių langų rėmus.“
Nepaisant COVID-19, CETMA vis dar apdoroja Leonardo programą, čia parodytas SQRTM naudojimas orlaivių langų konstrukcijoms gaminti, kad komponentai būtų be defektų ir paspartėtų išankstinis formavimas, palyginti su tradicine RTM technologija.Todėl Leonardo gali pakeisti sudėtingas metalines dalis tinklinėmis kompozicinėmis dalimis be tolesnio apdorojimo.Šaltinis |CETMA, Leonardo.
Pappadà pabrėžė: „Tai taip pat senesnė technologija, bet jei prisijungiate prie interneto, nerandate informacijos apie šią technologiją.Dar kartą naudojame analitinius modelius proceso parametrams numatyti ir optimizuoti.Naudodami šią technologiją galime pasiekti gerą dervos pasiskirstymą – nėra sausų plotų ar dervos kaupimosi – ir beveik nulinį poringumą.Kadangi galime kontroliuoti pluošto kiekį, galime pagaminti labai aukštas struktūrines savybes, o technologija gali būti naudojama sudėtingoms formoms gaminti.Naudojame tas pačias medžiagas, kurios atitinka kietėjimo autoklave reikalavimus, tačiau naudojame OOA metodą, tačiau taip pat galite nuspręsti naudoti greitai kietėjančią dervą, kad ciklo laikas sutrumpėtų iki kelių minučių.“
„Net su dabartiniu prepregu sumažinome kietėjimo laiką“, – sakė Corvaglia.„Pavyzdžiui, lyginant su įprastu 8-10 valandų autoklavo ciklu, tokioms dalims kaip langų rėmai SQRTM galima naudoti 3-4 valandas.Šiluma ir slėgis tiesiogiai patenka į dalis, o šildymo masė yra mažesnė.Be to, skysta derva autoklave įkaista greičiau nei oras, o dalių kokybė taip pat puiki, o tai ypač naudinga sudėtingoms formoms.Jokio perdirbimo, beveik nulis tuštumų ir puiki paviršiaus kokybė, nes įrankis yra „Control it“, o ne vakuuminiame maišelyje.
Leonardo naudoja įvairias technologijas naujovėms kurti.Dėl spartaus technologijų vystymosi ji mano, kad investicijos į didelės rizikos MTTP (žemas TRL) yra būtinos kuriant naujas technologijas, reikalingas ateities produktams, kurios viršija laipsniško (trumpalaikio) plėtros galimybes, kurias jau turi esami produktai. .„Leonardo“ 2030 m. MTEP generalinis planas apjungia tokį trumpalaikių ir ilgalaikių strategijų derinį, kuris yra vieninga tvarios ir konkurencingos įmonės vizija.
Įgyvendinant šį planą, bus pradėtas Leonardo Labs – tarptautinis korporatyvinis MTEP laboratorijų tinklas, skirtas MTTP ir inovacijoms.Iki 2020 m. bendrovė sieks atidaryti pirmąsias šešias Leonardo laboratorijas Milane, Turine, Genujoje, Romoje, Neapolyje ir Tarante ir įdarbins 68 mokslininkus (Leonardo mokslinius bendradarbius), turinčius įgūdžių šiose srityse: 36 autonominės išmaniosios sistemos dirbtinio intelekto pozicijos, 15 didžiųjų duomenų analizės, 6 didelio našumo skaičiavimai, 4 aviacijos platformų elektrifikavimas, 5 medžiagos ir konstrukcijos bei 2 kvantinės technologijos.Leonardo laboratorija atliks inovacijų posto ir Leonardo ateities technologijų kūrėjos vaidmenį.
Verta paminėti, kad Leonardo technologija, parduodama orlaiviuose, taip pat gali būti taikoma jos sausumos ir jūrų departamentuose.Sekite naujienas apie Leonardo ir galimą jo poveikį kompozicinėms medžiagoms.
Matrica suriša pluoštu sutvirtintą medžiagą, suteikia kompozitiniam komponentui formą ir lemia paviršiaus kokybę.Kompozitinė matrica gali būti polimerinė, keramika, metalas arba anglis.Tai yra atrankos vadovas.
Kompozitinėms reikmėms šios tuščiavidurės mikrostruktūros pakeičia daug tūrio mažu svoriu ir padidina apdorojimo apimtį bei gaminio kokybę.
Paskelbimo laikas: 2021-09-09