Πρόσφατα, τα θερμοπλαστικά σύνθετα έχουν ένα σημαντικό ορόσημο που λίγοι έχουν παρατηρήσει. Η Gulfstream Aerospace (Savannah, GA, ΗΠΑ) παρέδωσε το 300ο Gulfstream 650. Το επιχειρηματικό αεροσκάφος δύο κινητήρων, το οποίο ξεκίνησε το 2012, είναι το πρώτο εμπορικό αεροσκάφος που χρησιμοποιεί κρίσιμη επιφάνεια ελέγχου από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά.
Για δεκαετίες, η Airbus (Τουλούζη, Γαλλία) χρησιμοποίησε με επιτυχία θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά στο προσκήνιο της οικογένειας αεροσκαφών A300, αλλά αυτά δεν είναι κρίσιμες επιφάνειες ελέγχου. Αν το εμπρόσθιο άκρο πέσει από το επίπεδο, τότε το αεροπλάνο δεν είναι ακόμα πρόβλημα και ο καθένας είναι ασφαλής. Αν η κρίσιμη επιφάνεια ελέγχου αποτύχει, η πιθανότητα μιας καταστροφικής προσγείωσης θα αυξηθεί δραματικά.
Τα θερμοπλαστικά σύνθετα δεν έχουν ληφθεί υπόψη για χρήση σε κρίσιμα ή μεγάλα δομικά στοιχεία των αεροσκαφών για πολλά χρόνια. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό. Πρώτα απ 'όλα, τα θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά βρίσκονται στη ζώνη άνεσης πολλών ανθρώπων - είναι σταθερά δομικά και έχουν βάση δεδομένων αδειών πτήσης για πάνω από 40 χρόνια. Η εφαρμογή συνεχών σύνθετων ινών είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου γύρω από την θερμοσκληρυνόμενη ρητίνη. Οι κύριοι σύνθετοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτόκλειστα (τώρα φούρνους OOA) και άλλο βασικό εξοπλισμό που βασίζεται σε θερμοσυσσωρευτές. Εκτός από τις βάσεις δεδομένων και τον κεφαλαιουχικό εξοπλισμό που επικεντρώνεται στα θερμοσκληρυνόμενα, οι περισσότεροι σύνθετοι μηχανικοί ζουν σε θερμοευαίσθητες ζώνες άνεσης καθ 'όλη τη διάρκεια της σταδιοδρομίας τους. Σχεδίαζαν ή προσαρμόζονταν μια διαδικασία γύρω από ένα μικρό αριθμό προετοιμασμένων έτοιμων πτερυγίων. Οι τεχνικοί του εργαστηρίου είναι ειδικοί σε σάκους κενού που βασίζονται σε συγκολλήσεις ή σε άλλες διαδικασίες για θερμική χρήση. Οι πελάτες θέλουν μόνο να χρησιμοποιούν θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά επειδή δεν γνωρίζουν τίποτα για τα "εξωτικά" υλικά που ονομάζονται θερμοπλαστικά.
Σε μια αναπόφευκτη κοινότητα, αυτή η ζώνη άνεσης είναι ο κύριος λόγος για την αργή πρόοδο της αεροδιαστημικής βιομηχανίας στην αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων των θερμοπλαστικών. Ακόμη και όταν το πορώδες του θερμοπλαστικού prepreg είναι μικρότερο από 0,5%, μερικά από τα οποία είναι τα ίδια και τα μέρη AFP που κατασκευάζονται από το prepreg έχουν παρόμοιο πορώδες, ορισμένοι άνθρωποι θέλουν ακόμα να τοποθετήσουν το τελικό μέρος στο αυτόκλειστο για να εξασφαλίσουν την ενοποίηση. Ωχ, ακόμη και μερικοί μηχανικοί που είναι καταρτισμένοι σε θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά ήθελαν να εξασφαλίσουν την ασφάλεια της ολοκλήρωσης μέσω των αυτόκλειδων. Εάν στη βάση δεδομένων βρίσκεται ένα θερμοπλαστικό σύνθετο υλικό, μπορεί να είναι ένα PEEK που έχει συμπιεστεί σε αυτόκαυστο. Όταν το κάνετε αυτό, χάνετε το πλεονέκτημα τιμής των θερμοπλαστικών.
Επιστρέψτε στο G650. Ο ανελκυστήρας και το κατακόρυφο πηδάλιο κατασκευάζονται από σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα / PPS και κατόπιν συναρμολογούνται με επαγωγική συγκόλληση χρησιμοποιώντας διαδικασίες πιστοποιημένες από την FAA. Αυτή η πρόταση περιγράφει τρία ορόσημα που σχετίζονται με αυτά τα μέρη. Πρώτον, οι ανελκυστήρες και τα πηδάλια είναι κρίσιμα για τη διατήρηση του ελέγχου του αεροσκάφους και η FAA δεν θα τα πιστοποιήσει εάν δεν υπάρχει ουσιαστική απόδειξη απόδοσης. Δεύτερον, η χρήση των PPS (όχι των πολυκετονών) στα κρίσιμα μέρη είναι σχεδόν αδιανόητη κατά το σχεδιασμό αυτών των δομών. Φυσικά, το PPS έχει χρησιμοποιηθεί για την πρόσθια άκρη, αλλά η θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου (Tg) της ρητίνης είναι μόνο 90 ° C. Σε μια καυτή καλοκαιρινή μέρα στην έρημο Mojave, σε αεροπλάνα κοντά στην εξάτμιση του κινητήρα, μπορεί κανείς να διαπιστώσει ότι η θερμοκρασία επιφάνειας του υλικού θα είναι επικίνδυνα κοντά στους 90 ° C.
Ευτυχώς, τα PPS (και οι πολυκετόνες) είναι ημι-κρυσταλλικά πολυμερή. Η δομή αλυσίδας μέσα στο πολυμερές τους επιτρέπει να διατηρούν ένα μεγάλο μέρος της αντοχής και της ακαμψίας τους πάνω από το Tg τους. Αντίθετα, όταν ένα θερμοσκληρυνόμενο υλικό όπως μια εποξική ρητίνη εκτίθεται σε θερμοκρασία πάνω από την Tg του, αποσυντίθεται. Στην πραγματικότητα, η PPS έχει χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια σε εφαρμογές αυτοκινήτων όπου η πυκνότητα του οχήματος υπερβαίνει τους 140 ° C. Ένας παλαιότερος σύνθετος μηχανικός (όπως εμένα) θα δυσκολευόταν να επιλέξει ένα υλικό μήτρας που θα μπορούσε να είναι υψηλότερο από το Tg του. Αλλά κάποιοι νεαροί και ανώτεροι μηχανικοί που δεν ξέρουν καλύτερα, το κάνουν να λειτουργήσει, γεγονός που αποτελεί σημαντικό ορόσημο.
Τώρα είναι το τρίτο ορόσημο. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των θερμοπλαστικών είναι ότι μπορούν να συγκολληθούν, εξαλείφοντας την ανάγκη συγκόλλησης και πριτσίνωσης και τα ζητήματα κόστους και βάρους που συνδέονται με αυτά. Για τις συγκολλήσεις με πιστοποίηση FAA, τα κρίσιμα θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά πρέπει να αποδεικνύονται ότι πληρούν τις προδιαγραφές κάθε φορά. Ο όμιλος KVE Composites (Χάγη, Ολλανδία) χρησιμοποίησε την TenCate Advanced Composites για την ανάπτυξη της διαδικασίας συγκόλλησης (Nijverdal, Netherlands). (Μάντεψε πού; Ναι, εκείνοι που βρίσκονται στην πρώτη γραμμή της σειράς A300.) Αρκεί να πιστοποιηθεί η FAA. (Ως δευτερεύουσα σημείωση, κάθε θερμοπλαστικός σύνθετος μηχανικός πρέπει να ευχαριστήσει τον Θεό για τους Ολλανδούς, αλλά αυτό είναι θέμα μιας ημέρας.)
Ως εκ τούτου, αν και τα κύρια τεχνικά ορόσημα της Gulfstream έχουν κατασκευαστεί πριν από περισσότερα από πέντε χρόνια, γιατί η βιομηχανία αεροδιαστημικών σύνθετων υλικών εξακολουθεί να λειτουργεί στη θερμομόνωση ζώνη άνεσης; Ένας λόγος είναι το κενό της εκπαίδευσης: Πριν από μερικά χρόνια έχω συμμετάσχει σε μια συζήτηση με τον καθηγητή ενός μεγάλου πανεπιστημίου των ΗΠΑ στο SAMPE και το πρόγραμμα σπουδών των σύνθετων υλικών του πανεπιστημίου ήταν βαρύ. Ένα από τα διαφάνειά του δήλωσε ότι οι βασικές επιφάνειες πτήσης από θερμοπλαστικά σύνθετα δεν χρησιμοποιήθηκαν στην παραγωγή. Όταν ήταν η σειρά μου, έδειξα το Gulfstream στη διαφάνεια και συνειδητοποίησα ότι έχασα έναν δυνητικό ακαδημαϊκό φίλο. Δεν ήξερε καθόλου. Εάν είναι από ένα ευρωπαϊκό πανεπιστήμιο, μπορεί να το γνωρίζει.
Η αντι-θερμοπλαστική προκατάληψη στις Ηνωμένες Πολιτείες δεν οφείλεται μόνο στην έλλειψη γνώσης, αλλά και επειδή δεν βρίσκονται μέσα στη ζώνη άνεσης. Στη δεκαετία του 1980, τα θερμοπλαστικά σύνθετα διαφημίζονταν σε στρατιωτικές εφαρμογές και, όταν αποτύγχαναν, όπως έκαναν οι περισσότερες τεχνολογίες εισόδου σε πρώτη δοκιμασία, έκαναν πραγματικά κακή ραπα. Η ανάπτυξη θερμοπλαστικών σύνθετων υψηλής απόδοσης στις Ηνωμένες Πολιτείες έχει μειωθεί. Αντίθετα, η Airbus και η ολλανδική εταιρεία επένδυσαν έντονα στην ανάπτυξη θερμοπλαστικών σύνθετων υλικών και άρχισαν να χρησιμοποιούν ένα μεγάλο μέρος υλικού ήδη από το Airbus A320. Παρεμπιπτόντως, το τρέχον πηδάλιο της Fokker είναι παρόμοιο με το πηδάλιο που έχει τεθεί σε παραγωγή για πολλαπλά αεροσκάφη Gulfstream.
Πού είναι το επόμενο θερμοπλαστικό; Επειδή οι θερμοπλαστικές ταινίες prepreg επιτρέπουν την πλήρη αυτοματοποίηση σύνθετων σχημάτων, βελτιωμένων επιδόσεων και πλήρους ανακύκλωσης (αν και όχι όλοι πιστεύω ότι το έχουν πιστέψει) και μείωσης του κόστους, είναι μια βιώσιμη προσέγγιση. Πρόσφατα άκουσα ότι οι εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας ισχυρίζονται ότι τα σωμάτια ασφαλείας που κατασκευάζονται από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά με αυτόματη τοποθέτηση ινών πρέπει να εξακολουθούν να είναι αυτοκλεισμένα για να εξασφαλίσουν πλήρη ενοποίηση. Αυτή η προβολή αγνοεί δύο βασικά σημεία. Πρώτον, ορισμένες θερμοπλαστικές ταινίες αεροδιαστημικής ποιότητας έχουν πολύ χαμηλό πορώδες (<0,5%, κατασκευασμένο="" στις="" ηπα)="" και="" θα="" βελτιωθούν="" μόνο="" και="" μόνο=""> Δεύτερον, λόγω της πρόσφατης σημαντικής προόδου στον τομέα της αυτοματοποίησης της υποστήριξης τεχνητής νοημοσύνης, η διαχείριση ποιότητας των διαδικασιών AFP σε πραγματικό χρόνο είναι πολύ πραγματική και πολύ κοντά. Γιατί το κάνει ο Toray (ο κύριος προμηθευτής προκατασκευασμένων θερμοσκληρυντικών προϊόντων της Boeing) επενδύει περισσότερα από 1 δισεκατομμύριο δολάρια σε ειδικούς θερμοπλαστικούς, TenCate Advanced Composites (Morgan Hill, Καλιφόρνια); Η πρόβλεψή μου; Η άτρακτος του αύριο ή / και τα νέα αεροπλάνα μεσαίου μεγέθους θα κατασκευαστούν από θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά και θα ολοκληρωθούν το 2025.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOSITE PLASTIC CO., LTD.
Έμφαση στην έρευνα και ανάπτυξη (LFT-G, LFRT) και την παραγωγή: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK μακράς υάλου ινών και ινών άνθρακα συνεχούς διήθησης θερμοπλαστική σύνθετη ενίσχυση σειρές μηχανικών πλαστικών. αυτοκίνητο, ιατρικό εξοπλισμό, αθλητικό εξοπλισμό, οικιακές συσκευές και άλλα ελαφριά και οικονομικά αποδοτικά ημι-δομικά εξαρτήματα που απαιτούν αγορές υψηλής απόδοσης.
Εάν χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μου.
Μάικ Λι
Email: sales02@lfrtplastic.com
Κινητό τηλέφωνο: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Ιστοσελίδα: www.lfrt-plastic.com
Προσθέστε: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Τεχνολογικό Πάρκο, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Κίνα.
