أخبار

تعتمد منذ فترة طويلة على مواد ألياف الكربون الحرارية لصنع أجزاء هيكلية مركبة قوية للغاية للطائرات ، تتبنى الآن تصنيع المعدات الأصلية للفضاء فئة أخرى من مواد ألياف الكربون حيث تعد التقدم التكنولوجي تصنيعًا تلقائيًا لقطع الغيار الجديدة غير المرتفعة بتكلفة منخفضة ، وتكلفة منخفضة ، وتكلفة منخفضة ، وتكلفة منخفضة ، وتكلفة منخفضة ، وتكلفة منخفضة ، وزن أخف.

على الرغم من أن المواد المركبة من ألياف الكربون بالحرارة "كانت موجودة منذ فترة طويلة" ، إلا أنه لم يكن بإمكان مصنعي الفضاء في الآونة الأخيرة أن ينظروا إلى استخدامها على نطاق واسع في صنع أجزاء الطائرات ، بما في ذلك المكونات الهيكلية الأولية.

وقال إن مركبات ألياف الكربون الحرارية من المحتمل أن توفر OEMs Aerospace عدة مزايا على مركبات الحرارة ، ولكن حتى وقت قريب لم تتمكن الشركات المصنعة من جعل الأجزاء من مركبات البلاستيك الحرارية بمعدلات عالية وبتكلفة منخفضة.

في السنوات الخمس الماضية ، بدأت مصنعي المعدات الأصلية في النظر إلى أبعد من صنع أجزاء من مواد الترموسية حيث تم تطوير حالة علوم تصنيع الأجزاء المركب من ألياف الكربون ، أولاً لاستخدام تقنيات صب الراتنج (RTM) لصنع أجزاء الطائرات ، ثم استخدام أجزاء الطائرات ، ثم لتوظيف مركبات اللدائن الحرارية.

استثمرت GKN Aerospace بكثافة في تطوير تقنية الراتنجات و RTM لتصنيع المكونات الهيكلية للطائرات الكبيرة في المعسكرات وبأسعار عالية. تقوم GKN الآن بعمل SPAR المركب المركب من أحادي البالغ طوله 17 مترًا باستخدام تصنيع ضخ الراتنج ، وفقًا لـ Max Brown ، نائب الرئيس للتكنولوجيا لمبادرة GKN Aerospace's Horizon 3 المتقدمة.

كما تضمنت استثمارات تصنيع OEMS الثقيلة في السنوات القليلة الماضية الإنفاق بشكل استراتيجي على تطوير القدرات للسماح بتصنيع الأجزاء الحرارية ذات الحجم الحراري ، وفقًا لـ DION.

يكمن الفرق الأكثر بروزًا بين المواد الحرارية والمواد المرنة الحرارية في حقيقة أن مواد الحرارية يجب أن تبقى في التخزين البارد قبل أن يتم تشكيلها في أجزاء ، وبمجرد تشكيلها ، يجب أن يخضع جزء حراري للمعالجة لساعات عديدة في الأوتوكلاف. تتطلب العمليات قدرًا كبيرًا من الطاقة والوقت ، وبالتالي تميل تكاليف إنتاج أجزاء الحرارية إلى أن تظل مرتفعة.

يغير المعالجة التركيب الجزيئي لمركب درجات حرارة بشكل لا رجعة فيه ، مما يعطي الجزء قوته. ومع ذلك ، في المرحلة الحالية من التطور التكنولوجي ، يؤدي المعالجة أيضًا إلى جعل المادة غير مناسبة لإعادة استخدامها في مكون هيكلي أساسي.

ومع ذلك ، لا تتطلب مواد البلاستيك الحراري التخزين البارد أو الخبز عند تحويلها إلى أجزاء ، وفقًا لـ DION. يمكن ختمها في الشكل النهائي للجزء البسيط - كل قوس لإطارات جسم الطائرة في Airbus A350 هو جزء مركب للروايات الحرارية - أو في مرحلة وسيطة من مكون أكثر تعقيدًا.

يمكن لحام مواد اللوح الحراري معًا بطرق مختلفة ، مما يتيح صنع أجزاء معقدة ذات شكل عالي من الهياكل الفرعية البسيطة. يتم استخدام اللحام التعريفي اليوم بشكل أساسي ، والذي يسمح فقط بأجزاء مسطحة وسمك الثابت من الأجزاء الفرعية ، وفقًا لما ذكره ديون. ومع ذلك ، تقوم كولينز بتطوير تقنيات اللحام بالاهتزاز والاحتكاك للانضمام إلى الأجزاء المرنة الحرارية ، والتي تتوقع أن تسمح لها في النهاية بإنتاج "هياكل معقدة متقدمة حقًا".

تتيح القدرة على لحام مواد البلاستيك الحراري معًا جعل الهياكل المعقدة للمصنعين التخلص من البراغي المعدنية ، والسحابات ، والمفصلات التي تتطلبها أجزاء الحرارة للانضمام والطي ، مما يخلق فائدة خفض الوزن حوالي 10 في المائة ، تقديرات بنية.

ومع ذلك ، فإن مركبات البلاستيك الحرارية تربط بشكل أفضل بالمعادن من مركبات الحرارة ، وفقًا لـ Brown. في حين أن البحث والتطوير الصناعي الذي يهدف إلى تطوير تطبيقات عملية لتلك الخاصية بالحرارة ، يبقى "على مستوى الاستعداد لتكنولوجيا الأضواء المبكرة" ، فقد يسمح لمهندسي الطيران في النهاية بتصميم مكونات تحتوي على هياكل متكاملة للحرارة والمعادن الهجينة.

يمكن أن يكون أحد التطبيقات المحتملة ، على سبيل المثال ، مقعد ركاب من قطعة واحدة وخفيفة الوزن يحتوي على جميع الدوائر القائمة على المعادن اللازمة للواجهة التي يستخدمها الراكب لاختيار خيارات الترفيه الخاصة به والتحكم فيها ، وإضاءة المقعد ، والمروحة العلوية ، ، توصل المقعد الذي يتم التحكم فيه إلكترونيًا ، وعتامة نافذة الظل ، وغيرها من الوظائف.

على عكس مواد الحرارية ، التي تحتاج إلى علاج لإنتاج الصلابة والقوة والشكل المطلوب من الأجزاء التي يصنعونها ، لا تتغير الهياكل الجزيئية للمواد المركب الحرارية عند تحويلها إلى أجزاء ، وفقًا لـ DION.

ونتيجة لذلك ، فإن مواد البلاستيك الحراري أكثر مقاومة للكسر عند التأثير أكثر من مواد الحرارة في حين تقدم صلابة وقوة هيكلية ، إن لم تكن أقوى ، هيكلية. وقال ديون: "لذلك يمكنك تصميم [أجزاء] إلى مقاييس أرق بكثير" ، مما يعني أن الأجزاء المرنة الحرارية تزن أقل من أي أجزاء حرارية تحل محلها ، حتى بصرف النظر عن تخفيضات الوزن الإضافية الناتجة عن أجزاء البلاستيك الحرارية لا تتطلب مسامير معدنية أو السحابات .

يجب أن تكون الأجزاء المرنة الحرارية لإعادة تدوير عملية أبسط من إعادة تدوير الأجزاء الحرارية. في الحالة الحالية للتكنولوجيا (وبعض الوقت القادم) ، فإن التغييرات التي لا رجعة فيها في التركيب الجزيئي الناتج عن معالجة مواد الحرارية تمنع استخدام المواد المعاد تدويرها لجعل أجزاء جديدة من القوة المكافئة.

تتضمن إعادة تدوير أجزاء الحرارية طحن ألياف الكربون في المادة في أطوال صغيرة وحرق مزيج الألياف والرنين قبل إعادة معالجته. وقال براون إن المواد التي تم الحصول عليها من أجل إعادة المعالجة أضعف من الناحية الهيكلية من المادة الحرارية التي تم من خلالها صنع الجزء المعاد تدويره ، لذا فإن إعادة تدوير الأجزاء الحرارية إلى أجزاء جديدة تحول عادةً "بنية ثانوية إلى واحدة ثلاثية."

من ناحية أخرى ، نظرًا لأن الهياكل الجزيئية للأجزاء المرنة الحرارية لا تتغير في عمليات تصنيع الأجزاء وتجاوز الأجزاء ، يمكن ببساطة ذوبانها في شكل سائل وإعادة معالجتها إلى أجزاء قوية مثل النسخ الأصلية ، وفقًا لما ذكرته DION.

يمكن لمصممي الطائرات الاختيار من بين مجموعة واسعة من مواد البلاستيك الحرارية المختلفة المتاحة للاختيار من بينها في تصميمات التصميم والتصنيع. وقال ديون: "تتوفر مجموعة واسعة من الراتنجات" التي يمكن تضمينها في خيوط ألياف الكربون أحادية البعد أو النسج ثنائي الأبعاد ، مما ينتج عنه خصائص مواد مختلفة. "الراتنجات الأكثر إثارة هي راتنجات الذوبان المنخفضة" ، والتي تذوب في درجات حرارة منخفضة نسبيًا وبالتالي يمكن تشكيلها وتشكيلها في درجات حرارة منخفضة.

توفر فئات مختلفة من البلاستيك الحراري أيضًا خصائص صلابة مختلفة (عالية ، متوسطة ، ومنخفضة) والجودة الشاملة ، وفقًا لـ DION. تكلف الراتنجات ذات الجودة العالية أكثر من غيرها ، وتمثل القدرة على تحمل التكاليف كعب أخيل للبلاستيك الحراري بالمقارنة مع مواد الحرارية. وقال براون إن تكلفة أكثر من الحرارية ، ويجب على مصنعي الطائرات النظر في هذه الحقيقة في حسابات تصميم التكلفة/الفوائد.

جزئيًا لهذا السبب ، ستستمر GKN Aerospace وغيرها في التركيز أكثر على مواد الحرارية عند تصنيع الأجزاء الهيكلية الكبيرة للطائرات. إنهم يستخدمون بالفعل مواد للهارة الحرارية على نطاق واسع في صنع أجزاء هيكلية أصغر مثل الأوسمة ، الدفات ، والمفسدين. ومع ذلك ، بعد فترة وجيزة ، عندما يصبح التصنيع ذي الحجم الكبير منخفض التكلفة لأجزاء لدن بالحرارة خفيفة الوزن روتينية ، فإن الشركات المصنعة ستستخدمها على نطاق أوسع-خاصة في سوق Evtol UAM المزدهر.

تأتي من Ainonline