V poslední době mají termoplastické kompozity důležitý milník, který si mnozí lidé všimli. Společnost Gulfstream Aerospace (Savannah, GA, USA) dodala 300. Gulfstream 650. Tento dvoumotorový obchodní letoun, který byl zahájen v roce 2012, je prvním komerčním letadlem, které využívá kritické řídící plochy z termoplastických kompozitů.
Airbus (Toulouse, Francie) již po desetiletí úspěšně používala termoplastické kompozity v popředí své rodiny letadel A300, avšak to nejsou kritické kontrolní plochy. Pokud přední okraj spadne z letadla, pak je letadlo stále problémem a všichni jsou v bezpečí. Pokud kritická kontrolní plocha selže, pravděpodobnost katastrofického přistání se dramaticky zvýší.
Termoplastické kompozity nebyly zvažovány pro použití v kritických nebo větších konstrukčních součástech letadel po mnoho let. Existuje několik důvodů. Nejprve jsou termosetové plasty v komfortní zóně mnoha lidí - jsou strukturálně stabilní a mají databázi letových povolení již více než 40 let. Aplikace nekonečných kompozitních vláken je téměř výhradně kolem konstrukce termosetové pryskyřice. Hlavní kompozitní výrobci používají autoklávy (nyní pece typu OOA) a další kapitálová zařízení s termosetovým pohonem. Vedle databází a kapitálových zařízení zaměřených na termosety, většina kompozitních inženýrů žije v zónách komfortu termosetů po celou svou kariéru. Navrhovali nebo přizpůsobili proces kolem malého počtu předem připravených prepregů. Dílenští technici jsou specialisté na vákuové vaky založené na lepení nebo jiných procesech pro termosetové použití. Zákazníci chtějí použít termosetové plasty pouze proto, že nevědí nic o "exotických" materiálech nazývaných termoplasty.
V nevyhnutelné komunitě je tato komfortní zóna hlavním důvodem pomalého pokroku leteckého průmyslu při využití výhod termoplastů. Dokonce i když pórovitost termoplastického prepregu je menší než 0,5%, z nichž některé jsou stejné a části AFP vyrobené z předimpregnovaného laminátu mají podobnou pórovitost, někteří lidé stále chtějí umístit konečnou část do autoklávu, aby zajistili konsolidaci. Jejda, dokonce i někteří inženýři, kteří mají zkušenosti s termoplastickými kompozity, chtějí zajistit bezpečnost integrace autoklávy. Pokud je v databázi nalezen termoplastický kompozit, může se jednat o konsolidovaný PEEK v autoklávu. Když to uděláte, ztratíte cenovou výhodu termoplastů.
Vraťte se k modelu G650. Výtažný a vertikální kormidlo jsou vyrobeny z kompozitních materiálů z uhlíkových vláken a PPS a pak jsou sestaveny indukčním svařováním za použití postupů certifikovaných podle FAA. Tato věta popisuje tři milníky týkající se těchto částí. Za prvé, výtahy a kormidla jsou rozhodující pro udržení kontroly nad letadly a FAA je nebude certifikovat, pokud neexistuje žádný podstatný důkaz výkonu. Za druhé, použití PPS (ne polyketonů) v kritických částech je téměř nemyslitelné při navrhování těchto struktur. Samozřejmě, že PPS se používá pro přední hranu, ale teplota skelného přechodu (Tg) pryskyřice je pouze 90 ° C. V horkém letním dni v poušti Mojave na letounech poblíž výfuku motoru lze určit, že povrchová teplota materiálu bude nebezpečně blízká teplotě 90 ° C.
Naštěstí jsou PPS (a polyketony) polokrystalické polymery. Řetězová struktura uvnitř polymeru umožňuje udržovat velkou část své pevnosti a tuhosti nad jejich Tg. Naopak, když je termosetový materiál, jako je epoxidová pryskyřice, vystaven teplotě nad jeho Tg, rozkládá se. Ve skutečnosti se PPS používá již řadu let v automobilových aplikacích, kde hustota vozidla překračuje 140 ° C. Starší kompozitní inženýr (jako já) by si těžko vybral maticový materiál, který by mohl být vyšší než jeho Tg. Ale někteří mladí inženýři, kteří nevědí, dělají práci, což je důležitý milník.
Nyní je třetí milník. Hlavní výhodou termoplastů je, že mohou být svařeny, což eliminuje potřebu lepení a nýtování a náklady spojené s těmito náklady. U svarů certifikovaných podle FAA musí být prokázáno, že kritické termoplastické kompozity pokaždé splňují specifikace. Společnost KVE Composites Group (Haag, Nizozemsko) využila technologii TenCate Advanced Composites pro vývoj svařovacího procesu (Nijverdal, Nizozemsko) laminátového předimpregnovaného laminátu CETEX pro výrobce komponent Fokker Technologies (Haag, Nizozemsko). (Hádej, kde? Ano, ti v čele série A300.) Stačí, abyste byli certifikováni FAA. (Jako vedlejší poznámku by měl každý termoplastický kompozitář inženýr poděkovat Bohu za holandské, ale je to téma jiného dne.)
Ačkoli hlavní technické etapy Gulfstreamu byly ve výrobě více než pět let, proč je letecký průmyslový kompozit ještě v provozu v termosetové komfortní zóně? Jedním z důvodů je nedostatek vzdělání: Před několika lety jsem se zapojil do panelové diskuse SAMPE s profesorem na velké univerzitě v USA a učební osnovy univerzity byly těžké. Jeden z jeho snímků uvedl, že klíčové povrchy letadel z termoplastických kompozitů nebyly ve výrobě použity. Když jsem byl na mém postupu, ukázal jsem Gulfstream na snímku a uvědomil jsem si, že jsem ztratil možného akademického přítele. Vůbec nevěděl. Pokud je z evropské univerzity, možná to ví.
Anti-termoplastická předpojatost ve Spojených státech je nejen kvůli nedostatku znalostí, ale také proto, že nejsou v komfortní zóně. V osmdesátých letech byly termoplastické kompozity zveřejňovány ve vojenských aplikacích, a když selhaly, většina technologií vstupních technologií, když se poprvé pokusili, dostali skutečně špatný rap. Vývoj vysoce výkonných termoplastických kompozitů ve Spojených státech byl snížen. Naproti tomu společnost Airbus a nizozemská společnost značně investovaly do vývoje termoplastických kompozitů a začaly používat velké množství materiálu již od Airbus A320. Mimochodem, aktuální kormidlo Fokkera je podobné kormidlu, který byl uveden do výroby pro více letadel Gulfstream.
Kde je termoplast další? Protože termoplastické prepregové pásky umožňují plnou automatizaci složitých tvarů, lepší výkon a plnou recyklovatelnost (i když ne všichni, o kterých jsem přesvědčena, že to věří) a sníženými náklady, jsou životaschopným přístupem. Nedávno jsem slyšel, že experti z oboru tvrdí, že pojistková tělesa z termoplastických kompozitů s automatickým nanášením vláken musí být ještě autoklávována, aby se zajistila úplná konsolidace. Toto zobrazení ignoruje dva klíčové body. Za prvé, některé termoplastické pásky v leteckém průmyslu mají velmi nízkou pórovitost (<0,5%, vyráběné="" v="" usa)="" a="" budou="" jen="" lepší="" a=""> Za druhé, vzhledem k nedávným významným pokrokům v automatizaci podpory umělé inteligence je řízení kvality v reálném čase procesů AFP velmi reálné a velmi blízké. Proč to dělá Toray (hlavní dodavatel předregistrovaných termosetů společnosti Boeing) investuje více než 1 miliardu dolarů do specializovaných termoplastů TenCate Advanced Composites (Morgan Hill, Calif.)? Moje předpověď? Zítřejší trup a / nebo nové středně velké letadlo budou vyrobeny z termoplastických kompozitů a budou dokončeny v roce 2025.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOSITE PLASTIC CO, LTD.
Zaměření na výzkum a vývoj (LFT-G, LFRT) Výzkum a vývoj a výroba: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK dlouhá skleněná vlákna a uhlíková vlákna kontinuální infiltrace termoplastické kompozitní výztuže série inženýrských plastů. automobilový průmysl, zdravotnická zařízení, sportovní vybavení, domácí spotřebiče a další lehké a nákladově efektivní polostrukturální díly, které vyžadují vysoce výkonné trhy.
Pokud potřebujete další informace, neváhejte a kontaktujte mě.
Mike Lee
Email: sales02@lfrtplastic.com
Mobilní telefon: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Webová stránka: www.lfrt-plastic.com
Přidat: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin technologický park, Maxiang města, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Čína.
