बातम्या

विमानासाठी अतिशय मजबूत संमिश्र संरचनात्मक भाग बनवण्यासाठी थर्मोसेट कार्बन-फायबर सामग्रीवर दीर्घकाळ अवलंबून असलेले, एरोस्पेस OEM आता कार्बन-फायबर सामग्रीचा आणखी एक वर्ग स्वीकारत आहेत कारण तांत्रिक प्रगती उच्च व्हॉल्यूम, कमी किमतीत नवीन नॉन-थर्मोसेट भागांच्या स्वयंचलित उत्पादनाचे आश्वासन देते. हलके वजन.

थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फायबर कंपोझिट मटेरिअल "बऱ्याच काळापासून" असले तरी, अलीकडेच एरोस्पेस उत्पादक प्राथमिक स्ट्रक्चरल घटकांसह विमानाचे भाग बनवण्यासाठी त्यांच्या व्यापक वापराचा विचार करू शकतात, असे कॉलिन्स एरोस्पेसच्या प्रगत संरचना युनिटमधील व्हीपी अभियांत्रिकी स्टीफन डायन यांनी सांगितले.

थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फायबर कंपोझिट संभाव्यत: एरोस्पेस OEM ला थर्मोसेट कंपोझिटपेक्षा अनेक फायदे देतात, परंतु अलीकडे पर्यंत उत्पादक उच्च दरात आणि कमी किमतीत थर्माप्लास्टिक कंपोझिटचे भाग बनवू शकत नव्हते, ते म्हणाले.

गेल्या पाच वर्षांत, कार्बन-फायबर कंपोझिट पार्ट मॅन्युफॅक्चरिंग सायन्स विकसित झाल्यामुळे, थर्मोसेट मटेरियलपासून भाग बनवण्यापलीकडे OEM ने पाहण्यास सुरुवात केली आहे, प्रथम विमानाचे भाग बनवण्यासाठी रेजिन इन्फ्युजन आणि रेजिन ट्रान्सफर मोल्डिंग (RTM) तंत्र वापरणे, आणि नंतर थर्माप्लास्टिक कंपोझिट वापरण्यासाठी.

GKN Aerospace ने मोठ्या विमानाच्या संरचनात्मक घटकांची निर्मिती परवडण्याजोगी आणि उच्च दरात करण्यासाठी त्याचे रेजिन-इन्फ्युजन आणि RTM तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर गुंतवणूक केली आहे. GKN एरोस्पेसच्या होरायझन 3 प्रगत-तंत्रज्ञान उपक्रमासाठी तंत्रज्ञानाचे व्हीपी, मॅक्स ब्राउन यांच्या मते, GKN आता 17-मीटर-लांब, सिंगल-पीस कंपोझिट विंग स्पार रेझिन इन्फ्यूजन मॅन्युफॅक्चरिंग वापरून बनवते.

डीओनच्या म्हणण्यानुसार, ओईएमच्या गेल्या काही वर्षांत मोठ्या संमिश्र-उत्पादन गुंतवणुकीमध्ये थर्मोप्लास्टिक भागांच्या उच्च-खंड उत्पादनास परवानगी देण्यासाठी क्षमता विकसित करण्यासाठी धोरणात्मक खर्चाचा समावेश आहे.

थर्मोसेट आणि थर्मोप्लास्टिक मटेरियलमधील सर्वात लक्षणीय फरक हा आहे की थर्मोसेट मटेरिअलला भाग बनवण्याआधी शीतगृहात ठेवले पाहिजे आणि एकदा आकार दिल्यानंतर थर्मोसेटचा भाग ऑटोक्लेव्हमध्ये अनेक तास बरा झाला पाहिजे. प्रक्रियेसाठी मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा आणि वेळ लागतो आणि त्यामुळे थर्मोसेट भागांचा उत्पादन खर्च जास्त असतो.

क्युरिंग थर्मोसेट कंपोझिटची आण्विक रचना अपरिवर्तनीयपणे बदलते, भागाला त्याची ताकद देते. तथापि, तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या सध्याच्या टप्प्यावर, क्युरिंगमुळे प्राथमिक संरचनात्मक घटकामध्ये पुनर्वापरासाठी अनुपयुक्त भाग देखील तयार होतो.

तथापि, डीओनच्या म्हणण्यानुसार, थर्माप्लास्टिक सामग्रीचे भाग बनवताना कोल्ड स्टोरेज किंवा बेकिंगची आवश्यकता नसते. ते एका साध्या भागाच्या अंतिम आकारात मुद्रांकित केले जाऊ शकतात—एअरबस A350 मधील फ्यूजलेज फ्रेमसाठी प्रत्येक ब्रॅकेट हा थर्मोप्लास्टिक संमिश्र भाग आहे—किंवा अधिक जटिल घटकाच्या मध्यवर्ती टप्प्यात.

थर्मोप्लास्टिक सामग्री वेगवेगळ्या प्रकारे एकत्र जोडली जाऊ शकते, ज्यामुळे जटिल, उच्च आकाराचे भाग साध्या उप-संरचनांमधून बनवता येतात. आज इंडक्शन वेल्डिंगचा वापर प्रामुख्याने केला जातो, जो डायऑनच्या म्हणण्यानुसार केवळ सपाट, स्थिर-जाडीचे भाग उप-भागांपासून बनवण्याची परवानगी देतो. तथापि, कॉलिन्स थर्मोप्लास्टिक भागांमध्ये सामील होण्यासाठी कंपन आणि घर्षण वेल्डिंग तंत्र विकसित करत आहे, जे एकदा प्रमाणित केले की ते अखेरीस "खरेच प्रगत जटिल संरचना" तयार करण्यास अनुमती देईल, असे ते म्हणाले.

थर्मोप्लास्टिक मटेरियल एकत्र वेल्ड करून क्लिष्ट संरचना बनवण्याची क्षमता उत्पादकांना थर्मोसेट भागांना जोडण्यासाठी आणि फोल्डिंगसाठी आवश्यक असलेले धातूचे स्क्रू, फास्टनर्स आणि बिजागर काढून टाकण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे सुमारे 10 टक्के वजन-कमी फायदा होतो, ब्राउनच्या अंदाजानुसार.

तरीही, ब्राउनच्या म्हणण्यानुसार, थर्मोप्लास्टिक कंपोझिट थर्मोसेट कंपोझिटपेक्षा धातूंशी अधिक चांगले जोडतात. थर्मोप्लास्टिक मालमत्तेसाठी व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्स विकसित करण्याच्या उद्देशाने औद्योगिक R&D हे "आधी परिपक्वता तंत्रज्ञानाच्या तयारीच्या पातळीवर" राहते, तर ते शेवटी एरोस्पेस अभियंत्यांना संकरित थर्मोप्लास्टिक-आणि-मेटल इंटिग्रेटेड स्ट्रक्चर्स असलेले घटक डिझाइन करू देते.

एक संभाव्य अनुप्रयोग, उदाहरणार्थ, एक-तुकडा, हलका विमान प्रवासी आसन असू शकतो ज्यामध्ये प्रवाशाने त्याच्या किंवा तिच्या फ्लाइट मनोरंजन पर्याय, आसन प्रकाश, ओव्हरहेड पंखा निवडण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी वापरलेल्या इंटरफेससाठी आवश्यक असलेली सर्व धातू-आधारित सर्किटरी असू शकते. , इलेक्ट्रॉनिकरित्या नियंत्रित सीट रिक्लाइन, विंडो शेड अपारदर्शकता आणि इतर कार्ये.

थर्मोसेट मटेरिअल्सच्या विपरीत, ज्यांना ते बनवलेल्या भागांमधून आवश्यक कडकपणा, ताकद आणि आकार तयार करण्यासाठी उपचार आवश्यक असतात, थर्मोप्लास्टिक संमिश्र सामग्रीची आण्विक रचना भाग बनवताना बदलत नाही, डीओनच्या मते.

परिणामी, थर्मोप्लास्टिक मटेरियल थर्मोसेट मटेरिअलपेक्षा जास्त फ्रॅक्चर-प्रतिरोधक असतात आणि समान, मजबूत नसल्यास, स्ट्रक्चरल कडकपणा आणि ताकद देतात. “म्हणून तुम्ही [भाग] खूप पातळ गेजमध्ये डिझाइन करू शकता,” डायोन म्हणाला, म्हणजे थर्मोप्लास्टिक भागांचे वजन त्यांनी बदललेल्या कोणत्याही थर्मोसेट भागांपेक्षा कमी असते, थर्मोप्लास्टिक भागांना धातूच्या स्क्रू किंवा फास्टनर्सची आवश्यकता नसते या वस्तुस्थितीमुळे अतिरिक्त वजन कमी करण्याव्यतिरिक्त. .

थर्मोप्लास्टिक भागांचे पुनर्वापर करणे ही थर्मोसेट भागांच्या पुनर्वापरापेक्षा सोपी प्रक्रिया देखील सिद्ध केली पाहिजे. तंत्रज्ञानाच्या सध्याच्या स्थितीत (आणि काही काळासाठी), थर्मोसेट सामग्रीचे उपचार करून तयार केलेल्या आण्विक रचनेतील अपरिवर्तनीय बदल समतुल्य शक्तीचे नवीन भाग बनवण्यासाठी पुनर्नवीनीकरण केलेल्या सामग्रीचा वापर प्रतिबंधित करतात.

थर्मोसेट भागांच्या पुनर्वापरामध्ये सामग्रीमधील कार्बन तंतूंना लहान लांबीमध्ये बारीक करणे आणि फायबर-आणि-राळ मिश्रणावर पुनर्प्रक्रिया करण्यापूर्वी ते जाळणे समाविष्ट आहे. पुनर्प्रक्रियेसाठी प्राप्त केलेली सामग्री थर्मोसेट सामग्रीपेक्षा संरचनात्मकदृष्ट्या कमकुवत आहे ज्यातून पुनर्नवीनीकरण केलेला भाग बनविला गेला आहे, त्यामुळे थर्मोसेटच्या भागांचा नवीन भागांमध्ये पुनर्वापर केल्याने सामान्यतः "दुय्यम संरचना तृतीयक बनते," ब्राउन म्हणाले.

दुसरीकडे, थर्मोप्लास्टिक भागांची आण्विक रचना भाग-उत्पादन आणि भाग-जोडण्याच्या प्रक्रियेत बदलत नसल्यामुळे, ते फक्त द्रव स्वरूपात वितळले जाऊ शकतात आणि डायऑनच्या मते, मूळ भागांप्रमाणेच मजबूत भागांमध्ये पुनर्प्रक्रिया केली जाऊ शकतात.

विमानाचे डिझायनर विविध थर्माप्लास्टिक सामग्रीच्या विस्तृत निवडीमधून निवडू शकतात ज्यामधून डिझाइन आणि उत्पादन भाग निवडू शकतात. "रेझिन्सची एक विस्तृत श्रेणी" उपलब्ध आहे ज्यामध्ये एक-आयामी कार्बन फायबर फिलामेंट्स किंवा द्वि-आयामी विणणे एम्बेड केले जाऊ शकतात, भिन्न भौतिक गुणधर्म तयार करतात, डायोन म्हणाले. "सर्वात रोमांचक रेजिन कमी वितळणारे रेजिन्स आहेत," जे तुलनेने कमी तापमानात वितळतात आणि त्यामुळे कमी तापमानात आकार आणि तयार होऊ शकतात.

Dion च्या मते, थर्मोप्लास्टिक्सचे वेगवेगळे वर्ग वेगवेगळे कडकपणा गुणधर्म (उच्च, मध्यम आणि निम्न) आणि एकूण गुणवत्ता देतात. उच्च-गुणवत्तेच्या रेजिनची सर्वात जास्त किंमत असते आणि थर्मोसेट सामग्रीच्या तुलनेत थर्मोप्लास्टिक्ससाठी परवडणारी अचिलिस टाच दर्शवते. सामान्यतः, त्यांची किंमत थर्मोसेट्सपेक्षा जास्त असते आणि विमान उत्पादकांनी त्यांच्या किंमती/फायद्याच्या डिझाइन गणनांमध्ये ही वस्तुस्थिती विचारात घेतली पाहिजे, असे ब्राउन म्हणाले.

अंशतः त्या कारणास्तव, GKN एरोस्पेस आणि इतर विमानांसाठी मोठ्या संरचनात्मक भागांची निर्मिती करताना थर्मोसेट सामग्रीवर सर्वाधिक लक्ष केंद्रित करतील. एम्पेनजेस, रडर आणि स्पॉयलर यांसारखे छोटे स्ट्रक्चरल भाग बनवण्यासाठी ते थर्मोप्लास्टिक सामग्रीचा मोठ्या प्रमाणावर वापर करतात. तथापि, लवकरच, जेव्हा हलक्या वजनाच्या थर्माप्लास्टिक भागांचे उच्च-खंड, कमी किमतीचे उत्पादन नित्याचे होईल, तेव्हा उत्पादक त्यांचा अधिक प्रमाणात वापर करतील-विशेषत: वाढत्या eVTOL UAM मार्केटमध्ये, Dion ने निष्कर्ष काढला.

ainonline वरून येतात