बातम्या

विमानासाठी अत्यंत मजबूत संमिश्र स्ट्रक्चरल भाग बनविण्यासाठी थर्मोसेट कार्बन-फायबर मटेरियलवर लांब अवलंबून, एरोस्पेस OEM आता कार्बन-फायबर मटेरियलचा आणखी एक वर्ग स्वीकारत आहेत कारण तांत्रिक प्रगती उच्च खंड, कमी किंमतीत नवीन नॉन-थर्मोसेट भागांचे स्वयंचलित उत्पादन देण्याचे वचन देते फिकट वजन.

थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फायबर कंपोझिट मटेरियल “बराच काळ राहिला आहे”, तर अलीकडेच एरोस्पेस उत्पादक प्राथमिक स्ट्रक्चरल घटकांसह विमानाचे भाग बनविण्यात त्यांच्या व्यापक वापराचा विचार करू शकतात, असे कॉलिन्स एरोस्पेसच्या प्रगत स्ट्रक्चर्स युनिटमधील व्हीपी अभियांत्रिकी स्टीफन डीओन यांनी सांगितले.

थर्मोप्लास्टिक कार्बन-फायबर कंपोझिट संभाव्यत: एरोस्पेस OEM ला थर्मोसेट कंपोझिट्सवर अनेक फायदे देतात, परंतु अलीकडेपर्यंत उत्पादक उच्च दराने आणि कमी किंमतीत थर्माप्लास्टिक कंपोझिटचे भाग बनवू शकले नाहीत, असे ते म्हणाले.

गेल्या पाच वर्षांत, ओईएमएसने थर्मोसेट मटेरियलचे भाग बनविण्यापलीकडे पाहण्यास सुरवात केली आहे कारण कार्बन-फायबर कंपोझिट पार्ट मॅन्युफॅक्चरिंग सायन्सची स्थिती विकसित झाली आहे, प्रथम राळ ओतणे आणि राळ ट्रान्सफर मोल्डिंग (आरटीएम) तंत्र वापरणे आणि नंतर विमानांचे भाग बनविण्यासाठी आणि नंतर थर्माप्लास्टिक कंपोझिट्स वापरण्यासाठी.

जीकेएन एरोस्पेसने परवडणार्‍या मोठ्या विमानांच्या स्ट्रक्चरल घटकांच्या निर्मितीसाठी आणि उच्च दराने आपल्या राळ-इन्फ्यूजन आणि आरटीएम तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात गुंतवणूक केली आहे. जीकेएन आता जीकेएन एरोस्पेसच्या होरायझन 3 प्रगत-तंत्रज्ञानाच्या पुढाकारासाठी तंत्रज्ञानाचे व्हीपी मॅक्स ब्राउनच्या मते, जीकेएन आता राळ ओतणे उत्पादन वापरुन 17 मीटर लांबीचे, एकल-तुकडा कंपोझिट विंग स्पार बनवते.

गेल्या काही वर्षांत OEM च्या जड संमिश्र-निर्मितीच्या गुंतवणूकींमध्ये थर्माप्लास्टिक भागांच्या उच्च-खंड उत्पादनास अनुमती देण्यासाठी विकसित करण्याच्या क्षमतांवर रणनीतिकदृष्ट्या खर्च करणे समाविष्ट आहे, असे डीओनच्या म्हणण्यानुसार आहे.

थर्मोसेट आणि थर्माप्लास्टिक सामग्रीमधील सर्वात उल्लेखनीय फरक म्हणजे थर्मोसेट सामग्री भागांमध्ये आकार घेण्यापूर्वी कोल्ड स्टोरेजमध्ये ठेवणे आवश्यक आहे आणि एकदा आकार घेतल्यानंतर, थर्मोसेटच्या भागामध्ये ऑटोक्लेव्हमध्ये बरेच तास बरा होणे आवश्यक आहे. प्रक्रियेस मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा आणि वेळ आवश्यक आहे आणि म्हणूनच थर्मोसेट भागांचे उत्पादन खर्च जास्त राहतात.

बरा केल्याने थर्मोसेट कंपोझिटची आण्विक रचना अपरिवर्तनीयपणे बदलते, ज्यामुळे त्या भागाला त्याची शक्ती मिळते. तथापि, तांत्रिक विकासाच्या सध्याच्या टप्प्यावर, बरा केल्याने प्राथमिक स्ट्रक्चरल घटकात पुन्हा वापरासाठी अनुचित भागातील सामग्री देखील दिली जाते.

तथापि, डीओनच्या मते, थर्माप्लास्टिक सामग्रीमध्ये भाग बनवताना कोल्ड स्टोरेज किंवा बेकिंगची आवश्यकता नसते. त्यांना एका साध्या भागाच्या अंतिम आकारात शिक्का मारला जाऊ शकतो - एअरबस ए 350 मधील फ्यूजलेज फ्रेमसाठी प्रत्येक कंस हा एक थर्माप्लास्टिक कंपोझिट भाग आहे - किंवा अधिक जटिल घटकाच्या दरम्यानच्या टप्प्यात.

थर्माप्लास्टिक सामग्री वेगवेगळ्या प्रकारे एकत्रित केली जाऊ शकते, ज्यामुळे जटिल, अत्यधिक आकाराचे भाग साध्या उप-संरचनांमधून तयार केले जाऊ शकतात. आज इंडक्शन वेल्डिंग प्रामुख्याने वापरली जाते, जी डीओनच्या म्हणण्यानुसार केवळ सपाट, स्थिर-जाडीचे भाग उप-भागांमधून तयार करण्यास परवानगी देते. तथापि, कोलिन्स थर्माप्लास्टिक भागांमध्ये सामील होण्यासाठी कंपन आणि घर्षण वेल्डिंग तंत्र विकसित करीत आहेत, जे एकदा प्रमाणित केले की ते अखेरीस “खरोखर प्रगत जटिल संरचना” तयार करण्यास अनुमती देईल, असे ते म्हणाले.

जटिल संरचना बनविण्यासाठी थर्माप्लास्टिक मटेरियल एकत्रितपणे वेल्ड करण्याची क्षमता उत्पादकांना मेटल स्क्रू, फास्टनर्स आणि थर्मासेट भागांद्वारे आवश्यक असलेल्या बिजागरांना सामील आणि फोल्डिंगसाठी दूर करण्याची परवानगी देते, ज्यामुळे सुमारे 10 टक्के वजन कमी करण्याचा फायदा होतो, तपकिरी अंदाज.

तरीही, ब्राउनच्या म्हणण्यानुसार थर्माप्लास्टिक कंपोझिट्स थर्मोसेट कंपोझिटपेक्षा धातूंचे चांगले बंधन आहे. त्या थर्माप्लास्टिक प्रॉपर्टीसाठी व्यावहारिक अनुप्रयोग विकसित करण्याच्या उद्देशाने औद्योगिक आर अँड डी “लवकर-मॅच्युरिटी टेक्नॉलॉजी तत्परता पातळीवर” राहिले आहे, परंतु अखेरीस एरोस्पेस अभियंत्यांना संकरित थर्माप्लास्टिक-आणि-मेटल इंटिग्रेटेड स्ट्रक्चर्स असलेले घटक डिझाइन करू शकतात.

एक संभाव्य अनुप्रयोग, उदाहरणार्थ, एक तुकडा, हलका एअरलिनलर पॅसेंजर सीट असू शकतो ज्यामध्ये प्रवाश्याद्वारे वापरल्या जाणार्‍या इंटरफेससाठी आवश्यक असलेल्या सर्व धातु-आधारित सर्किटरीची जागा असू शकते आणि त्याचे इनफ्लाइट एंटरटेनमेंट पर्याय, सीट लाइटिंग, ओव्हरहेड फॅन , इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने नियंत्रित सीट रिकलाइन, विंडो शेड अस्पष्टता आणि इतर कार्ये.

थर्मोसेट मटेरियलच्या विपरीत, ज्यास ज्या भागांमध्ये ते तयार होतात त्या भागांमधून आवश्यक कडकपणा, सामर्थ्य आणि आकार तयार करण्यासाठी बरा करणे आवश्यक आहे, डीओनच्या म्हणण्यानुसार, थर्माप्लास्टिक कंपोझिट सामग्रीची आण्विक रचना भागांमध्ये बनवताना बदलत नाही.

परिणामी, थर्मोप्लास्टिक सामग्री थर्मोसेट सामग्रीपेक्षा प्रभावांवर अधिक फ्रॅक्चर-प्रतिरोधक आहे, समान नसल्यास, स्ट्रक्चरल टफनेस आणि सामर्थ्य. “म्हणून आपण [भाग] बरीच पातळ गेजसाठी डिझाइन करू शकता,” डीओन म्हणाले, म्हणजे थर्माप्लास्टिक भाग त्यांच्या जागी असलेल्या थर्मोसेट भागांपेक्षा कमी वजनाचे असतात, अगदी थर्माप्लास्टिक भागांमुळे उद्भवलेल्या अतिरिक्त वजन कमी करण्यापेक्षा मेटल स्क्रू किंवा फास्टनर्सची आवश्यकता नसते. ?

रीसायकलिंग थर्माप्लास्टिक भागांनी थर्मोसेट भागांच्या पुनर्वापर करण्यापेक्षा एक सोपी प्रक्रिया देखील सिद्ध केली पाहिजे. तंत्रज्ञानाच्या सध्याच्या स्थितीत (आणि काही काळ येण्यासाठी), थर्मासेट सामग्री बरा करून तयार केलेल्या आण्विक संरचनेत अपरिवर्तनीय बदल समतुल्य सामर्थ्याचे नवीन भाग तयार करण्यासाठी पुनर्नवीनीकरण केलेल्या सामग्रीचा वापर करण्यास प्रतिबंधित करतात.

रीसायकलिंग थर्मोसेट भागांमध्ये सामग्रीतील कार्बन तंतू लहान लांबीमध्ये पीसणे आणि फायबर-रेझिन मिश्रण पुन्हा तयार करण्यापूर्वी बर्न करणे समाविष्ट आहे. पुनर्प्रक्रिया करण्यासाठी प्राप्त केलेली सामग्री थर्मासेट सामग्रीपेक्षा रचनात्मकदृष्ट्या कमकुवत आहे ज्यामधून पुनर्नवीनीकरण केलेला भाग बनविला गेला, म्हणून थर्मासेट भागांचे पुनर्वापर नवीनतम मध्ये "दुय्यम रचना एका तृतीयकात बदलते," ब्राउन म्हणाले.

दुसरीकडे, थर्मोप्लास्टिक भागांची आण्विक रचना भाग-उत्पादन आणि भाग-सामील प्रक्रियेत बदलत नाहीत, म्हणून ते फक्त द्रव स्वरूपात वितळले जाऊ शकतात आणि मूळसारखेच भागांमध्ये पुनर्प्राप्त केले जाऊ शकतात, डीओनच्या म्हणण्यानुसार.

डिझाइनिंग आणि मॅन्युफॅक्चरिंग पार्ट्समध्ये निवडण्यासाठी उपलब्ध असलेल्या विविध थर्माप्लास्टिक सामग्रीच्या विस्तृत निवडीमधून विमान डिझाइनर निवडू शकतात. "एक-आयामी कार्बन फायबर फिलामेंट्स किंवा द्विमितीय विणणे एम्बेड केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे भिन्न सामग्रीचे गुणधर्म तयार केले जाऊ शकतात, असे" डीओन म्हणाले. “सर्वात रोमांचक रेजिन हे कमी-मिसळण्याचे रेजिन आहेत,” जे तुलनेने कमी तापमानात वितळतात आणि त्यामुळे आकार आणि कमी तापमानात तयार केले जाऊ शकते.

डायऑनच्या मते थर्माप्लास्टिकचे वेगवेगळे वर्ग भिन्न कडकपणा गुणधर्म (उच्च, मध्यम आणि निम्न) आणि एकूण गुणवत्ता देखील देतात. सर्वोच्च-गुणवत्तेच्या रेजिनची किंमत सर्वात जास्त असते आणि थर्मोसेट सामग्रीच्या तुलनेत थर्मोप्लास्टिकसाठी अ‍ॅचिलीस टाचचे प्रतिनिधित्व करण्याची परवडणारी क्षमता. थोडक्यात, त्यांची थर्मासेटपेक्षा जास्त किंमत असते आणि विमान उत्पादकांनी त्यांच्या किंमती/लाभ डिझाइन गणनातील त्या वस्तुस्थितीचा विचार केला पाहिजे, असे ब्राउन म्हणाले.

अंशतः त्या कारणास्तव, विमानासाठी मोठे स्ट्रक्चरल भाग तयार करताना जीकेएन एरोस्पेस आणि इतर थर्मोसेट सामग्रीवर सर्वाधिक लक्ष केंद्रित करत राहतील. ते आधीपासूनच थर्माप्लास्टिक सामग्रीचा वापर एम्पेनेज, रुडर्स आणि स्पॉयलर्स सारख्या लहान स्ट्रक्चरल भाग बनवण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वापरतात. तथापि, लवकरच, जेव्हा उच्च-खंड, हलके थर्माप्लास्टिक भागांचे कमी किमतीचे उत्पादन नियमित होते, तेव्हा उत्पादक त्यांचा अधिक प्रमाणात वापर करतील-विशेषत: वाढत्या इव्हटोल यूएएम मार्केटमध्ये, डीओनने निष्कर्ष काढला.

आयनोनलाइन वरून या