Cydweithiodd y cyflenwr Eidalaidd OEM a Haen 1 Leonardo ag adran Ymchwil a Datblygu CETMA i ddatblygu deunyddiau, peiriannau a phrosesau cyfansawdd newydd, gan gynnwys weldio ymsefydlu ar gyfer cydgrynhoi cyfansoddion thermoplastig ar y safle.#Tuedd #cleansky#f-35
Mae Leonardo Aerostructures, arweinydd mewn cynhyrchu deunyddiau cyfansawdd, yn cynhyrchu casgenni ffiwslawdd un darn ar gyfer y Boeing 787. Mae'n gweithio gyda CETMA i ddatblygu technolegau newydd gan gynnwys mowldio cywasgu parhaus (CCM) a SQRTM (gwaelod).Technoleg cynhyrchu.Ffynhonnell |Leonardo a CETMA
Mae'r blog hwn yn seiliedig ar fy nghyfweliad â Stefano Corvaglia, peiriannydd deunydd, cyfarwyddwr ymchwil a datblygu a rheolwr eiddo deallusol adran strwythur awyrennau Leonardo (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, cyfleusterau cynhyrchu Nola, de'r Eidal), a chyfweliad gyda Dr. Silvio Pappadà, ymchwil peiriannydd a phennaeth.Prosiect cydweithredu rhwng CETMA (Brindisi, yr Eidal) a Leonardo.
Mae Leonardo (Rhufain, yr Eidal) yn un o brif chwaraewyr y byd yn y meysydd awyrofod, amddiffyn a diogelwch, gyda throsiant o 13.8 biliwn ewro a mwy na 40,000 o weithwyr ledled y byd.Mae'r cwmni'n darparu atebion cynhwysfawr ar gyfer aer, tir, môr, gofod, rhwydwaith a diogelwch, a systemau di-griw ledled y byd.Mae buddsoddiad ymchwil a datblygu Leonardo oddeutu 1.5 biliwn ewro (11% o refeniw 2019), yn ail yn Ewrop ac yn bedwerydd yn y byd o ran buddsoddiad ymchwil yn y meysydd awyrofod ac amddiffyn.
Mae Leonardo Aerostructures yn cynhyrchu casgenni ffiwslawdd cyfansawdd un darn ar gyfer rhannau 44 a 46 o'r Boeing 787 Dreamliner.Ffynhonnell |Leonardo
Mae Leonardo, trwy ei adran strwythur hedfan, yn darparu prif raglenni awyrennau sifil y byd i gynhyrchu a chydosod cydrannau strwythurol mawr o ddeunyddiau cyfansawdd a thraddodiadol, gan gynnwys y ffiwslawdd a'r gynffon.
Mae Leonardo Aerostructures yn cynhyrchu sefydlogwyr llorweddol cyfansawdd ar gyfer y Boeing 787 Dreamliner.Ffynhonnell |Leonardo
O ran deunyddiau cyfansawdd, mae Is-adran Strwythur Awyrofod Leonardo yn cynhyrchu “casgenni un darn” ar gyfer adrannau ffiwslawdd canolog Boeing 787 44 a 46 yn ei ffatri Grottaglie a'r sefydlogwyr llorweddol yn ei ffatri Foggia, gan gyfrif am tua 14% o'r ffiwslawdd 787.%.Mae cynhyrchu cynhyrchion strwythur cyfansawdd eraill yn cynnwys gweithgynhyrchu a chydosod adain gefn yr awyrennau masnachol ATR ac Airbus A220 yn ei Ffatri Foggia.Mae Foggia hefyd yn cynhyrchu rhannau cyfansawdd ar gyfer y Boeing 767 a rhaglenni milwrol, gan gynnwys y Joint Strike Fighter F-35, yr ymladdwr Eurofighter Typhoon, yr awyren trafnidiaeth milwrol C-27J, a'r Falco Xplorer, yr aelod diweddaraf o'r teulu awyrennau di-griw Falco a gynhyrchwyd gan Leonardo.
“Ynghyd â CETMA, rydym yn gwneud llawer o weithgareddau, megis mewn cyfansoddion thermoplastig a mowldio trosglwyddo resin (RTM),” meddai Corvaglia.“Ein nod yw paratoi gweithgareddau ymchwil a datblygu ar gyfer cynhyrchu yn yr amser byrraf posibl.Yn ein hadran (Ymchwil a Datblygu a rheoli IP), rydym hefyd yn ceisio technolegau aflonyddgar gyda TRL is (lefel parodrwydd technegol-hy, Mae'r TRL is yn eginol ac yn bellach o gynhyrchu), ond rydym yn gobeithio bod yn fwy cystadleuol a darparu cymorth i gwsmeriaid o amgylch y byd.”
Ychwanegodd Papadà: “Ers ein hymdrechion ar y cyd, rydym wedi bod yn gweithio’n galed i leihau costau ac effaith amgylcheddol.Rydym wedi darganfod bod cyfansoddion thermoplastig (TPC) wedi'u lleihau o'u cymharu â deunyddiau thermoset."
Dywedodd Corvaglia: “Fe wnaethom ddatblygu’r technolegau hyn ynghyd â thîm Silvio ac adeiladu rhai prototeipiau batri awtomataidd i’w gwerthuso wrth gynhyrchu.”
“Mae CCM yn enghraifft wych o’n hymdrechion ar y cyd,” meddai Papadà.“Mae Leonardo wedi nodi rhai cydrannau wedi'u gwneud o ddeunyddiau cyfansawdd thermoset.Gyda'n gilydd fe wnaethom archwilio'r dechnoleg o ddarparu'r cydrannau hyn yn TPC, gan ganolbwyntio ar y mannau lle mae nifer fawr o rannau ar yr awyren, megis strwythurau splicing a siapiau geometrig syml.Unionsyth.”
Rhannau a weithgynhyrchir gan ddefnyddio llinell gynhyrchu mowldio cywasgu parhaus CETMA.Ffynhonnell |“CETMA: Arloesedd Ymchwil a Datblygu Deunyddiau Cyfansawdd Eidalaidd”
Parhaodd: “Mae angen technoleg gynhyrchu newydd gyda chost isel a chynhyrchiant uchel.”Tynnodd sylw at y ffaith bod llawer iawn o wastraff yn cael ei gynhyrchu yn y gorffennol wrth gynhyrchu un gydran TPC.“Felly, fe wnaethon ni gynhyrchu siâp rhwyll yn seiliedig ar dechnoleg mowldio cywasgu anisothermol, ond fe wnaethon ni rai arloesiadau (patent yn yr arfaeth) i leihau gwastraff.Fe wnaethom gynllunio uned gwbl awtomatig ar gyfer hyn, ac yna cwmni Eidalaidd ei hadeiladu ar ein cyfer.“
Yn ôl Papadà, gall yr uned gynhyrchu cydrannau a ddyluniwyd gan Leonardo, “un gydran bob 5 munud, gan weithio 24 awr y dydd.”Fodd bynnag, roedd yn rhaid i'w dîm ddarganfod sut i gynhyrchu'r preforms.Esboniodd: “Yn y dechrau, roedd angen proses lamineiddio fflat arnom, oherwydd dyma oedd y dagfa ar y pryd.”“Felly, dechreuodd ein proses gyda laminiad gwag (fflat), ac yna ei gynhesu mewn popty isgoch (IR)., Ac yna ei roi yn y wasg ar gyfer ffurfio.Fel arfer mae laminiadau gwastad yn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio gweisg mawr, sy'n gofyn am 4-5 awr o amser beicio.Fe benderfynon ni astudio dull newydd a all gynhyrchu laminiadau gwastad yn gyflymach.Felly, yn Leonardo Gyda chefnogaeth peirianwyr, rydym wedi datblygu llinell gynhyrchu CCM cynhyrchiant uchel yn CETMA.Fe wnaethom leihau'r amser beicio o rannau 1m gan 1m i 15 munud.Yr hyn sy'n bwysig yw bod hon yn broses barhaus, felly gallwn gynhyrchu hyd diderfyn.”
Mae'r camera delweddwr thermol isgoch (IRT) yn llinell ffurfio rholiau blaengar SPARE yn helpu CETMA i ddeall y dosbarthiad tymheredd yn ystod y broses gynhyrchu a chynhyrchu dadansoddiad 3D i wirio'r model cyfrifiadurol yn ystod y broses ddatblygu CCM.Ffynhonnell |“CETMA: Arloesedd Ymchwil a Datblygu Deunyddiau Cyfansawdd Eidalaidd”
Fodd bynnag, sut mae'r cynnyrch newydd hwn yn cymharu â'r CCM y mae Xperion (XELIS, Markdorf, yr Almaen bellach) wedi'i ddefnyddio ers mwy na deng mlynedd?Dywedodd Pappadà: “Rydym wedi datblygu modelau dadansoddol a rhifiadol sy’n gallu rhagweld diffygion fel unedau gwag.”“Rydym wedi cydweithio â Leonardo a Phrifysgol Salento (Lecce, yr Eidal) i ddeall y paramedrau a'u Heffaith ar ansawdd.Rydym yn defnyddio'r modelau hyn i ddatblygu'r CCM newydd hwn, lle gallwn gael trwch uchel ond gallwn hefyd gyflawni ansawdd uchel.Gyda'r modelau hyn, gallwn nid yn unig optimeiddio tymheredd a phwysau, ond hefyd gwneud y gorau o'u dull Cais.Gallwch ddatblygu llawer o dechnegau i ddosbarthu tymheredd a gwasgedd yn gyfartal.Fodd bynnag, mae angen i ni ddeall effaith y ffactorau hyn ar briodweddau mecanyddol a thwf diffygion strwythurau cyfansawdd.”
Parhaodd Papadà: “Mae ein technoleg yn fwy hyblyg.Yn yr un modd, datblygwyd CCM 20 mlynedd yn ôl, ond nid oes unrhyw wybodaeth amdano oherwydd nid yw'r ychydig gwmnïau sy'n ei ddefnyddio yn rhannu gwybodaeth ac arbenigedd.Felly, rhaid inni ddechrau o'r dechrau, dim ond Ar sail ein dealltwriaeth o ddeunyddiau cyfansawdd a phrosesu."
“Rydyn ni nawr yn mynd trwy gynlluniau mewnol ac yn gweithio gyda chwsmeriaid i ddod o hyd i gydrannau’r technolegau newydd hyn,” meddai Corvaglia.“Efallai y bydd angen ailgynllunio ac ailgymhwyso’r rhannau hyn cyn y gellir dechrau cynhyrchu.”Pam?“Y nod yw gwneud yr awyren mor ysgafn â phosib, ond am bris cystadleuol.Felly, rhaid inni hefyd wneud y gorau o'r trwch.Fodd bynnag, efallai y byddwn yn canfod y gall un rhan leihau pwysau, neu nodi rhannau lluosog â siapiau tebyg, a all arbed llawer o arian.”
Ailadroddodd, hyd yn hyn, fod y dechnoleg hon wedi bod yn nwylo ychydig o bobl.“Ond rydym wedi datblygu technolegau amgen i awtomeiddio’r prosesau hyn drwy ychwanegu mowldiau mwy datblygedig i’r wasg.Rydyn ni'n gosod laminiad fflat ac yna'n tynnu rhan ohono, yn barod i'w ddefnyddio.Rydym yn y broses o ailgynllunio rhannau a datblygu rhannau gwastad neu broffiliedig.Cam CCM.”
“Bellach mae gennym ni linell gynhyrchu CCM hyblyg iawn yn CETMA,” meddai Pappadà.“Yma gallwn roi pwysau gwahanol yn ôl yr angen i gyflawni siapiau cymhleth.Bydd y llinell gynnyrch y byddwn yn ei datblygu ynghyd â Leonardo yn canolbwyntio mwy ar fodloni ei gydrannau Gofynnol penodol.Credwn y gellir defnyddio gwahanol linellau CCM ar gyfer llinynnau gwastad a siâp L yn lle siapiau mwy cymhleth.Yn y modd hwn, o'i gymharu â'r gweisg mawr a ddefnyddir ar hyn o bryd i gynhyrchu rhannau TPC geometregol cymhleth, gallwn wneud y gost offer Cadwch yn isel. ”
Mae CETMA yn defnyddio CCM i gynhyrchu llinynwyr a phaneli o ffibr carbon / tâp unffordd PEKK, ac yna'n defnyddio weldio anwytho'r arddangoswr bwndel cilbren hwn i'w cysylltu â phrosiect Clean Sky 2 KEELBEMAN a reolir gan EURECAT.Ffynhonnell | ”Arddangoswr ar gyfer weldio trawstiau cilbren thermoplastig yn cael ei wireddu.”
“Mae weldio sefydlu yn ddiddorol iawn ar gyfer deunyddiau cyfansawdd, oherwydd gellir addasu a rheoli'r tymheredd yn dda iawn, mae'r gwresogi yn gyflym iawn ac mae'r rheolaeth yn fanwl iawn,” meddai Papadà.“Ynghyd â Leonardo, fe wnaethom ddatblygu weldio anwytho i ymuno â chydrannau TPC.Ond nawr rydym yn ystyried defnyddio weldio anwytho ar gyfer cydgrynhoi yn-situ (ISC) o dâp TPC.I'r perwyl hwn, rydym wedi datblygu tâp ffibr carbon newydd, Gellir ei gynhesu'n gyflym iawn trwy weldio anwytho gan ddefnyddio peiriant arbennig.Mae'r tâp yn defnyddio'r un deunydd sylfaen â'r tâp masnachol, ond mae ganddo bensaernïaeth wahanol i wella gwresogi electromagnetig.Wrth wneud y gorau o'r priodweddau mecanyddol, rydym hefyd yn ystyried y broses i geisio cwrdd â gofynion Gwahanol, megis sut i ddelio â nhw yn gost-effeithiol ac yn effeithlon trwy awtomeiddio."
Tynnodd sylw at y ffaith ei bod yn anodd cyflawni ISC gyda thâp TPC gyda chynhyrchiant da.“Er mwyn ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu diwydiannol, rhaid i chi gynhesu ac oeri yn gyflymach a rhoi pwysau mewn ffordd reoledig iawn.Felly, penderfynasom ddefnyddio weldio anwytho i gynhesu ardal fach yn unig lle mae'r deunydd wedi'i gyfuno, a bod y gweddill Laminiadau'n cael eu cadw'n oer. ”Mae Pappadà yn dweud bod y TRL ar gyfer weldio ymsefydlu a ddefnyddir ar gyfer cydosod yn uwch.“
Mae integreiddio ar y safle gan ddefnyddio gwresogi sefydlu yn ymddangos yn hynod aflonyddgar - ar hyn o bryd, nid oes unrhyw gyflenwr OEM neu haen arall yn gwneud hyn yn gyhoeddus.“Ie, gall hyn fod yn dechnoleg aflonyddgar,” meddai Corvaglia.“Rydym wedi gwneud cais am batentau ar gyfer y peiriant a'r deunyddiau.Ein nod yw cynnyrch sy'n debyg i ddeunyddiau cyfansawdd thermoset.Mae llawer o bobl yn ceisio defnyddio TPC ar gyfer AFP (Lleoliad Ffibr Awtomatig), ond rhaid cyfuno'r ail gam.O ran geometreg, Mae hwn yn gyfyngiad mawr o ran cost, amser beicio a maint rhan.Yn wir, efallai y byddwn yn newid y ffordd yr ydym yn cynhyrchu rhannau awyrofod.”
Yn ogystal â thermoplastigion, mae Leonardo yn parhau i ymchwilio i dechnoleg RTM.“Dyma faes arall lle rydyn ni’n cydweithredu â CETMA, ac mae datblygiadau newydd yn seiliedig ar yr hen dechnoleg (SQRTM yn yr achos hwn) wedi cael patent.Mowldio trosglwyddo resin cymwys a ddatblygwyd yn wreiddiol gan Radius Engineering (Salt Lake City, Utah, UDA) (SQRTM).Dywedodd Corvaglia: “Mae’n bwysig cael dull awtoclaf (OOA) sy’n ein galluogi i ddefnyddio deunyddiau sydd eisoes yn gymwys.“Mae hyn hefyd yn caniatáu i ni ddefnyddio prepregs gyda nodweddion a rhinweddau adnabyddus.Rydym wedi defnyddio'r dechnoleg hon i ddylunio, arddangos a gwneud cais am batent ar gyfer fframiau ffenestri awyrennau.“
Er gwaethaf COVID-19, mae CETMA yn dal i brosesu rhaglen Leonardo, yma dangosir y defnydd o SQRTM i wneud strwythurau ffenestri awyrennau i gyflawni cydrannau di-nam a chyflymu rhag-ffurfio o'i gymharu â thechnoleg RTM draddodiadol.Felly, gall Leonardo ddisodli rhannau metel cymhleth gyda rhannau cyfansawdd rhwyll heb brosesu pellach.Ffynhonnell |CETMA, Leonardo.
Dywedodd Pappadà: “Mae hon hefyd yn dechnoleg hŷn, ond os ewch chi ar-lein, ni allwch ddod o hyd i wybodaeth am y dechnoleg hon.”Unwaith eto, rydym yn defnyddio modelau dadansoddol i ragfynegi a gwneud y gorau o baramedrau proses.Gyda'r dechnoleg hon, gallwn gael dosbarthiad resin da - dim ardaloedd sych na chroniad resin - a bron sero mandylledd.Oherwydd y gallwn reoli'r cynnwys ffibr, gallwn gynhyrchu eiddo strwythurol uchel iawn, a gellir defnyddio'r dechnoleg i gynhyrchu siapiau cymhleth.Rydym yn defnyddio'r un deunyddiau sy'n bodloni'r gofynion halltu awtoclaf, ond yn defnyddio'r dull OOA, ond gallwch hefyd benderfynu defnyddio resin halltu cyflym i fyrhau'r amser beicio i ychydig funudau.“
“Hyd yn oed gyda’r prepreg presennol, rydyn ni wedi lleihau’r amser halltu,” meddai Corvaglia.“Er enghraifft, o gymharu â chylch awtoclaf arferol o 8-10 awr, ar gyfer rhannau fel fframiau ffenestri, gellir defnyddio SQRTM am 3-4 awr.Mae gwres a phwysau yn cael eu cymhwyso'n uniongyrchol i'r rhannau, ac mae'r màs gwresogi yn llai.Yn ogystal, mae gwresogi resin hylif yn yr awtoclaf yn gyflymach na'r aer, ac mae ansawdd y rhannau hefyd yn rhagorol, sy'n arbennig o fuddiol ar gyfer siapiau cymhleth.Dim ail-weithio, bron sero unedau gwag ac ansawdd arwyneb rhagorol, oherwydd bod yr offeryn yn ei Reoli, nid y bag gwactod.
Mae Leonardo yn defnyddio amrywiaeth o dechnolegau i arloesi.Oherwydd datblygiad cyflym technoleg, mae'n credu bod buddsoddi mewn ymchwil a datblygu risg uchel (TRL isel) yn hanfodol ar gyfer datblygu technolegau newydd sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchion yn y dyfodol, sy'n rhagori ar y galluoedd datblygu cynyddrannol (tymor byr) sydd gan gynhyrchion presennol eisoes. .Mae prif gynllun Ymchwil a Datblygu Leonardo 2030 yn cyfuno cyfuniad o'r fath o strategaethau tymor byr a hirdymor, sy'n weledigaeth unedig ar gyfer cwmni cynaliadwy a chystadleuol.
Fel rhan o'r cynllun hwn, bydd yn lansio Leonardo Labs, rhwydwaith labordy ymchwil a datblygu corfforaethol rhyngwladol sy'n ymroddedig i ymchwil a datblygu ac arloesi.Erbyn 2020, bydd y cwmni'n ceisio agor y chwe labordy Leonardo cyntaf ym Milan, Turin, Genoa, Rhufain, Napoli a Taranto, ac mae'n recriwtio 68 o ymchwilwyr (Cymrodyr Ymchwil Leonardo) gyda sgiliau yn y meysydd canlynol: 36 system ddeallus ymreolaethol ar gyfer safleoedd deallusrwydd artiffisial, 15 dadansoddiad data mawr, 6 cyfrifiadura perfformiad uchel, 4 trydaneiddio platfform hedfan, 5 deunydd a strwythur, a 2 dechnoleg cwantwm.Bydd Labordy Leonardo yn chwarae rôl swydd arloesi a chrewr technoleg Leonardo yn y dyfodol.
Mae'n werth nodi y gellir defnyddio technoleg Leonardo a fasnachwyd ar awyrennau hefyd yn ei adrannau tir a môr.Cadwch lygad am fwy o ddiweddariadau ar Leonardo a'i effaith bosibl ar ddeunyddiau cyfansawdd.
Mae'r matrics yn clymu'r deunydd wedi'i atgyfnerthu â ffibr, yn rhoi siâp i'r gydran gyfansawdd, ac yn pennu ansawdd ei wyneb.Gall y matrics cyfansawdd fod yn bolymer, ceramig, metel neu garbon.Canllaw dethol yw hwn.
Ar gyfer cymwysiadau cyfansawdd, mae'r microstrwythurau gwag hyn yn disodli llawer o gyfaint â phwysau isel, ac yn cynyddu cyfaint prosesu ac ansawdd y cynnyrch.
Amser post: Chwefror-09-2021