Ang Italyano nga OEM ug Tier 1 nga supplier nga si Leonardo nakigtambayayong sa CETMA R&D nga departamento aron makahimo og bag-ong mga composite nga materyales, makina ug proseso, lakip ang induction welding alang sa on-site nga konsolidasyon sa mga thermoplastic composites.#Uso#cleansky#f-35
Si Leonardo Aerostructures, usa ka lider sa produksyon sa composite nga mga materyales, naghimo og usa ka piraso nga fuselage barrels alang sa Boeing 787. Nagtrabaho kini sa CETMA aron sa pagpalambo sa bag-ong mga teknolohiya lakip na ang padayon nga compression molding (CCM) ug SQRTM (ubos).Teknolohiya sa produksiyon.Tinubdan |Leonardo ug CETMA
Kini nga blog gibase sa akong pakighinabi kang Stefano Corvaglia, material engineer, R&D director ug intellectual property manager sa aircraft structure department ni Leonardo (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola production facilities, southern Italy), ug interview ni Dr. Silvio Pappadà, research engineer ug ulo.Proyekto sa kooperasyon tali sa CETMA (Brindisi, Italy) ug Leonardo.
Si Leonardo (Roma, Italy) usa sa mga dagkong magdudula sa kalibutan sa natad sa aerospace, depensa ug seguridad, nga adunay turnover nga 13.8 bilyon nga euro ug labaw pa sa 40,000 nga mga empleyado sa tibuuk kalibutan.Naghatag ang kompanya og komprehensibo nga mga solusyon alang sa hangin, yuta, dagat, wanang, network ug seguridad, ug mga sistema nga wala’y tawo sa tibuuk kalibutan.Ang pagpamuhunan sa R&D ni Leonardo gibana-bana nga 1.5 bilyon nga euro (11% sa kita sa 2019), ikaduha nga ranggo sa Europe ug ikaupat sa kalibutan sa mga termino sa pagpamuhunan sa panukiduki sa aerospace ug natad sa depensa.
Ang Leonardo Aerostructures naghimo og usa ka piraso nga composite fuselage barrels alang sa mga bahin 44 ug 46 sa Boeing 787 Dreamliner.Tinubdan |Leonardo
Si Leonardo, pinaagi sa departamento sa istruktura sa aviation niini, naghatag sa mga nag-unang programa sa sibil nga ayroplano sa kalibutan sa paghimo ug pag-assemble sa dagkong mga sangkap sa istruktura sa composite ug tradisyonal nga mga materyales, lakip ang fuselage ug ikog.
Ang Leonardo Aerostructures naghimo og composite horizontal stabilizers alang sa Boeing 787 Dreamliner.Tinubdan |Leonardo
Sa termino sa composite nga mga materyales, ang Leonardo's Aerospace Structure Division naghimo og "one-piece barrels" alang sa Boeing 787 central fuselage sections 44 ug 46 sa Grottaglie nga planta niini ug ang horizontal stabilizers sa Foggia plant niini, nga nagkantidad sa gibana-bana nga 14% sa 787 fuselage.%.Ang paghimo sa uban pang mga produkto nga komposisyon sa istruktura naglakip sa paghimo ug pag-assemble sa likod nga pako sa ATR ug Airbus A220 nga komersyal nga ayroplano sa Foggia Plant niini.Naghimo usab ang Foggia og mga composite parts para sa Boeing 767 ug mga programa sa militar, lakip ang Joint Strike Fighter F-35, ang Eurofighter Typhoon fighter, ang C-27J military transport aircraft, ug ang Falco Xplorer, ang pinakabag-o nga miyembro sa Falco unmanned aircraft family nga gihimo. ni Leonardo.
"Uban sa CETMA, naghimo kami daghang mga kalihokan, sama sa thermoplastic composites ug resin transfer molding (RTM)," ingon ni Corvaglia."Ang among katuyoan mao ang pag-andam sa mga kalihokan sa R&D alang sa produksiyon sa labing kadali nga panahon.Sa among departamento (pagdumala sa R&D ug IP), nangita usab kami mga makabalda nga teknolohiya nga adunay ubos nga TRL (ang lebel sa pagkaandam sa teknikal-ie, Ang ubos nga TRL nagsugod ug mas layo sa produksiyon), apan nanghinaut kami nga mahimong mas kompetisyon ug maghatag tabang sa mga kustomer sa palibot sa kalibutan.”
Si Pappadà midugang: "Sukad sa among hiniusang paningkamot, kami nagtrabaho pag-ayo aron makunhuran ang mga gasto ug epekto sa kinaiyahan.Among nakaplagan nga ang mga thermoplastic composites (TPC) gipakunhod kon itandi sa thermoset nga mga materyales.
Gipunting ni Corvaglia: "Gihimo namon kini nga mga teknolohiya kauban ang koponan ni Silvio ug nagtukod pipila ka mga automated nga prototype sa baterya aron masusi kini sa produksiyon."
"Ang CCM usa ka maayong panig-ingnan sa among hiniusang paningkamot," ingon ni Pappadà."Giila ni Leonardo ang pipila ka mga sangkap nga gama sa thermoset composite nga mga materyales.Mag-uban kami nga nagsuhid sa teknolohiya sa paghatag niini nga mga sangkap sa TPC, nga nagpunting sa mga lugar diin adunay daghang mga bahin sa ayroplano, sama sa mga istruktura sa splicing ug yano nga geometric nga mga porma.Mga baroganan.”
Mga bahin nga gihimo gamit ang padayon nga compression molding production line sa CETMA.Tinubdan |"CETMA: Pagbag-o sa Mga Materyal nga Composite sa Italyano sa R&D"
Nagpadayon siya: "Nagkinahanglan kami usa ka bag-ong teknolohiya sa produksiyon nga adunay mubu nga gasto ug taas nga produktibo."Gitataw niya nga kaniadto, daghang basura ang namugna atol sa paghimo og usa ka component sa TPC."Mao nga, naghimo kami usa ka porma sa mata base sa non-isothermal compression molding nga teknolohiya, apan naghimo kami pipila ka mga inobasyon (patent pending) aron makunhuran ang basura.Gidisenyo namo ang usa ka bug-os nga awtomatik nga yunit alang niini, ug dayon usa ka kompanya sa Italy ang nagtukod niini alang kanamo.“
Sumala sa Pappadà, ang yunit makahimo og mga sangkap nga gidisenyo ni Leonardo, "usa ka sangkap matag 5 minuto, nagtrabaho 24 oras sa usa ka adlaw."Bisan pa, kinahanglan nga mahibal-an sa iyang koponan kung giunsa paghimo ang mga preform.Gipatin-aw niya: "Sa sinugdanan, kinahanglan namon ang usa ka patag nga proseso sa lamination, tungod kay kini ang bottleneck sa panahon.""Mao nga, ang among proseso nagsugod sa usa ka blangko (flat laminate), ug dayon gipainit kini sa usa ka infrared (IR) oven., Ug dayon ibutang sa press para maporma.Ang mga flat laminate kasagarang gihimo gamit ang dagkong mga pagpindot, nga nagkinahanglan og 4-5 ka oras nga cycle time.Nakahukom kami nga magtuon sa usa ka bag-ong pamaagi nga makahimo og mga flat laminates nga mas paspas.Busa, sa Leonardo Uban sa suporta sa mga inhenyero, nakahimo kami usa ka taas nga produktibo nga linya sa produksiyon sa CCM sa CETMA.Among gipakunhod ang cycle sa 1m sa 1m nga mga bahin ngadto sa 15 minutos.Ang hinungdanon mao nga kini usa ka padayon nga proseso, aron makahimo kami nga walay kinutuban nga gitas-on.
Ang infrared thermal imager (IRT) camera sa SPARE progressive roll forming line makatabang sa CETMA nga masabtan ang pag-apod-apod sa temperatura sa panahon sa proseso sa produksiyon ug makamugna og 3D analysis aron mapamatud-an ang modelo sa kompyuter atol sa proseso sa pagpalambo sa CCM.Tinubdan |"CETMA: Pagbag-o sa Mga Materyal nga Composite sa Italyano sa R&D"
Apan, sa unsang paagi kining bag-ong produkto itandi sa CCM nga gigamit sa Xperion (karon XELIS, Markdorf, Germany) sulod sa kapin sa napulo ka tuig?Si Pappadà miingon: "Nakahimo kami ug analitikal ug numerical nga mga modelo nga makatagna sa mga depekto sama sa mga haw-ang.""Kami nakigtambayayong sa Leonardo ug sa Unibersidad sa Salento (Lecce, Italy) aron masabtan ang mga parameter ug ang ilang Epekto sa kalidad.Gigamit namo kini nga mga modelo aron mapalambo kining bag-ong CCM, diin kami adunay taas nga gibag-on apan mahimo usab nga makab-ot ang taas nga kalidad.Uban niini nga mga modelo, dili lamang nato ma-optimize ang temperatura ug presyur, apan ma-optimize usab ang ilang pamaagi sa Aplikasyon.Makahimo ka og daghang mga teknik aron parehas nga maapod-apod ang temperatura ug presyur.Bisan pa, kinahanglan naton masabtan ang epekto sa kini nga mga hinungdan sa mekanikal nga mga kabtangan ug depekto nga pagtubo sa mga komposisyon nga istruktura.
Nagpadayon si Pappadà: "Ang among teknolohiya mas flexible.Sa susama, ang CCM naugmad 20 ka tuig na ang milabay, apan walay impormasyon mahitungod niini tungod kay ang pipila ka mga kompanya nga naggamit niini wala magpaambit sa kahibalo ug kahanas.Busa, kinahanglang magsugod kita gikan sa wala, base lamang sa atong pagsabot sa mga composite nga materyales ug pagproseso.”
"Kami karon nag-agi sa mga internal nga plano ug nagtrabaho kauban ang mga kustomer aron makit-an ang mga sangkap sa mga bag-ong teknolohiya," ingon ni Corvaglia."Kini nga mga bahin mahimo’g kinahanglan nga idisenyo pag-usab ug pag-requalify sa dili pa magsugod ang produksiyon."Ngano man?"Ang katuyoan mao ang paghimo sa ayroplano nga gaan kutob sa mahimo, apan sa usa ka kompetisyon nga presyo.Busa, kinahanglan usab natong i-optimize ang gibag-on.Bisan pa, mahimo naton mahibal-an nga ang usa ka bahin makapakunhod sa gibug-aton, o makaila sa daghang mga bahin nga adunay parehas nga mga porma, nga makatipig daghang gasto sa salapi. ”
Gisubli niya nga hangtod karon, kini nga teknolohiya naa sa mga kamot sa pipila ka mga tawo."Apan nakahimo kami og mga alternatibong teknolohiya aron ma-automate kini nga mga proseso pinaagi sa pagdugang sa mas abante nga press moldings.Gibutang namon ang usa ka patag nga laminate ug dayon gikuha ang usa ka bahin niini, andam na gamiton.Anaa kami sa proseso sa pagdesinyo pag-usab sa mga bahin ug pagpalambo sa patag o profiled nga mga bahin.Ang yugto sa CCM.
"Kami karon adunay usa ka flexible nga linya sa produksiyon sa CCM sa CETMA," ingon ni Pappadà."Dinhi mahimo naton magamit ang lainlaing mga pagpit-os kung gikinahanglan aron makab-ot ang komplikado nga mga porma.Ang linya sa produkto nga among pauswagon kauban si Leonardo mas nakapunting sa pagtagbo sa mga piho nga Gikinahanglan nga sangkap.Kami nagtuo nga ang lain-laing mga linya sa CCM mahimong gamiton alang sa patag ug L-shaped stringers imbes sa mas komplikado nga mga porma.Niining paagiha, kon itandi sa dagkong mga pagpindot nga gigamit karon sa paghimog komplikadong geometriko nga mga bahin sa TPC, mahimo namong himoon ang gasto sa mga kagamitan.
Ang CETMA naggamit sa CCM sa paghimo og mga stringer ug mga panel gikan sa carbon fiber/PEKK one-way tape, ug dayon naggamit sa induction welding niining kilya bundle demonstrator aron makonektar sila sa Clean Sky 2 KEELBEMAN nga proyekto nga gidumala sa EURECAT.Source|"Usa ka demonstrador alang sa welding thermoplastic kilya sagbayan ang nakaamgo."
"Ang induction welding makapainteres kaayo alang sa mga composite nga materyales, tungod kay ang temperatura mahimong ma-adjust ug makontrol pag-ayo, ang pagpainit kusog kaayo ug ang kontrol tukma kaayo," miingon si Pappadà."Kauban ni Leonardo, among gipalambo ang induction welding aron maapil ang mga sangkap sa TPC.Apan karon among gikonsiderar ang paggamit sa induction welding alang sa in-situ consolidation (ISC) sa TPC tape.Sa kini nga katuyoan, nakahimo kami usa ka bag-ong carbon fiber tape, Mahimo kini nga init kaayo pinaagi sa induction welding gamit ang usa ka espesyal nga makina.Gigamit sa tape ang parehas nga base nga materyal sama sa komersyal nga teyp, apan adunay lahi nga arkitektura aron mapaayo ang pagpainit sa electromagnetic.Samtang gi-optimize ang mekanikal nga mga kabtangan, gikonsiderar usab namon ang proseso aron sulayan nga matuman ang lainlaing mga kinahanglanon, sama sa kung giunsa kini pag-atubang nga epektibo sa gasto ug episyente pinaagi sa automation.
Gitataw niya nga lisod makab-ot ang ISC gamit ang TPC tape nga adunay maayong productivity."Aron magamit kini alang sa produksiyon sa industriya, kinahanglan nimo nga init ug pabugnawan nga mas paspas ug ipapilit ang presyur sa kontrolado kaayo nga paagi.Busa, nakahukom kami nga gamiton ang induction welding sa pagpainit lamang sa usa ka gamay nga lugar diin ang materyal gikonsolida, ug ang uban nga mga Laminate gipabugnaw.Si Pappadà nag-ingon nga ang TRL alang sa induction welding nga gigamit alang sa asembliya mas taas.“
Ang on-site integration gamit ang induction heating daw hilabihan ka makabalda-karon, walay laing OEM o tier nga supplier ang nagbuhat niini sa publiko."Oo, kini mahimong makabalda nga teknolohiya," miingon si Corvaglia."Nag-aplay kami alang sa mga patente alang sa makina ug mga materyales.Ang among tumong mao ang usa ka produkto nga ikatandi sa thermoset composite nga mga materyales.Daghang mga tawo ang misulay sa paggamit sa TPC para sa AFP (Automatic Fiber Placement), apan ang ikaduhang lakang kinahanglang ikombinar.Sa mga termino sa geometry, Kini usa ka dako nga limitasyon sa mga termino sa gasto, oras sa siklo ug gidak-on sa bahin.Sa tinuud, mahimo naton usbon ang paagi sa paghimo sa mga bahin sa aerospace. ”
Dugang sa thermoplastics, si Leonardo nagpadayon sa pagsiksik sa teknolohiya sa RTM.“Kini mao ang laing dapit diin kita nakigtambayayong sa CETMA, ug bag-ong mga kalamboan base sa daan nga teknolohiya (SQRTM sa niini nga kaso) nga patented.Kwalipikado nga resin transfer molding nga orihinal nga gimugna sa Radius Engineering (Salt Lake City, Utah, USA) (SQRTM).Si Corvaglia miingon: "Importante nga adunay usa ka pamaagi sa autoclave (OOA) nga nagtugot kanamo sa paggamit sa mga materyales nga kwalipikado na."Kini usab nagtugot kanamo sa paggamit sa mga prepreg nga adunay iladong mga kinaiya ug kalidad.Gigamit namo kini nga teknolohiya sa pagdesinyo, pagpakita ug pag-aplay alang sa usa ka patente alang sa mga frame sa bintana sa ayroplano.“
Bisan pa sa COVID-19, giproseso gihapon sa CETMA ang programa sa Leonardo, dinhi gipakita ang paggamit sa SQRTM aron mahimo ang mga istruktura sa bintana sa eroplano aron makab-ot ang mga sangkap nga wala’y depekto ug mapadali ang pre-forming kumpara sa tradisyonal nga teknolohiya sa RTM.Busa, mapulihan ni Leonardo ang komplikadong mga bahin sa metal nga adunay mga mesh composite nga mga bahin nga wala’y dugang nga pagproseso.Tinubdan |CETMA, Leonardo.
Gipunting ni Pappadà: "Kini usa usab ka karaan nga teknolohiya, apan kung mag-online ka, dili ka makakitag impormasyon bahin niini nga teknolohiya."Sa makausa pa, naggamit kami mga modelo nga analitikal aron matagna ug ma-optimize ang mga parameter sa proseso.Uban niini nga teknolohiya, kita makakuha og maayo nga resin distribution-walay uga nga mga dapit o resin accumulation-ug halos zero porosity.Tungod kay makontrol nato ang sulod sa fiber, makahimo kita og taas kaayo nga structural properties, ug ang teknolohiya mahimong magamit sa paghimo og komplikadong mga porma.Gigamit namon ang parehas nga mga materyales nga nakab-ot ang mga kinahanglanon sa pag-ayo sa autoclave, apan gigamit ang pamaagi sa OOA, apan mahimo ka usab magdesisyon nga mogamit usa ka dali nga pag-ayo nga resin aron mapamubo ang oras sa siklo sa pipila ka minuto.“
"Bisan sa karon nga prepreg, gipakubus namon ang oras sa pag-ayo," ingon ni Corvaglia."Pananglitan, kung itandi sa usa ka normal nga siklo sa autoclave nga 8-10 ka oras, alang sa mga bahin sama sa mga frame sa bintana, ang SQRTM mahimong magamit sa 3-4 ka oras.Ang kainit ug presyur direkta nga gigamit sa mga bahin, ug ang pagpainit nga masa mas gamay.Dugang pa, ang pagpainit sa likido nga resin sa autoclave mas paspas kay sa hangin, ug ang kalidad sa mga bahin maayo usab, nga labi ka mapuslanon alang sa komplikado nga mga porma.Walay rework, halos zero voids ug maayo kaayo nga kalidad sa nawong, tungod kay ang himan anaa sa Control niini, dili ang vacuum bag.
Gigamit ni Leonardo ang lainlaing mga teknolohiya aron magbag-o.Tungod sa paspas nga pag-uswag sa teknolohiya, nagtuo kini nga ang pagpamuhunan sa taas nga peligro nga R&D (ubos nga TRL) hinungdanon alang sa pag-uswag sa mga bag-ong teknolohiya nga gikinahanglan alang sa umaabot nga mga produkto, nga milabaw sa dugang (mubo nga termino) nga mga kapabilidad sa pag-uswag nga naa na sa mga produkto. .Ang 2030 R&D master plan ni Leonardo naghiusa sa ingon nga kombinasyon sa mga short-term ug long-term nga mga estratehiya, nga usa ka hiniusa nga panan-awon alang sa usa ka malungtaron ug kompetisyon nga kompanya.
Isip kabahin niini nga plano, ilusad niini ang Leonardo Labs, usa ka internasyonal nga corporate R&D laboratory network nga gipahinungod sa R&D ug inobasyon.Sa 2020, ang kompanya magtinguha sa pag-abli sa unang unom ka Leonardo laboratories sa Milan, Turin, Genoa, Roma, Naples ug Taranto, ug nag-recruit sa 68 ka tigdukiduki (Leonardo Research Fellows) nga adunay mga kahanas sa mosunod nga mga natad ): 36 autonomous intelihenteng mga sistema alang sa mga posisyon sa artificial intelligence, 15 ka dagkong data analysis, 6 high-performance computing, 4 aviation platform electrification, 5 ka materyales ug istruktura, ug 2 ka quantum technologies.Ang Leonardo Laboratory magdula sa papel sa usa ka post sa kabag-ohan ug ang tiglalang sa umaabot nga teknolohiya ni Leonardo.
Angay nga matikdan nga ang teknolohiya ni Leonardo nga gikomersyo sa ayroplano mahimo usab nga magamit sa mga departamento sa yuta ug dagat niini.Magpabilin nga tune alang sa dugang nga mga update sa Leonardo ug ang potensyal nga epekto niini sa mga composite nga materyales.
Ang matrix nagbugkos sa fiber-reinforced nga materyal, naghatag sa composite component sa iyang porma, ug nagtino sa kalidad sa nawong niini.Ang composite matrix mahimong polymer, ceramic, metal o carbon.Kini usa ka giya sa pagpili.
Alang sa mga composite nga aplikasyon, kini nga mga guwang nga microstructure nag-ilis sa daghang gidaghanon nga adunay mubu nga gibug-aton, ug nagdugang ang gidaghanon sa pagproseso ug kalidad sa produkto.
Oras sa pag-post: Peb-09-2021