L-OEM Taljan u l-fornitur tal-Livell 1 Leonardo kkollaboraw mad-dipartiment tal-R&D tas-CETMA biex jiżviluppaw materjali, magni u proċessi komposti ġodda, inkluż l-iwweldjar bl-induzzjoni għall-konsolidazzjoni fuq il-post ta 'komposti termoplastiku.#Trend#cleansky#f-35
Leonardo Aerostructures, mexxej fil-produzzjoni ta 'materjali komposti, jipproduċi btieti tal-fuselage f'biċċa waħda għall-Boeing 787. Qed taħdem ma' CETMA biex tiżviluppa teknoloġiji ġodda inklużi molding bil-kompressjoni kontinwa (CCM) u SQRTM (qiegħ).Teknoloġija tal-produzzjoni.Sors |Leonardo u CETMA
Dan il-blog huwa bbażat fuq l-intervista tiegħi ma' Stefano Corvaglia, inġinier tal-materjal, direttur tal-R&D u maniġer tal-proprjetà intellettwali tad-dipartiment tal-istruttura tal-inġenji tal-ajru ta' Leonardo (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, faċilitajiet ta' produzzjoni ta' Nola, fin-Nofsinhar tal-Italja), u intervista ma' Dr Silvio Pappadà, riċerka inġinier u kap.Proġett ta' kooperazzjoni bejn CETMA (Brindisi, l-Italja) u Leonardo.
Leonardo (Ruma, l-Italja) huwa wieħed mill-atturi ewlenin fid-dinja fl-oqsma aerospazjali, tad-difiża u tas-sigurtà, b’fatturat ta’ 13.8 biljun ewro u aktar minn 40,000 impjegat madwar id-dinja.Il-kumpanija tipprovdi soluzzjonijiet komprensivi għall-ajru, l-art, il-baħar, l-ispazju, in-netwerk u s-sigurtà, u sistemi bla ekwipaġġ madwar id-dinja.L-investiment ta 'R&D ta' Leonardo huwa ta 'madwar 1.5 biljun ewro (11% tad-dħul tal-2019), li jikklassifika t-tieni fl-Ewropa u r-raba' fid-dinja f'termini ta 'investiment fir-riċerka fl-oqsma aerospazjali u tad-difiża.
Leonardo Aerostructures tipproduċi btieti tal-fuselage komposti f'biċċa waħda għall-partijiet 44 u 46 tal-Boeing 787 Dreamliner.Sors |Leonardo
Leonardo, permezz tad-dipartiment tal-istruttura tal-avjazzjoni tiegħu, jipprovdi lill-programmi ewlenin tal-inġenji tal-ajru ċivili tad-dinja bil-manifattura u l-assemblaġġ ta 'komponenti strutturali kbar ta' materjali komposti u tradizzjonali, inklużi l-fuselage u d-denb.
Leonardo Aerostructures jipproduċi stabilizzaturi orizzontali komposti għall-Boeing 787 Dreamliner.Sors |Leonardo
F'termini ta 'materjali komposti, id-Diviżjoni tal-Istruttura Aerospazjali ta' Leonardo tipproduċi "btieti f'biċċa waħda" għat-taqsimiet tal-fuselage ċentrali tal-Boeing 787 44 u 46 fl-impjant Grottaglie tagħha u l-istabbilizzaturi orizzontali fl-impjant tagħha ta 'Foggia, li jammontaw għal madwar 14% tal-fuselage 787.%.Il-produzzjoni ta 'prodotti oħra ta' struttura komposta tinkludi l-manifattura u l-assemblaġġ tal-ġwienaħ ta 'wara tal-ajruplani kummerċjali ATR u Airbus A220 fl-Impjant ta' Foggia tiegħu.Foggia tipproduċi wkoll partijiet komposti għall-Boeing 767 u programmi militari, inkluż il-Joint Strike Fighter F-35, il-ġlied Eurofighter Typhoon, l-ajruplan tat-trasport militari C-27J, u l-Falco Xplorer, l-aħħar membru tal-familja tal-ajruplani bla ekwipaġġ Falco prodotta. minn Leonardo.
"Flimkien ma 'CETMA, qed nagħmlu ħafna attivitajiet, bħal fil-komposti termoplastiku u l-iffurmar tat-trasferiment tar-reżina (RTM)," qal Corvaglia.“L-għan tagħna huwa li nippreparaw attivitajiet ta’ R&D għall-produzzjoni fl-iqsar żmien possibbli.Fid-dipartiment tagħna (R&D u ġestjoni tal-IP), aħna nfittxu wkoll teknoloġiji li jfixklu b'TRL aktar baxxi (livell ta 'prontezza teknika-ie, It-TRL aktar baxx huwa naxxenti u aktar 'il bogħod mill-produzzjoni), iżda nittamaw li nkunu aktar kompetittivi u nipprovdu għajnuna lill-klijenti madwar il- dinja.”
Pappadà żied jgħid: “Minn l-isforzi konġunti tagħna, ilna naħdmu ħafna biex innaqqsu l-ispejjeż u l-impatt ambjentali.Sibna li l-komposti termoplastiku (TPC) tnaqqsu meta mqabbla ma’ materjali termosett.”
Corvaglia irrimarka: "Aħna żviluppajna dawn it-teknoloġiji flimkien mat-tim ta' Silvio u bnejna xi prototipi ta' batteriji awtomatizzati biex nevalwawhom fil-produzzjoni."
"CCM huwa eżempju kbir tal-isforzi konġunti tagħna," qal Pappadà.“Leonardo identifika ċerti komponenti magħmula minn materjali komposti termosett.Flimkien esplorajna t-teknoloġija li nipprovdu dawn il-komponenti f'TPC, billi niffukaw fuq il-postijiet fejn hemm numru kbir ta 'partijiet fuq l-ajruplan, bħal strutturi ta' splicing u forom ġeometriċi sempliċi.wieqfa.”
Partijiet manifatturati bl-użu tal-linja ta 'produzzjoni tal-iffurmar tal-kompressjoni kontinwa ta' CETMA.Sors |“CETMA: Innovazzjoni tal-R&D tal-Materjali Komposti Taljani”
Huwa kompla: "Għandna bżonn teknoloġija ta 'produzzjoni ġdida bi prezz baxx u produttività għolja."Huwa rrimarka li fil-passat, kien iġġenerat ammont kbir ta 'skart waqt il-manifattura ta' komponent TPC wieħed.“Allura, ipproduċejna forma ta’ malji bbażata fuq teknoloġija tal-iffurmar bil-kompressjoni mhux iżotermika, iżda għamilna xi innovazzjonijiet (privattiva pendenti) biex innaqqsu l-iskart.Iddisinjajna unità kompletament awtomatika għal dan, u mbagħad kumpanija Taljana bnietha għalina.“
Skont Pappadà, l-unità tista 'tipproduċi komponenti ddisinjati minn Leonardo, "komponent wieħed kull 5 minuti, li jaħdem 24 siegħa kuljum."Madankollu, it-tim tiegħu mbagħad kellu jifhem kif jipproduċi l-preformi.Spjega: “Fil-bidu, kellna bżonn proċess ta’ laminazzjoni ċatt, għaliex dak iż-żmien dan kien il-konġestjoni.”“Allura, il-proċess tagħna beda b’vojt (pellikola ċatta), u mbagħad saħħnu f’forn infra-aħmar (IR)., U mbagħad poġġi fl-istampa għall-iffurmar.Laminati ċatti huma ġeneralment prodotti bl-użu ta 'preses kbar, li jeħtieġu 4-5 sigħat ta' ħin taċ-ċiklu.Iddeċidejna li nistudjaw metodu ġdid li jista 'jipproduċi laminati ċatti aktar malajr.Għalhekk, f'Leonardo Bl-appoġġ ta 'inġiniera, żviluppajna linja ta' produzzjoni CCM ta 'produttività għolja f'CETMA.Naqqasna l-ħin taċ-ċiklu ta '1m b'partijiet 1m għal 15-il minuta.Dak li hu importanti huwa li dan huwa proċess kontinwu, sabiex inkunu nistgħu nipproduċu tul illimitat.”
Il-kamera infrared thermal imager (IRT) fil-linja ta 'formazzjoni ta' roll progressiva SPARE tgħin lil CETMA tifhem id-distribuzzjoni tat-temperatura matul il-proċess ta 'produzzjoni u tiġġenera analiżi 3D biex tivverifika l-mudell tal-kompjuter matul il-proċess ta' żvilupp CCM.Sors |“CETMA: Innovazzjoni tal-R&D tal-Materjali Komposti Taljani”
Madankollu, dan il-prodott ġdid kif iqabbel mas-CCM li Xperion (issa XELIS, Markdorf, il-Ġermanja) uża għal aktar minn għaxar snin?Pappadà qal: "Aħna żviluppajna mudelli analitiċi u numeriċi li jistgħu jbassru difetti bħal vojt."“Aħna kkollaborajna ma’ Leonardo u l-Università ta’ Salento (Lecce, l-Italja) biex nifhmu l-parametri u l-Impatt tagħhom fuq il-kwalità.Aħna nużaw dawn il-mudelli biex niżviluppaw dan is-CCM ġdid, fejn jista 'jkollna ħxuna għolja iżda nistgħu wkoll niksbu kwalità għolja.B'dawn il-mudelli, nistgħu mhux biss ottimizzaw it-temperatura u l-pressjoni, iżda wkoll ottimizzaw il-metodu ta 'Applikazzjoni tagħhom.Tista 'tiżviluppa ħafna tekniki biex tqassam it-temperatura u l-pressjoni b'mod uniformi.Madankollu, irridu nifhmu l-impatt ta 'dawn il-fatturi fuq il-proprjetajiet mekkaniċi u t-tkabbir tad-difetti ta' strutturi komposti."
Pappadà kompla: “It-teknoloġija tagħna hija aktar flessibbli.Bl-istess mod, CCM ġie żviluppat 20 sena ilu, iżda m'hemm l-ebda informazzjoni dwarha minħabba li l-ftit kumpaniji li jużawha ma jaqsmux l-għarfien u l-kompetenza.Għalhekk, irridu nibdew mill-bidu, biss Ibbażat fuq il-fehim tagħna tal-materjali komposti u l-ipproċessar."
"Issa għaddejjin minn pjanijiet interni u naħdmu mal-klijenti biex insibu l-komponenti ta 'dawn it-teknoloġiji ġodda," qal Corvaglia."Dawn il-partijiet jista 'jkollhom bżonn jiġu ddisinjati mill-ġdid u kwalifikati mill-ġdid qabel ma tkun tista' tibda l-produzzjoni."Għaliex?“L-għan huwa li l-ajruplan ikun ħafif kemm jista’ jkun, iżda bi prezz kompetittiv.Għalhekk, irridu wkoll ottimizzaw il-ħxuna.Madankollu, nistgħu nsibu li parti waħda tista 'tnaqqas il-piż, jew tidentifika partijiet multipli b'forom simili, li jistgħu jiffrankaw ħafna flus."
Tenna li sa issa, din it-teknoloġija kienet f’idejn ftit nies.“Imma żviluppajna teknoloġiji alternattivi biex nawtomatizzaw dawn il-proċessi billi nżidu forom tal-istampa aktar avvanzati.Inpoġġu ġo laminat ċatt u mbagħad noħroġ parti minnu, lesta għall-użu.Aħna qegħdin fil-proċess ta 'disinn mill-ġdid ta' partijiet u żvilupp ta 'partijiet ċatti jew profilati.L-istadju tas-CCM.”
"Issa għandna linja ta 'produzzjoni CCM flessibbli ħafna f'CETMA," qal Pappadà.“Hawnhekk nistgħu napplikaw pressjonijiet differenti kif meħtieġ biex niksbu forom kumplessi.Il-linja ta 'prodotti li se niżviluppaw flimkien ma' Leonardo se tkun aktar iffukata fuq li tissodisfa l-komponenti speċifiċi Meħtieġa tagħha.Aħna nemmnu li linji CCM differenti jistgħu jintużaw għal stringers ċatti u f'forma ta 'L minflok forom aktar kumplessi.B'dan il-mod, meta mqabbla mal-preses kbar użati bħalissa biex jipproduċu partijiet TPC ġeometriċi kumplessi, nistgħu nagħmlu l-ispiża tat-tagħmir Żommha baxxa."
CETMA juża CCM biex jipproduċi stringers u pannelli minn fibra tal-karbonju/PEKK one-way tejp, u mbagħad juża l-iwweldjar bl-induzzjoni ta’ dan id-dimostratur tal-qatta tal-karina biex jgħaqqadhom fil-proġett Clean Sky 2 KEELBEMAN immexxi minn EURECAT.Sors|"Dimostratur għall-iwweldjar ta' travi tal-karina termoplastiku huwa realizzat."
"L-iwweldjar bl-induzzjoni huwa interessanti ħafna għal materjali komposti, minħabba li t-temperatura tista 'tiġi aġġustata u kkontrollata tajjeb ħafna, it-tisħin huwa mgħaġġel ħafna u l-kontroll huwa preċiż ħafna," qal Pappadà.“Flimkien ma’ Leonardo, żviluppajna l-iwweldjar bl-induzzjoni biex ningħaqdu ma’ komponenti TPC.Imma issa qed nikkunsidraw li nużaw l-iwweldjar bl-induzzjoni għall-konsolidazzjoni in-situ (ISC) tat-tejp TPC.Għal dan il-għan, żviluppajna tejp ġdid tal-fibra tal-karbonju, Jista 'jissaħħan malajr ħafna bl-iwweldjar bl-induzzjoni bl-użu ta' magna speċjali.It-tejp juża l-istess materjal bażi bħat-tejp kummerċjali, iżda għandu arkitettura differenti biex itejjeb it-tisħin elettromanjetiku.Filwaqt li nottimizzaw il-proprjetajiet mekkaniċi, qed nikkunsidraw ukoll il-proċess biex nippruvaw nilħqu rekwiżiti differenti, bħal kif nittrattawhom b'mod kosteffettiv u effiċjenti permezz tal-awtomazzjoni.
Huwa rrimarka li huwa diffiċli li tinkiseb ISC b'tejp TPC b'produttività tajba.“Sabiex tużah għall-produzzjoni industrijali, trid issaħħan u tkessaħ aktar malajr u tapplika pressjoni b'mod ikkontrollat ħafna.Għalhekk, iddeċidejna li nużaw l-iwweldjar bl-induzzjoni biex insaħħnu biss żona żgħira fejn il-materjal huwa kkonsolidat, u l-bqija Laminati jinżammu kiesaħ.”Pappadà jgħid li t-TRL għall-iwweldjar bl-induzzjoni użat għall-assemblaġġ huwa ogħla.“
L-integrazzjoni fuq il-post bl-użu ta 'tisħin bl-induzzjoni tidher estremament ta' tfixkil - bħalissa, l-ebda fornitur ieħor OEM jew saff mhu qed jagħmel dan pubblikament."Iva, din tista 'tkun teknoloġija ta' tfixkil," qal Corvaglia.“Applikajna għal privattivi għall-magna u l-materjali.L-għan tagħna huwa prodott komparabbli ma 'materjali komposti termosett.Ħafna nies jippruvaw jużaw TPC għall-AFP (Automatic Fiber Placement), iżda t-tieni pass irid jiġi kkombinat.F'termini ta 'ġeometrija, Din hija limitazzjoni kbira f'termini ta' spiża, ħin taċ-ċiklu u daqs tal-parti.Fil-fatt, nistgħu nibdlu l-mod kif nipproduċu partijiet aerospazjali.”
Minbarra termoplastiċi, Leonardo jkompli jirriċerka t-teknoloġija RTM.“Dan huwa qasam ieħor fejn qed nikkooperaw maċ-CETMA, u żviluppi ġodda bbażati fuq it-teknoloġija l-antika (SQRTM f’dan il-każ) ġew privattivati.Moulding kwalifikat ta 'trasferiment tar-reżina żviluppat oriġinarjament minn Radius Engineering (Salt Lake City, Utah, USA) (SQRTM).Corvaglia qal: “Huwa importanti li jkollna metodu autoclave (OOA) li jippermettilna nużaw materjali li huma diġà kwalifikati.“Dan jippermettilna wkoll nużaw prepregs b’karatteristiċi u kwalitajiet magħrufa.Użajna din it-teknoloġija biex niddisinjaw, nuru u napplikaw għal privattiva għall-frejms tat-twieqi tal-inġenji tal-ajru.“
Minkejja l-COVID-19, is-CETMA għadha qed tipproċessa l-programm Leonardo, hawnhekk jidher l-użu ta 'SQRTM biex isiru strutturi tat-twieqi tal-inġenji tal-ajru biex jinkisbu komponenti mingħajr difetti u tħaffef il-pre-forming meta mqabbla mat-teknoloġija RTM tradizzjonali.Għalhekk, Leonardo jista 'jissostitwixxi partijiet tal-metall kumplessi b'partijiet komposti tal-malji mingħajr aktar proċessar.Sors |CETMA, Leonardo.
Pappadà rrimarka: "Din hija wkoll teknoloġija eqdem, imma jekk tmur online, ma tistax issib informazzjoni dwar din it-teknoloġija."Għal darb'oħra, qed nużaw mudelli analitiċi biex inbassru u nottimizzaw il-parametri tal-proċess.B'din it-teknoloġija, nistgħu niksbu distribuzzjoni tajba tar-reżina-ebda żoni niexfa jew akkumulazzjoni tar-reżina-u porożità kważi żero.Minħabba li nistgħu nikkontrollaw il-kontenut tal-fibra, nistgħu nipproduċu proprjetajiet strutturali għoljin ħafna, u t-teknoloġija tista 'tintuża biex tipproduċi forom kumplessi.Aħna nużaw l-istess materjali li jissodisfaw ir-rekwiżiti tat-tqaddid tal-awtoklavi, iżda nużaw il-metodu OOA, iżda tista 'wkoll tiddeċiedi li tuża reżina ta' tqaddid veloċi biex tqassar il-ħin taċ-ċiklu għal ftit minuti.“
"Anke bil-prepreg attwali, naqqasna l-ħin tat-tqaddid," qal Corvaglia."Pereżempju, meta mqabbel ma 'ċiklu normali ta' awtoklavi ta '8-10 sigħat, għal partijiet bħal frejms tat-twieqi, SQRTM jista' jintuża għal 3-4 sigħat.Is-sħana u l-pressjoni huma applikati direttament lill-partijiet, u l-massa tat-tisħin hija inqas.Barra minn hekk, it-tisħin tar-reżina likwida fl-awtoklavi huwa aktar mgħaġġel mill-arja, u l-kwalità tal-partijiet hija wkoll eċċellenti, li hija speċjalment ta 'benefiċċju għal forom kumplessi.L-ebda xogħol mill-ġdid, kważi żero vojt u kwalità tal-wiċċ eċċellenti, minħabba li l-għodda tinsab f'Kontrollha, mhux il-borża tal-vakwu.
Leonardo qed juża varjetà ta’ teknoloġiji biex jinnova.Minħabba l-iżvilupp mgħaġġel tat-teknoloġija, jemmen li l-investiment f'R&D b'riskju għoli (TRL baxx) huwa essenzjali għall-iżvilupp ta' teknoloġiji ġodda meħtieġa għal prodotti futuri, li jaqbeż il-kapaċitajiet ta' żvilupp inkrementali (ta' żmien qasir) li diġà għandhom il-prodotti eżistenti. .Il-pjan ewlieni tar-R&D ta' Leonardo għall-2030 jgħaqqad tali kombinazzjoni ta' strateġiji għal żmien qasir u fit-tul, li hija viżjoni unifikata għal kumpanija sostenibbli u kompetittiva.
Bħala parti minn dan il-pjan, se tniedi Leonardo Labs, netwerk korporattiv internazzjonali tal-laboratorji tal-R&D iddedikat għall-R&D u l-innovazzjoni.Sal-2020, il-kumpanija se tfittex li tiftaħ l-ewwel sitt laboratorji Leonardo f'Milan, Turin, Ġenova, Ruma, Napli u Taranto, u qed tirrekluta 68 riċerkatur (Leonardo Research Fellows) b'ħiliet fl-oqsma li ġejjin): 36 sistema intelliġenti awtonoma għal pożizzjonijiet ta 'intelliġenza artifiċjali, 15-il analiżi tad-dejta kbira, 6 kompjuters ta' prestazzjoni għolja, 4 elettrifikazzjoni tal-pjattaforma tal-avjazzjoni, 5 materjali u strutturi, u 2 teknoloġiji quantum.Il-Laboratorju Leonardo se jkollu r-rwol ta 'kariga ta' innovazzjoni u l-kreatur tat-teknoloġija futura ta 'Leonardo.
Ta’ min jinnota li t-teknoloġija ta’ Leonardo kummerċjalizzata fuq inġenji tal-ajru tista’ tiġi applikata wkoll fid-dipartimenti tal-art u tal-baħar tagħha.Oqgħod attent għal aktar aġġornamenti dwar Leonardo u l-impatt potenzjali tiegħu fuq materjali komposti.
Il-matriċi torbot il-materjal rinfurzat bil-fibra, tagħti lill-komponent kompost il-forma tiegħu, u tiddetermina l-kwalità tal-wiċċ tagħha.Il-matriċi kompost tista 'tkun polimeru, ċeramika, metall jew karbonju.Din hija gwida tal-għażla.
Għal applikazzjonijiet komposti, dawn il-mikrostrutturi vojta minn ġewwa jissostitwixxu ħafna volum b'piż baxx, u jżidu l-volum tal-ipproċessar u l-kwalità tal-prodott.
Ħin tal-post: Frar-09-2021