Leonardo italiar OEM eta Tier 1 hornitzaileak CETMA I+G sailarekin lankidetzan aritu ziren material, makina eta prozesu konposatu berriak garatzeko, konposite termoplastikoen tokian bertan sendotzeko indukziozko soldadura barne.#Trend#cleansky#f-35
Leonardo Aerostructures, material konposatuen ekoizpenean liderra den, pieza bakarreko fuselaje upelak ekoizten ditu Boeing 787rako. CETMArekin lanean ari da teknologia berriak garatzeko, besteak beste, konpresio etengabeko moldaketa (CCM) eta SQRTM (behean).Ekoizpen teknologia.Iturria |Leonardo eta CETMA
Blog hau Stefano Corvagliari, materialen ingeniariari, I+G zuzendariari eta Leonardoren hegazkinen egituraren saileko jabetza intelektualaren kudeatzaileari (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola ekoizpen instalazioak, Italiako hegoaldea) eta Silvio Pappadà doktoreari egindako elkarrizketan oinarrituta dago. ingeniaria eta burua.CETMA (Brindisi, Italia) eta Leonardoren arteko lankidetza proiektua.
Leonardo (Erroma, Italia) munduko eragile nagusietako bat da aeroespazialean, defentsan eta segurtasunaren alorretan, 13.800 milioi euroko fakturazioa eta 40.000 langile baino gehiago mundu osoan.Konpainiak aire, lur, itsaso, espazio, sare eta segurtasun eta tripulaziorik gabeko sistemetarako soluzio integralak eskaintzen ditu mundu osoan.Leonardoren I+G inbertsioa 1.500 milioi eurokoa da gutxi gorabehera (2019ko diru-sarreren % 11), Europan bigarren postuan kokatuta eta munduan laugarren postuan, aeroespazialean eta defentsaren alorretan ikerketa-inbertsioari dagokionez.
Leonardo Aerostructures-ek pieza bakarreko fuselaje konposatuzko upelak ekoizten ditu Boeing 787 Dreamliner 44 eta 46 piezetarako.Iturria |Leonardo
Leonardok, bere abiazio-egitura sailaren bidez, munduko hegazkin zibileko programa nagusiei eskaintzen die material konposatu eta tradizionalen egiturazko osagai handien fabrikazioa eta muntaketa, fuselajea eta isatsa barne.
Leonardo Aerostructures-ek egonkortzaile horizontal konposatuak ekoizten ditu Boeing 787 Dreamlinerrentzat.Iturria |Leonardo
Material konposatuei dagokienez, Leonardoren Egitura Aeroespazialeko Dibisioak "pieza bakarreko upelak" ekoizten ditu Boeing 787 fuselaje zentraleko 44 eta 46 ataletarako Grottaglie lantegian eta egonkortzaile horizontalak Foggiako plantan, 787 fuselajearen %14 gutxi gorabehera.%.Egitura konposatuetako beste produktu batzuen ekoizpenak ATR eta Airbus A220 hegazkin komertzialen atzeko hegala fabrikatzea eta muntatzea barne hartzen du Foggiako lantegian.Boeing 767rako eta programa militarretarako pieza konposatuak ere ekoizten ditu Foggiak, besteak beste, Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon ehizagailua, C-27J garraio hegazkin militarra eta Falco Xplorer, Falco tripulatu gabeko hegazkinen familiako azken kidea. Leonardoren eskutik.
"CETMArekin batera, jarduera asko egiten ari gara, esate baterako, konposite termoplastikoetan eta erretxin transferentzia moldean (RTM)", esan du Corvagliak.“Gure helburua da I+G jarduerak ekoizpenerako ahalik eta denbora laburrenean prestatzea.Gure sailean (I+G eta IP kudeaketa), TRL txikiagoa duten teknologia disruptiboak ere bilatzen ditugu (prestatasun teknikoa, hau da, TRL baxua jaioberria da eta ekoizpenetik urrunago dago), baina lehiakorragoak izatea eta bezeroei laguntza ematea espero dugu. mundua”.
Pappadà-k gaineratu du: “Gure ahalegin bateratuaz geroztik, gogor lan egiten ari gara kostuak eta ingurumen-inpaktua murrizteko.Konposite termoplastikoak (TPC) murriztu egin direla aurkitu dugu material termoegonkorrekin alderatuta».
Corvagliak adierazi zuen: "Teknologia hauek Silvioren taldearekin batera garatu ditugu eta bateriaren prototipo automatizatu batzuk eraiki ditugu ekoizpenean ebaluatzeko".
"CCM gure ahalegin bateratuaren adibide bikaina da", esan zuen Pappadàk.“Leonardok material konposatu termoegonkorrez egindako zenbait osagai identifikatu ditu.Elkarrekin osagai hauek TPCn hornitzeko teknologia aztertu genuen, hegazkinean pieza ugari dauden lekuetan arreta jarriz, hala nola juntze-egiturak eta forma geometriko sinpleak.Zutikak”.
CETMAren etengabeko konpresio-moldeaketa-lerroa erabiliz fabrikatutako piezak.Iturria |"CETMA: Italiako Material Konposatuen I+G Berrikuntza"
Jarraitu zuen: "Kostu baxuko eta produktibitate handiko ekoizpen teknologia berri bat behar dugu".Adierazi du iraganean TPC osagai bakarraren fabrikazioan hondakin kopuru handia sortzen zela.“Beraz, konpresio-moldeaketa ez-isotermikoko teknologian oinarritutako sare-forma bat ekoitzi genuen, baina berrikuntza batzuk egin genituen (patentearen zain) hondakinak murrizteko.Unitate guztiz automatikoa diseinatu genuen horretarako, eta, ondoren, Italiako enpresa batek egin zigun.“
Pappadàren arabera, unitateak Leonardok diseinatutako osagaiak ekoitzi ditzake, "5 minuturo osagai bat, eguneko 24 orduz lanean".Hala ere, bere taldeak aurreformak nola ekoitzi asmatu behar izan zuen.Azaldu zuen: «Hasieran, laminazio prozesu lau bat behar genuen, hori baitzen garai hartan botila-lepoa»."Beraz, gure prozesua hutsune batekin (laminatu laua) hasi zen, eta gero infragorri (IR) labe batean berotu zuen., Eta gero prentsan sartu konformatzeko.Laminatu lauak prentsa handien bidez ekoizten dira normalean, 4-5 orduko ziklo-denbora behar dutenak.Laminatu lauak azkarrago ekoitzi ditzakeen metodo berri bat aztertzea erabaki genuen.Hori dela eta, Leonardo-n Ingeniarien laguntzarekin, produktibitate handiko CCM ekoizpen-lerro bat garatu genuen CETMAn.1m-ko ziklo-denbora 1m zati 15 minutura murriztu genuen.Garrantzitsua da hau etengabeko prozesu bat dela, beraz, iraupen mugagabea ekoitzi ahal izango dugu».
Irudi termiko infragorriak (IRT) kamerak SPARE erroiluen konformazio-lerroan CETMA-k ekoizpen-prozesuan zehar tenperatura-banaketa ulertzen laguntzen du eta 3D analisia sortzen laguntzen du CCM garapen-prozesuan ordenagailuaren eredua egiaztatzeko.Iturria |"CETMA: Italiako Material Konposatuen I+G Berrikuntza"
Hala ere, nola konparatzen da produktu berri hau Xperionek (gaur egun XELIS, Markdorf, Alemania) hamar urte baino gehiagotan erabili duen CCM-rekin?Pappadà-k esan zuen: "Hutsuneak bezalako akatsak aurreikus ditzaketen eredu analitikoak eta zenbakizkoak garatu ditugu".“Leonardorekin eta Salentoko Unibertsitatearekin (Lecce, Italia) elkarlanean aritu gara parametroak eta kalitatean duten eragina ulertzeko.Eredu hauek CCM berri hau garatzeko erabiltzen ditugu, non lodiera handia izan dezakegu baina kalitate handia ere lor dezakegun.Eredu hauekin, tenperatura eta presioa optimizatu ez ezik, haien Aplikazio metodoa ere optimizatu dezakegu.Tenperatura eta presioa uniformeki banatzeko teknika asko garatu ditzakezu.Hala ere, faktore hauek egitura konposatuen propietate mekanikoetan eta akatsen hazkundean duten eragina ulertu behar dugu”.
Pappadak jarraitu zuen: “Gure teknologia malguagoa da.Era berean, CCM duela 20 urte garatu zen, baina ez dago horri buruzko informaziorik, erabiltzen duten enpresa gutxiek ez baitute ezagutza eta esperientzia partekatzen.Hori dela eta, hutsetik hasi behar dugu, material konposatuen eta prozesamenduaren ulermenean oinarrituta bakarrik».
"Orain barne planak egiten ari gara eta bezeroekin lanean ari gara teknologia berri horien osagaiak aurkitzeko", esan du Corvagliak."Pieza hauek birdiseinatu eta birkualifikatu beharko dira ekoizpena hasi aurretik".Zergatik?«Helburua hegazkina ahalik eta arinena egitea da, baina prezio lehiakor batean.Horregatik, lodiera ere optimizatu behar dugu.Hala ere, baliteke pieza batek pisua murrizten duela edo antzeko forma duten pieza anitz identifikatu ditzakeela, eta horrek diru kostu asko aurreztu dezake".
Orain arte teknologia hori jende gutxiren esku egon dela errepikatu du.“Baina teknologia alternatiboak garatu ditugu prozesu hauek automatizatzeko, prentsa-moldaketa aurreratuagoak gehituz.Laminatu lau bat jartzen dugu eta gero zati bat ateratzen dugu, erabiltzeko prest.Piezak birdiseinatzeko eta pieza lauak edo profilatuak garatzen ari gara.CCMren etapa”.
"Orain CCM ekoizpen-lerro oso malgua dugu CETMAn", esan zuen Pappadàk.«Hemen presio desberdinak aplika ditzakegu beharren arabera forma konplexuak lortzeko.Leonardorekin batera garatuko dugun produktu-lerroa bere Beharrezko osagai espezifikoak betetzera bideratuago egongo da.Uste dugu CCM lerro desberdinak erabil daitezkeela forma konplexuagoen ordez lau eta L formako harietarako.Modu honetan, gaur egun TPC pieza geometriko konplexuak ekoizteko erabiltzen diren prentsa handiekin alderatuta, ekipamenduaren kostua Mantendu baxua izatea”.
CETMAk CCM erabiltzen du karbono-zuntz/PEKK zintaren norabide bakarreko hariak eta panelak ekoizteko, eta, ondoren, gila-sorta erakusle honen indukziozko soldadura erabiltzen du EURECATek kudeatzen duen Clean Sky 2 KEELBEMAN proiektuan konektatzeko.Iturria|”Gila termoplastikoen habeak soldatzeko erakusle bat gauzatu da.”
"Indukziozko soldadura oso interesgarria da material konposatuentzat, tenperatura oso ondo egokitu eta kontrola daitekeelako, berogailua oso azkarra da eta kontrola oso zehatza", esan du Pappadàk.“Leonardorekin batera, indukziozko soldadura garatu dugu TPC osagaiak batzeko.Baina orain TPC zintaren in situ sendotzeko (ISC) indukziozko soldadura erabiltzea aztertzen ari gara.Horretarako, karbono-zuntzezko zinta berri bat garatu dugu. Oso azkar berotu daiteke indukziozko soldadura bidez makina berezi bat erabiliz.Zintak zinta komertzialaren oinarrizko material bera erabiltzen du, baina arkitektura ezberdina du berokuntza elektromagnetikoa hobetzeko.Propietate mekanikoak optimizatzen ari garen bitartean, baldintza desberdinak betetzen saiatzeko prozesua ere aztertzen ari gara, hala nola automatizazioaren bidez kostu-eraginkorra eta eraginkortasunez nola aurre egin».
Adierazi zuen zaila dela TPC zintarekin ISC lortzea produktibitate onarekin.“Ekoizpen industrialerako erabiltzeko, azkarrago berotu eta hoztu behar da eta presioa oso modu kontrolatuan egin behar da.Horregatik, indukziozko soldadura erabiltzea erabaki genuen materiala finkatzen den eremu txiki bat bakarrik berotzeko, eta gainerako Laminatuak hotzean mantentzen dira».Pappadà-k dio muntaketarako erabiltzen den indukziozko soldadurarako TRL handiagoa dela.“
Indukzio-berokuntza erabiliz tokiko integrazioa oso apurtzailea dirudi; gaur egun, ez dago beste OEM edo maila hornitzailerik hori publikoki egiten."Bai, hau teknologia apurtzailea izan daiteke", esan zuen Corvagliak.“Makinaren eta materialen patenteak eskatu ditugu.Gure helburua material konposatu termoegonkorren pareko produktua da.Jende asko saiatzen da TPC erabiltzen AFPrako (Automatic Fiber Placement), baina bigarren urratsa konbinatu behar da.Geometriari dagokionez, muga handia da kostuari, ziklo-denborari eta piezen tamainari dagokionez.Izan ere, baliteke pieza aeroespazialak ekoizteko modua aldatzea».
Termoplastikoez gain, Leonardok RTM teknologia ikertzen jarraitzen du.“CETMArekin lankidetzan ari garen beste arlo bat da, eta teknologia zaharrean (kasu honetan SQRTM) oinarritutako garapen berriak patentatu dira.Radius Engineering-ek (Salt Lake City, Utah, AEB) (SQRTM) sortutako erretxina transferitzeko moldaketa kualifikatua.Corvagliak esan zuen: "Garrantzitsua da autoklabe (OOA) metodo bat izatea, dagoeneko kualifikatuta dauden materialak erabiltzeko aukera ematen diguna.«Horrek ere ezaugarri eta ezaugarri ezagunak dituzten prepregs erabiltzeko aukera ematen digu.Teknologia hau hegazkinen leihoen markoen patentea diseinatzeko, frogatzeko eta eskatzeko erabili dugu.“
COVID-19a izan arren, CETMA oraindik Leonardo programa prozesatzen ari da, hemen erakusten da SQRTM-ren erabilera hegazkinen leiho-egiturak egiteko akatsik gabeko osagaiak lortzeko eta aurre-formazioa bizkortzeko RTM teknologia tradizionalen aldean.Hori dela eta, Leonardok metalezko pieza konplexuak sare konposatuekin ordezkatu ditzake prozesatu gabe.Iturria |CETMA, Leonardo.
Pappadà-k adierazi zuen: "Hau teknologia zaharragoa da, baina sarean sartzen bazara, ezin duzu teknologia honi buruzko informaziorik aurkitu".Berriro ere, eredu analitikoak erabiltzen ari gara prozesuaren parametroak aurreikusteko eta optimizatzeko.Teknologia honekin, erretxina-banaketa ona lor dezakegu -zona lehorrik edo erretxin metaketarik ez- eta ia porositate hutsa.Zuntzaren edukia kontrolatu dezakegunez, egiturazko propietate oso altuak ekoitzi ditzakegu, eta teknologia forma konplexuak sortzeko erabil daiteke.Autoklabearen ontze-baldintzak betetzen dituzten material berdinak erabiltzen ditugu, baina OOA metodoa erabiltzen dugu, baina ontze azkarreko erretxina erabiltzea ere erabaki dezakezu ziklo-denbora minutu batzuetara laburtzeko.“
"Gaur egungo prepreg-arekin ere, ontze denbora murriztu dugu", esan zuen Corvagliak."Adibidez, 8-10 orduko autoklabe-ziklo arruntarekin alderatuta, leiho-markoetarako piezetarako, SQRTM 3-4 orduz erabil daiteke.Beroa eta presioa zuzenean aplikatzen zaizkie piezei, eta berokuntza-masa txikiagoa da.Gainera, autoklabean erretxina likidoa berotzea airea baino azkarragoa da eta piezen kalitatea ere bikaina da, eta hori bereziki onuragarria da forma konplexuetarako.Berritzerik ez, hutsune ia zero eta gainazaleko kalitate bikaina, tresna Kontrolatu-n dagoelako, ez hutseko poltsa.
Leonardo hainbat teknologia erabiltzen ari da berritzeko.Teknologiaren garapen azkarra dela eta, uste du arrisku handiko I+G-n (TRL baxua) inbertsioa ezinbestekoa dela etorkizuneko produktuetarako beharrezkoak diren teknologia berriak garatzeko, eta horrek lehendik dauden produktuek dituzten garapen-gaitasun gehigarriak (epe laburreko) gainditzen dituzte. .Leonardoren 2030 I+G plan nagusiak epe laburreko eta epe luzerako estrategiak konbinatzen ditu, hau da, enpresa iraunkor eta lehiakor baten ikuspegi bateratua.
Plan horren baitan, Leonardo Labs abiaraziko du, I+G-ra eta berrikuntzara dedikatzen den I+G-ko nazioarteko laborategi-sarea.2020rako, konpainiak lehen sei Leonardo laborategiak ireki nahi ditu Milanen, Turinen, Genovan, Erroman, Napolin eta Taranton, eta 68 ikertzaile (Leonardo Research Fellows) kontratatzen ari da honako arlo hauetan trebetasunak dituztenak: 36 sistema adimentsu autonomoetarako. Adimen artifizialaren posizioak, 15 big data azterketa, 6 errendimendu handiko konputazioa, 4 hegazkin-plataforma elektrifikazioa, 5 material eta egitura eta 2 teknologia kuantiko.Leonardo Laborategiak berrikuntza postuaren eta Leonardoren etorkizuneko teknologiaren sortzailearen papera izango du.
Aipatzekoa da hegazkinetan komertzializatutako Leonardoren teknologia bere lurreko eta itsasoko sailetan ere aplika daitekeela.Egon adi Leonardori eta material konposatuetan izan dezakeen eraginari buruzko eguneratze gehiago lortzeko.
Matrizeak zuntzez indartutako materiala lotzen du, osagai konposatuari forma ematen dio eta gainazaleko kalitatea zehazten du.Matrize konposatua polimeroa, zeramika, metala edo karbonoa izan daiteke.Hau hautaketa gida bat da.
Konposatu aplikazioetarako, mikroegitura huts hauek bolumen asko pisu baxuarekin ordezkatzen dituzte, eta prozesatzeko bolumena eta produktuaren kalitatea handitzen dute.
Argitalpenaren ordua: 2021-09-09