Italjaanske OEM- en Tier 1-leveransier Leonardo wurke gear mei de CETMA R&D-ôfdieling om nije gearstalde materialen, masines en prosessen te ûntwikkeljen, ynklusyf induksjelassen foar konsolidaasje fan thermoplastyske kompositen op it plak.#Trend#cleansky#f-35
Leonardo Aerostructures, in lieder yn 'e produksje fan gearstalde materialen, produsearret ien-stik romp barrels foar de Boeing 787. It wurket mei CETMA om nije technologyen te ûntwikkeljen, ynklusyf trochgeande kompresjefoarming (CCM) en SQRTM (ûnder).Produksje technology.Boarne |Leonardo en CETMA
Dit blog is basearre op myn ynterview mei Stefano Corvaglia, materiaal yngenieur, R&D direkteur en manager fan yntellektueel eigendom fan Leonardo's fleantúchstruktuerôfdieling (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola produksjefoarsjenningen, súdlik Itaalje), en in ynterview mei Dr. Silvio Pappadà, ûndersyk yngenieur en haad.Projekt fan gearwurking tusken CETMA (Brindisi, Italië) en Leonardo.
Leonardo (Rome, Itaalje) is ien fan 'e grutste spilers yn 'e wrâld op it mêd fan loft-, definsje en feiligens, mei in omset fan 13,8 miljard euro en mear as 40.000 meiwurkers wrâldwiid.It bedriuw leveret wiidweidige oplossingen foar loft, lân, see, romte, netwurk en feiligens, en ûnbemanne systemen wrâldwiid.Leonardo's R&D-ynvestearring is sawat 1,5 miljard euro (11% fan 2019-ynkomsten), twadde yn Jeropa en fjirde yn 'e wrâld yn termen fan ûndersyksynvestearring yn 'e loftfeart- en definsjefjilden.
Leonardo Aerostructures produsearret ien-stik gearstalde romp barrels foar dielen 44 en 46 fan de Boeing 787 Dreamliner.Boarne |Leonardo
Leonardo, fia syn ôfdieling foar loftfeartstruktuer, leveret de grutte sivile fleantúchprogramma's fan 'e wrâld de fabrikaazje en gearstalling fan grutte strukturele komponinten fan gearstalde en tradisjonele materialen, ynklusyf de romp en sturt.
Leonardo Aerostructures produseart gearstalde horizontale stabilisatoren foar de Boeing 787 Dreamliner.Boarne |Leonardo
Yn termen fan gearstalde materialen produsearret Leonardo's Aerospace Structure Division "ien-stik barrels" foar de Boeing 787 sintrale romp-seksjes 44 en 46 by har Grottaglie-fabryk en de horizontale stabilisatoren by har Foggia-fabryk, goed foar sawat 14% fan 'e 787-romp.%.De produksje fan oare produkten fan gearstalde struktuer omfettet it produsearjen en gearstallen fan 'e efterfleugel fan' e ATR en Airbus A220 kommersjele fleantugen by har Foggia Plant.Foggia produseart ek gearstalde dielen foar de Boeing 767 en militêre programma's, ynklusyf de Joint Strike Fighter F-35, de Eurofighter Typhoon fighter, de C-27J militêre ferfiersfleantúch, en de Falco Xplorer, it lêste lid fan 'e Falco ûnbemanne fleanmasine produsearre troch Leonardo.
"Tegearre mei CETMA dogge wy in protte aktiviteiten, lykas yn thermoplastyske kompositen en harstransferfoarmjen (RTM)," sei Corvaglia.“Us doel is om R&D-aktiviteiten yn 'e koartst mooglike tiid ta te rieden foar produksje.Yn ús ôfdieling (R&D- en IP-behear) sykje wy ek disruptive technologyen mei legere TRL (technysk reewilligensnivo, dat wol sizze, De legere TRL is oankommende en fierder fan produksje), mar wy hoopje konkurrearjender te wêzen en help te leverjen oan klanten rûn de wrâld."
Pappadà tafoege: "Sûnt ús mienskiplike ynspanningen hawwe wy hurd wurke om kosten en miljeu-ynfloed te ferminderjen.Wy hawwe fûn dat thermoplastyske kompositen (TPC) binne fermindere yn ferliking mei thermoset materialen.
Corvaglia wiisde út: "Wy hawwe dizze technologyen ûntwikkele tegearre mei it team fan Silvio en bouden wat automatisearre batterijprototypes om se yn produksje te evaluearjen."
"CCM is in geweldich foarbyld fan ús mienskiplike ynspanningen," sei Pappadà."Leonardo hat bepaalde komponinten identifisearre makke fan thermoset gearstalde materialen.Tegearre ûndersochten wy de technology fan it leverjen fan dizze komponinten yn TPC, rjochte op 'e plakken wêr't in grut oantal dielen op it fleantúch binne, lykas splitsstruktueren en ienfâldige geometryske foarmen.Stiennen."
Dielen produsearre mei CETMA's trochgeande produksjeline foar kompresjefoarmjen.Boarne |"CETMA: Italjaanske gearstalde materialen R&D Ynnovaasje"
Hy gie troch: "Wy hawwe in nije produksjetechnology nedich mei lege kosten en hege produktiviteit."Hy wiisde derop dat der yn it ferline in grutte hoemannichte ôffal ûntstien is by it meitsjen fan ien TPC-ûnderdiel."Dat, wy produsearren in gaasfoarm basearre op net-isotermyske kompresjefoarmtechnology, mar wy makken wat ynnovaasjes (patent oanfreegje) om ôffal te ferminderjen.Wy ûntwurp in folslein automatyske ienheid foar dit, en dan boud in Italjaansk bedriuw it foar ús."
Neffens Pappadà kin de ienheid komponinten produsearje ûntwurpen troch Leonardo, "ien komponint elke 5 minuten, wurkje 24 oeren deis."Syn team moast doe lykwols útfine hoe't se de foarfoarmen produsearje.Hy ferklearre: "Yn it begjin hienen wy in plat laminaasjeproses nedich, om't dit doe de knelpunt wie.""Dat, ús proses begon mei in lege (plat laminaat), en ferwaarme it doe yn in ynfraread (IR) oven., En dan set yn 'e parse foar it foarmjen.Flat laminates wurde meastal produsearre mei help fan grutte parsen, dy't nedich 4-5 oeren fan syklus tiid.Wy besletten om in nije metoade te studearjen dy't flugger platte laminaten kin produsearje.Dêrom, yn Leonardo Mei de stipe fan yngenieurs, hawwe wy ûntwikkele in hege-produktiviteit CCM produksje line yn CETMA.Wy fermindere de syklustiid fan 1m troch 1m dielen nei 15 minuten.Wat wichtich is, is dat dit in trochgeand proses is, sadat wy ûnbeheinde lingte kinne produsearje."
De ynfraread termyske imager (IRT) kamera yn 'e SPARE progressive roll forming line helpt CETMA begripe de temperatuer distribúsje tidens it produksjeproses en generearje 3D analyze te ferifiearjen it kompjûter model tidens de CCM ûntwikkeling proses.Boarne |"CETMA: Italjaanske gearstalde materialen R&D Ynnovaasje"
Hoe fergeliket dit nije produkt lykwols mei de CCM dy't Xperion (no XELIS, Markdorf, Dútslân) mear as tsien jier hat brûkt?Pappadà sei: "Wy hawwe analytyske en numerike modellen ûntwikkele dy't defekten lykas leechte kinne foarsizze.""Wy hawwe gearwurke mei Leonardo en de Universiteit fan Salento (Lecce, Itaalje) om de parameters en har ynfloed op kwaliteit te begripen.Wy brûke dizze modellen om dizze nije CCM te ûntwikkeljen, wêr't wy in hege dikte kinne hawwe, mar ek hege kwaliteit kinne berikke.Mei dizze modellen kinne wy net allinich temperatuer en druk optimalisearje, mar ek har applikaasjemetoade optimalisearje.Jo kinne in protte techniken ûntwikkelje om temperatuer en druk gelijkmatig te fersprieden.Wy moatte lykwols de ynfloed fan dizze faktoaren begripe op 'e meganyske eigenskippen en defektgroei fan gearstalde struktueren.
Pappadà gie troch: "Us technology is fleksibeler.Likegoed is CCM 20 jier lyn ûntwikkele, mar dêr is gjin ynformaasje oer om't de pear bedriuwen dy't it brûke, gjin kennis en saakkundigens diele.Dêrom moatte wy fanôf it begjin begjinne, allinich basearre op ús begryp fan gearstalde materialen en ferwurking. ”
"Wy geane no troch ynterne plannen en wurkje mei klanten om de komponinten fan dizze nije technologyen te finen," sei Corvaglia."Dizze dielen moatte miskien opnij ûntwurpen en opnij kwalifisearre wurde foardat de produksje kin begjinne."Wêrom?“It doel is om it tastel sa licht mooglik te meitsjen, mar tsjin in konkurrearjende priis.Dêrom moatte wy ek de dikte optimalisearje.Wy kinne lykwols fine dat ien diel gewicht kin ferminderje, of meardere dielen identifisearje mei ferlykbere foarmen, wat in protte jildkosten kin besparje.
Hy herhaalde dat dizze technology oant no ta yn 'e hannen west hat fan in pear minsken."Mar wy hawwe alternative technologyen ûntwikkele om dizze prosessen te automatisearjen troch mear avansearre parsefoarmen ta te foegjen.Wy sette in plat laminaat yn en dan nimme in diel derfan út, klear foar gebrûk.Wy binne yn it proses fan it opnij ûntwerpen fan dielen en it ûntwikkeljen fan platte as profilearre dielen.It poadium fan CCM. ”
"Wy hawwe no in heul fleksibele CCM-produksjeline yn CETMA," sei Pappadà."Hjir kinne wy ferskate druk tapasse as nedich om komplekse foarmen te berikken.De produktline dy't wy tegearre mei Leonardo sille ûntwikkelje sil mear rjochte wêze op it foldwaan oan har spesifike fereaske komponinten.Wy leauwe dat ferskate CCM rigels kinne brûkt wurde foar platte en L-foarmige stringers ynstee fan mear komplekse foarmen.Op dizze manier, yn ferliking mei de grutte parsen dy't op it stuit brûkt wurde om komplekse geometryske TPC-dielen te produsearjen, kinne wy de apparatuerkosten meitsje Hâld it leech.
CETMA brûkt CCM foar in produsearje stringers en panielen út koalstof fibre / PEKK ien-way tape, en dan brûkt induction welding fan dizze kiel bondel demonstrator te ferbinen se yn de Clean Sky 2 KEELBEMAN projekt beheard troch EURECAT.Boarne|"In demonstraasje foar it lassen fan thermoplastyske kielbalken wurdt realisearre."
"Induction welding is tige nijsgjirrich foar gearstalde materialen, omdat de temperatuer kin wurde oanpast en kontrolearre hiel goed, de ferwaarming is hiel fluch en de kontrôle is hiel sekuer," sei Pappadà."Tegearre mei Leonardo hawwe wy induksjelassen ûntwikkele om TPC-komponinten te ferbinen.Mar no beskôgje wy it brûken fan induksjelassen foar in-situ-konsolidaasje (ISC) fan TPC-tape.Foar dit doel, wy hawwe ûntwikkele in nije koalstof fiber tape, It kin wurde ferwaarme hiel fluch troch induction welding mei help fan in spesjale masine.De tape brûkt itselde basismateriaal as de kommersjele tape, mar hat in oare arsjitektuer om elektromagnetyske ferwaarming te ferbetterjen.Wylst wy de meganyske eigenskippen optimalisearje, beskôgje wy ek it proses om te besykjen te foldwaan oan Ferskillende easken, lykas hoe't se kosten-effektyf en effisjint mei automatisearring omgean kinne."
Hy wiisde út dat it dreech is om ISC te berikken mei TPC-tape mei goede produktiviteit."Om it te brûken foar yndustriële produksje, moatte jo rapper ferwaarmje en koelje en op in heul kontroleare manier druk tapasse.Dêrom hawwe wy besletten om induksjelassen te brûken om mar in lyts gebiet te ferwaarmjen wêr't it materiaal wurdt konsolidearre, en de rest Laminaten wurde kâld hâlden.Pappadà seit dat de TRL foar induksjelassen brûkt foar montage heger is."
Yntegraasje op it terrein mei induksjeferwaarming liket ekstreem fersteurend - op it stuit docht gjin oare OEM- as tierleveransier dit iepenbier."Ja, dit kin disruptive technology wêze," sei Corvaglia."Wy hawwe patinten oanfrege foar de masine en materialen.Us doel is in produkt te fergelykjen mei thermoset gearstalde materialen.In protte minsken besykje TPC te brûken foar AFP (Automatic Fiber Placement), mar de twadde stap moat wurde kombinearre.Yn termen fan mjitkunde, Dit is in grutte beheining yn termen fan kosten, syklus tiid en diel grutte.Yn feite kinne wy de manier feroarje wêrop wy aerospace-ûnderdielen produsearje."
Neist thermoplastyk bliuwt Leonardo ûndersykje RTM-technology."Dit is in oar gebiet wêr't wy gearwurkje mei CETMA, en nije ûntjouwings basearre op 'e âlde technology (SQRTM yn dit gefal) binne patintearre.Kwalifisearre hars oerdracht moulding oarspronklik ûntwikkele troch Radius Engineering (Salt Lake City, Utah, Feriene Steaten) (SQRTM).Corvaglia sei: "It is wichtich om in autoklaaf (OOA) metoade te hawwen wêrmei ús materialen kinne brûke dy't al kwalifisearre binne."Dit lit ús ek prepregs brûke mei bekende skaaimerken en kwaliteiten.Wy hawwe dizze technology brûkt foar it ûntwerpen, demonstrearjen en oanfreegje foar in oktroai foar finsterframes foar fleantugen."
Nettsjinsteande COVID-19 ferwurket CETMA noch it Leonardo-programma, hjir wurdt it gebrûk fan SQRTM toand om struktueren fan fleantugen te meitsjen om defektfrije komponinten te berikken en foarfoarming te fersnellen yn ferliking mei tradisjonele RTM-technology.Dêrom kin Leonardo komplekse metalen dielen ferfange mei mesh gearstalde dielen sûnder fierdere ferwurking.Boarne |CETMA, Leonardo.
Pappadà wiisde út: "Dit is ek in âldere technology, mar as jo online geane, kinne jo gjin ynformaasje fine oer dizze technology."Nochris brûke wy analytyske modellen om prosesparameters te foarsizzen en te optimalisearjen.Mei dizze technology kinne wy in goede harsferdieling krije - gjin droege gebieten of harsakkumulaasje - en hast nul porositeit.Om't wy de glêstriedynhâld kinne kontrolearje, kinne wy heule hege strukturele eigenskippen produsearje, en de technology kin brûkt wurde om komplekse foarmen te produsearjen.Wy brûke deselde materialen dy't foldogge oan de autoclave curing easken, mar brûke de OOA metoade, mar jo kinne ek beslute om te brûken in flugge curing hars foar in koarter de syklus tiid ta in pear minuten."
"Sels mei de hjoeddeistige prepreg hawwe wy de hurdenstiid fermindere," sei Corvaglia."Bygelyks, yn ferliking mei in normale autoklaafsyklus fan 8-10 oeren, foar dielen lykas finsterframes, kin SQRTM foar 3-4 oeren brûkt wurde.Waarmte en druk wurde direkt tapast oan de dielen, en de ferwaarming massa is minder.Dêrnjonken is de ferwaarming fan floeibere hars yn 'e autoklaaf flugger as de loft, en de kwaliteit fan' e dielen is ek poerbêst, wat benammen foardielich is foar komplekse foarmen.Gjin rework, hast nul voids en poerbêst oerflak kwaliteit, omdat it ark is yn Control it, net de fakuüm tas.
Leonardo brûkt in ferskaat oan technologyen om te ynnovearjen.Fanwegen de rappe ûntwikkeling fan technology is it fan betinken dat ynvestearring yn heech risiko R&D (lege TRL) essensjeel is foar de ûntwikkeling fan nije technologyen dy't nedich binne foar takomstige produkten, dy't de ynkrementele (koarte termyn) ûntwikkelingsmooglikheden dy't besteande produkten al hawwe .Leonardo's 2030 R&D-masterplan kombineart sa'n kombinaasje fan koarte- en lange-termynstrategyen, wat in ienriedige fyzje is foar in duorsum en kompetitive bedriuw.
As ûnderdiel fan dit plan sil it Leonardo Labs lansearje, in ynternasjonaal bedriuws R&D-laboratoariumnetwurk wijd oan R&D en ynnovaasje.Tsjin 2020 sil it bedriuw besykje de earste seis Leonardo-laboratoaren te iepenjen yn Milaan, Turyn, Genua, Rome, Napels en Taranto, en rekrutearret 68 ûndersikers (Leonardo Research Fellows) mei feardigens yn 'e folgjende fjilden: 36 autonome yntelliginte systemen foar posysjes foar keunstmjittige yntelliginsje, 15 grutte data-analyze, 6 hege-prestaasjes komputer, 4 elektrifikaasje fan loftfeartplatfoarms, 5 materialen en struktueren, en 2 kwantumtechnologyen.Leonardo Laboratory sil de rol spylje fan in ynnovaasjepost en de skepper fan Leonardo's takomstige technology.
It is de muoite wurdich op te merken dat Leonardo's technology kommersjalisearre op fleantugen ek kin wurde tapast yn har lân- en seeôfdielingen.Bliuw op 'e hichte foar mear updates oer Leonardo en har potensjele ynfloed op gearstalde materialen.
De matrix bynt it fiber-fersterke materiaal, jout de gearstalde komponint syn foarm, en bepaalt syn oerflak kwaliteit.De gearstalde matrix kin polymear, keramyk, metaal of koalstof wêze.Dit is in seleksje gids.
Foar gearstalde tapassingen ferfange dizze holle mikrostruktueren in protte folume mei leech gewicht, en ferheegje ferwurkingsvolumint en produktkwaliteit.
Posttiid: Febrewaris 09-2021