Precizni kalupi osnažuju istraživanje i razvoj aeronautičkih komponenti

Uz ubrzani napredak projekata kao što su-avioni velikih razmjera, civilni dronovi i eVTOL, precizni kalupi za formiranje kompozitasluže kao osnovni alat za razvoj kompozitnih komponenti. Oni direktno određuju dimenzionalnu tačnost uzoraka, defekte unutrašnje poroznosti i kompatibilnost montaže, i postali su kritično usko grlo za zrakoplovne kompozite koji prelaze s laboratorijskog-baziranog istraživanja i razvoja na certifikaciju plovidbenosti i male-serijske probne proizvodnje. Domaća preduzeća za kalupe ostvarila su kontinuirani napredak u alatima za autoklaviranje, preciznim kalupima za vazduhoplovstvo-razreda RTM, invar kalupima niske{5}}ekspanzije i alatima od karbonskih-vlakana. Ovi napretci skraćuju ciklus istraživanja i razvoja vazduhoplovnih kompozitnih komponenti, smanjuju troškove pokušaja-i-grešaka i ubrzavaju lokalizaciju industrijskog lanca vazduhoplovnih kompozitnih materijala.

I. Dimenzije procesa

1. Vazdušne kompozitne komponentepodliježu strogim zahtjevima za pristup plovidbenosti, namećući rigorozne obavezne standarde za osnovne indikatore, uključujući tolerancije oblika, vakuumsku nepropusnost šupljine, punu -temperaturnu domenu{1}}ujednačenost polja i poroznost komponenti. Podržan kompletnim setom digitalnih i precizno-orijentisanih procesnih mjera, uspostavljen je R&D-i-sistem za proizvodnju kompozitnih kalupa za vazduhoplovstvo koji karakteriše "visoka preciznost, niska greška, sposobnost ponavljanja i stabilna masovna proizvodnja". Sveobuhvatno poboljšava efikasnost razvoja i stabilnost kvaliteta kompozitnih komponenti.

2.Pre-procjena procesa putem CAE simulacije:U fazi{0}}projektovanja kalupa, simulacijske analize koje pokrivaju deformaciju očvršćavanja, termo-mehaničku spregu i raspodjelu temperaturnog-polja uvode se kako bi se predvidjeli potencijalni defekti tokom formiranja kompozita, kao što su savijanje, neujednačeni temperaturni gradijenti i abnormalni protok smole. Fizičko probno-i-formiranje grešaka je smanjeno, skraćujući ciklus istraživanja i razvoja komponenti za preko 30% i značajno smanjujući razvojne troškove za probno izvođenje.

3.Pet-povezivanje osovine velike-proces obrade:Usvajanjem jedne-integrirane pet-osinske obrade, precizno glodanje se izvodi za velike- šupljine sa složenim zakrivljenim površinama. Kumulativne greške u pozicioniranju uzrokovane ponovljenim ponovnim -stezanjem su potpuno eliminisane, precizno ispunjavajući zahtjeve oblikovanja za složene aerodinamičke profile i visoko{5}}zakrivljene površine vazduhoplovnih komponenti.

4.Zatvoreni-proces inspekcije koji kombinuje 3D skeniranje i mašine za koordinatno mjerenje (CMM):Uspostavljena je zatvorena petlja inspekcije pune-preciznosti{1}}procesa. Po završetku kalupa, vrši se provjera pune-dimenzionalne tačnosti pomoću 3D-skeniranja i CMM opreme. Nakon probnog oblikovanja, na kompozitnim dijelovima se izvode reverzno{7}}skaniranje i modeliranje. Parametri šupljine se modificiraju prema podacima o skupljanju i deformaciji očvršćavanja, čime se ostvaruje potpuna-optimizacija zatvorene petlje{10}}"projek-mašinska{1}}inspekcija-kompenzacija". Ovo je neophodan proces za usklađeno istraživanje i razvoj kompozitnih komponenti za vazduhoplovstvo.

5. Modularni umetak-proces montaže:Za kalupe komponenti tipa ekstra-velikih vazdušnih panela-, usvojene su modularne kompozitne strukture sa segmentnim umetcima-sastavljenim modulima. Ovo efikasno rješava dugotrajne-industrijske izazove za monolitne velike kalupe, kao što su teška obrada, visoki napon zaostalom toplinskom{5}}obradom i sklonost deformacijama. Kada strukture komponenti zahtijevaju ponavljanje i optimizaciju, samo lokalni umetci trebaju zamjenu umjesto potpune ponovne proizvodnje kalupa. Rješenje se dobro prilagođava visoko{8}}iteracijama istraživanja i razvoja zrakoplovnih proizvoda i smanjuje troškove modifikacije.

II. Tehničke dimenzije

(1) Iteracija tehnologije osnovnog materijala kalupa

Preciznost i stabilnost oblikovanjavazduhoplovne kompozitne komponenteu velikoj mjeri se oslanjaju na performanse visoko-materijala za podlogu za kalupe. Uz stalnu nadogradnju tehnologije domaćeg zrakoplovnog alata, podloge za kalupe su postigle diferencirana, lokalizirana i visoka-poboljšanja performansi, ciljajući na ključne izazove kao što su deformacija kompozitnog očvršćavanja, odstupanje dimenzija i kontrola troškova. Formiran je sistem{4}}selekcije podloge koji odgovara različitim scenarijima istraživanja i razvoja i masovne{5}}proizvodnje.

Podloga od legure invara:Njegov koeficijent termičke ekspanzije blisko odgovara koeficijentu kompozita od karbonskih-vlakana, čime se u najvećoj mjeri nadoknađuju deformacijske devijacije nastale očvršćavanjem kompozita. Djeluje kao standardni osnovni alatni materijal za masovnu-proizvodnju primarnih teretnih-aerokosmičkih komponenti. Domaći proboji su ostvareni za Invar blanko materijale, razbijajući prekomorske monopole.

Podloga za kalup od karbonskih vlakana BMI:Pruža dvostruke prednosti alata male težine i dobro usklađenih svojstava termičkog širenja, efikasno ublažavajući ukupnu deformaciju tokom formiranja dijelova velikih dimenzija. Posebno pogodan za istraživanje i razvoj i probnu proizvodnju ekstra velikih kompozitnih komponenti za vazduhoplovstvo velike zakrivljenosti, balansira preciznost oblikovanja i prilagodljivost alata i svrstava se među preferirane podloge za proizvodnju kompozitnih delova za vazduhoplovstvo velikih razmera.

Hibridni invar{0}}čelični alati:Trenutno glavno rješenje korišteno za domaće projekte istraživanja i razvoja od kompozitnih kompozitnih materijala u zrakoplovstvu, ima kompozitnu strukturu koja kombinuje precizno-formirane Invar prednje ploče i visoke{1}}čelične stražnje- ploče. Ovaj dizajn postiže optimalnu ravnotežu između tačnosti oblikovanja, krutosti alata i troškova proizvodnje. Invar prednji listovi garantuju termičku{5}}preciznost usklađivanja za formiranje kompozita, dok čelične stražnje- ploče povećavaju ukupnu krutost kalupa i nižu potrošnju materijala. Odgovara većini scenarija za istraživanje i razvoj i male{8}}serijske probne-proizvodne scenarije za sekundarne{10}}nosive-nosive-vazduhoplovstva i ključne strukturne komponente.

(2) Digitalni potpuno-procesni R&D sistem

Vođena-omogućavanjem dubinske digitalne-tehnologije, industrija je izgradila potpuni-zatvoreni proces-istraživački i razvojni sistem koji ostvaruje end-do-povezivanje podataka i inteligentnu optimizaciju od dizajna do verifikacije.

Kompletan sistem pokrivaDFM (Design for Manufacturability) analiza formabilnosti za komponente, strukturni dizajn preciznih kalupa, simulacija kompozitnog očvršćavanja, pet-precizna obrada u pet osi, puna-dimenzionalna 3D inspekcija i probna-verifikacija i optimizacija kalupa. Tehnologija virtuelne{0}}simulacije unaprijed identificira defekte u formiranju, strukturna odstupanja, abnormalni protok smole i druge probleme, zamjenjujući konvencionalne fizičke probe-i-greške i drastično smanjujući iteracije prototipa i cikluse istraživanja i razvoja. Na osnovu toga se primjenjuje digitalna{4}}tehnologija blizanaca. Visoko{6}}precizni senzori temperature i pritiska postavljeni na kalupe prikupljaju-podatke o stanju formiranja-u realnom vremenu koji se unose u sisteme za simulaciju. Stvarni probni-podaci o kalupu iterativno optimizuju dizajn konstrukcije kalupa, -kontrole temperature i brtvljenja{12}}. Pozitivan ciklus od"virtuelna simulacija - fizička obrada - povratne informacije o podacima - kontinuirana optimizacija"je stvorena, sveobuhvatno podižući preciznost dizajna i stabilnost oblikovanja za kompozitne kalupe za vazduhoplovstvo.