Den italienesche OEM an den Tier 1 Fournisseur Leonardo hunn zesumme mam CETMA R&D Departement zesummegeschafft fir nei Kompositmaterialien, Maschinnen a Prozesser z'entwéckelen, dorënner Induktiounsschweißen fir d'Konsolidéierung op der Plaz vun thermoplastesche Kompositen.#Trend#cleansky#f-35
Leonardo Aerostructures, e Leader an der Produktioun vu Kompositmaterialien, produzéiert een Stéck Fuselage Fässer fir d'Boeing 787. Et schafft mat CETMA fir nei Technologien z'entwéckelen, dorënner kontinuéierlech Kompressiounsformen (CCM) a SQRTM (ënnen).Produktioun Technologie.Quelle |Leonardo an CETMA
Dëse Blog baséiert op mengem Interview mam Stefano Corvaglia, Materialingenieur, R&D Direkter an intellektuell Propriétéit Manager vum Leonardo Fliger Struktur Departement (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, Nola Produktiounsanlagen, Süditalien), an engem Interview mam Dr. Silvio Pappadà, Fuerschung Ingenieur a Chef.Projet vun Zesummenaarbecht tëscht CETMA (Brindisi, Italien) an Leonardo.
De Leonardo (Rom, Italien) ass ee vun de grousse Spiller vun der Welt am Raumfaart-, Verteidegungs- a Sécherheetsberäich, mat engem Ëmsaz vun 13,8 Milliarden Euro a méi wéi 40.000 Mataarbechter weltwäit.D'Firma bitt iwwergräifend Léisunge fir Loft, Land, Mier, Weltraum, Netzwierk a Sécherheet, an onbemannt Systemer weltwäit.Dem Leonardo seng R&D Investitioun ass ongeféier 1,5 Milliarden Euro (11% vun 2019 Einnahmen), déi zweet an Europa a véiert op der Welt a punkto Fuerschungsinvestitiounen an de Raumfaart- a Verteidegungsberäicher.
Leonardo Aerostructures produzéiert e Stéck Komposit Fuselage Fässer fir Deeler 44 a 46 vum Boeing 787 Dreamliner.Quelle |Leonardo
De Leonardo, duerch seng Aviatiounsstrukturdepartement, liwwert déi weltgréisste zivil Fligerprogrammer mat der Fabrikatioun an Assemblée vu grousse strukturelle Komponenten vu Komposit an traditionelle Materialien, dorënner de Fuselage an de Schwanz.
Leonardo Aerostructures produzéiert Komposit horizontal Stabilisatoren fir de Boeing 787 Dreamliner.Quelle |Leonardo
Wat d'Kompositmaterialien ugeet, produzéiert d'Leonardo's Aerospace Structure Division "One-Stéck Fässer" fir d'Boeing 787 zentrale Fuselage Sektiounen 44 a 46 op senger Grottaglie Planz an déi horizontal Stabilisatoren op senger Foggia Planz, déi ongeféier 14% vum 787 Fuselage ausmaachen.%.D'Produktioun vun anere Kompositstrukturprodukter beinhalt d'Fabrikatioun an d'Versammlung vum hënneschte Flillek vum ATR an Airbus A220 kommerziellen Fliger op senger Foggia Plant.Foggia produzéiert och Komposit Deeler fir d'Boeing 767 a militäresch Programmer, dorënner de Joint Strike Fighter F-35, den Eurofighter Typhoon Fighter, den C-27J Militärtransportfliger, an de Falco Xplorer, dee leschte Member vun der Falco onbemannt Fligerfamill produzéiert. vum Leonardo.
"Zesumme mat CETMA maache mir vill Aktivitéiten, sou wéi an thermoplastesche Kompositen a Harztransferformung (RTM)," sot Corvaglia."Eist Zil ass d'R&D Aktivitéite fir d'Produktioun an der kuerzer Zäit virzebereeden.An eisem Departement (R&D an IP Gestioun) sichen mir och disruptive Technologien mat engem nidderegen TRL (technesch Bereetschaftsniveau-dh, Déi ënnescht TRL ass entstanen a méi wäit vun der Produktioun), awer mir hoffen méi kompetitiv ze sinn an Hëllef u Clienten ronderëm de Welt."
Pappadà huet bäigefüügt: "Zënter eise gemeinsame Efforte hu mir haart geschafft fir d'Käschten an d'Ëmweltimpakt ze reduzéieren.Mir hunn erausfonnt datt thermoplastesch Komposit (TPC) am Verglach mat thermoset Materialien reduzéiert goufen.
Corvaglia huet drop higewisen: "Mir hunn dës Technologien zesumme mam Silvio Team entwéckelt an e puer automatiséiert Batterie Prototypen gebaut fir se an der Produktioun ze evaluéieren."
"CCM ass e super Beispill vun eise gemeinsamen Efforten," sot Pappadà."De Leonardo huet verschidde Komponenten identifizéiert aus thermoset Kompositmaterialien.Zesummen hu mir d'Technologie exploréiert fir dës Komponenten am TPC ze liwweren, konzentréieren op d'Plazen wou et eng grouss Zuel vun Deeler um Fliger sinn, wéi Splicestrukturen an einfache geometresch Formen.Stänn."
Deeler hiergestallt mat CETMA kontinuéierlech Kompressioun molding Produktioun Linn.Quelle |"CETMA: Italienesch Kompositmaterial R&D Innovatioun"
Hien huet weider: "Mir brauchen eng nei Produktiounstechnologie mat niddrege Käschten an héijer Produktivitéit."Hien huet drop higewisen datt an der Vergaangenheet eng grouss Quantitéit vun Offall bei der Fabrikatioun vun engem eenzegen TPC-Komponent entsteet."Also, mir hunn eng Mesh-Form produzéiert baséiert op net-isothermesch Kompressiounsformtechnologie, awer mir hunn e puer Innovatiounen gemaach (Patent-pendend) fir Offall ze reduzéieren.Mir entworf eng voll automatesch Eenheet fir dës, an dann eng italienesch Firma et fir eis gebaut."
Laut Pappadà kann d'Eenheet Komponente produzéieren, entworf vum Leonardo, "ee Komponent all 5 Minutten, 24 Stonnen den Dag schaffen."Seng Equipe huet awer dunn missen erausfannen, wéi d'Preforme produzéiert ginn.Hien huet erkläert: "Am Ufank hu mir e flaach Laminéierungsprozess gebraucht, well dëst deemools de Flaschenhals war.""Also, eise Prozess huet mat engem eidel (flaach Laminat) ugefaang an duerno an engem Infrarout (IR) Uewen erhëtzt., An dann an d'Press setzen fir ze bilden.Flaach Laminate ginn normalerweis mat grousse Pressen produzéiert, déi 4-5 Stonnen Zykluszäit erfuerderen.Mir hu beschloss eng nei Method ze studéieren déi flaach Laminate méi séier produzéiere kann.Dofir, am Leonardo Mat der Ënnerstëtzung vun Ingenieuren, hu mir eng héichproduktiv CCM Produktiounslinn am CETMA entwéckelt.Mir hunn d'Zykluszäit vun 1m ëm 1m Deeler op 15 Minutten reduzéiert.Wat wichteg ass, ass datt dëst e kontinuéierleche Prozess ass, sou datt mir onlimitéiert Längt kënne produzéieren.
D'Infrarout thermesch Imager (IRT) Kamera an der SPARE progressiver Rollforming Linn hëlleft CETMA d'Temperaturverdeelung während dem Produktiounsprozess ze verstoen an 3D Analyse ze generéieren fir de Computermodell während dem CCM Entwécklungsprozess z'iwwerpréiwen.Quelle |"CETMA: Italienesch Kompositmaterial R&D Innovatioun"
Wéi vergläicht awer dëst neit Produkt mat der CCM déi Xperion (haut XELIS, Markdorf, Däitschland) fir méi wéi zéng Joer benotzt huet?De Pappadà sot: "Mir hunn analytesch an numeresch Modeller entwéckelt déi Mängel wéi Voids viraussoen kënnen.""Mir hunn zesumme mam Leonardo an der Universitéit vu Salento (Lecce, Italien) zesummegeschafft fir d'Parameteren an hiren Impakt op Qualitéit ze verstoen.Mir benotzen dës Modeller fir dësen neie CCM z'entwéckelen, wou mir eng héich Dicke kënnen awer och héich Qualitéit erreechen.Mat dëse Modeller kënne mir net nëmmen Temperatur an Drock optimiséieren, awer och hir Uwendungsmethod optimiséieren.Dir kënnt vill Techniken entwéckelen fir Temperatur an Drock gläichméisseg ze verdeelen.Wéi och ëmmer, mir musse den Impakt vun dëse Faktoren op déi mechanesch Eegeschaften an Defektwuesstum vu Kompositstrukturen verstoen.
Pappadà huet weider: "Eis Technologie ass méi flexibel.Ähnlech gouf CCM virun 20 Joer entwéckelt, awer et gëtt keng Informatioun doriwwer, well déi puer Firmen, déi et benotzen, net Wëssen an Expertise deelen.Dofir musse mir vun Null ufänken, nëmmen op Basis vun eisem Verständnis vu Kompositmaterialien a Veraarbechtung.
"Mir ginn elo duerch intern Pläng a schaffen mat Clienten fir d'Komponente vun dësen neien Technologien ze fannen", sot Corvaglia."Dës Deeler mussen eventuell nei designt a requalifizéiert ginn ier d'Produktioun kann ufänken."Firwat?"D'Zil ass de Fliger esou liicht wéi méiglech ze maachen, awer zu engem kompetitive Präis.Dofir musse mir och d'Dicke optimiséieren.Wéi och ëmmer, mir kënnen feststellen datt een Deel d'Gewiicht reduzéiere kann, oder verschidde Deeler mat ähnlechen Formen identifizéieren, wat vill Suen spuere kann.
Hien huet widderholl datt bis elo dës Technologie an den Hänn vun e puer Leit war."Awer mir hunn alternativ Technologien entwéckelt fir dës Prozesser ze automatiséieren andeems se méi fortgeschratt Pressformen addéieren.Mir setzen e flaach Laminat an huelen dann en Deel dovun eraus, prett fir ze benotzen.Mir sinn amgaang Deeler nei ze designen an flaach oder profiléiert Deeler z'entwéckelen.D'Etapp vum CCM.
"Mir hunn elo eng ganz flexibel CCM Produktiounslinn am CETMA," sot Pappadà."Hei kënne mir verschidden Drock applizéieren wéi néideg fir komplex Formen z'erreechen.D'Produktlinn, déi mir zesumme mam Leonardo entwéckelen, wäert méi fokusséieren op seng spezifesch erfuerderlech Komponenten ze treffen.Mir gleewen datt verschidde CCM Linnen fir flaach a L-förmlech Stringer benotzt kënne ginn anstatt méi komplex Formen.Op dës Manéier, am Verglach mat de grousse Pressen déi aktuell benotzt gi fir komplex geometresch TPC Deeler ze produzéieren, kënne mir d'Ausrüstungskäschte maachen.
CETMA benotzt CCM fir Stringer a Paneele vu Kuelestofffaser / PEKK One-Way Band ze produzéieren, a benotzt dann Induktiounsschweißen vun dësem Keelbündel Demonstrateur fir se am Clean Sky 2 KEELBEMAN Projet ze verbannen, dee vun EURECAT geréiert gëtt.Quell|"En Demonstrateur fir Schweißen thermoplastesche Keelstrahlen gëtt realiséiert."
"Induktiounsschweißen ass ganz interessant fir Kompositmaterialien, well d'Temperatur ka ganz gutt ugepasst a kontrolléiert ginn, d'Heizung ass ganz séier an d'Kontroll ganz präzis", sot Pappadà."Zesumme mam Leonardo hu mir Induktiounsschweißen entwéckelt fir TPC Komponenten ze verbannen.Awer elo betruechte mir d'Benotzung vun Induktiounsschweißen fir In-situ Konsolidatioun (ISC) vun TPC Band.Zu dësem Zweck hu mir eng nei Kuelestofffaserband entwéckelt, Et kann ganz séier duerch Induktiounsschweißen mat enger spezieller Maschinn erhëtzt ginn.De Band benotzt datselwecht Basismaterial wéi de kommerziellen Band, awer huet eng aner Architektur fir elektromagnetesch Heizung ze verbesseren.Wärend d'mechanesch Eegeschaften optimiséieren, betruechte mir och de Prozess fir ze probéieren verschidden Ufuerderungen z'erhalen, wéi zum Beispill wéi ee mat hinnen käschteffizient an effizient duerch Automatisatioun ëmzegoen.
Hien huet drop higewisen datt et schwéier ass ISC mat TPC Band mat gudder Produktivitéit z'erreechen."Fir et fir d'Industrieproduktioun ze benotzen, musst Dir méi séier hëtzen a killen an Drock op eng ganz kontrolléiert Manéier applizéieren.Dofir hu mir beschloss Induktiounsschweißen ze benotzen fir nëmmen e klengt Gebitt z'erhëtzen, wou d'Material konsolidéiert ass, an de Rescht Laminate gi kal gehal.Pappadà seet datt den TRL fir Induktiounsschweißen fir d'Montage benotzt ass méi héich."
Integratioun op der Plaz mat Induktiounsheizung schéngt extrem stéierend ze sinn - de Moment, keen aneren OEM oder Tier Supplier mécht dëst ëffentlech."Jo, dëst kann stéierend Technologie sinn," sot Corvaglia."Mir hunn Patenter fir d'Maschinn a Materialien ugemellt.Eist Zil ass e Produkt vergläichbar mat thermoset Kompositmaterialien.Vill Leit probéieren TPC fir AFP (Automatic Fiber Placement) ze benotzen, awer den zweete Schrëtt muss kombinéiert ginn.Wat d'Geometrie ugeet, ass dëst eng grouss Begrenzung a punkto Käschten, Zykluszäit an Deelgréisst.Tatsächlech kënne mir d'Art a Weis wéi mir Raumfaartdeeler produzéieren änneren.
Nieft Thermoplastik fiert de Leonardo weider RTM Technologie ze fuerschen."Dëst ass en anert Gebitt wou mir mat CETMA kooperéieren, an nei Entwécklungen baséiert op der aler Technologie (SQRTM an dësem Fall) goufen patentéiert.Qualifizéiert resin Transfer molding ursprénglech vun Radius Engineering entwéckelt (Salt Lake City, Utah, USA) (SQRTM).Corvaglia sot: "Et ass wichteg eng Autoklave (OOA) Method ze hunn déi eis erlaabt Materialien ze benotzen déi scho qualifizéiert sinn."Dëst erlaabt eis och Prepregs mat bekannte Charakteristiken a Qualitéiten ze benotzen.Mir hunn dës Technologie benotzt fir e Patent fir Fligerfensterrahmen ze designen, ze demonstréieren an ze gëllen."
Trotz COVID-19 veraarbecht CETMA nach ëmmer de Leonardo Programm, hei gëtt d'Benotzung vu SQRTM gewisen fir Fligerfensterstrukturen ze maachen fir defektfräi Komponenten z'erreechen an d'Preformatioun ze beschleunegen am Verglach mat traditioneller RTM Technologie.Dofir kann de Leonardo komplex Metalldeeler mat Mesh Composite Deeler ersetzen ouni weider Veraarbechtung.Quelle |CETMA, Leonardo.
De Pappadà huet drop higewisen: "Dëst ass och eng méi al Technologie, awer wann Dir online gitt, fannt Dir keng Informatioun iwwer dës Technologie."Nach eng Kéier benotze mir analytesch Modeller fir Prozessparameter virauszesoen an ze optimiséieren.Mat dëser Technologie kënne mir eng gutt Harzverdeelung kréien - keng trocken Flächen oder Harsakkumulation - a bal null Porositéit.Well mir de Fasergehalt kontrolléieren kënnen, kënne mir ganz héich strukturell Eegeschafte produzéieren, an d'Technologie kann benotzt ginn fir komplex Formen ze produzéieren.Mir benotzen déiselwecht Materialien déi den Autoklave-Härungsfuerderunge entspriechen, awer d'OOA-Methode benotzen, awer Dir kënnt och decidéieren e séieren Aushärtharz ze benotzen fir den Zykluszäit op e puer Minutten ze verkierzen."
"Och mat der aktueller Prepreg hu mir d'Aushärtzäit reduzéiert," sot Corvaglia."Zum Beispill, am Verglach mat engem normale Autoklave-Zyklus vun 8-10 Stonnen, fir Deeler wéi Fënsterframe, kann SQRTM fir 3-4 Stonnen benotzt ginn.Hëtzt an Drock ginn direkt op d'Deeler applizéiert, an d'Heizmass ass manner.Zousätzlech ass d'Heizung vu flëssege Harz am Autoklav méi séier wéi d'Loft, an d'Qualitéit vun den Deeler ass och exzellent, wat besonnesch gutt ass fir komplex Formen.Kee Rework, bal null Void an exzellent Uewerflächqualitéit, well d'Tool ass a Kontroll et, net de Vakuumbeutel.
De Leonardo benotzt eng Vielfalt vun Technologien fir ze innovéieren.Wéinst der rapider Entwécklung vun der Technologie ass et der Meenung, datt Investitiounen an héich-Risiko R&D (niddereg TRL) wesentlech sinn fir d'Entwécklung vun neien Technologien, déi fir zukünfteg Produkter néideg sinn, déi d'inkrementell (kuerzfristeg) Entwécklungsfäegkeeten iwwerschreiden, déi existent Produkter scho besëtzen. .Dem Leonardo säin 2030 R&D Masterplang kombinéiert sou eng Kombinatioun vu kuerzfristeg a laangfristeg Strategien, wat eng vereenegt Visioun fir eng nohalteg a kompetitiv Firma ass.
Als Deel vun dësem Plang wäert et Leonardo Labs lancéieren, en internationale Firmen-R&D Laboratoirenetz gewidmet fir R&D an Innovatioun.Bis 2020 wäert d'Firma probéieren déi éischt sechs Leonardo Laboratoiren zu Mailand, Turin, Genua, Roum, Neapel an Taranto opzemaachen, a rekrutéiert 68 Fuerscher (Leonardo Research Fellows) mat Fäegkeeten an de folgende Beräicher: 36 autonom intelligent Systemer fir kënschtlech Intelligenz Positiounen, 15 Big Data Analyse, 6 High-Performance Computing, 4 Loftfaart Plattform Elektrifizéierung, 5 Materialien a Strukturen, an 2 Quantephysik Technologien.De Leonardo Laboratoire wäert d'Roll vun engem Innovatiounspost spillen an de Schëpfer vun der zukünfteger Technologie vum Leonardo.
Et ass derwäert ze notéieren datt dem Leonardo seng Technologie kommerzialiséiert op Fligeren och a senge Land- a Mierdepartementer applizéiert ka ginn.Bleift ofgeschloss fir méi Updates iwwer Leonardo a säi potenziellen Impakt op Kompositmaterialien.
D'Matrix bindt d'faserverstäerkt Material, gëtt dem Compositekomponent seng Form a bestëmmt seng Uewerflächqualitéit.D'Komposit Matrix kann Polymer, Keramik, Metall oder Kuelestoff sinn.Dëst ass e Selektiounsguide.
Fir Komposit Uwendungen ersetzen dës huel Mikrostrukture vill Volumen mat nidderegem Gewiicht, an erhéijen d'Veraarbechtungsvolumen a Produktqualitéit.
Post Zäit: Feb-09-2021