OEM Italia sareng Pemasok Tier 1 Leonardo gawé bareng sareng departemén R&D CETMA pikeun ngembangkeun bahan komposit anyar, mesin sareng prosés, kalebet las induksi pikeun konsolidasi dina situs tina komposit termoplastik.#Tren#cleansky#f-35
Leonardo Aerostructures, pamimpin dina produksi bahan komposit, ngahasilkeun hiji-sapotong fuselage tong keur Boeing 787. Ieu gawé bareng CETMA pikeun ngembangkeun téknologi anyar kaasup komprési molding kontinyu (CCM) jeung SQRTM (handap).Téknologi produksi.Sumber |Leonardo jeung CETMA
Blog ieu dumasar kana wawancara abdi sareng Stefano Corvaglia, insinyur bahan, diréktur R&D sareng manajer harta intelektual departemén struktur pesawat Leonardo (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, fasilitas produksi Nola, Italia kidul), sareng wawancara sareng Dr. Silvio Pappadà, panalungtikan. insinyur sarta sirah.Proyék gawé babarengan antara CETMA (Brindisi, Italia) sareng Leonardo.
Leonardo (Roma, Italia) nyaéta salah sahiji pamaén utama dunya dina widang aerospace, pertahanan sareng kaamanan, kalayan omzet 13,8 milyar euro sareng langkung ti 40,000 karyawan sadunya.Pausahaan nyadiakeun solusi komprehensif pikeun hawa, darat, laut, spasi, jaringan jeung kaamanan, sarta sistem unmanned sakuliah dunya.Investasi R&D Leonardo kirang langkung 1,5 milyar euro (11% tina pendapatan 2019), rengking kadua di Éropa sareng kaopat di dunya dina hal investasi panalungtikan dina widang aerospace sareng pertahanan.
Leonardo Aerostructures ngahasilkeun hiji-sapotong tong fuselage komposit pikeun bagian 44 jeung 46 tina Boeing 787 Dreamliner.Sumber |Leonardo
Leonardo, ngaliwatan departemén struktur penerbangan na, nyadiakeun program pesawat sipil utama di dunya jeung pabrik jeung assembly komponén struktural badag tina bahan komposit jeung tradisional, kaasup fuselage jeung buntut.
Leonardo Aerostructures ngahasilkeun penstabil horizontal komposit pikeun Boeing 787 Dreamliner.Sumber |Leonardo
Dina hal bahan komposit, Divisi Struktur Aeroangkasa Leonardo ngahasilkeun "tong sapotong" pikeun Boeing 787 bagian fuselage sentral 44 sareng 46 di pabrik Grottaglie na sareng stabilisator horizontal di pabrik Foggia na, kira-kira 14% tina fuselage 787.%.Produksi produk struktur komposit séjén kaasup manufaktur sarta assembling jangjang pungkur ATR jeung Airbus A220 pesawat komérsial di Foggia Plant na.Foggia ogé ngahasilkeun bagian komposit pikeun Boeing 767 sareng program militer, kalebet Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon fighter, pesawat angkut militer C-27J, sareng Falco Xplorer, anggota panganyarna tina kulawarga pesawat tanpa awak Falco anu diproduksi. ku Leonardo.
"Bareng sareng CETMA, kami ngalakukeun seueur kagiatan, sapertos dina komposit termoplastik sareng résin transfer molding (RTM)," saur Corvaglia."Tujuan kami nyaéta nyiapkeun kagiatan R&D pikeun produksi dina waktos anu paling pondok.Dina departemén urang (R&D jeung manajemén IP), urang ogé néangan téknologi disruptive kalawan TRL handap (tingkat kesiapan teknis-ie, The TRL handap nascent tur leuwih tebih ti produksi), tapi urang miharep pikeun jadi leuwih kalapa jeung nyadiakeun bantuan ka konsumén sabudeureun éta. dunya."
Pappadà nambihan: "Ti saprak usaha babarengan, kami parantos kerja keras pikeun ngirangan biaya sareng dampak lingkungan.Kami mendakan yén komposit termoplastik (TPC) parantos ngirangan dibandingkeun bahan térmosét.
Corvaglia nunjukkeun: "Kami ngembangkeun téknologi ieu sareng tim Silvio sareng ngawangun sababaraha prototipe batré otomatis pikeun meunteun aranjeunna dina produksi."
"CCM mangrupikeun conto anu saé pikeun usaha babarengan urang," saur Pappadà."Leonardo parantos ngaidentipikasi komponén-komponén anu didamel tina bahan komposit térmosét.Urang babarengan ngajajah téhnologi nyadiakeun komponén ieu dina TPC, fokus kana tempat dimana aya angka nu gede ngarupakeun bagian dina pesawat, kayaning struktur splicing sarta wangun geometri basajan.Tegak.”
Bagian anu diproduksi nganggo jalur produksi cetakan komprési kontinyu CETMA.Sumber |"CETMA: Inovasi R&D Bahan komposit Italia"
Anjeunna neraskeun: "Kami peryogi téknologi produksi énggal kalayan béaya rendah sareng produktivitas anu luhur."Anjeunna nunjuk kaluar yén baheula, jumlah badag runtah dihasilkeun dina mangsa pembuatan komponén tunggal TPC."Jadi, urang ngahasilkeun bentuk bolong dumasar kana téhnologi molding komprési non-isothermal, tapi urang nyieun sababaraha inovasi (patén pending) pikeun ngurangan runtah.Urang dirancang hiji Unit pinuh otomatis pikeun ieu, lajeng hiji parusahaan Italia diwangun deui pikeun urang.“
Numutkeun Pappadà, unit éta tiasa ngahasilkeun komponén anu dirancang ku Leonardo, "hiji komponén unggal 5 menit, damel 24 jam sadinten."Tapi, timnya teras kedah terang kumaha carana ngahasilkeun preforms.Anjeunna ngajelaskeun: "Dina awal, kami peryogi prosés laminasi datar, sabab ieu mangrupikeun bottleneck dina waktos éta.""Janten, prosés urang dimimitian ku kosong (laminate datar), teras dipanaskeun dina oven infra red (IR)., Lajeng nempatkeun kana pencét pikeun ngabentuk.Laminasi datar biasana diproduksi nganggo pencét ageung, anu peryogi 4-5 jam waktos siklus.Urang mutuskeun pikeun diajar metoda anyar nu bisa ngahasilkeun laminates datar gancang.Ku alatan éta, di Leonardo Kalayan dukungan insinyur, kami ngembangkeun jalur produksi CCM produktivitas tinggi di CETMA.Kami ngirangan waktos siklus 1m ku bagian 1m janten 15 menit.Anu penting nyaéta ieu prosés anu terus-terusan, ku kituna urang tiasa ngahasilkeun panjang anu henteu terbatas.
The infra red thermal imager (IRT) kaméra dina SPARE progressive roll ngabentuk garis mantuan CETMA ngartos sebaran suhu salila prosés produksi jeung ngahasilkeun analisis 3D pikeun pariksa model komputer salila prosés ngembangkeun CCM.Sumber |"CETMA: Inovasi R&D Bahan komposit Italia"
Nanging, kumaha produk anyar ieu dibandingkeun sareng CCM anu Xperion (ayeuna XELIS, Markdorf, Jérman) parantos dianggo langkung ti sapuluh taun?Pappadà nyarios: "Kami parantos ngembangkeun model analitis sareng numerik anu tiasa ngaduga cacad sapertos kekosongan.""Kami parantos damel sareng Leonardo sareng Universitas Salento (Lecce, Italia) pikeun ngartos parameter sareng Dampakna kana kualitas.Kami nganggo modél ieu pikeun ngembangkeun CCM énggal ieu, dimana urang tiasa gaduh ketebalan anu luhur tapi ogé tiasa ngahontal kualitas anu luhur.Kalayan modél ieu, urang henteu ngan ukur tiasa ngaoptimalkeun suhu sareng tekanan, tapi ogé ngaoptimalkeun metode Aplikasina.Anjeun tiasa ngembangkeun seueur téknik pikeun ngadistribusikaeun suhu sareng tekanan anu merata.Nanging, urang kedah ngartos dampak faktor-faktor ieu dina sipat mékanis sareng kamekaran cacad tina struktur komposit.
Pappadà neraskeun: "Téknologi kami langkung fleksibel.Kitu ogé, CCM dikembangkeun 20 taun ka pengker, tapi teu aya inpormasi ngeunaan éta kusabab sababaraha perusahaan anu ngagunakeun éta henteu ngabagi pangaweruh sareng kaahlian.Ku alatan éta, urang kudu mimitian ti scratch, ngan dumasar kana pamahaman kami bahan komposit jeung ngolah.
"Kami ayeuna nuju ngalangkungan rencana internal sareng damel sareng para nasabah pikeun milarian komponén téknologi anyar ieu," saur Corvaglia."Bagian-bagian ieu panginten kedah didesain ulang sareng dikualifikasi deui sateuacan produksi tiasa dimimitian."Naha?"Tujuanana nyaéta ngajantenkeun pesawat sagancangna, tapi dina harga anu kompetitif.Kituna, urang ogé kudu ngaoptimalkeun ketebalan nu.Nanging, urang tiasa mendakan yén hiji bagian tiasa ngirangan beurat, atanapi ngaidentipikasi sababaraha bagian kalayan bentuk anu sami, anu tiasa ngahémat biaya artos.
Anjeunna negeskeun deui yén dugi ka ayeuna, téknologi ieu aya dina panangan sababaraha urang."Tapi kami parantos ngembangkeun téknologi alternatif pikeun ngajadikeun otomatis prosés ieu ku cara nambihan cetakan pencét anu langkung maju.Urang nempatkeun dina laminate datar lajeng nyandak kaluar bagian tina eta, siap dipaké.Kami dina prosés ngadesain ulang bagian sareng ngembangkeun bagian datar atanapi profil.Tahap CCM ".
"Kami ayeuna gaduh jalur produksi CCM anu fleksibel pisan di CETMA," saur Pappadà."Di dieu urang tiasa nerapkeun tekanan anu béda-béda upami diperyogikeun pikeun ngahontal bentuk anu kompleks.Garis produk anu bakal urang kembangkeun babarengan sareng Leonardo bakal langkung difokuskeun kana nyumponan komponén anu Dibutuhkeun khususna.Simkuring yakin yén garis CCM béda bisa dipaké pikeun stringers datar tur L ngawangun tinimbang wangun leuwih kompleks.Ku cara kieu, dibandingkeun sareng tekenan ageung anu ayeuna dianggo pikeun ngahasilkeun bagian TPC géométri anu kompleks, urang tiasa ngajantenkeun biaya alatna.
CETMA nganggo CCM pikeun ngahasilkeun senar sareng panel tina serat karbon / PEKK pita saarah, teras nganggo las induksi tina demonstrator keel ieu pikeun nyambungkeunana dina proyék Clean Sky 2 KEELBEMAN anu dikelola ku EURECAT.Sumber | "A demonstran pikeun las balok keel thermoplastic direalisasikeun."
"Las induksi pisan metot pikeun bahan komposit, sabab hawa bisa disaluyukeun jeung dikawasa kacida alusna, pemanasan gancang pisan jeung kontrol pisan tepat," ceuk Pappadà."Bareng jeung Leonardo, urang ngembangkeun las induksi pikeun gabung komponén TPC.Tapi ayeuna urang nganggap ngagunakeun las induksi pikeun konsolidasi in-situ (ISC) pita TPC.Pikeun tujuan ieu, kami geus ngembangkeun pita serat karbon anyar, Ieu bisa dipanaskeun pisan gancang ku las induksi maké mesin husus.Pita ngagunakeun bahan dasar anu sami sareng pita komérsial, tapi gaduh arsitéktur anu béda pikeun ningkatkeun pemanasan éléktromagnétik.Nalika ngaoptimalkeun sipat mékanis, kami ogé nganggap prosés pikeun nyumponan sarat anu béda, sapertos kumaha cara nungkulanana sacara épéktip sareng éfisién ngaliwatan otomatisasi.
Anjeunna nunjukkeun yén hese ngahontal ISC nganggo pita TPC kalayan produktivitas anu saé."Supaya tiasa dianggo pikeun produksi industri, anjeun kedah panas sareng tiis langkung gancang sareng nerapkeun tekanan dina cara anu dikontrol pisan.Ku alatan éta, urang mutuskeun pikeun ngagunakeun las induksi pikeun panas ngan wewengkon leutik dimana bahan dihijikeun, sarta sésana Laminates diteundeun tiis.Pappadà nyebutkeun yén TRL pikeun las induksi dipaké pikeun assembly leuwih luhur.“
Integrasi dina situs nganggo pemanasan induksi sigana pisan ngaganggu-ayeuna, teu aya OEM atanapi supplier tingkat anu ngalakukeun ieu sacara umum."Leres, ieu tiasa janten téknologi anu ngaganggu," saur Corvaglia."Kami parantos ngalamar patén-patén pikeun mesin sareng bahan.Tujuanana kami nyaéta produk anu dibandingkeun sareng bahan komposit térmosét.Seueur jalma nyobian nganggo TPC pikeun AFP (Penempatan Serat Otomatis), tapi léngkah kadua kedah digabungkeun.Dina watesan géométri, Ieu watesan badag dina watesan ongkos, waktos siklus sarta ukuran bagian.Nyatana, urang tiasa ngarobih cara urang ngahasilkeun bagian aerospace. ”
Salian thermoplastics, Leonardo terus panalungtikan téhnologi RTM."Ieu wewengkon sejen dimana urang cooperating kalawan CETMA, sarta kamajuan anyar dumasar kana téhnologi heubeul (SQRTM dina hal ieu) geus dipaténkeun.Molding mindahkeun résin mumpuni asalna dikembangkeun ku Radius Téknik (Salt Lake City, Utah, AS) (SQRTM).Corvaglia nyarios: "Penting gaduh metode autoclave (OOA) anu ngamungkinkeun urang ngagunakeun bahan anu parantos mumpuni."Ieu ogé ngamungkinkeun urang ngagunakeun prepregs kalayan ciri sareng kualitas anu terkenal.Kami parantos ngagunakeun téknologi ieu pikeun ngarancang, nunjukkeun sareng nerapkeun patén pikeun pigura jandela pesawat.“
Sanaos COVID-19, CETMA masih ngolah program Leonardo, di dieu ditingalikeun panggunaan SQRTM pikeun ngadamel struktur jandela pesawat pikeun ngahontal komponén anu teu aya cacad sareng nyepetkeun pre-forming dibandingkeun téknologi RTM tradisional.Ku alatan éta, Leonardo bisa ngaganti bagian logam kompléks ku bagian komposit bolong tanpa processing salajengna.Sumber |CETMA, Leonardo.
Pappadà nunjukkeun: "Ieu ogé téknologi anu langkung lami, tapi upami anjeun online, anjeun moal tiasa mendakan inpormasi ngeunaan téknologi ieu."Sakali deui, kami nganggo model analitik pikeun ngaduga sareng ngaoptimalkeun parameter prosés.Kalayan téknologi ieu, urang tiasa kéngingkeun distribusi résin anu saé - henteu aya daérah garing atanapi akumulasi résin - sareng ampir enol porositas.Kusabab urang tiasa ngontrol eusi serat, urang tiasa ngahasilkeun sipat struktural anu luhur pisan, sareng téknologi tiasa dianggo pikeun ngahasilkeun bentuk anu kompleks.Urang ngagunakeun bahan anu sarua nu minuhan sarat autoclave curing, tapi ngagunakeun métode OOA, Tapi anjeun oge bisa mutuskeun hiji pamakéan résin curing gancang pikeun shorten waktu siklus ka sababaraha menit.“
"Sanaos sareng prepreg ayeuna, kami parantos ngirangan waktos curing," saur Corvaglia."Contona, dibandingkeun sareng siklus autoclave normal 8-10 jam, pikeun bagian sapertos pigura jandela, SQRTM tiasa dianggo salami 3-4 jam.Panas sareng tekanan langsung diterapkeun kana bagian-bagian, sareng massa pemanasan kirang.Salaku tambahan, pemanasan résin cair dina autoclave langkung gancang tibatan hawa, sareng kualitas bagian-bagianna ogé saé, anu hususna mangpaat pikeun bentuk kompleks.Taya rework, ampir enol voids sarta kualitas permukaan alus teuing, sabab alat nu aya dina Control eta, teu kantong vakum.
Leonardo ngagunakeun rupa-rupa téknologi pikeun inovasi.Kusabab kamajuan téknologi anu gancang, éta percaya yén investasi dina R&D anu résiko luhur (low TRL) penting pisan pikeun ngembangkeun téknologi anyar anu dipikabutuh pikeun produk anu bakal datang, anu ngaleuwihan kamampuan pangembangan incremental (jangka pondok) anu parantos dipiboga ku produk anu tos aya. .Rencana master R&D Leonardo 2030 ngagabungkeun kombinasi strategi jangka pondok sareng jangka panjang, anu mangrupikeun visi anu ngahijikeun pikeun perusahaan anu sustainable sareng kompetitif.
Salaku bagian tina rencana ieu, éta bakal ngaluncurkeun Leonardo Labs, jaringan laboratorium R&D perusahaan internasional khusus pikeun R&D sareng inovasi.Ku 2020, perusahaan bakal narékahan pikeun muka genep laboratorium Leonardo munggaran di Milan, Turin, Genoa, Roma, Naples sareng Taranto, sareng ngarekrut 68 peneliti (Leonardo Research Fellows) kalayan kaahlian dina widang ieu ): 36 sistem calakan otonom pikeun posisi kecerdasan jieunan, 15 analisis data badag, 6-kinerja tinggi komputasi, 4 aviation platform electrification, 5 bahan jeung struktur, sarta 2 téhnologi kuantum.Laboratorium Leonardo bakal maénkeun peran pos inovasi sareng panyipta téknologi masa depan Leonardo.
Perhatos yén téknologi Leonardo anu dikomersilkeun dina pesawat ogé tiasa diterapkeun dina departemén darat sareng laut na.Tetep katala pikeun apdet langkung seueur ngeunaan Leonardo sareng dampak poténsialna dina bahan komposit.
Matriks ngabeungkeut bahan anu diperkuat serat, masihan komponén komposit bentukna, sareng nangtukeun kualitas permukaanna.Matriks komposit tiasa polimér, keramik, logam atanapi karbon.Ieu pituduh pilihan.
Pikeun aplikasi komposit, microstructures kerung ieu ngaganti loba volume kalawan beurat low, sarta ngaronjatkeun volume processing jeung kualitas produk.
waktos pos: Feb-09-2021