Recentment, els composites termoplàstics tenen una fita important que pocs han notat. Gulfstream Aerospace (Savannah, GA, EUA) va lliurar el 300 Gulfstream 650. Llançat el 2012, aquest avió comercial de doble motor és el primer avió comercial que utilitza una superfície de control crític feta de composites termoplàstics.
Des de fa dècades, Airbus (Toulouse, França) ha utilitzat amb èxit composites termoplàstiques al capdavant de la seva família d'avions A300, però no són superfícies de control crítiques. Si l'avantguarda cau del pla, l'avió encara no és un problema i tothom és segur. Si la superfície del control crític falla, la probabilitat d'un desembarcament catastròfic augmentarà de manera espectacular.
Els composites termoplàstics no s'han considerat per a ús en components estructurals importants o importants en aeronaus durant molts anys. Hi ha diverses raons per això. En primer lloc, els plàstics termoestables es troben a la zona de confort de moltes persones: són estructuralment estables i tenen una base de dades de permisos de vol durant més de 40 anys. L'aplicació de composites de fibra contínua és pràcticament al voltant de la construcció de resines termoestables. Els principals fabricants compostos utilitzen autoclaus (ara forns OOA) i altres equips de capital accionats amb termoestables. A més de bases de dades i equips de capital centrats en termoestables, la majoria d'enginyers compostos viuen en zones de confort termoestables al llarg de la seva carrera professional. Van dissenyar o personalitzar un procés al voltant d'un petit nombre de prepregs certificats de vol preparats. Els tècnics del taller són especialistes en envasat al buit basats en unió o altres processos per a l'ús de termoestables. Els clients només volen utilitzar plàstics termoestables perquè no saben res dels materials "exòtics" anomenats termoplàstics.
En una comunitat inevitable, aquesta zona de confort és la principal raó del lent progrés de la indústria aeroespacial en la utilització dels avantatges dels termoplàstics. Fins i tot quan la porositat del preimpregnat termoplàstic és inferior al 0,5%, algunes de les quals són iguals, i les parts AFP fabricades a partir del prepreg tenen una porositat similar, algunes persones encara volen col·locar la part final en l'autoclau per garantir la consolidació. Vaja, fins i tot alguns enginyers que tenen competències en composites termoplàstiques, com per assegurar la seguretat de la integració a través d'autoclaus. Si es troba un compòsit termoplàstic a la base de dades, pot ser un PEEK consolidat per autoclau. Quan ho feu, perd l'avantatge de preus dels termoplàstics.
Torna al G650. L'elevador i el timó vertical estan fets de fibra de carboni / compost de PPS i després es munten mitjançant soldadura d'inducció mitjançant processos certificats per la FAA. Aquesta frase descriu tres fites relacionades amb aquestes parts. En primer lloc, els ascensors i els timons són crítics per mantenir el control de l'avió, i la FAA no els certificarà si no hi ha proves substancials de rendiment. En segon lloc, l'ús de PPS (no policlons) en parts crítiques és gairebé impensable al dissenyar aquestes estructures. Per descomptat, el PPS s'ha utilitzat per a l'avantguarda, però la temperatura de transició vítrea (Tg) de la resina és només de 90 ° C. En un dia calent d'estiu al desert de Mojave, en avions prop de l'escapament del motor, es pot determinar que la temperatura de la superfície material estarà perillosament propera als 90 ° C.
Afortunadament, els PPS (i els policlons) són polímers semicristalinos. L'estructura de la cadena dins del polímer els permet mantenir una gran part de la seva força i rigidesa per sobre de la seva Tg. Per contra, quan un material termoestable com una resina epoxi està exposat a una temperatura superior a la Tg, es descompon. De fet, PPS s'ha utilitzat durant molts anys en aplicacions d'automoció on la densitat del vehicle supera els 140 ° C. Un enginyer compost més antic (com jo) tindria dificultats per triar un material matricial que podria ser superior al Tg. Però alguns enginyers joves i amants que no saben fer-ho funcionen millor, que és una fita important.
Ara és la tercera fita. Un avantatge important dels termoplàstics és que es poden soldar, eliminant la necessitat d'unió i reblat i els problemes de cost i pes relacionats amb aquests. Per a soldadures certificades per la FAA, s'han de comprovar que els composites termoplàstics crítics compleixen especificacions cada vegada. KVE Composites Group (La Haia, Països Baixos) va utilitzar TenCate Advanced Composites per desenvolupar el procés de soldadura (Nijverdal, Països Baixos) Preimpressió laminada CETEX per al fabricant de components Fokker Technologies (La Haia, Països Baixos). (Guess on? Yes, els que estan al capdavant de la sèrie A300). Només cal certificar la FAA. (Com a nota lateral, tots els enginyers de composites termoplàstiques haurien de donar gràcies a Déu pels holandesos, però aquest és un tema més).
Per tant, tot i que les principals fites tècniques de Gulfstream han estat en producció fa més de cinc anys, per què la indústria de composites aeroespacials encara funciona a la zona de confort termoestable? Una de les raons és la bretxa en l'educació: fa uns anys em vaig unir a una taula de discussió de SAMPE amb un professor d'una gran universitat nord-americana i el currículum de composites de la universitat era pesat. Una de les seves diapositives va afirmar que les superfícies de vol principal de composites termoplàstiques no s'utilitzaven en la producció. Quan va ser el meu torn, vaig mostrar el Gulfstream a la diapositiva i vaig adonar-me que he perdut un amic acadèmic potencial. No sabia res. Si és d'una universitat europea, pot saber.
El biaix anti-termoplàstic als Estats Units no només es deu a la manca de coneixements, sinó també perquè no es troben dins de la zona de confort. A la dècada de 1980, els composites termoplàstics es van anunciar en aplicacions militars, i quan van fracassar, com la majoria de les tecnologies de nivell inicial van fer quan van provar per primera vegada, van aconseguir un rap molt dolent. S'ha reduït el desenvolupament de compòsits termoplàstics d'alt rendiment als Estats Units. En canvi, Airbus i l'empresa holandesa van invertir fortament en el desenvolupament de composites termoplàstics i van començar a utilitzar una gran quantitat de material tan aviat com l'Airbus A320. Per cert, el timó actual de Fokker és similar al timó que s'ha posat en producció per a diversos avions de Gulfstream.
On es troba el termoplàstic a continuació? Atès que les cintes preimpressores termoplàstiques permeten una completa automatització de formes complexes, un rendiment millorat i una gran reciclabilitat (encara que no tothom crec que ho ha cregut) i els costos reduïts, són un enfocament viable. Recentment he escoltat que els experts del sector afirmen que els cossos de fusors de composites termoplàstics amb fixació automàtica de fibres encara s'han d'autoclavar per assegurar una consolidació completa. Aquesta vista ignora dos punts clau. En primer lloc, algunes cintes termoplàstiques aeroespacials tenen una porositat molt baixa (<0,5%, feta="" als="" eua)="" i="" només=""> En segon lloc, tenint en compte els recents avanços importants en la automatització del suport de la intel·ligència artificial, la gestió de qualitat en temps real dels processos de l'AFP és molt real i molt pròxima. Per què Toray fa això (el principal proveïdor de preimpressió de termoestables de Boeing) inverteix més de $ 1 mil milions en especialista en termoplàstics TenCate Advanced Composites (Morgan Hill, Califòrnia)? La meva predicció? El fuselatge de la matinada i / o nou avió de mida mitjana estaran fabricats amb composites termoplàstics i es completaran el 2025.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOST PLASTIC CO., LTD.
Focus on (LFT-G, LFRT) R + D i producció: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK de fibra de vidre llarg i fibra de carboni contínua d'infiltració termoplàstica composta de reforç de plàstics d'enginyeria en sèrie. Es pot utilitzar en aerospacial, automoció, equip mèdic, equipament esportiu, electrodomèstics i altres peces semisestructures lleugeres i rendibles que requereixin mercats d'alt rendiment.
Si necessiteu més informació, no dubteu a contactar-me.
Mike Lee
Email: sale02@lfrtplastic.com
Telèfon mòbil: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Lloc web: www.lfrt-plastic.com
Afegiu: No.27 Hongxi Road, Parc Tecnològic Tiangong Chuangxin, Ciutat Maxiang, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Xina.
