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航空模压成型工艺
为追求轻质商用飞机,一个必威体育精装版开启前沿是飞机内部托架轻质生产,其中很多托架全部是长型材形式。这些关键但不常常被见到飞机组装部件——C形通道、H形梁、U型剖面、L形和T形桁条、和空心梯形桁条,长久以来全部是由铝制成。模压成型,一个和汽车和工业复合材料关系更紧密加工工艺,将改变这种铝制托架局面。模压成型(CCM),是一个自动半连续加工过程,能够将增强可作热压成形输入料带入到模具中,然后制作有效无限长异形型材和平面板。由一人操作,该计算机控制过程生产产品速度,和拉挤成型生产速度靠近,异形型材生产速度高达40米/小时(131英尺/小时),而平面板生产速度高达91米/小时(300英尺/小时)。
左边为CCM异形型材生产线,右边为CCM平面板生产线。这两条生产线全部是自动化,由一人操作。
每一条生产线全部含有电脑控制喂料、挤压、切割和堆积功效。
不像热塑性拉挤成型,热塑性树脂在模具中被注入到干纤维中去,模压成型采取输入料,和航空环氧预浸料相同,是高均衡、用高端热塑性塑料浸渍过连续纤维增强材料,包含聚醚醚酮(PEEK)、PEKK、聚醚酰亚胺(PEI)和聚苯硫醚(PPS)。对于非航空应用而言,聚丙烯(PP)和其它工程塑料是常见基体材料。由此产生热塑性结构含有了航空等级优质质量,不可用部分通常少于1%(已经过层压显微照片得到证实),而对于经热压处理复合材料而言,要求不可用部分少于2%。
Xperion企业已经采取模压成型工艺,为用于固定空客A330/A340飞机室内侧壁板
碳纤维/聚醚酰亚胺横杆扣件装置,制作长型材和托架(如本图所表示)。
现在为止,商业产品制作已经使用碳纤维或玻璃纤维(尽管她们能够由芳纶或其它纤维制成),其中包含高负荷结构构件,比如,用来固定空客A330/A340飞机室内侧壁板碳纤维/聚醚酰亚胺横杆扣件装置。CCM制造商XperionAerospaceGmbH企业(在德国黑尔福德)表示,已经生产出3万多个这么扣件,这些复合材料扣件替换了传统铝制扣件,重量减轻约50%,生产成本降低了21%,两年后,部件拒绝率将小于0.1%。
工艺历史
模压成型(CCM)不是一个新型工艺,20世纪90年代初,Dornier飞机制造企业(在德国)UlrichSpelz——一位热塑性复合材料(TPC)先驱,开发了此工艺并取得了专利。1999年,UlrichSpelz创建了ACM企业(即AdvancedCompositesandMachinesGmbH,在德国,马克多夫),目标是为了推进CCM工艺发展;为用户测试新热塑性复合材料及原型模具;并使部件投入到批量生产中去。
一个早期成功产品是用于BicoAG企业(在瑞士,Sch?nis)创新板条床设计卡条,该卡条被提名为JEC奖候选产品。为适应模压成型,ACM企业和DyneDesignEngineering企业(在瑞士,Niederlenz)及制造商N?geliSwissAG企业(在瑞士,Güttingen)合作,调整了卡条设计。CCM机器中装入了五层Gurit企业Plytron60%玻璃增强聚丙烯单向预浸带后,就开始加热并挤压这种材料。由此产生加固片材自动被切割成650毫米×200毫米(25.6英寸×7.9英寸)板块。这些板块被送入到一台双面图案成形液压机内,液压机对其加热直到能够压印为止,每50秒,压印25根发条,每根卡条25毫米宽,大约70毫米长,1.4毫米厚(0.98英寸×2.75英寸×0.06英寸)。到为止,经过这种工艺平均每十二个月生产卡条有140万根。
Xperion采取模压成型工艺,为BicoAG企业压制复合材料床用卡条,
从到一共生产了800万根卡条。
,ACM企业和波音企业幻影工作室合作,帮助其开发用于未来飞机(比如787梦想飞机)热塑性复合材料部件。合作计划中包含了用作圣路易斯工厂研究平台可生产板材和异形型材CCM机器。这促进ACM企业寻求一个更大制造商合作者,来负担这项重大投资。Xperion企业完成了对Dornier企业部分收购并于正是成立,该企业于1月1日收购了ACM企业,Spelz仍然任命首席技术经理一职。
Xperion企业于交付了CCM机器,在Spelz领导下,企业继续和波音合作,利用模压成型工艺,制造多种热塑性复合材料飞机部件。“波音企业需要更多更大部件”,Spelz回想道:“所以Xperion企业开始考虑在美国成立一个工厂好处。”于是一个和CDI企业(CuttingDynamicsInc.在俄亥俄州)合资企业出现了,各自拥有50%股份。CDI企业是Sikorsky企业(在康涅狄格州,斯特拉特福)长久机械加工金属部件供给商,也是波音企业及BellHeli
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