复合材料的创新:在复杂飞机部件的时间和成本效率生产方面的重大突破

herone GmbH(德累斯顿,德国)被宣布为2019年声望很高的JEC创新奖的获得者,在航空航天应用类别。获胜的应用是该公司的全热塑性驱动轴系统,采用了一个整体齿轮,设计用于航空航天。它拥有巨大的潜力,并进一步证明Victrex基于其高性能的Victrex PAEK聚合物解决方案,已经将下一个维度的热塑性复合材料引入航空航天领域。

复合材料的创新:全热塑性驱动轴系统©herone

传动轴由“organoTubes”制成,该预制件由完全固结的热塑性UD胶带制成,在本例中,是VICTREX AE™250单向胶带(UDT),一种碳纤维PAEK复合材料。该工艺由轻量化工程和聚合物技术研究所(TU Dresden)和herone公司开发,用于制造高质量连续碳纤维PAEK复合空心型材。然后用VICTREX™PEEK 90HMF40(碳纤维PEEK复合材料,与整体齿轮相结合)对organoTubes进行覆盖模制。

“我们非常高兴获得这个JEC奖,这对在令人兴奋的复合材料领域工作的每个人都意义重大,”herone GmbH的执行合伙人丹尼尔·巴弗斯(Daniel Barfuss)说。“这个解决方案是融合创新的结果——中空型材技术和Victrex开发的混合塑形技术。这是行动中的团队合作,我们正在一起推动航天复合材料技术的边界。”

在减少循环时间和大规模工业生产方面具有巨大的潜力

通过使用热塑性胶带来形成有机管,在预成型之前就已经完成了用热塑性基体材料浸渍碳丝这一具有挑战性和耗时的过程。这为在空心型材冲压过程中大幅度减少循环时间和提高复合型材生产效率打开了潜力。此外,编织可以提高沉积速率,使该工艺适合大规模的工业生产。

为了整合齿轮,注塑成型在轴和齿轮之间产生内聚分子结合,而传动轴同时进行热成型,在齿轮和传动轴之间形成形式锁紧,进一步增强接口的强度。

VICTREX AE 250复合材料的熔化温度比VICTREX短碳纤维增强PEEK 90HMF40低约40°C(104°F)。这意味着,在熔点温度相差40°C(104°F)时,在注射过度成型之前,不需要预热轴的基体聚合物超过其熔点温度。对于Victrex来说,这种加工方法被称为“混合过度成型”,它极大地提高了资源效率、工艺可靠性和接口强度。

herone和Victrex希望新型热塑性塑料解决方案的许多优势转化为切实的关键优势,包括:

  • 提高零件质量-部分原因在于UD胶带的纺织预成型
  • 快速的周期时间- herone的巩固技术使周期时间测量在分钟
  • 通过集成功能的智能设计降低成本,减少零件数量和装配成本
  • 提高性能-内聚粘结和形式锁定增加强度
  • 在注射过程中,复合材料管的最终成型会产生形状锁定的几何形状及其独特的特征(例如,内部星形)。

“在航空航天行业,成本和制造吞吐量是创新的主要驱动因素,”Victrex航空航天销售团队负责人Frank Schemm指出。“herone和Victrex共同开创了商用航天复合材料解决方案,使组件的制造速度更快,部件数量更多,并有可能节省成本。热塑性材料的创新固结技术与金属或热固性加工有很大的不同。亚博网站下载可以在更少的制造步骤中集成完整的功能设计特征。我们祝贺她的复合解决方案获得该奖项,我们相信,在快速发展的行业中,将看到高市场需求。特别是电动垂直起降(eVTOL)车辆,也就是所谓的飞行出租车,需求比传统项目更高的产量。”

来源:http://www.victrex.com

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