Een uitgebreide gids voor thermoplastische composieten in de lucht- en ruimtevaart

Witboek:Materialen

GESPONSORD DOOR:

Nu lucht- en ruimtevaart- en defensieplatforms te maken krijgen met krappere ruimte- en gewichtsbeperkingen, stroombeperkingen en steeds hogere bedrijfstemperaturen, wenden ingenieurs zich tot passieve temperatuurbeheersingsoplossingen die de systeemcomplexiteit en faalpunten verminderen. Thermisch bediende kleppen maken gebruik van temperatuurgestuurde bediening om de stroom binnen een systeem te regelen. Glenn Quinty, Senior Engineering Product Specialist bij ThermOmegaTech, legt uit hoe thermische aandrijving werkt, waarom het uitblinkt in SWaP-beperkte systemen en waar deze oplossingen worden ingezet.

Heeft u geen account?

Overzicht

Het document presenteert een interview met Travis Mease, Thermoplastics Product Manager bij Greene Tweed, waarin Xycomp® DLF™ wordt besproken, een lichtgewicht, hoogwaardig thermoplastisch composiet ontwikkeld voor ruimtevaarttoepassingen. Met meer dan 80 jaar industriële expertise heeft Greene Tweed DLF-composieten gemaakt met behulp van koolstofvezel prepreg-tape van ruimtevaartkwaliteit ter vervanging van metalen componenten, wat tot 60 procent gewichtsbesparing oplevert en momenteel meer dan 500.000 onderdelen in gebruik heeft.

Een belangrijk voordeel van Xycomp® DLF™ is het sterk geautomatiseerde compressiegietproces, dat complexe geometrieën en productie van grote volumes ondersteunt met minimale interactie van de operator. Automatisering omvat het wegen van materiaalladingen, het hanteren van matrijzen, automatische versterking van de vezelplaatsing, het lossen van de matrijs en het robotontbramen. Dit proces levert onderdelen van hoge kwaliteit op die voldoen aan de GD&T-normen, met een grotere doorvoer, herhaalbaarheid en kostenconcurrentievermogen.

Vergeleken met aluminium onderdelen bieden DLF-composieten een gewichtsbesparing van 30 tot 50 procent, terwijl de kosteneffectiviteit behouden blijft ten opzichte van machinaal bewerkte metalen onderdelen. DLF-composieten overbruggen de prestatiekloof tussen spuitgieten (hoge vormcomplexiteit, lage mechanische sterkte) en continue vezelcomposieten (hoge sterkte, maar beperkte ontwerpvrijheid buiten het vlak). Belangrijk is dat DLF-composieten de stabiliteit en sterkte behouden bij hoge temperaturen tot ten minste 180 °C, en beter presteren dan aluminiumlegeringen van ruimtevaartkwaliteit die kwetsbaar zijn voor door hitte veroorzaakte sterktevermindering. In sommige gevallen heeft DLF titanium of staal vervangen, wat een nog grotere gewichtsbesparing oplevert.

Een specifiek gebruiksscenario dat wordt benadrukt is de buitenste leischoep van een zakenjet, een complex, niet-structureel onderdeel dat onderhevig is aan hagelinslagen en duurzaamheidseisen. Greene Tweed ontwikkelde een co-moldingtechniek die een metalen leading edge combineert met een netgevormde DLF-vaan, gevalideerd door middel van hagelinslagtests in Zwitserland. Deze hybride schoepen zorgen op een kosteneffectieve manier voor een aanzienlijke gewichtsbesparing van acht tot tien pond per motor.

Met betrekking tot certificeringsuitdagingen merkt Mease op dat nieuwe ruimtevaartmaterialen uitgebreide karakterisering vereisen om aan strenge wettelijke eisen te voldoen. Greene Tweed maakt gebruik van door de industrie geaccepteerde materialen en uitgebreide tests, waarbij verschillende omgevingsomstandigheden, belastingsscenario's, materiaalbatches en onderdeeldiktes worden betrokken, om een ​​grote database met materiaaleigenschappen op te bouwen. Deze gegevens ondersteunen voorspellende ontwerpanalyses en bieden klanten gevalideerde toegestane waarden, waardoor de certificering wordt versneld, risico's worden verminderd, tijdlijnen worden verkort en de kosten worden verlaagd.

Over het geheel genomen presenteert Xycomp® DLF™ van Greene Tweed een hoogwaardige, lichtgewicht thermoplastische composietoplossing voor geavanceerde lucht- en ruimtevaartproductie, waarbij ontwerpflexibiliteit, mechanische prestaties en naleving van de regelgeving in evenwicht worden gebracht. Voor meer details verwijst het document de lezers naar www.gtweed.com/aerospace.