Geavanceerd prepreg snijtsysteem vermindert afval, versnelt assemblage Pilatus PC-24 zakenvliegtuig

Dankzij koolstof- en glasvezelcomponenten, heeft de PC-24 zakenvliegtuig, geproduceerd door Pilatus Aircraft AG (Stans, Zwitserland), een basisgewicht van slechts 5,3 ton (minder dan 12.000 pond), wat helpt om op te stijgen en te landen op korte, onverharde of grind startbanen die normaal gereserveerd zijn voor turboprop vliegtuigen. In feite is de PC-24 in staat om op te stijgen op een startbaan zo kort als 890 meter (2.920 voet) en vereist slechts 720 meter (2.362,2 voet) voor landing.

Pilatus begon vroeg in zijn geschiedenis van vliegtuigproductie koolstofvezelonderdelen te gebruiken, beginnend met zijn eerste koolstofvezelversterkte kunststof (CFRP) en glasvezelversterkte kunststof (GFRP) componenten voor de PC-6 Porter metalen universeel vliegtuig. De weinig composietcomponenten op de PC-6, die in 1959 voor de eerste keer opstijgde en een productieloot van ongeveer 500 vliegtuigen doormaakte voordat het vervangen werd door zijn opvolger de PC-12, werden met de hand gelegd. PC-6 assemblage vereiste dus een ervaren werkmacht en hoge toleranties voor onderdelen.

In tegenstelling, bestaat het nieuwste vliegtuigtype van het bedrijf, de PC-24, uit veel onderdelen, velen van hen gefreesd met toleranties in de Mμ bereik. De PC-24 gebruikt composieten voornamelijk voor interieur en exterieur bekleding. De motorbekledingen en vleugeltippen zijn ook van koolstofvezel, evenals landing gear deuren, luchtkanalen, diverse buizen, afdekingen en achterkanten op vleugels.

Niet alleen bevat de PC-24 meer composietcomponenten dan de PC-6 in 1959, maar assemblage is nu veel sneller, mogelijk gemaakt, zegt Pilatus, door vooruitgang in productietechnologieën. Sleutel hierbij zijn permanente kostenreductie, productiviteitsoptimalisatie en de mogelijkheid om moderne productietechnologieën te implementeren.

Digitale prepreg snijtsystemen maken deel uit van deze trend. Pilatus vertrouwt al jaren op Zünd (Altstätten, Zwitserland) snijtsystemen, en in 2019 voegde een Zünd G3 L-2500 prepreg snijtsysteem toe. Het G3 systeem snijdt materialen voor de respectieve componenten in een grotendeels geautomatiseerd proces op single-ply basis, en labelt daarna gesneden stukken met een geïntegreerde inkjet module.

Pilatus verwerkt ongeveer vijf rollen prepreg per dag (ongeveer 90 vierkante meter), of ongeveer 90.000 vierkante meter per jaar, met een stijgend verbruik naarmate meer CFRP en GFRP componenten op de vliegtuigen van het bedrijf worden gebruikt. Pilatus vertrouwt al meer dan 15 jaar op Zünd digitale snijtechnologie, beginnend met een PN-serie snijder. Toegenomen vraag naar koolstofvezelcomponenten begon de capaciteit te overschrijden, wat leidde tot de toevoeging van een Zünd G3 L-2500 in 2019. Na voltooiing van het snijproces, worden de onderdelen gekit en in koude opslag geplaatst tot verdere verwerking. Pilatus composietstructuren kunnen bestaan uit tot 350 lagen prepreg.

Een andere factor in Pilatus' succes is een focus op productiviteitsverhoging. Volgens Patrick Rohrer, Pilatus' projectmanager systeeminkoop, "Bij omgaan met kostbare materialen zoals koolstof- of glasvezel, zijn materiaalefficiëntie en optimalisatie altijd een zorg. We werken constant aan het verhogen van benutting en daarmee afval te verminderen — vooral aangezien we nog steeds weinig opties voor recycling hebben."

Het bedrijf zegt dat het afvalpercentages heeft verminderd van 30% naar 20%, en noemt de efficiënte nesting-functies in Zünd's Cut Center - ZCC software een belangrijke factor in dit succes. De verschillende lagen van een onderdeel worden statisch genest, wat betekent dat een onderdeel's individuele lagen genest worden in de gevraagde hoeveelheid per order. Dynamische nesting, wat is wanneer de individuele lagen van onderdelen van meerdere orders genest en gecombineerd worden in een enkel snijbestand, kan ook worden gebruikt wanneer het zinvol is. Dit, zegt Zünd, verhoogt de graad van benutting van het grondstofmateriaal verder.