Hengshen Carbon & Composites produceert full-scale achterdrukschot demonstrators voor Chinese luchtvaart OEM

Koolstofvezel fabrikant, stoffen, harsen, prepreg producent en luchtvaartcomposietonderdelenfabrikant Hengshen Carbon and Composites. (Danyang, Jiangsu, China) rapporteert dat het ingehuurd is om vijf 4,5-meter full-scale demonstrator composiet achterdrukschotten (RPB) te produceren voor een Chinese luchtvaart OEM.

Projectdoel en materialen

Simon Qian, managing director bij Hengshen, zegt dat het project ontworpen is om de productiemogelijkheden van het bedrijf aan de OEM te bewijzen, alsook de mogelijkheden van het materiaal zowel voor de legtooling als het RPB-product.

Twee van de vijf RPB's zullen gefabriceerd worden met Hengshen's eigen luchtvaartgraad vertoegde epoxy prepreg-systeem, EH918, versterkt met het bedrijfs intermediaire modulus (IM) koolvezel, HF40C. De andere drie RPB's zullen gefabriceerd worden met Solvay Composite Materials' (Alpharetta, Ga., VS) CYCOM X850 vertoegde epoxy prepreg.

Tooling en AFP-productie

Anthony Ferronato, engineering director bij Hengshen, zegt dat beide versies van de RPB gefabriceerd zullen worden met geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) uitgevoerd door een Coriolis (Quéven, Frankrijk) AFP-systeem. OML-tooling voor de RPB's werd gefabriceerd door een Franse toolmaker, Loiretech Ingénierie (Nantes, Frankrijk) met behulp van Hengshen's tooling prepreg-systeem, EH201.

De RPB-tool is specifiek ontworpen om een koolvezellegoppervlak versterkt met koolvezelfribben te gebruiken. Het legoppervlak wordt dan gemonteerd op een staalstructuur voor algehele stabiliteit en verbinding met de AFP-machine. Loiretech gebruikte zijn eigen technologie om de composiet-huid aan het staalframe te monteren, wat rekening houdt met de thermische uitdijingsvariaties tussen de composiet-huid en het metalen frame tijdens rijping.

Ferronato zegt dat het hoofddoordeel met een composiet-tool is dat het het algehele gewicht van de tool verlaagt vergeleken met conventionele materialen zoals Invar of staal. Deze gewichtsbesparing stelt een soepelere operatie tijdens AFP-leggen toe zonder risico op het moeten overwinnen van rotaties van een zwaardere tool. Bovendien worden rijptijden verminderd omdat er geen behoefte is om de composiet-tool te verwarmen zoals vereist met een metalen equivalent.

Productieproces en levering

Na zeven maanden planning, engineering en productie, arrivierte de koolvezel RPB-tool bij Hengshen na een lange reis vanuit Nantes, Frankrijk. De tooling werd gecontroleerd op eventuele schade of beweging tijdens transport. Bovendien werd een hoge-temperatuur vacuümproef uitgevoerd op de tooling om geen luchtlekken te garanderen. Na succesvolle proeven werd de tooling overgebracht naar de AFP-machineruimte. De AFP-machineruimte is een omgevingsgecontroleerde ruimte met een voetafdruk van 800 vierkante meter en huist de KUKA robotische AFP-machine op rails, met twee (20T en 40T) horizontale spindelas positioneerders. Het productievenvelop van de AFP-machine is 20 x 6 meter, wat de RPB gemakkelijk accommodeert.

De tooling werd gemonteerd op de Coriolis 40T AFP-machine waar de finale programmering ondernomen werd voor leggen. Het eerste product werd geproduceerd met Hengshen's EH918 vertoegde epoxy-systeem, een co-gebonden product van een koepelvormige huid met omega-vormige kernstringers. Dit werd gevolgd door de productie van het tweede product met Solvay's X850 vertoegde epoxy prepreg. Beide luchtvaartgraad materialen, X850 en EH918, werden op Hengshen's gesplitst met een Mikrosam (Prilep, Macedonië) machine in AFP-graad 6,35-millimeter (0,25-inch) banden.

Het rijpingsproces van de RPB wordt voltooid binnen Hengshen's ASC Process Systems (Valencia, Californië, VS) autoclave. Gecurede producten werden vervolgens non-destructief getest voordat de finale bewerking voltooid is.

De RPB's zullen voor eind december 2021 aan de klant geleverd worden, waarna de producten mechanisch getest zullen worden in verschillende vormen om naleving van de gegeven belastinggevallen en verificatie van de structurele analyse te demonstreren. Aannemend dat de RPB's deze testen doorstaan, zal het ontwerp, materiaal, proces en leverancier (Hengshen) overwogen worden door de OEM voor opname in opkomende vliegtuigprogramma's.