Hengshen gaat demonstranten met drukschot achter produceren

Fabrikant van koolstofvezel, stoffen, harsen, producent van prepreg en fabrikant van lucht- en ruimtevaartcomposietonderdelen Hengshen Carbon en Composites. (Danyang, Jiangsu, China) meldt dat het betrokken is bij de productie van vijf 4,5-meter grote composiet achterdrukschotten (RPB's) van 4,5 meter voor een Chinese luchtvaart-OEM.

Simon Qian, algemeen directeur bij Hengshen, zegt dat het project is ontworpen om de productiecapaciteiten van het bedrijf aan de OEM te bewijzen, evenals de mogelijkheden van het materiaal, zowel voor de lay-uptooling als het RPB-product.

Twee van de vijf RPB's zullen worden vervaardigd met behulp van Hengshen's eigen geharde epoxy prepreg-systeem van lucht- en ruimtevaartkwaliteit, EH918, versterkt met de IM-koolstofvezel van het bedrijf, HF40C. De andere drie RPB's zullen worden vervaardigd met behulp van Solvay Composite Materials' (Alpharetta, Ga., V.S.) CYCOM X850 gehard epoxy prepreg.

Anthony Ferronato, technisch directeur bij Hengshen, zegt dat beide versies van de RPB zullen worden vervaardigd met behulp van geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) uitgevoerd door een Coriolis (Queven, Frankrijk) AFP-systeem. OML-tooling voor de RPB's is vervaardigd door een Franse toolmaker, Loiretech Ingenierie (Nantes, Frankrijk) met behulp van Hengshen's tooling prepreg-systeem, EH201.

Het RPB-gereedschap is speciaal ontworpen om een ​​oplegoppervlak van koolstofvezel te gebruiken dat is versterkt met ribben van koolstofvezel. Het lay-upoppervlak wordt vervolgens op een stalen structuur gemonteerd voor algehele stabiliteit en verbinding met de AFP-machine. Loiretech gebruikte zijn gepatenteerde technologie om de composiethuid aan het stalen frame te monteren, wat de variaties in thermische uitzetting tussen de composiethuid en het metalen frame tijdens het uitharden verklaart.

Hengshen zegt dat het belangrijkste voordeel van een composietgereedschap is dat het het totale gewicht van het gereedschap vermindert in vergelijking met conventionele materialen zoals Invar of staal. Deze gewichtsbesparing zorgt voor een soepelere werking tijdens AFP-layup zonder het risico dat de rotaties van een zwaarder gereedschap moeten worden overwonnen. Bovendien worden de doorlooptijden voor het uitharden verkort, omdat het niet nodig is om het composietgereedschap te verwarmen, zoals bij een metalen equivalent wel nodig is.

Ferronato zegt dat het project zorgvuldige coördinatie vereiste tussen meerdere organisaties verspreid over de hele wereld. "In een tijd van grote onzekerheid als gevolg van de huidige pandemie hebben we aangetoond dat de luchtvaartindustrie nog steeds kan gedijen bij tegenslag", zegt hij.

Na zeven maanden van planning, engineering en productie, arriveerde het koolstofvezel RPB-gereedschap in Hengshen na een lange reis vanuit Nantes, Frankrijk. De tooling werd vervolgens gecontroleerd op eventuele schade of beweging tijdens het transport. Bovendien werd een vacuümproef bij hoge temperatuur uitgevoerd op het gereedschap om er zeker van te zijn dat er geen luchtlekken waren. Na succesvolle proeven werd de tooling overgebracht naar de AFP-machinekamer. De AFP-machinekamer is een milieuvriendelijke ruimte met een oppervlakte van 800 vierkante meter en herbergt de KUKA robot-AFP-machine op rails, met twee (20T en 40T) horizontale spindel-asverstellers. De productieomhulling van de AFP-machine is 20 x 6 meter, wat gemakkelijk plaats biedt aan de RPB.

De tooling werd gemonteerd op de Coriolis 40T AFP-machine, waar de definitieve programmering werd uitgevoerd voorafgaand aan de lay-up. Het eerste product werd vervaardigd met behulp van Hengshen's EH918 gehard epoxysysteem, een co-bonded product van een koepelvormige huid met omega-vormige kernstringers. Dit werd gevolgd door de productie van het tweede product met behulp van Solvay's X850 gehard epoxy prepreg. Beide materialen van ruimtevaartkwaliteit, X850 en EH918, werden in Hengshen's met een Mikrosam-machine (Prilep, Macedonië) gesneden tot AFP-kwaliteit tapes van 6,35 millimeter (0,25 inch).

Het uithardingsproces van de RPB wordt voltooid in de autoclaaf van Hengshen ASC Process Systems (Valencia, Californië, VS). Uitgeharde producten werden vervolgens niet-destructief getest voordat de uiteindelijke bewerking werd voltooid.

De RPB's worden voor eind december 2021 aan de klant geleverd, waarna de producten mechanisch worden getest in verschillende vormen om aan te tonen dat ze voldoen aan de gegeven belastingsgevallen en om de structurele analyse te verifiëren. Ervan uitgaande dat de RPB's deze tests doorstaan, zullen het ontwerp, het materiaal, het proces en de leverancier (Hengshen) door de OEM worden overwogen voor opname in opkomende vliegtuigprogramma's.