Victrex, Daher, bereikt mijlpaal van next-gen thermoplastisch vliegtuigpaneel

Fotocredit:Victrex

Op 20 oktober werd gemeld dat Victrex (Thornton Cleveleys, VK) heeft samengewerkt met de Franse vliegtuigfabrikant en leverancier van apparatuur Daher (Wissous, Frankrijk) om een ​​structureel vliegtuigpaneel van 176 lagen te produceren, met een dikte van 32 millimeter (1,26 inches). De samenwerking, merken beide bedrijven, komt voort uit een behoefte aan snellere vliegtuigproductie. Het verbeteren van de productiesnelheden met behulp van samengestelde structurele componenten zoals panelen en beugels, bijvoorbeeld, zou de oplossing kunnen zijn.

Met behulp van op VICTREX AE 250 op polyaryletherketon (PAEK) gebaseerde thermoplastische composiet en een geautomatiseerde verwerkingstechniek voor vezelplaatsing (AFP), gevolgd door consolidatie in een oven en vacuüm of buiten de autoclaaf (OOA), zou het resulterende thermoplastische paneel aantonen dat het mogelijk om laminaat van ruimtevaartkwaliteit te verkrijgen met OOA-verwerking in diktes die voorheen niet haalbaar waren. Volgens Victrex kan dit belangrijke voordelen bieden voor de wereldwijde lucht- en ruimtevaartindustrie in primaire structurele toepassingen.

De afmetingen van het paneel zijn 120 bij 60 centimeter (47 bij 24 inch) met een dikte van 32 millimeter (1,3 inch), waardoor het aanzienlijk dikker is dan traditionele platte panelen, terwijl het de mogelijkheid aantoont voor ply-pad-ups en variabele diktes met een kwaliteit die acceptabel is voor evalueren en testen. De uitzonderlijke dikte van de 176-laags constructie wordt mogelijk gemaakt door AFP-lay-up van hoogwaardige unidirectionele (UD) thermoplastische tape die alleen consolidatie vereist, geen autoclaafuitharding. Met VICTREX AE 250 UDT, zegt Victrex, kan consolidatie met verwarmd gereedschap ook de productietijd aanzienlijk verkorten.

“Het nieuwe composietpaneel voldoet aan de lucht- en ruimtevaartindustrienormen voor porositeit, kristalliniteit, consolidatie en laagbindingsmaterialen zijn essentieel voor de toekomst van de lucht- en ruimtevaartindustrie. Ze verlagen niet alleen het gewicht, het brandstofverbruik en de bedrijfskosten, maar zorgen ook voor snellere productiesnelheden en zijn veel beter voor het milieu”, zegt Dominique Bailly, Dahers vice-president Onderzoek en Ontwikkeling. "Aangezien de luchtvaartindustrie voorziet in de behoefte aan meer dan 40.000 nieuwe vliegtuigen in de komende 20 jaar, moet de productie gewoon versnellen om aan deze vraag te voldoen."

In het bijzonder bevatten de technische specificaties van het paneel weinig tot geen porositeit, minder dan 1%, en de kristalliniteit wordt beoordeeld op 25-30%. Volgens Victrex, zoals zou worden verwacht van een 176-laags laminaatstructuur, is de binding tussen de composietlagen gericht op het bereiken van de noodzakelijke interlaminaire afschuifsterkte (ILSS), wat duidelijk de zeer hoge mechanische sterkte van het paneel afbakent, waar holtes worden geëlimineerd door het AFP-proces en de hoge kwaliteit en mechanische integriteit worden behouden.

Bovendien kan VICTREX AE 250 UDT worden verwerkt bij 280°C (536°F) gevolgd door een ovencyclus. Het heeft een relatief laag smeltpunt bij 305 °C (517 °F) in plaats van de 345°C (653 °F) van PEEK, een bekend hoogwaardig polymeer in de PAEK-familie. Dit is een duidelijk voordeel bij geautomatiseerde verwerking van thermoplasten, zegt het bedrijf, omdat het het lijmproces versnelt en de algehele efficiëntie van de vliegtuigproductie verhoogt.

Bijkomende overtuigende materiaalvoordelen zijn de tot 5 keer hogere specifieke sterkte en specifieke stijfheid en tot 4 keer hogere vermoeiingsweerstand in vergelijking met die van metalen. Corrosiebestendigheid, verwerking en thermische isolatie zijn ook verbeterd, terwijl de slag- en chemische weerstand evenals de schadetolerantie vergelijkbaar zullen zijn met die van metalen. Verder zijn PAEK-composieten, in tegenstelling tot thermohardende oplossingen, volledig recyclebaar, met tot 10 keer betere schadetolerantie, terwijl ze een grotere chemische weerstand, vermoeiingsprestaties en FST-eigenschappen (vlam/rook/toxiciteit) bieden, en nog steeds dezelfde sterkte en stijfheid van thermoharders. .

De belangrijkste kenmerken van de VICTREX AE 250-composieten omvatten ook uitstekende prestaties bij hoge temperaturen en thermische stabiliteit, een brede chemische weerstand tegen vloeistoffen en gassen in de ruimtevaart en uitstekende weerstand tegen hydrolyse en corrosie.

"Wat we hier zien, zijn de lichtgewicht eigenschappen van onze tape en het snelle AFP-proces, ontwikkeld door Coriolis Composites [Queven, Frankrijk], dat alle opwindende mogelijkheden biedt van metaalvervanging door thermoplastische composieten op een verreikende schaal in vliegtuigontwerp. Tegelijkertijd tijd kan dit ook bijdragen aan het terugdringen van productieachterstanden, die nu de vliegtuigbouw teisteren als gevolg van lange montageschema's die zeven, acht of negen jaar kunnen bedragen", zegt Tim Herr, directeur van Aerospace bij Victrex. "Werken aan dit baanbrekende project was productief en opwindend, en we zijn ervan overtuigd dat het zal helpen om letterlijk de vliegtuig- en vliegtuigindustrie van de toekomst vorm te geven."