Composites termoplàstics increïbles
Nov 14, 2024
Consell bàsic: les noves tecnologies i materials estan accelerant el replantejament de la producció d'estructures d'aeronaus.
Les noves tecnologies i materials estan accelerant un replantejament de la producció d'estructures d'aeronaus.
La cèl·lula és més lleugera i ràpida
El fuselatge conté més que només passatgers i càrrega. També porta sistemes elèctrics, mecànics, pneumàtics i hidràulics vitals. La instal·lació dels sistemes un cop finalitzat el fuselatge augmenta els costos i el temps de producció. El sistema també és pesat. El fuselatge compost termoplàstic més lleuger i més fàcil de produir ajuda a compensar aquests inconvenients.
El revestiment termoplàstic pot aconseguir-ho, principalment perquè el gran nombre de fixadors necessaris per mantenir juntes les peces metàl·liques tradicionals del fuselatge ja no es requereix, o el nombre necessari és molt menor.
Els compostos termoplàstics, que representen els compostos de polímers termoplàstics reforçats amb fibra de carboni (CFRTP), es poden modelar a altes temperatures. Després es refreda i es cura. Si els segments típics del fuselatge s'integren intel·ligentment amb les peces de la cabina i la càrrega, la seva introducció podria comportar un estalvi de pes estructural de més d'un 10% per avió.
Els compostos CFRTP també ofereixen un avantatge més immediat: són més fàcils de reutilitzar i reciclar que les peces de metall o fibra de carboni.
Mòduls preinstal·lats
Tornem al nostre magatzem. El MFFD consta de dues carcassas semicilíndriques, o mòduls, que formen el canó del fuselatge. Els mòduls inferiors estan preequipats amb sistemes i cablejat; Té algunes marques de la cabina.
Pel que fa a la producció pura, el revestiment termoplàstic permet muntar aquests mòduls mitjançant nous mètodes, cadascun dels quals es prova al MFFD. La seva carcassa, per exemple, s'uneix mitjançant soldadura automàtica per ultrasons o làser, en lloc de reblar. Això crea un entorn relativament lliure de pols per als treballadors de muntatge.
A continuació, el sòl del model de fuselatge inferior es fixa al seu lloc mitjançant soldadura de conducció automàtica.
A finals de 2024, quan finalitza el projecte, el MFFD ha superat els seus objectius de reducció de pes i té un cost neutre en comparació amb els barrils metàl·lics del fuselatge. S'han provat més de 40 "especialitats" tècniques a un alt nivell, que van des de la micromecànica a petita escala (l'estudi del comportament dels materials compostos) fins a nous tipus d'accessoris, eines i tècniques de soldadura avançades com es descriu anteriorment.
L'enfocament disruptiu de MFFD podria permetre que es fabriquin cèl·lules compostes CFRTP a un ritme de 100 al mes, que és la taxa objectiu per als futurs avions d'un sol passadís. A més dels beneficis econòmics, l'arquitectura avançada, el menor pes i la taxa de fabricació més alta de la nova cèl·lula ajudaran a reduir les emissions del cicle de vida, en línia amb els objectius de Clean Skies 2.
Una història d'èxit europeu
Des de la seva finalització, el demostrador ha residit al Centre d'Investigació Aeronàutica Aplicada ZAL d'Hamburg. De fet, es va muntar a l'Institut Fraunhofer prop de Stade. Airbus té àmplies instal·lacions a les dues ciutats alemanyes. La innovació de MFFD és una història d'èxit totalment europea. Airbus és un dels 13 socis clau que formen el consorci, que inclou Saab, GKN Fokker, el laboratori aeroespacial alemany DLR, la Universitat Tecnològica de Delft i un subcontractista.
"Si el món acadèmic, els centres de recerca i els actors de la indústria estan units al voltant d'un objectiu comú, MFFD és un gran exemple", va dir York Roth, cap de la plataforma jumbo Clean Skies 2 d'Airbus. "Un jugador sol mai no podria lliurar un gran cilindre de demostració del fuselatge d'aquesta complexitat".
Projecte Clean Skies 2
Composites termoplàstics Secció de fuselatge Demostrador
① Materials compostos de fibra de carboni termoplàstica
②Materials, mètodes i eines avançats
