与介电复合材料制造业的未来治疗监测

复合材料行业是非常先进的产品开发这些产品与技术这是落后于时代。电介质治疗监测是一个解决方案,可以把这个行业前进。

在这次采访中,欢l .李Lambient技术的联合创始人,谈判AZoM使用介质治疗监测,防止风力涡轮机故障,为构建大型复合结构为空间应用程序,和许多其他应用程序。

介质是什么治疗监测(DEA)和如何使用现在在质量保证和质量控制?

电介质治疗监测来到被称为DEA,意义D我- - - - - -Electric一个分析,在1980年代末将它的家庭标准热分析技术,这也发生在被识别三个字母:DMA-Dynamic机械分析,DSC-Differential扫描量热法,TGA-Thermal重量分析,等等。

电介质治疗监控措施交流电气性能的聚合物,热固性材料和复合材料来确定他们的治疗行为。两properties-permittivity和resistivity-it发现电阻率(更具体地说,频率独立电阻率前)与机械粘度凝胶,凝胶后模量。

由于离子粘度这个术语是替代电阻率强调机械粘度和电阻率之间的联系。

在我去之前,我想定义的QA / QC测试树脂的固化行为或复合股票之前,做成一个成品。当然生产的最终产品包括质量控制,但是对于我们的目的是方便识别QA / QC材料测试。欧洲杯足球竞彩

因为离子粘度并表明治疗状态,许多公司现在使用DEA跟踪材料治疗常规QA / QC测试。例如,一些片状模塑料制造商,或SMC,测试每一批温度每天在一个标准的过程。

通过记录的时代我们称之为关键Points-minimum离子粘度,粘度离子峰值斜率和选择斜率来表示治疗时期可以监视一批是否按照规范治疗。

图1所示。从电介质治疗监测典型的治疗信息

如果任何参数漂移外设置限制,可能会造成一个可能的问题。公司已获得可见性材料的治疗,可以调查偏差的来源。

也许太老了的材料,制定了或混合比例是不正确的。也许仓库的门一直敞开在德州在炎热的一天。行为的一致性可以跟踪统计和DEA实时治疗提供了一些见解和质量和真正的conditions-something其他热分析技术无法完成的。

鉴于复合生产的增长,哪些领域可以受益于使用介质治疗监测?

研究和开发可以使用介质治疗监测促进新的树脂配方的研究。如何开发实验室测量他们的治疗时间和治愈率热固性材料吗?今天,典型的测试方法是劳动密集型的,粗糙的,不准确。

通常用户会辛苦地治愈材料到某种程度,然后用DMA和DSC测试来确定硫化程度或欧洲杯足球竞彩玻璃化转变温度。

然后重复这个过程与材料固化后续点。他们多次重复这些步骤的原油曲线治疗。相比之下,电介质治疗监测可以在一个步骤中,减少时间和精力,最后减少成本。

请记住,DEA不会取代DMA或DSC。DEA是DMA的补充或DSC,许多研究表明,这三种方法之间的相关性。

质量保证/质量控制过程也可以从中受益。树脂制造商可以测试即将离任的材料以确保其客户规定治疗的一个一致的核对。

公司需要这些纯树脂,添加填料如碳纤维或玻璃纤维,或使半固化片,片状模塑料(SMC),大部分模塑料(BMC)或环氧模塑料(EMC),例如,可以测试他们的即将离任的产品保证它作为指定的治疗。

DEA在制造业方面具有独特的优势。介电治疗监测是唯一的热分析技术,可以在不改变应用实验室和在新闻或模具。制造业受益拥有文档的能力治愈的方式可以直接追踪回到实验室结果。

此外,DEA让最终用户能够知道如何治疗的一部分。想象能够看到治愈的一个风力涡轮机叶片。

使用此功能,你可以demold它当它准备好了,不是之前,而不是之后。如果你想删除它从模具上,它不是刚性足够的处理。如果你把它在模具超过必要的,你降低吞吐量和效率。

Stockr / shutterstock.com

为什么公司迁移到将介电治疗监测在QA / QC和制造吗?

我认为最大的好处是提高效率和产品一致性。最终的结果是节省成本。

25年前的一项研究测试了SMC成型过程的闭环控制。(天,湄和李上半叶,“Analysis and Control of SMC Part to Part Variations,” Session 13-C of《17^th年会上,复合材料研究所,塑料工业的社会公司,1992年2月3 - 6。)

这是一个先进的概念,我认为现在仍然是一个先进的概念。在研究介质治愈监控测量了治愈国家的很大一部分模具。当DEA确定定义的一部分达到了治疗,介电治愈监视器发出信号,自动打开模具,排出部分。

通常一个计时器将在60秒后打开模具,一段决心保证所有部分被治愈的一个可接受的,即使部分治愈过去的这一点。

DEA确定模具打开时,按平均周期时间降至50秒,平均节省10秒计时器。减少会每年节省了70000美元/媒体仅在劳动力成本,不包括生产力和增加吞吐量。

即使没有闭环控制,制造业受益于使用DEA能够看到治愈的问题发生时,通过解决这些问题的额外的数据,并通过数据显示,部分是养护。

通常的迁移路径的DEA通过研发、QA / QC和制造吗?

我们已经看到在过去的三十年通过这些领域DEA的自然迁徙。我原来的公司是Micromet仪器,三十年前商业化DEA技术开发了麻省理工学院的技术。我们的客户几乎都参与了第一个十年研发和材料的发展。欧洲杯足球竞彩早期的采用者是军事实验室和树脂制造商。

研究人员表明,电介质治疗监测可以描述治愈的环氧树脂,聚氨酯、丙烯酸树脂等热固性材料用于制造复合材料。

对DEA不断出版的论文,即使是现在,表明,电介质治疗监测仍然是一个肥沃的研究。只有经过验证,支持越来越多的结果,研发能够推荐DEA的下一个阶段。

当前的增长在QA / QC接受现在。正如我之前提到的,我的意思是这包含测试的库存材料治疗,不是最终产品质量的检测。欧洲杯足球竞彩

QA / QC我定义它,常规的担忧,有时每天使用的介质治疗监测批量测试。这样一个公司可以确认原料如纯树脂、SMC、BMC、EMC、半固化片或树脂,满足规范对固化行为之前被制成最终产品。

识别和修复治疗的问题早在供应链更容易,更便宜的比后最终产品。对于一些公司来说更加强调统计质量控制,六西格玛项目等推动实现DEA的QA / QC。

将DEA在制造业中的障碍是什么?

我认为制造业最大的新的潜在使用DEA,但也是最难的DEA进入。这是因为制造工程师已经开发了一个过程使他们的产品和它的工作原理,也没有在第一时间实现。问题是:“这个过程能更好的工作吗?”

生产经理可以理解不愿改变这一过程很好地工作。任何改变通常是渐进的,只有经过测试和验证通常由别人。

已经说过,在日本公司更容易接受将DEA在制造业应用中比在美国或欧洲。

复合材料行业正在不可思议的进步,但技术用于测试这些欧洲杯足球竞彩落后于时代。介质如何治疗监测带这个行业前进吗?

产品用复合材料有难以置信的强度重量比和钢相比,例如。某些飞机和航天器组件的存在,和风力涡轮叶片有时仅仅是有可能的,因为复合材料。

尽管复杂的片状模塑料等材料,环氧模塑料和ep欧洲杯足球竞彩oxy-graphite半固化片,等等;和制造技术,如纤维缠绕、树脂传递模塑法等,治疗测试被困在过去50年。

一个共同的方法来确定凝胶时间,经常代表固化时间,是一个简单的测试。这个测试使用一个技术员或机器用棍子搅拌液体树脂的样本。

HAKINMHAN / shutterstock.com

技师记录时,树脂变稠足以坚持坚持或形成一个字符串当棍子从样本。时机是非常不精确的结果高度依赖于样本的数量和一致性和技术的人激动人心的样本。

另一个粗糙的方法来确定治疗时间是螺旋流测试,必须用于材料不够流体搅拌,如SMC、BMC或EMC。欧洲杯足球竞彩这里与螺旋通道模具加热到测试温度。

被测材料注入模具,它流动,直到它变硬足以停止运动。材料流动的距离表示的治愈时间,但是没有提供的信息对其他治疗过程或反应。

这个测试需要一个特殊的模具以及机械注入材料在一个固定的压力下。

像搅拌试验、螺旋流试验不能解释如何治疗行为在实际生产条件下可能会发生变化。此外,无论是搅拌测试还是螺旋流测试可用于半固化片,这是许多先进的产品的核心。

电介质治疗监测,相比之下,使用简单的传感器和一个简单的技术来展示材料治疗。可以使用DEA与液体树脂,填充材料和半固化片。欧洲杯足球竞彩

数据,这样代表示意图如图1所示,表明在整个治疗期间发生了什么,包括材料粘度的变化和反应速率。DEA是简单、重现性好,可用于制造环境以及实验室。

2016年,多个风力涡轮机叶片坏了,这意味着更好的质量控制是必要的。DEA如何预防呢?

不知道如何将这些风力涡轮机叶片失败,我只能猜测。当然可以,问题是在一些组件如中心与生产无关的叶片。

然而安装涡轮机利用风能正迅速增加,还有巨大的压力产生越来越多的叶片长度越来越大。一些风力涡轮叶片长50米或更多。

模具时间匆忙增加吞吐量?是后固化时间匆忙?有弱点,由于不完整的治疗点沿叶片的长度吗?我不知道,但是DEA可以提供额外的信息状态的治疗在实际的制造过程。

事实上,新,成本有效介电治愈监视器可以连接在一个通讯线测量材料状态每隔几米在风力涡轮叶片等很大一部分。当然在治愈过程的发展,定义的时间和气温——可能在每个blade-DEA的制造提供了有价值的信息来产生一个一致的产品。

3 dsculptor / shutterstock.com

商业太空公司受益于如何将DEA在生产过程吗?你能给的例子吗?

商业太空飞行是一个应用程序就像飞机制造、只有更苛刻要求光,强烈的材料。欧洲杯足球竞彩Phenolic-carbon纤维复合材料构成了隔热SpaceX的龙胶囊,和最近SpaceX透露成功测试的一个巨大的40英尺宽的碳纤维油箱计划一个雄心勃勃的火星的宇宙飞船。

在9月27日国际天文学大会(IAC) Elon Musk谈论SpaceX特别提到治愈碳纤维预浸材料使坦克的一个挑战。

这里是一个关键的应用程序一切办法保证成功应该在制造。对于一个大的单件组件这样的燃料箱,不均匀或不完整的治疗可能会导致一个弱点。40英尺的表面积,大约球形舱约5000平方英尺很多区域潜在的失败。

我相信治愈后SpaceX将检查每平方英尺来检查缺陷,但使用DEA在治疗将提供文档的正确处理可追踪的方法在实验室进行验证。此外,关于治疗状态反馈将允许实时调整或修正的治疗,可能避免取消这部分大型和昂贵的。

当然对于一个部分这大许多介电传感器必须分布在代表地区,但这仍将远不及扔掉一个昂贵的缺陷。

DEA在制造业的未来是什么?

公司生产高价值的物品,如复合飞机机翼和机身,或宇宙飞船组件,似乎更有可能调查的使用DEA在制造业。

为他们的失败的灾难性后果人类安全和材料成本。减轻这种风险是至关重要的,所以我认为航空公司的合并将导致介电治疗监测他们的流程。

空中客车公司正在调查或使用DEA。庞巴迪也是如此。波音公司在过去,虽然我现在不知道他们在做什么。我希望看到复合比例,使维珍银河宇宙飞船,SpaceX使用DEA。

我们的读者在哪里可以去了解更多吗?

更多信息介质治疗监测可以发现网站Lambient技术:www.lambient.com。

关于欢李

欢李是一个超过30年经验的电子工程师设计复合材料行业的仪表。

欢从麻省理工学院的研究生学位,他的研究小组的一部分工作介质治疗监测合同从NASA和其他政府机构。

欢也是创始人之一Micromet仪器,第一个商业化技术发达的麻省理工学院。

2008年,他创立Lambient技术有限责任公司与斯蒂芬城堡内预先使用介质的治疗监测热固性材料和复合材料。