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复合材料的创新:复杂飞机零件的时间和成本高效生产的重大突破

herone GmbH(德国德累斯顿)已被宣布为享有盛誉的2019年JEC航空航天应用创新奖的获奖者。获奖应用是该公司的全热塑性驱动轴系统,采用整体齿轮二次成型,设计用于航空航天。它具有巨大的潜力,并进一步证明Victrex基于其高性能Victrex PAEK聚合物解决方案,引入了用于航空航天的热塑性复合材料的下一个维度。

复合材料创新:全热塑性驱动轴系统©herone

驱动轴由“有机管”构成,有机管是由完全固化的热塑性UD胶带制成的编织预制件,在本例中为VICTREX AE™ 250单向胶带(UDT),一种碳纤维PAEK复合材料。该工艺由轻质工程和聚合物技术研究所(杜德累斯顿)和herone GmbH开发,用于制造高质量连续碳纤维PAEK复合空心型材。然后用VICTREX对有机管进行二次成型™ PEEK 90HMF40,一种碳纤维PEEK复合材料,用于集成齿轮。

“我们非常高兴获得JEC奖,这对在令人兴奋的复合材料领域工作的每个人来说都意义重大。”herone GmbH的执行合伙人Daniel Barfuss说。“该解决方案是融合创新的结果 - 空心型材技术和Victrex开发的混合包覆成型技术。这是行动的团队合作,我们在一起推动航空航天中复合技术的界限。”

减少循环时间和大型工业生产的巨大潜力

通过使用热塑性胶带形成有机管,在预成型之前已经完成了用热塑性基体材料浸渍碳纤维的具有挑战性且耗时的工艺步骤。这有可能大大缩短循环时间,并提高空心型材压制工艺中复合型材生产的工艺效率。此外,编织能够实现高沉积速率,并使该工艺适合大规模工业生产。

为了合并齿轮,注塑二次成型在轴和齿轮之间创建内聚分子键,同时热成型驱动轴,以在齿轮和驱动轴之间创建形状锁,进一步增强接口强度。

VICTREX AE 250复合材料的熔化温度约为40°C(104°F)低于VICTREX的短碳纤维增强PEEK 90HMF40。这意味着在熔化温度下具有40°C(104°F)的差异,不需要在注射超出以之前将轴的基质聚合物预热超出其熔化温度。这种处理方法在VictREX的一部分被称为“混合包覆成型”,并导致丰富地提高资源效率,工艺可靠性和界面强度。

Herone和Victrex预计新的热塑性解决方案的许多优点将转化为有形的主要优点,包括:

  • 增强部分质量 - 部分,这是由于UD胶带的纺织品预成型
  • 快速循环时间 - 海塞尔的整合技术使得能够在几分钟内测量循环时间
  • 通过智能设计的成本降低,具有集成功能可降低零件和装配成本的数量
  • 提高性能-内聚粘合和形状锁定提高强度
  • 在注射过程中的复合管的最终形成产生了形状锁定几何形状及其独特的特征(例如,内星形状)

“在航空航天工业中,成本和制造吞吐量是创新的主要驱动因素,”Victrex航空销售团队负责人Frank Schemm指出。“herone和Victrex共同开创了商用航空航天复合材料解决方案的先河,使组件制造速度更快,零件数量更高,并有可能节约成本。热塑性材料的创新整合技术与金属或热固性加工有很大不同。全功能设计专长URE可以在更少的制造步骤中集成。我们祝贺herone获得此奖项,因为我们相信,在快速发展的行业中,复合解决方案将有很高的市场需求。特别是电气垂直起降(eVTOL)的强劲增长分支车辆,即所谓的飞行出租车,比传统的传统项目要求更高的生产率。”欧洲杯足球竞彩

来源:http://www.victrex.com.

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