Is féidir an trealamh iniompartha a dheisiú le fiberglass UV-curable / eistear vinile nó snáithín carbóin / prepreg eapocsa a stóráil ag teocht an tseomra agus ceallraí-chumhachta trealamh leigheas. #déantúsaíocht taobh istigh #bonneagar
Deisiúchán paiste prepreg UV-curable Cé go raibh an deisiú snáithín carbóin / prepreg eapocsa forbartha ag Custom Technologies LLC don droichead ilchodach infield simplí agus tapa, úsáid a bhaint as snáithín gloine athneartaithe roisín eistir vinil UV-curable, tá córas níos áisiúla forbartha ag Prepreg. . Foinse íomhá: Custom Technologies LLC
Is sócmhainní ríthábhachtacha iad droichid modúlacha in-imscartha le haghaidh oibríochtaí míleata agus lóistíochta oirbheartaíochta, chomh maith le hathchóiriú an bhonneagair iompair le linn tubaistí nádúrtha. Tá staidéar á dhéanamh ar struchtúir chomhchodacha chun meáchan droichid den sórt sin a laghdú, rud a laghdóidh an t-ualach ar fheithiclí iompair agus meicníochtaí seolta-aisghabhála. I gcomparáid le droichid miotail, tá an cumas ag ábhair chomhchodacha freisin cumas ualachiompartha a mhéadú agus saol seirbhíse a leathnú.
Is sampla é an Droichead Ilchodach Ardmhodúil (AMCB). Úsáideann Seemann Composites LLC (Gulfport, Mississippi, SAM) agus Materials Sciences LLC (Horsham, PA, SAM) lannáin eapocsa atá treisithe le snáithín carbóin (Fíor 1). ) Dearadh agus tógáil). Mar sin féin, tá an cumas chun struchtúir den sórt sin a dheisiú sa réimse ina cheist a chuireann bac ar ghlacadh na n-ábhar ilchodach.
Fíor 1 Droichead Ilchodach, príomhshócmhainn infield Dhear agus thóg Seemann Composites LLC agus Materials Sciences LLC an Droichead Ilchodach Ardmhodúil (AMCB) ag baint úsáide as cumaisc roisín eapocsa treisithe le snáithín carbóin. Foinse íomhá: Seeman Composites LLC (ar chlé) agus Arm na SA (ar dheis).
In 2016, fuair Custom Technologies LLC (Millersville, MD, SAM) deontas Céim 1 Taighde Nuála Gnó Beag (SBIR) arna mhaoiniú ag Arm na SA chun modh deisiúcháin a fhorbairt ar féidir le saighdiúirí a dhéanamh go rathúil ar an láthair. Bunaithe ar an gcur chuige seo, bronnadh an dara céim den deontas SBIR i 2018 chun ábhair nua agus trealamh faoi thiomáint ceallraí a thaispeáint, fiú má dhéantar an paiste a chomhlíonadh ag novice gan oiliúint roimh ré, is féidir 90% nó níos mó den struchtúr a athchóiriú Raw. neart. Cinntear indéantacht na teicneolaíochta trí shraith anailíse, roghnú ábhar, déantúsaíocht eiseamail agus tascanna tástála meicniúla a dhéanamh, chomh maith le deisiúcháin ar scála beag agus ar scála iomlán.
Is é Michael Bergen, bunaitheoir agus uachtarán Custom Technologies LLC, an príomhthaighdeoir sa dá chéim SBIR. D’éirigh Bergen as Carderock ón Lárionad Cogaíochta Dromchla Cabhlaigh (NSWC) agus d’fhóin sé sa Roinn Struchtúr agus Ábhar ar feadh 27 bliain, áit ar bhainistigh sé forbairt agus cur i bhfeidhm teicneolaíochtaí cumaisc i gcabhlach Chabhlach na SA. Tháinig an Dr Roger Crane isteach i Custom Technologies in 2015 tar éis dó éirí as Cabhlach na SA in 2011 agus tá sé ag fónamh le 32 bliain. Áirítear lena shaineolas ar ábhair chomhchodacha foilseacháin theicniúla agus paitinní, a chlúdaíonn ábhair mar ábhair chomhchodacha nua, déantúsaíocht fhréamhshamhail, modhanna nasctha, ábhair chomhchodacha ilfheidhmeacha, monatóireacht ar shláinte struchtúrach, agus athchóiriú ábhar ilchodach.
Tá próiseas uathúil forbartha ag an dá shaineolaí a úsáideann ábhair chomhchodacha chun na scoilteanna i bhforstruchtúr alúmanaim an chúrsálaí diúracán treoraithe rang Ticonderoga CG-47 5456 a dheisiú. “Forbraíodh an próiseas chun fás scoilteanna a laghdú agus chun fónamh mar rogha eile eacnamaíoch. le hathsholáthar bord ardáin idir 2 agus 4 milliún dollar,” a dúirt Bergen. “Mar sin chruthaigh muid go bhfuil a fhios againn conas deisiúcháin a dhéanamh lasmuigh den tsaotharlann agus i dtimpeallacht seirbhíse fíor. Ach is é an dúshlán nach bhfuil an-rath ar mhodhanna sócmhainní míleata reatha. Is é an rogha banna deisiúcháin déphléacsacha [go bunúsach i limistéir damáiste Glue bord go dtí an barr] nó bain an tsócmhainn as seirbhís le haghaidh stóras-leibhéal (D-leibhéal) deisiúcháin. Toisc go bhfuil deisiúcháin D-leibhéal ag teastáil, cuirtear go leor sócmhainní ar leataobh.”
Dúirt sé freisin gurb é an rud atá ag teastáil ná modh is féidir le saighdiúirí nach bhfuil aon taithí acu ar ábhair chomhchodacha a dhéanamh, gan úsáid a bhaint as feisteáin agus lámhleabhair chothabhála amháin. Is é ár gcuspóir an próiseas a dhéanamh simplí: léigh an lámhleabhar, déan measúnú ar an damáiste agus déan deisiúcháin. Nílimid ag iarraidh roisíní leachtacha a mheascadh, toisc go n-éilíonn sé seo tomhas beacht chun leigheas iomlán a chinntiú. Ní mór dúinn freisin córas gan aon dramhaíl ghuaiseach tar éis deisiúcháin a bheith críochnaithe. Agus ní mór é a phacáistiú mar threalamh is féidir leis an líonra atá ann cheana a úsáid. ”
Réiteach amháin a léirigh Custom Technologies go rathúil ná trealamh iniompartha a úsáideann greamachán eapocsa níos déine chun an paiste ilchodach ghreamaitheach a shaincheapadh de réir mhéid an damáiste (suas le 12 orlach cearnach). Críochnaíodh an taispeántas ar ábhar ilchodach a sheasann do dheic AMCB 3-orlach tiubh. Tá croí-adhmad balsa 3-orlach tiubh ag an ábhar ilchodach (dlús 15 punt in aghaidh na coise ciúbach) agus dhá shraith de Vectorply (Phoenix, Arizona, SAM) C -LT 1100 snáithín carbóin 0 ° / 90 ° fabraic greamaithe biaxial, sraith amháin de Snáithín carbóin C-TLX 1900 0 ° / + 45 ° / - 45 ° trí seafta agus dhá shraith C-LT 1100, cúig shraith san iomlán. “Shocraigh muid go n-úsáidfidh an trealamh paistí réamhdhéanta i lann leath-isotrópach cosúil le il-ais ionas nach mbeidh treo na fabraice ina cheist,” a dúirt Crane.
Is é an chéad eagrán eile an maitrís roisín a úsáidtear le haghaidh deisiú laminate. D'fhonn roisín leachtach a mheascadh a sheachaint, úsáidfidh an paiste prepreg. “Mar sin féin, is iad na dúshláin seo ná stóráil,” a mhínigh Bergen. Chun réiteach paiste instóráilte a fhorbairt, tá Custom Technologies i gcomhpháirtíocht le Sunrez Corp. (El Cajon, California, SAM) chun prepreg snáithín gloine / eistir vinile a fhorbairt a fhéadfaidh solas ultraivialait (UV) a úsáid i sé nóiméad Curing solais. Chomhoibrigh sé freisin le Gougeon Brothers (Bay City, Michigan, SAM), a mhol úsáid a bhaint as scannán eapocsa solúbtha nua.
Tá sé léirithe ag staidéir luatha gurb é roisín eapocsa an roisín is oiriúnaí d'eistear vinil prepregs-UV-curable snáithín carbóin agus snáithín gloine tréshoilseach go maith, ach ní leigheas iad faoi shnáithín carbóin éadrom-blocála. Bunaithe ar scannán nua Gougeon Brothers, déantar an prepreg epocsa deiridh a leigheas ar feadh 1 uair ag 210 ° F / 99 ° C agus tá seilfré fada aige ag teocht an tseomra - ní gá stóráil íseal-teocht. Dúirt Bergen, má tá teocht aistrithe gloine níos airde (Tg) ag teastáil, déanfar an roisín a leigheas freisin ag teocht níos airde, mar shampla 350 ° F / 177 ° C. Soláthraítear an dá prepregs i bhfeiste deisiúcháin iniompartha mar chairn de phaistí prepreg séalaithe i gclúdach scannán plaisteach.
Ós rud é go bhféadfaí an trealamh deisiúcháin a stóráil ar feadh i bhfad, ní mór do Custom Technologies staidéar seilfré a dhéanamh. “Cheannaíomar ceithre imfhálú plaisteach crua - cineál míleata tipiciúil a úsáidtear i dtrealamh iompair - agus chuireamar samplaí de ghreamaitheach eapocsa agus prepreg eistir vinile isteach i ngach imfhálú,” a dúirt Bergen. Cuireadh na boscaí ansin i gceithre shuíomh éagsúla le haghaidh tástála: díon mhonarcha Gougeon Brothers i Michigan, díon aerfort Maryland, an áis lasmuigh i nGleann Yucca (fásach California), agus an tsaotharlann tástála creimthe lasmuigh i ndeisceart Florida. Tá logálaithe sonraí ag gach cás, deir Bergen, “Tógann muid samplaí sonraí agus ábhair le haghaidh meastóireachta gach trí mhí. Is é 140 °F an teocht uasta a taifeadadh sna boscaí i Florida agus California, rud atá go maith don chuid is mó de na roisíní athchóirithe. Is dúshlán fíor é.” Ina theannta sin, rinne Gougeon Brothers tástáil inmheánach ar an roisín eapocsa íon nuafhorbartha. “Tosaíonn samplaí a cuireadh in oigheann ag 120 ° F ar feadh roinnt míonna ag polaiméiriú,” a dúirt Bergen. “Mar sin féin, i gcás na samplaí comhfhreagracha a choimeádtar ag 110 °F, níor tháinig feabhas ach beagán ar cheimic an roisín.”
Fíoraíodh an deisiú ar an mbord tástála agus ar an múnla scála seo de AMCB, a d'úsáid an laminate agus an croí-ábhar céanna leis an droichead bunaidh a thóg Seemann Composites. Foinse íomhá: Custom Technologies LLC
D'fhonn an teicníc deisiúcháin a léiriú, ní mór laminate ionadaíoch a mhonarú, a mhilleadh agus a dheisiú. “Sa chéad chéim den tionscadal, ar dtús d’úsáideamar bíomaí beaga 4 x 48-orlach agus tástálacha lúbthachta ceithre phointe chun féidearthacht ár bpróiseas deisiúcháin a mheas,” a dúirt Klein. “Ansin, d’aistrigh muid go dtí painéil 12 x 48 orlach sa dara céim den tionscadal, chuireamar ualaí i bhfeidhm chun staid struis dé-aiseach a ghiniúint chun teip a chruthú, agus ansin rinneamar measúnú ar an bhfeidhmíocht deisiúcháin. Sa dara céim, chríochnaíomar an tsamhail AMCB a thógamar Cothabháil.”
Dúirt Bergen go ndearnadh an painéal tástála a úsáideadh chun an fheidhmíocht deisiúcháin a chruthú ag baint úsáide as an líneáil chéanna lannáin agus croí-ábhar agus AMCB a mhonaraigh Seemann Composites, “ach laghdaigh muid tiús an phainéil ó 0.375 orlach go 0.175 orlach, bunaithe ar theoirim na haise comhthreomhar. . Is é seo an cás. Baineadh úsáid as an modh, mar aon leis na heilimintí breise de theoiric bhíoma agus teoiric clasaiceach laminate [CLT], chun an nóiméad táimhe agus stiffness éifeachtach an AMCB lánscála a nascadh le táirge taispeána ar mhéid níos lú atá níos éasca a láimhseáil agus níos mó. éifeachtach ó thaobh costais. Ansin, táimid ag baint úsáide as an tsamhail anailíse eiliminte críochta [FEA] arna fhorbairt ag XCraft Inc. (Boston, Massachusetts, SAM) chun dearadh na ndeisiúchán struchtúrach a fheabhsú.” Ceannaíodh an fabraic snáithín carbóin a úsáidtear le haghaidh na bpainéal tástála agus an tsamhail AMCB ó Vectorply, agus rinneadh an croí balsa ag Core Composites (Bristol, RI, SAM) a sholáthraítear.
Céim 1. Taispeánann an painéal tástála seo trastomhas poll 3 orlach chun damáiste marcáilte sa lár a insamhail agus an imlíne a dheisiú. Foinse grianghraf do gach céim: Custom Technologies LLC.
Céim 2. Bain úsáid as grinder láimhe faoi thiomáint ceallraí chun an t-ábhar damáiste a bhaint agus cuir an paiste deisiúcháin faoi iamh le barrchaolú 12:1.
“Ba mhaith linn méid níos airde damáiste a insamhladh ar an mbord tástála ná mar a d’fhéadfaí a fheiceáil ar an deic droichead sa pháirc,” a mhínigh Bergen. “Mar sin is é an modh atá againn ná sábha poll a úsáid chun poll 3 orlach ar trastomhas a dhéanamh. Ansin, tarraingímid amach breiseán an ábhair damáiste agus úsáidimid meilire aeroibrithe láimhe chun scairf 12:1 a phróiseáil.”
Mhínigh Crane, le haghaidh snáithíní carbóin / deisiúcháin eapocsa, a luaithe a bhaintear an t-ábhar painéil “damáiste” agus go gcuirtear scairf cuí i bhfeidhm, gearrfar an réamhphreas go leithead agus go fad chun barrchaolú an limistéir damáiste a mheaitseáil. “I gcás ár bpainéal tástála, éilíonn sé seo ceithre shraith de réamhphreas chun an t-ábhar deisiúcháin a choinneáil comhsheasmhach le barr an phainéil charbóin bunaidh gan damáiste. Ina dhiaidh sin, dírítear na trí shraith clúdaigh de réamhchlaonadh carbóin/epocsa air seo Ar an gcuid deisithe. Síneann gach ciseal as a chéile 1 orlach ar gach taobh den chiseal íochtair, rud a sholáthraíonn aistriú ualach de réir a chéile ón ábhar "maith" máguaird go dtí an limistéar deisithe." An t-am iomlán chun an deisiú seo a dhéanamh-lena n-áirítear ullmhú limistéar deisiúcháin, Gearradh agus cur an t-ábhar athchóirithe agus cur i bhfeidhm an nós imeachta leigheas-thart ar 2.5 uair an chloig.
Maidir le snáithín carbóin/prepreg eapocsa, déantar an limistéar deisiúcháin a phacáil i bhfolús agus a leigheas ag 210°F/99°C ar feadh uair an chloig ag baint úsáide as bonder teirmeach faoi thiomáint ceallraí.
Cé go bhfuil deisiú carbóin/eapocsa simplí agus tapa, d’aithin an fhoireann go raibh gá le réiteach níos áisiúla chun an fheidhmíocht a athbhunú. Ba é an toradh a bhí air seo ná taiscéaladh réamhtheachtaithe leigheasacháin ultraivialait (UV). “Tá an t-ús i roisíní eistir vinile Sunrez bunaithe ar thaithí cabhlaigh roimhe seo le bunaitheoir na cuideachta Mark Livesay,” a mhínigh Bergen. “Chuireamar fabraic ghloine leath-isotrópach ar fáil do Sunrez ar dtús, ag baint úsáide as a réamh-mheastachán eistear vinile, agus rinneamar measúnú ar an gcuar leigheas faoi choinníollacha éagsúla. Ina theannta sin, toisc go bhfuil a fhios againn nach bhfuil roisín eistear vinile cosúil le roisín eapocsa A sholáthraíonn feidhmíocht greamaitheachta tánaisteach oiriúnach, mar sin tá gá le iarrachtaí breise chun gníomhairí cúplála ciseal greamaitheacha éagsúla a mheas agus a chinneadh cé acu ceann atá oiriúnach don iarratas."
Fadhb eile is ea nach féidir le snáithíní gloine na hairíonna meicniúla céanna a sholáthar le snáithíní carbóin. “I gcomparáid le paiste carbóin/epocsa, réitítear an fhadhb seo trí úsáid a bhaint as ciseal breise eistear gloine/vinile,” a dúirt Crane. “Is é an fáth nach bhfuil ach ciseal breise amháin ag teastáil ná gur fabraic níos troime é an t-ábhar gloine.” Táirgeann sé seo paiste oiriúnach is féidir a chur i bhfeidhm agus a chur le chéile laistigh de shé nóiméad fiú ag teochtaí an-fhuar/reoite istigh. Curing gan teas a sholáthar. Thug Crane le fios gur féidir an obair dheisiúcháin seo a chríochnú laistigh de uair an chloig.
Tá an dá chóras paiste léirithe agus tástáladh. I gcás gach deisiúcháin, déantar an limistéar atá le damáiste a mharcáil (céim 1), a cruthaíodh le poll chonaic, agus ansin baintear úsáid as grinder láimhe faoi thiomáint ceallraí (céim 2). Ansin gearr an limistéar deisithe ina bharrchaolú 12:1. Glan dromchla an scairf le eochaircheap alcóil (céim 3). Ar aghaidh, gearrtha an paiste deisiúcháin go méid áirithe, é a chur ar an dromchla glanta (céim 4) agus é a chomhdhlúthú le sorcóir chun boilgeoga aeir a bhaint. Le haghaidh prepreg eistear vinile snáithíní gloine/UV-leasaithe, ansin cuir an ciseal scaoilte ar an limistéar deisithe agus leigheas an paiste le lampa UV gan sreang ar feadh sé nóiméad (céim 5). Maidir le snáithín carbóin/réamhthasc eapocsa, bain úsáid as bonder teirmeach réamhchláraithe aon-cnaipe faoi thiomáint ceallraí chun an limistéar deisithe a phacáil i bhfolús agus é a leigheas ag 210°F/99°C ar feadh uair an chloig.
Céim 5. Tar éis an ciseal feannadh a chur ar an limistéar deisithe, bain úsáid as lampa UV gan sreang chun an paiste a leigheas ar feadh 6 nóiméad.
“Ansin rinneamar tástálacha chun greamaitheacht an paiste a mheas agus a chumas cumas ualachiompartha an struchtúir a athbhunú,” a dúirt Bergen. “Sa chéad chéim, ní mór dúinn éascaíocht an iarratais a chruthú agus an cumas 75% ar a laghad den neart a aisghabháil. Déantar é seo trí lúbadh ceithre phointe ar roisín eapocsa snáithín carbóin 4 x 48 orlach agus croí-léas balsa tar éis an damáiste insamhlaithe a dheisiú. Tá. Bhain an dara céim den tionscadal úsáid as painéal 12 x 48 orlach, agus caithfidh sé riachtanais neart níos mó ná 90% a thaispeáint faoi ualaí casta casta. Chomhlíonamar na ceanglais seo go léir, agus ansin grianghraif de na modhanna deisiúcháin ar an tsamhail AMCB. Conas teicneolaíocht agus trealamh infield a úsáid chun tagairt amhairc a sholáthar.”
Príomhghné den tionscadal is ea a chruthú gur féidir le novices an deisiúchán a chríochnú go héasca. Ar an ábhar sin, bhí tuairim ag Bergen: “Gheall mé go dtaispeánfaidh mé dár dhá theagmhálaí teicniúla san Arm: an Dr. Bernard Sia agus Ashley Genna. San athbhreithniú deiridh ar an gcéad chéim den tionscadal, d'iarr mé gan aon deisiúcháin. Ashley taithí a rinne an deisiú. Ag baint úsáide as an trealamh agus an lámhleabhar a sholáthraíomar, chuir sí an paiste i bhfeidhm agus rinne sí an deisiú gan aon fhadhbanna.”
Figiúr 2 Is féidir leis an meaisín nascáil teirmeach faoi thiomáint ceallraí réamhchláraithe faoi thiomáint ceallraí an paiste deisiúcháin snáithíní carbóin/epocsa a leigheas trí chnaipe a bhrú, gan gá le heolas deisiúcháin nó le ríomhchlárú timthriall leigheasacháin. Foinse íomhá: Custom Technologies, LLC
Forbairt thábhachtach eile is ea an córas leigheasta faoi thiomáint ceallraí (Fíor 2). "Trí chothabháil infield, níl agat ach cumhacht ceallraí," a dúirt Bergen. “Tá an trealamh próisis go léir sa trealamh deisiúcháin a d’fhorbair muid gan sreang.” Áirítear leis seo nascáil theirmeach faoi thiomáint ceallraí arna fhorbairt i gcomhpháirt ag Custom Technologies agus an soláthróir meaisín nasctha teirmeach meaisín WichiTech Industries Inc. (Randallstown, Maryland, USA). “Tá an bonder teirmeach faoi thiomáint ceallraí réamhchláraithe chun leigheas a chríochnú, mar sin ní gá do thosaitheoirí an timthriall leigheas a ríomh,” a dúirt Crane. “Ní gá dóibh ach cnaipe a bhrú chun an rampa ceart a chríochnú agus maothú.” Féadfaidh na cadhnraí atá in úsáid faoi láthair maireachtáil ar feadh bliana sula gcaithfear iad a athluchtú.
Agus an dara céim den tionscadal curtha i gcrích, tá Custom Technologies ag ullmhú moltaí feabhsúcháin leantacha agus ag bailiú litreacha spéise agus tacaíochta. “Is é ár gcuspóir an teicneolaíocht seo a aibíocht go TRL 8 agus í a thabhairt chun páirce,” a dúirt Bergen. “Feicimid freisin go bhfuil féidearthacht ann d’iarratais neamh-mhíleata.”
Míníonn sé an sean-ealaín taobh thiar den chéad athneartú snáithín sa tionscal, agus tá tuiscint dhomhain aige ar eolaíocht snáithín nua agus forbairt sa todhchaí.
Ag teacht go luath agus ag eitilt den chéad uair, braitheann an 787 ar nuálaíochtaí in ábhair agus próisis ilchodacha chun a spriocanna a bhaint amach
Am postála: Sep-02-2021