¿Qué empresas aeroespaciales hay en Tianjin? ¿Qué tipo de equipos industriales y materias primas intervienen en la producción de las empresas del sector aeroespacial?
Los materiales compuestos avanzados tienen las características de peso ligero, alta resistencia, alto módulo, resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión, diseño, buen proceso de moldeo y bajo costo. Son materiales estructurales de aviación ideales y se utilizan ampliamente en la aviación. Ha sido ampliamente utilizado y se ha convertido en el principal material estructural de la carrocería de los aviones de nueva generación. La madurez de la tecnología compuesta avanzada permite lograr un rendimiento óptimo y un bajo costo, promoviendo así en gran medida la aplicación de materiales compuestos en aeronaves. Algunos grandes fabricantes de aviones están reduciendo gradualmente la proporción del procesamiento tradicional de metales en el diseño y la fabricación de aviones, dando prioridad al desarrollo de la fabricación de materiales compuestos. Este artículo tiene como objetivo presentar los principales procesos y equipos especiales avanzados involucrados en el proceso de fabricación de materiales compuestos.
Aplicación de materiales compuestos en aviones
Con el desarrollo de la tecnología de fabricación de materiales compuestos, la cantidad y ubicación de la aplicación de materiales compuestos en aviones se han convertido en indicadores importantes del avance de las estructuras de los aviones. uno. Las tendencias de aplicación de materiales compuestos en aviones son las siguientes:
(1) El uso de materiales compuestos en aviones aumenta día a día.
? La cantidad de materiales compuestos utilizados se suele expresar como porcentaje del peso de la estructura de la carrocería del avión. Las principales empresas de fabricación de aviación del mundo están mostrando una tendencia creciente en el uso de materiales compuestos. Los más representativos son el A380 de Airbus y el posterior A350, así como el avión B787 de Boeing. La cantidad de materiales compuestos utilizados en el A380 es de unas 30 toneladas. El uso de material compuesto B787 alcanza el 50%. La cantidad de materiales compuestos utilizados en el avión A350 alcanzó un récord del 52%. El uso de materiales compuestos en aviones y helicópteros militares también tiene la misma tendencia de crecimiento. El rápido desarrollo de los drones en los últimos años ha llevado el uso de materiales compuestos a un nivel superior.
(2) La parte de aplicación se desarrolla desde la estructura portante secundaria hasta la estructura portante principal.
Los materiales compuestos se utilizaron inicialmente para fabricar estructuras portantes secundarias, como puertas de aviones, carenados y estabilizadores. En la actualidad, los materiales compuestos se han utilizado ampliamente en las principales estructuras portantes, como fuselajes y alas. La aplicación extensiva de materiales compuestos en las principales piezas de soporte de carga ha mejorado enormemente el rendimiento de la aeronave. Los beneficios económicos que esto aporta son muy significativos y también han impulsado el desarrollo de materiales compuestos.
(3) Las aplicaciones en formas y estructuras complejas están cada vez más extendidas.
? Cada vez existen piezas curvas más complejas hechas de materiales compuestos en los aviones, como secciones de fuselaje en los aviones A380 y B787, mamparos de presión traseros esféricos, etc., todos utilizando tecnología de colocación de fibras y fabricados con resina. Proceso de infiltración de película (RFI).
(4) La complejidad de los componentes compuestos ha aumentado significativamente y el moldeo por solidificación integral de una sola pieza a gran escala se ha convertido en la corriente principal.
El efecto más directo del uso de una gran cantidad de materiales compuestos en aviones es la reducción de peso. Las piezas de material compuesto adoptan una tecnología de curado preciso y moldeado integral, que puede formar piezas integrales grandes y reducir significativamente las piezas y los sujetadores. el número de moldes, reduciendo el montaje de piezas, reduciendo así eficazmente los costes de fabricación.
(5) Los métodos de fabricación y los equipos especiales avanzados de materiales compuestos se han desarrollado rápidamente y se han utilizado ampliamente.
La tecnología tradicional de fabricación de compuestos tiene un bajo grado de automatización, calidad inestable de las piezas compuestas, gran dispersión, poca confiabilidad, altos costos de producción y es incapaz de producir piezas compuestas grandes y complejas. El continuo aumento del tamaño de las estructuras de los aviones hace que el proceso de fabricación de piezas compuestas de gran tamaño sea extremadamente importante.
En los últimos años, han surgido una variedad de tecnologías de fabricación altamente automatizadas, como la colocación de fibras, el moldeo por transferencia/infiltración de películas de resina, el curado por haz de electrones y otras tecnologías. Posteriormente, se han desarrollado y aplicado industrialmente equipos especiales avanzados, eficientes y de bajo costo, como máquinas de tejer tridimensionales, equipos de colocación de cintas totalmente automáticos y equipos de colocación de cables. Estos eficientes equipos automatizados han mejorado significativamente la eficiencia de producción de materiales compuestos y la calidad interna de las piezas, han reducido los costos y han permitido optimizar el rendimiento de los materiales compuestos y convivir con un bajo costo.
Proceso de fabricación de materiales compuestos y equipos principales.
El moldeado de materiales compuestos es un proceso relativamente complejo. Con la aparición de varios procesos y tecnologías nuevos, la tecnología de fabricación de materiales compuestos se ha convertido en la clave para el procesamiento y la fabricación de materiales compuestos, cubriendo una amplia gama de tecnologías y alto contenido técnico, y la participación en los costos involucrados representa más del 80% del total. costo.
?Dependiendo de diferentes requisitos, como el uso, el volumen de lotes y el mercado, el proceso de moldeo de productos compuestos para el sector aeroespacial utiliza laminación manual, moldeado semiautomático, moldeado completamente automático y moldeado líquido. Lo siguiente se centra en los principales métodos de proceso y los principales equipos involucrados en la producción.
(1) Colocación manual.
?En la actualidad, la laminación manual sigue siendo un método de moldeo tradicional ampliamente utilizado. Incluso la fabricación de bombarderos B-2 y algunos aviones en general también utiliza una gran cantidad de procesos de laminación manual. Porque las cantidades de pedido de estos productos suelen ser de un solo dígito y los requisitos de calidad son muy altos. La ventaja del método de pavimentación manual es que puede realizar grandes cambios en el espesor de la piel, realizar refuerzos locales, incrustar láminas de refuerzo metálico para juntas, formar nervaduras de refuerzo y áreas tipo sándwich alveolar, etc.
Actualmente, la laminación manual utiliza muchos equipos especiales para controlar y garantizar la calidad del laminado, como sistemas automáticos de corte y corte de preimpregnados compuestos y sistemas de posicionamiento láser de laminados, que utilizan equipos de corte CNC especializados para realizar cortes planos. de materiales preimpregnados y auxiliares, transformando un proceso de fabricación que se basa en prototipos en un proceso de fabricación totalmente operativo basado en archivos de datos generados por software de diseño compuesto.
? La desventaja de la colocación manual es que requiere que el personal de colocación tenga altas habilidades y experiencia en construcción. La colocación manual requiere mucho trabajo y tiempo, por lo que es ineficiente y costosa (que representa el 1/). 4 del coste total). Es difícil adaptarse a los requisitos de producción de la producción en masa y de piezas compuestas grandes y complejas. Por lo tanto, a principios de la década de 1960, unos años después de la implementación de los composites colocados a mano, se desarrolló la tecnología de colocación automática de cintas (ATL).
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Incluso en los Estados Unidos, la colocación manual de cintas todavía se utiliza. Esta es la operación de los trabajadores de Liberty Aerospace en los Estados Unidos.
( 2) Colocación automática de cintas (ATL).
?La tecnología de colocación automática de cinta utiliza cinta preimpregnada unidireccional con revestimiento aislante. Su corte, posicionamiento, colocación y enrollado se completan automáticamente mediante tecnología CNC y se implementan mediante una máquina automática de colocación de cinta. El brazo robótico de pórtico multieje completa el control automático de la posición de colocación de la cinta. El cabezal de colocación de la cinta está equipado con un sistema de corte y transporte de cinta preimpregnada, que completa automáticamente la colocación de la cinta preimpregnada y el corte de posiciones de formas específicas según el límite. contorno de la pieza a colocar. Cuando la cinta preimpregnada está calentada, se coloca sobre la superficie del molde bajo la presión del rodillo de presión.
?Las máquinas automáticas de colocación de cintas se pueden dividir en dos categorías: colocación de cintas planas y colocación de cintas de superficie curva según las características geométricas de las piezas colocadas. Con el mayor desarrollo de los equipos de colocación automática de cintas, la programación, el software, la tecnología y los materiales de colocación de cintas, la colocación automática de cintas se ha vuelto más eficiente, más confiable en su rendimiento y más fácil de usar en su funcionamiento. En comparación con el trabajo manual, la tecnología avanzada de colocación de cintas puede reducir los costos de fabricación entre un 30% y un 50%. Puede formar piezas compuestas de tamaños sobredimensionados y formas complejas con calidad estable, acortando el tiempo de colocación y ensamblaje, y la pieza de trabajo tiene una forma casi neta. Se reduce el procesamiento de corte y el consumo de materia prima. Actualmente, la máquina colocadora de cinta de quinta generación más avanzada es una máquina colocadora de cinta de diez ejes con cuchillas de corte ultrasónicas duales y detectores ópticos de separación. El ancho de colocación de la cinta puede alcanzar un máximo de 300 mm y la eficiencia de producción puede alcanzar decenas de veces más. de tendido manual.
?Para formar perfiles complejos de doble curvatura, las máquinas automáticas de colocación de cintas necesitan utilizar cintas estrechas, lo que reducirá la eficiencia del trabajo. El precio de una máquina de colocación de cintas es de 3 a 5 millones de dólares estadounidenses. es demasiado alto. Como resultado, Hercules fue pionero en el desarrollo de equipos de colocación automática de remolque (ATP).
(3) Colocación automática de remolque (ATP).
?La tecnología de colocación automática de remolque combina las ventajas de la tecnología de colocación automática de cinta y de bobinado de fibra. El cabezal de colocación de remolque maneja el transporte independiente de diferentes haces de hilos preimpregnados utilizados en la tecnología de bobinado y la tecnología de compactación y envoltura de fibra utilizada en. Tecnología de colocación de cinta. Las funciones de corte y realimentación se combinan. El cabezal de colocación agrupa varios haces de hilo preimpregnado debajo del rodillo de presión para formar una cinta preimpregnada con ancho variable y luego la coloca sobre la superficie del mandril. el hilo preimpregnado se calienta y se ablanda. Sumerja los haces de hilo y presiónelos para darle forma.
? En comparación con la colocación automática de cintas, la tecnología de colocación automática de fibras puede formar piezas estructurales más complejas con una baja tasa de consumo de material. Es el pináculo de la tecnología de fabricación automatizada que es tan importante para los materiales compuestos. Fresadoras para la construcción de materiales metálicos. Es un método de colocación entre el bobinado automático y la colocación automática de cinta, y está especialmente indicado para la fabricación de componentes complejos. La base de la tecnología de colocación automática es el diseño y desarrollo de máquinas de colocación.
? Tomemos como ejemplo el sistema de máquina de colocación de fibra Viper de Cincinnati Machine Tool Company en los Estados Unidos.
El sistema de colocación de fibra Viper combina bobinado, colocación de cinta especial y control por computadora para producir automáticamente piezas complejas que requieren una gran cantidad de colocación manual, acortando así el tiempo de colocación y ensamblaje porque la pieza de trabajo está cerca de la forma neta, el procesamiento de corte y el consumo de materia prima. se reducen.
Vought fabrica el 23% del fuselaje del Boeing 787, incluidas 47 secciones de 5,8m×7m y 48 secciones de 4,3m×4,6m, utilizando la máquina de tendido automático Viper6000 de Cincinnati Company. Durante la fabricación, la cinta sin latitud de carbono/epóxido de la serie 3900 de Toray se coloca en un gran molde giratorio cilíndrico. El molde está compuesto por mandriles entrelazados. Las piezas cilíndricas se colocan y se colocan sobre un molde de 23,2 mx 9,1 m, solidificado en el. El autoclave más grande del mundo. En la actualidad, las máquinas automáticas de colocación de remolques pueden colocar remolques estrechos y anchos.
La colocación automática robótica de cables/cintas preimpregnadas se ha convertido en una tecnología poderosa y eficiente para estructuras compuestas reforzadas con fibra de alto rendimiento. Es una integración integral de tecnología de equipos electromecánicos, tecnología de software CAD/CAM y tecnología de materiales, que incluye: tecnología de equipos de colocación automática, tecnología de corte de cinta/remolque preimpregnado, tecnología CAD de diseño, tecnología CAM de diseño, tecnología de cinta/remolque preimpregnado, diseño automático. La tecnología de proceso, el control de calidad del diseño, la tecnología de moldes, el análisis y control de costos y la tecnología de diseño digital colaborativo integrado, etc., tienen las ventajas de alta eficiencia, alta calidad, alta repetibilidad y bajo costo.
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La máquina de ATP a gran escala Viper6000 representa el nivel más alto de colocación automática de remolque en la actualidad.
(4) Moldeo por solidificación en autoclave.
? El moldeo por curado en autoclave es un proceso de fabricación tradicional para piezas estructurales compuestas aeroespaciales. Tiene las ventajas de una buena repetibilidad del producto, un alto contenido de volumen de fibra, una porosidad baja o nula y propiedades mecánicas confiables. Las principales desventajas del curado en autoclave son el alto consumo de energía y los elevados costes operativos. En la actualidad, los componentes compuestos de gran tamaño deben curarse en autoclaves grandes o ultragrandes para garantizar la calidad interna de las piezas. Por lo tanto, el tamaño tridimensional del autoclave también aumenta constantemente para adaptarse a los requisitos de procesamiento de los compuestos de gran tamaño. partes. En la actualidad, los tanques de autoclave adoptan sistemas avanzados de control de temperatura de calentamiento y sistemas de control por computadora, que pueden garantizar de manera efectiva una distribución uniforme de la temperatura en el área de trabajo del tanque y garantizar la calidad interna y la estabilidad del lote de las piezas compuestas, como el contenido preciso de resina. contenido nulo o bajo y sin otros defectos internos. Esta es también la razón principal por la que todavía se utiliza el autoclave en la actualidad.
(5) Moldeo líquido de materiales compuestos.
El moldeo líquido compuesto es un proceso muy popular. Se basa en el moldeo por transferencia de resina (RTM) e incluye varias tecnologías RTM derivadas. Existen entre 25 y 30 tipos, entre las que se encuentra el RTM, asistido por vacío. RTM (VARTM), moldeo por inyección de resina asistido por vacío (VARI), moldeo por infusión de película de resina (RFI) y moldeo por infusión de resina (SCRIMP) se denominan los cinco procesos de moldeo principales de RTM y actualmente son los RTM más utilizados.
? La ventaja de RTM es que el producto terminado tiene una alta tolerancia al daño y puede formar componentes complejos y piezas integrales grandes con alta precisión y pequeña porosidad. La clave del moldeado RTM es tener una preforma adecuadamente reforzada y una resina o película de resina de viscosidad adecuada. RTM requiere que la resina tenga un valor de viscosidad bajo a la temperatura de inyección. Se requiere que la viscosidad de la resina epoxi de primera generación sea inferior a 500 cps (0,5 Pa·s). por debajo de 250cps (0,25Pa·s), el equipo principal del proceso RTM son varias máquinas de inyección de resina y moldes cerrados integrales.
Con la innovación continua de nuevas estructuras de materiales reforzados, la combinación de la tecnología de trenzado y la tecnología de preformas con la tecnología RTM ha formado una nueva dirección de aplicación y desarrollo de procesos. Por ejemplo, la tecnología de tejido tridimensional se puede utilizar para preformar el material reforzado en una estructura 3D y luego combinarla con el proceso RTM. La tela de fibra también se puede preformar directamente en la forma del producto mediante costura o unión. , y luego se puede utilizar el proceso RTM para dar forma al material compuesto.
Por ejemplo, el mamparo de presión trasero fabricado por EADS Military Aircraft Company para la sección de fuselaje trasero del B787 es un mamparo integral semiesférico insertado en la sección 47 del fuselaje presurizado y el no presurizado entre la sección 48 y la cola. De sección, está hecho de VARTM y mide aproximadamente 4,3 m × 4,6 m. El Boeing 787 es el primer avión que tiene un mamparo de presión trasero compuesto. El marco está fabricado gracias al sistema de membranas de infiltración de resina de Cytec.
Los compuestos endurecidos tienen propiedades de alto nivel de llama, humo y toxicidad y pueden eliminar la necesidad de capas de protección contra incendios, lo que resulta en estructuras más livianas que los métodos tradicionales de infiltración de resina. La mayoría de los mamparos del fuselaje del Boeing 787 se fabrican utilizando tecnología RFI de infiltración de película de resina de fibra de carbono. Los mamparos compuestos están conectados al revestimiento del fuselaje con aros de corte compuestos de fibra de carbono. Por razones de diseño y costo, algunas piezas todavía usan titanio. Marcos divisorios de aleación y aleación de aluminio.
(6) Moldura de diafragma.
? El moldeo por diafragma fue originalmente un proceso de moldeo desarrollado para compuestos termoplásticos y luego se descubrió que tenía una amplia gama de usos en compuestos termoestables. Tiene el efecto especial de evitar que las fibras se deslicen y se arruguen durante el proceso de moldeo. Es muy adecuado para procesar la sección en forma de C de la viga delantera de las alas de grandes aviones. Este método de proceso se ha utilizado ampliamente en la sección en forma de C de la viga delantera de aviones grandes como el A400M lanzado en los últimos años.
Para formar una sección transversal en forma de C, la preforma se descarga de la máquina colocadora de cinta y se envía a la máquina de moldeo por envoltura en caliente proporcionada por la empresa británica Aeroform para su moldeo. Para facilitar la evacuación, la preforma debe intercalarse entre dos películas de poliimida Kapton suministradas por DuPont Electronic Technologies, Ohio. Se crea un vacío entre las películas y luego se realiza calentamiento por infrarrojos desde arriba de la pieza hasta que la temperatura aumenta a 60°C en 1 hora. Esto asegura un calentamiento uniforme a la misma temperatura incluso en el centro de la sección más gruesa en la raíz de la viga. Luego se presiona lentamente el laminado entre las dos películas para formar la superficie interior de la viga en el molde liviano. Esta sección en forma de C se puede formar lentamente en 30 minutos y luego se retira la película de Kapton.
En el programa ALCAS lanzado en Europa, este método de conformado se ha convertido en un proceso típico para procesar vigas delanteras de aviones.
(7) Procesamiento, montaje y ensayos no destructivos de piezas compuestas.
? Una vez formadas las piezas de material compuesto, es necesario procesarlas mecánicamente, incluido el procesamiento de dimensiones externas, perforación, etc., lo que requiere una alta calidad de procesamiento. Las piezas de material compuesto son materiales anisotrópicos frágiles y los métodos de procesamiento convencionales no pueden cumplir con los requisitos de calidad de procesamiento de los materiales compuestos. Los métodos de corte tradicionales tienen las siguientes desventajas al procesar materiales de fibra: velocidad de corte lenta y baja eficiencia; las piezas compuestas son materiales que se deforman fácilmente y es difícil garantizar la precisión del corte al cortar materiales de alta tenacidad, las herramientas y los taladros se desgastan rápidamente y causan grandes pérdidas; ; Al procesar laminados compuestos, es probable que se produzcan daños por delaminación. Por lo tanto, se requiere que la producción de materiales compuestos esté equipada con equipos especiales, como máquinas de corte por agua a alta presión automatizadas a gran escala, equipos de corte por ultrasonidos y sistemas de perforación automatizados CNC para cumplir con los requisitos de desgaste sin delaminación y precisión dimensional del ensamblaje de piezas compuestas. después del procesamiento.
? El contrachapado de piel de ala grande generalmente se corta usando una gran máquina de chorro de agua a alta presión para cortar formas netas. La plataforma de la máquina cortadora más grande del mundo es de 36 m × 6,5 m, fabricada por Flow International. Esta máquina de corte por chorro de agua abrasivo puede cortar rápidamente laminados gruesos sin sobrecalentarlos. Un laminado de 25 mm de espesor se puede cortar a una velocidad de 0,67 m/min. Para un laminado de 6 mm de espesor, la velocidad de corte puede ser de hasta 3 m/min. La piel gruesa se puede cortar a una velocidad de 0,39 m/min.
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? El equipo de corte ultrasónico carga energía de vibración ultrasónica en la herramienta de corte, lo que puede separar efectivamente los límites de los materiales de fibra, resolviendo así de manera efectiva los problemas mencionados anteriormente. Pregunta sobre los métodos de corte tradicionales. La calidad de corte de la tecnología de corte ultrasónico es excelente, sin rebabas, sin desgaste de herramientas, sin materiales carbonizados, fuerza de corte pequeña, no es fácil causar delaminación, velocidad de corte rápida y alta precisión. Ha sido ampliamente utilizado en empresas de aviación extranjeras.
? A medida que la estructura metálica de los aviones cambia gradualmente a estructuras de materiales compuestos, la automatización de la fabricación de materiales compuestos se vuelve cada vez más importante. Especialmente importante es la tecnología de montaje con un mayor grado de automatización. El uso de materiales compuestos hace posible que la carrocería del avión se fabrique con grandes piezas estructurales generales. Por ejemplo, el montaje final del 787 sólo implica el acoplamiento de seis componentes principales, a saber, el fuselaje delantero, el fuselaje central, el fuselaje trasero y el fuselaje trasero. alas, estabilizador horizontal y cola vertical. Estos grandes componentes monolíticos permiten que el proceso de ensamblaje evite el uso de herramientas gigantes tradicionales y utilice herramientas más portátiles. Las grúas pórtico no se utilizan para mover piezas estructurales de aeronaves.
? Tecnologías avanzadas como el ensamblaje flexible y el taladrado y remachado automáticos se integran y utilizan en el ensamblaje automático de piezas compuestas de gran tamaño.
La tecnología de ensamblaje flexible de aeronaves considera las características del producto de aviación en sí como objeto de ensamblaje. Basado en la definición digital de productos de aeronaves, utiliza procesos de ensamblaje flexible de aeronaves, tecnología de ensamblaje digital, diseño de herramientas de ensamblaje, optimización del proceso de ensamblaje, tecnología de control y posicionamiento automático. , medición, perforación de precisión, servocontrol, sujeción, etc. realizan el posicionamiento y ensamblaje rápido y preciso de piezas de aeronaves, lo que puede reducir el tipo y la cantidad de herramientas de ensamblaje, mejorar la eficiencia y precisión del ensamblaje, mejorar las capacidades de respuesta rápida y acortar la aeronave. ciclo de montaje y mejorar las capacidades de desarrollo rápido de los aviones. Es una tecnología de ensamblaje avanzada que puede adaptarse a requisitos de rápido desarrollo, producción y fabricación de bajo costo y cumplir con los requisitos modulares y reconfigurables de equipos y herramientas. Por ejemplo, las piezas estructurales compuestas del ala del B787 se mueven utilizando tecnologías de ensamblaje flexibles, como vehículos guiados automáticamente.
? Las máquinas automáticas de perforación y remachado se utilizan ampliamente en el ensamblaje automático de piezas compuestas de gran tamaño. Por ejemplo, el ensamblaje del ala del A380 utiliza equipos de perforación móviles automatizados. La diferencia esencial entre estos equipos de perforación y los equipos de perforación de materiales metálicos tradicionales es que para mantener la integridad estructural alrededor del orificio del remache, es necesario perforar sin delaminación. Por lo tanto, generalmente se utilizan herramientas de corte duro para hacer orificios y múltiples. Se utiliza la ley de perforación escalonada. Debido a los diferentes métodos de fabricación de los materiales compuestos, su maquinabilidad también varía. Por ejemplo, las telas con una estructura de tejido en forma de cruz son más fáciles de cortar que las tiras de tela dispuestas en una dirección. Estas últimas tienen mayor desgaste y son propensas a la delaminación y problemas de que las fibras no se corten durante la perforación. Por lo tanto, de acuerdo con los diferentes métodos de formación de componentes compuestos, se deben seleccionar brocas con diferentes parámetros de perforación, materiales y formas.
Máquina perforadora y remachadora automática italiana
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? Los equipos de prueba no destructivos para piezas compuestas requieren principalmente equipos de escaneo C ultrasónico a gran escala y X- Equipos de pruebas no destructivas por rayos. Además, la fotografía de corte por láser y las pruebas de ultrasonido por láser también son direcciones de desarrollo importantes.
? Uno de los avances más importantes en la tecnología de inspección ultrasónica es el desarrollo de la inspección por matriz en fase. En comparación con la inspección ultrasónica tradicional, la inspección ultrasónica en fase mejora la probabilidad de detección y acelera significativamente la inspección.
? La inspección ultrasónica tradicional requiere el uso de muchas sondas diferentes para un análisis de volumen completo, mientras que la inspección por matriz en fase utiliza una sonda de elementos múltiples para lograr los mismos resultados. Esto se debe a que cada sonda de elemento puede realizar escaneo electrónico y enfoque electrónico, y hay un retraso de tiempo en el inicio de cada sonda de elemento. Como resultado, se puede variar el ángulo de incidencia del haz de ultrasonido resultante y también se puede variar la profundidad de enfoque, lo que significa que la inspección de volumen se puede realizar mucho más rápido que con los métodos tradicionales. Porque cuando se utiliza el método tradicional, la sonda debe reemplazarse a tiempo y se requiere multiplexación para obtener diferentes ángulos de incidencia y profundidades de enfoque. Además, las sondas de matriz en fase proporcionan una cobertura más amplia, lo que resulta en una mayor productividad que las sondas tradicionales.
(8) Integración del diseño digital y la fabricación de materiales compuestos.
? Las características únicas del proceso de moldeado de piezas compuestas determinan que su diseño y fabricación sean muy diferentes a las piezas metálicas y más complejos.
El diseño y la fabricación digitales de componentes de materiales compuestos se basan en la plataforma de diseño/fabricación de materiales compuestos y el equipo de fabricación digital de materiales que lo acompaña como base de software y hardware. Cambia el método tradicional de diseño/fabricación de materiales compuestos, utiliza forma digital para describir y transmitir datos de manera integral sobre los productos y logra una integración perfecta entre el diseño y la fabricación.
La integración del software de diseño de compuestos con los sistemas CAD existentes proporciona una poderosa plataforma para el diseño/fabricación de componentes compuestos. Incluye cuatro etapas: diseño preliminar, diseño detallado de ingeniería, diseño detallado de fabricación y resultado de fabricación.
? El proceso de fabricación digital de componentes de materiales compuestos incluye el corte de preimpregnados, la colocación del laminado, el curado y otros procesos. En la actualidad, la fabricación digital de componentes de materiales compuestos se refleja principalmente en el corte automático de preimpregnados y el posicionamiento del laminado por láser. y colocación automática de fibras.
Por ejemplo, en el proyecto B787, los componentes de materiales compuestos se diseñan digitalmente utilizando el software FiberSIM y los datos de diseño se distribuyen a socios globales, garantizando así la singularidad y precisión de los datos de los componentes compuestos. Debido al uso extensivo del diseño digital en el B787, su ciclo de desarrollo es tres años más corto que el del B777.
El diseño y la fabricación digitales de componentes compuestos permiten implementar ingeniería concurrente, resolver problemas de fabricación en las primeras etapas del diseño y reducir en gran medida las modificaciones en el taller y la duplicación de trabajo. La perfecta integración de los datos de diseño y fabricación acorta el tiempo de fabricación, reduce los errores causados por la programación manual y mejora la calidad de los componentes.
Conclusión
? En resumen, con el creciente uso de materiales compuestos en aviones, la industria de fabricación de materiales compuestos se ha convertido rápidamente en un componente importante de la industria de fabricación de aviones. En el futuro, más del 50% de las piezas estructurales de los aviones se convertirán de metal a materiales compuestos, y la fabricación de materiales compuestos se convertirá en el medio básico de fabricación de aviones. El proceso de fabricación de materiales compuestos y los equipos especiales son una de las tecnologías clave de los materiales compuestos avanzados y merecen nuestra inversión en investigación, desarrollo y aplicación. Dominar la tecnología avanzada de fabricación de materiales compuestos dominará la tecnología de fabricación avanzada de los aviones del futuro.