Mtoa huduma wa Kiitaliano wa OEM na Tier 1 Leonardo alishirikiana na idara ya CETMA R&D kuunda nyenzo mpya zenye mchanganyiko, mashine na michakato, ikijumuisha kulehemu kwa kuingiza kwenye tovuti kwa ujumuishaji wa composites za thermoplastic.#Mwenendo#safi#f-35
Leonardo Aerostructures, kiongozi katika uzalishaji wa vifaa vya mchanganyiko, huzalisha mapipa ya kipande kimoja cha fuselage kwa Boeing 787. Inashirikiana na CETMA kuendeleza teknolojia mpya ikiwa ni pamoja na ukandamizaji wa kuendelea (CCM) na SQRTM (chini).Teknolojia ya uzalishaji.Chanzo |Leonardo na CETMA
Blogu hii inatokana na mahojiano yangu na Stefano Corvaglia, mhandisi wa nyenzo, mkurugenzi wa R&D na meneja wa mali miliki wa idara ya muundo wa ndege ya Leonardo (Grottaglie, Pomigliano, Foggia, vituo vya uzalishaji vya Nola, kusini mwa Italia), na mahojiano na Dk. Silvio Pappadà, utafiti. mhandisi na kichwa.Mradi wa ushirikiano kati ya CETMA (Brindisi, Italia) na Leonardo.
Leonardo (Roma, Italia) ni mmoja wa wahusika wakuu wa ulimwengu katika nyanja za anga, ulinzi na usalama, na mauzo ya euro bilioni 13.8 na wafanyikazi zaidi ya 40,000 ulimwenguni.Kampuni hutoa ufumbuzi wa kina kwa hewa, ardhi, bahari, nafasi, mtandao na usalama, na mifumo isiyo na rubani duniani kote.Uwekezaji wa R&D wa Leonardo ni takriban euro bilioni 1.5 (11% ya mapato ya 2019), ikishika nafasi ya pili barani Ulaya na ya nne ulimwenguni katika uwekezaji wa utafiti katika nyanja za anga na ulinzi.
Leonardo Aerostructures hutengeneza mapipa ya fuselage yenye sehemu moja kwa sehemu ya 44 na 46 ya Boeing 787 Dreamliner.Chanzo |Leonardo
Leonardo, kupitia idara yake ya muundo wa anga, hutoa mipango kuu ya ulimwengu ya ndege za kiraia na utengenezaji na mkusanyiko wa vipengee vikubwa vya muundo wa vifaa vya mchanganyiko na vya kitamaduni, pamoja na fuselage na mkia.
Leonardo Aerostructures hutengeneza vidhibiti vya usawa vya mchanganyiko vya Boeing 787 Dreamliner.Chanzo |Leonardo
Kwa upande wa vifaa vyenye mchanganyiko, Kitengo cha Muundo wa Anga cha Leonardo kinazalisha "mapipa ya kipande kimoja" kwa sehemu ya 44 na 46 ya Boeing 787 kwenye kiwanda chake cha Grottaglie na vidhibiti vya mlalo kwenye kiwanda chake cha Foggia, kinachochukua takriban 14% ya fuselage 787.%.Uzalishaji wa bidhaa zingine za muundo wa mchanganyiko ni pamoja na utengenezaji na uunganishaji wa bawa la nyuma la ndege ya kibiashara ya ATR na Airbus A220 katika Kiwanda chake cha Foggia.Foggia pia inazalisha sehemu za muundo wa Boeing 767 na mipango ya kijeshi, ikiwa ni pamoja na Joint Strike Fighter F-35, Eurofighter Typhoon fighter, ndege ya usafiri ya kijeshi ya C-27J, na Falco Xplorer, mwanachama wa hivi karibuni wa familia ya ndege isiyo na rubani ya Falco iliyotengenezwa. na Leonardo.
"Pamoja na CETMA, tunafanya shughuli nyingi, kama vile composites za thermoplastic na ukingo wa uhamishaji wa resin (RTM)," Corvaglia alisema."Lengo letu ni kuandaa shughuli za R&D kwa uzalishaji katika muda mfupi iwezekanavyo.Katika idara yetu (R&D na usimamizi wa IP), pia tunatafuta teknolojia zinazosumbua na TRL ya chini (kiwango cha utayari wa kiufundi-yaani, TRL ya chini ni changa na iko mbali zaidi na uzalishaji), lakini tunatumai kuwa washindani zaidi na kutoa msaada kwa wateja kote nchini. dunia.”
Pappadŕ aliongeza: “Tangu jitihada zetu za pamoja, tumekuwa tukifanya kazi kwa bidii kupunguza ghaŕama na madhaŕa ya kimazingira.Tumegundua kuwa composites za thermoplastic (TPC) zimepunguzwa ikilinganishwa na vifaa vya thermoset.
Corvaglia alisema: "Tulitengeneza teknolojia hizi pamoja na timu ya Silvio na tukaunda mifano ya betri otomatiki ili kuzitathmini katika uzalishaji."
"CCM ni mfano mzuri wa juhudi zetu za pamoja," Pappadŕ alisema."Leonardo amegundua vipengee fulani vilivyotengenezwa kwa nyenzo za mchanganyiko wa thermoset.Kwa pamoja tulichunguza teknolojia ya kutoa vipengele hivi katika TPC, tukizingatia mahali ambapo kuna idadi kubwa ya sehemu kwenye ndege, kama vile miundo ya kuunganisha na maumbo rahisi ya kijiometri.Iliyo sawa."
Sehemu zinazotengenezwa kwa kutumia laini ya uzalishaji ya ukandamizaji inayoendelea ya CETMA.Chanzo |"CETMA: Ubunifu wa R&D wa Nyenzo Mchanganyiko wa Italia"
Aliendelea: "Tunahitaji teknolojia mpya ya uzalishaji yenye gharama ya chini na tija kubwa."Alifahamisha kuwa siku za nyuma kiasi kikubwa cha taka kilikuwa kinazalishwa wakati wa utengenezaji wa kipengele kimoja cha TPC."Kwa hivyo, tulitoa umbo la matundu kulingana na teknolojia ya ukingo wa ukandamizaji usio na isothermal, lakini tulifanya ubunifu (patent inasubiri) ili kupunguza taka.Tulitengeneza kitengo kiotomatiki kikamilifu kwa hii, na kisha kampuni ya Italia ikatujengea."
Kulingana na Pappadà, kitengo hicho kinaweza kutoa vifaa vilivyoundwa na Leonardo, "sehemu moja kila dakika 5, inafanya kazi masaa 24 kwa siku."Walakini, timu yake basi ililazimika kufikiria jinsi ya kutengeneza preforms.Alifafanua: "Mwanzoni, tulihitaji mchakato wa kunyoosha tambarare, kwa sababu hii ndiyo ilikuwa kizuizi wakati huo.""Kwa hivyo, mchakato wetu ulianza na tupu (laminate ya gorofa), na kisha kuiweka kwenye tanuri ya infrared (IR)., Na kisha kuweka katika vyombo vya habari kwa ajili ya kutengeneza.Laminates ya gorofa kawaida huzalishwa kwa kutumia vyombo vya habari vikubwa, ambavyo vinahitaji saa 4-5 za muda wa mzunguko.Tuliamua kujifunza njia mpya ambayo inaweza kuzalisha laminates gorofa kwa kasi zaidi.Kwa hiyo, katika Leonardo Kwa msaada wa wahandisi, tulitengeneza mstari wa uzalishaji wa CCM wenye tija ya juu katika CETMA.Tulipunguza muda wa mzunguko wa 1m kwa sehemu 1m hadi dakika 15.Kilicho muhimu ni kwamba huu ni mchakato unaoendelea, kwa hivyo tunaweza kutoa urefu usio na kikomo.
Kamera ya infrared thermal imager (IRT) katika mstari wa kuunda roll unaoendelea wa SPARE husaidia CETMA kuelewa usambazaji wa halijoto wakati wa mchakato wa uzalishaji na kutoa uchanganuzi wa 3D ili kuthibitisha muundo wa kompyuta wakati wa mchakato wa ukuzaji wa CCM.Chanzo |"CETMA: Ubunifu wa R&D wa Nyenzo Mchanganyiko wa Italia"
Hata hivyo, bidhaa hii mpya inalinganaje na CCM ambayo Xperion (sasa XELIS, Markdorf, Ujerumani) imeitumia kwa zaidi ya miaka kumi?Pappadà alisema: "Tumeunda mifano ya uchanganuzi na nambari ambayo inaweza kutabiri kasoro kama vile utupu.""Tumeshirikiana na Leonardo na Chuo Kikuu cha Salento (Lecce, Italia) kuelewa vigezo na Athari zao kwa ubora.Tunatumia mifano hii kuiendeleza CCM mpya, ambapo tunaweza kuwa na unene wa hali ya juu lakini pia kupata ubora wa hali ya juu.Kwa mifano hii, hatuwezi tu kuboresha halijoto na shinikizo, lakini pia kuboresha njia yao ya Maombi.Unaweza kuendeleza mbinu nyingi za kusambaza sawasawa joto na shinikizo.Walakini, tunahitaji kuelewa athari za mambo haya kwenye mali ya mitambo na ukuaji wa kasoro wa miundo ya mchanganyiko.
Pappadà aliendelea: "Teknolojia yetu ni rahisi zaidi.Vile vile CCM iliendelezwa miaka 20 iliyopita, lakini hakuna taarifa zozote kwa sababu makampuni machache yanayoitumia hayashiriki maarifa na utaalamu.Kwa hivyo, lazima tuanze kutoka mwanzo, tu Kulingana na uelewa wetu wa vifaa vya mchanganyiko na usindikaji.
"Sasa tunapitia mipango ya ndani na kufanya kazi na wateja kutafuta vipengele vya teknolojia hizi mpya," Corvaglia alisema."Sehemu hizi zinaweza kuhitaji kuundwa upya na kustahiki kabla ya uzalishaji kuanza."Kwa nini?"Lengo ni kuifanya ndege kuwa nyepesi iwezekanavyo, lakini kwa bei ya ushindani.Kwa hiyo, ni lazima pia kuongeza unene.Hata hivyo, tunaweza kupata kwamba sehemu moja inaweza kupunguza uzito, au kutambua sehemu nyingi zenye maumbo yanayofanana, jambo ambalo linaweza kuokoa gharama kubwa ya pesa.”
Alikariri kuwa hadi sasa, teknolojia hii imekuwa mikononi mwa watu wachache."Lakini tumeunda teknolojia mbadala za kubinafsisha michakato hii kwa kuongeza uundaji wa hali ya juu zaidi wa waandishi wa habari.Tunaweka laminate ya gorofa na kisha kuchukua sehemu yake, tayari kutumika.Tuko katika mchakato wa kuunda upya sehemu na kutengeneza sehemu tambarare au zenye maelezo mafupi.Hatua ya CCM.”
"Sasa tuna njia rahisi ya uzalishaji ya CCM katika CETMA," Pappadŕ alisema."Hapa tunaweza kutumia shinikizo tofauti kama inahitajika kufikia maumbo changamano.Laini ya bidhaa tutakayokuza pamoja na Leonardo italenga zaidi kufikia vipengele vyake maalum vinavyohitajika.Tunaamini kwamba mistari tofauti ya CCM inaweza kutumika kwa nyuzi bapa na zenye umbo la L badala ya maumbo changamano zaidi.Kwa njia hii, ikilinganishwa na matbaa kubwa zinazotumika sasa kutengeneza sehemu changamano za TPC za kijiometri, tunaweza kufanya gharama ya vifaa Iweke chini.
CETMA hutumia CCM kutengeneza nyuzi na paneli kutoka kwa mkanda wa njia moja wa kaboni fiber/PEKK, na kisha hutumia uchomeleaji wa kiashiria hiki cha kifungu cha keel ili kuziunganisha katika mradi wa Clean Sky 2 KEELBEMAN unaosimamiwa na EURECAT.Chanzo|“Mwonyesho wa kulehemu mihimili ya keel ya thermoplastic hutekelezwa.”
"Ulehemu wa induction ni wa kuvutia sana kwa vifaa vya mchanganyiko, kwa sababu joto linaweza kubadilishwa na kudhibitiwa vizuri sana, inapokanzwa ni haraka sana na udhibiti ni sahihi sana," Pappadà alisema."Pamoja na Leonardo, tulitengeneza kulehemu kwa uingizaji ili kujiunga na vipengele vya TPC.Lakini sasa tunazingatia kutumia kulehemu induction kwa uimarishaji wa in-situ (ISC) ya mkanda wa TPC.Ili kufikia mwisho huu, tumeanzisha mkanda mpya wa nyuzi za kaboni, Inaweza kuwashwa haraka sana kwa kulehemu induction kwa kutumia mashine maalum.Tepi hutumia nyenzo za msingi sawa na mkanda wa kibiashara, lakini ina usanifu tofauti ili kuboresha joto la sumakuumeme.Wakati tunaboresha sifa za kiufundi, tunazingatia pia mchakato wa kujaribu kukidhi mahitaji tofauti, kama vile jinsi ya kukabiliana nayo kwa gharama nafuu na kwa ufanisi kupitia uhandisi.
Alibainisha kuwa ni vigumu kufikia ISC na mkanda wa TPC wenye tija nzuri."Ili kuitumia kwa uzalishaji wa viwandani, lazima upate joto na baridi haraka na uweke shinikizo kwa njia iliyodhibitiwa sana.Kwa hivyo, tuliamua kutumia kulehemu kwa induction ili joto tu eneo ndogo ambapo nyenzo zimeunganishwa, na Laminates zingine huhifadhiwa baridi.Pappadà anasema kuwa TRL ya kulehemu induction inayotumika kwa kuunganisha iko juu zaidi."
Ujumuishaji kwenye tovuti kwa kutumia upashaji joto wa utangulizi unaonekana kuwa wa kutatiza sana-kwa sasa, hakuna OEM au mtoa huduma mwingine anayefanya hivi hadharani."Ndio, hii inaweza kuwa teknolojia inayosumbua," Corvaglia alisema.“Tumetuma maombi ya hati miliki za mashine na vifaa.Lengo letu ni bidhaa inayolinganishwa na vifaa vya mchanganyiko wa thermoset.Watu wengi hujaribu kutumia TPC kwa AFP (Uwekaji wa Nyuzi Kiotomatiki), lakini hatua ya pili lazima iwe pamoja.Kwa upande wa jiometri, Hiki ni kizuizi kikubwa kwa suala la gharama, wakati wa mzunguko na saizi ya sehemu.Kwa kweli, tunaweza kubadilisha jinsi tunavyotengeneza sehemu za anga.”
Mbali na thermoplastics, Leonardo anaendelea kutafiti teknolojia ya RTM."Hili ni eneo lingine ambalo tunashirikiana na CETMA, na maendeleo mapya kulingana na teknolojia ya zamani (SQRTM katika kesi hii) yamepewa hati miliki.Ukingo wa uhamishaji wa resini uliohitimu uliotengenezwa awali na Uhandisi wa Radius (Salt Lake City, Utah, USA) (SQRTM).Corvaglia alisema: "Ni muhimu kuwa na njia ya autoclave (OOA) ambayo inaruhusu sisi kutumia nyenzo ambazo tayari zimehitimu."Hii pia inaruhusu sisi kutumia prepregs na sifa maalumu na sifa.Tumetumia teknolojia hii kubuni, kuonyesha na kuomba hataza ya fremu za madirisha ya ndege."
Licha ya COVID-19, CETMA bado inachakata programu ya Leonardo, hapa kunaonyeshwa matumizi ya SQRTM kutengeneza miundo ya madirisha ya ndege ili kufikia vipengele visivyo na kasoro na kuharakisha uundaji wa awali ikilinganishwa na teknolojia ya jadi ya RTM.Kwa hivyo, Leonardo anaweza kuchukua nafasi ya sehemu ngumu za chuma na sehemu zenye mchanganyiko wa matundu bila usindikaji zaidi.Chanzo |CETMA, Leonardo.
Pappadà alisema: "Hii pia ni teknolojia ya zamani, lakini ukiingia mtandaoni, huwezi kupata habari kuhusu teknolojia hii."Kwa mara nyingine tena, tunatumia miundo ya uchanganuzi kutabiri na kuboresha vigezo vya mchakato.Kwa teknolojia hii, tunaweza kupata usambazaji mzuri wa resin-hakuna maeneo kavu au mkusanyiko wa resin-na karibu sifuri porosity.Kwa sababu tunaweza kudhibiti maudhui ya nyuzi, tunaweza kuzalisha sifa za juu sana za kimuundo, na teknolojia inaweza kutumika kuzalisha maumbo changamano.Tunatumia nyenzo zile zile zinazokidhi mahitaji ya kuponya kiotomatiki, lakini tumia mbinu ya OOA, lakini pia unaweza kuamua kutumia resini ya kuponya haraka ili kufupisha muda wa mzunguko hadi dakika chache."
"Hata kwa prepreg ya sasa, tumepunguza muda wa kuponya," Corvaglia alisema."Kwa mfano, ikilinganishwa na mzunguko wa kawaida wa autoclave wa saa 8-10, kwa sehemu kama vile fremu za dirisha, SQRTM inaweza kutumika kwa saa 3-4.Joto na shinikizo hutumiwa moja kwa moja kwa sehemu, na molekuli inapokanzwa ni kidogo.Kwa kuongeza, inapokanzwa kwa resin ya kioevu katika autoclave ni kasi zaidi kuliko hewa, na ubora wa sehemu pia ni bora, ambayo ni ya manufaa hasa kwa maumbo magumu.Hakuna rework, karibu sifuri voids na bora uso ubora, kwa sababu chombo ni katika Kudhibiti, si mfuko utupu.
Leonardo anatumia teknolojia mbalimbali kufanya uvumbuzi.Kwa sababu ya maendeleo ya haraka ya teknolojia, inaamini kwamba uwekezaji katika hatari kubwa ya R&D (TRL ya chini) ni muhimu kwa maendeleo ya teknolojia mpya zinazohitajika kwa bidhaa za siku zijazo, ambazo zinazidi uwezo wa maendeleo (wa muda mfupi) ambao bidhaa zilizopo tayari zinamiliki. .Mpango mkuu wa Leonardo wa 2030 wa R&D unachanganya mchanganyiko kama huo wa mikakati ya muda mfupi na ya muda mrefu, ambayo ni dira ya umoja kwa kampuni endelevu na shindani.
Kama sehemu ya mpango huu, itazindua Leonardo Labs, mtandao wa kimataifa wa maabara ya R&D inayojitolea kwa R&D na uvumbuzi.Kufikia 2020, kampuni itatafuta kufungua maabara sita za kwanza za Leonardo huko Milan, Turin, Genoa, Roma, Naples na Taranto, na inaajiri watafiti 68 (Washiriki wa Utafiti wa Leonardo) wenye ujuzi katika nyanja zifuatazo): Mifumo 36 ya akili inayojitegemea ya nafasi za kijasusi bandia, uchanganuzi mkubwa 15 wa data, tarakilishi 6 za utendakazi wa hali ya juu, uwekaji umeme kwenye jukwaa 4 la anga, nyenzo na miundo 5, na teknolojia 2 za quantum.Maabara ya Leonardo itachukua nafasi ya chapisho la uvumbuzi na muundaji wa teknolojia ya baadaye ya Leonardo.
Inafaa kumbuka kuwa teknolojia ya Leonardo inayouzwa kwenye ndege inaweza pia kutumika katika idara zake za ardhini na baharini.Endelea kufuatilia kwa sasisho zaidi kuhusu Leonardo na athari zake kwa nyenzo za mchanganyiko.
Matrix hufunga nyenzo zilizoimarishwa na nyuzi, hutoa sehemu ya mchanganyiko sura yake, na huamua ubora wa uso wake.Matrix ya mchanganyiko inaweza kuwa polima, kauri, chuma au kaboni.Huu ni mwongozo wa uteuzi.
Kwa matumizi ya mchanganyiko, miundo midogo midogo hii hubadilisha kiasi kikubwa na uzani wa chini, na kuongeza kiwango cha usindikaji na ubora wa bidhaa.
Muda wa kutuma: Feb-09-2021