Täppisvormid suurendavad lennunduskomponentide uurimis- ja arendustegevust

Tänu selliste projektide kiirendatud edenemisele, nagu suuremahulised{0}}lennukid, tsiviillennukid ja eVTOL-id, täppiskomposiitvormimisvormidolla komposiitkomponentide arendamise põhitööriistana. Need määravad otseselt proovide mõõtmete täpsuse, sisemise poorsuse defektid ja koostu ühilduvuse ning on muutunud kriitiliseks kitsaskohaks lennundus- ja kosmosekomposiitide jaoks, mis lähevad üle laboripõhiselt teadus- ja arendustegevuselt lennukõlblikkuse sertifitseerimisele ja väikestele{2}}partiikatsetustele. Kodused valuvormide ettevõtted on teinud pidevaid läbimurdeid autoklaavitööriistade, kosmosesõiduki -klassi RTM-i täppisvormide, -madala paisumisega Invar vormide ja süsinik-kiudtööriistade vallas. Need edusammud lühendavad lennunduse komposiitkomponentide uurimis- ja arendustegevuse tsüklit, vähendavad katse-{8}}ja-tõrkekulusid ning kiirendavad kosmosetööstuse komposiittööstusahela lokaliseerimist.

I. Protsessi mõõtmed

1.Aerospace komposiitkomponendidneile kehtivad ranged lennukõlblikkuse juurdepääsunõuded, millega kehtestatakse ranged kohustuslikud standardid põhiindikaatoritele, sealhulgas mõõtmete tolerantside, õõnsuse vaakumtiheduse, täieliku -domeeni temperatuuri-välja ühtsusele ja komponentide poorsusele. Digitaalsete ja -täppistele suunatud protsessimeetmete täieliku komplekti toel on loodud kosmosetööstuse komposiitvormide teadus- ja arendus-ja-tootmissüsteem, millel on "kõrge täpsus, vähe defekte, iteratsioonivõime ja stabiilne masstootmine". See parandab igakülgselt komposiitkomponentide arendamise efektiivsust ja kvaliteedi stabiilsust.

2. Protsesside eelhinnang CAE simulatsiooni abil:Vormi -disaini etapis võetakse kasutusele simulatsioonianalüüsid, mis hõlmavad kõvenemise deformatsiooni, termo-mehaanilist sidumist ja temperatuuri-välja jaotust, et ennustada komposiitvormimise ajal tekkivaid võimalikke defekte, nagu deformatsioon, ebaühtlased temperatuurigradiendid ja ebanormaalne vaiguvool. Füüsilise proovi-ja-vigade vormimine väheneb, lühendades komponentide uurimis- ja arendustegevuse tsüklit enam kui 30% võrra ning vähendades märkimisväärselt proovitööde arenduskulusid.

3. Viie-teljega ühendamise kiire{2}}töötlusprotsess:Võttes kasutusele ühe-seadistuse integreeritud viie-teljega töötluse, teostatakse täppisfreesimine suurte-suuruste ja keerukate kõverate pindadega õõnsuste jaoks. Korduvast uuesti{4}}kinnitamisest põhjustatud kumulatiivsed positsioneerimisvead on täielikult välistatud, täites täpselt keeruliste aerodünaamiliste profiilide ja kosmosekomponentide{5}}täpsete kõverate pindade vorminõuded.

4. Suletud-ahela kontrolliprotsess, mis ühendab 3D-skannimise ja koordinaatmõõtmismasinad (CMM):Loodud on täieliku-protsessi täpsusega-inspektsiooni suletud ahel. Vormi valmimisel kontrollitakse mõõtmete täielikku-täpsust 3D-skannimis- ja CMM-seadmetega. Pärast proovivormimist teostatakse komposiitdetailide pöördskaneerimine- ja modelleerimine. Õõnsuse parameetreid muudetakse vastavalt kõvenemise kokkutõmbumise ja deformatsiooni andmetele, tagades täieliku -lingi suletud-ahela optimeerimise"disaini-töötlemise-ülevaatus-kompensatsioon". See on kosmoselennunduse komposiitkomponentide nõuetele vastava teadus- ja arendustegevuse jaoks hädavajalik protsess.

5. Moodulite sisestamise-kokkupanek:Eriti -suurte kosmosepaneelide-tüüpi komponentide valuvormide jaoks kasutatakse segmenteeritud sisestus-monteeritud moodulkomposiitkonstruktsioone. See lahendab tõhusalt monoliitsete suurte valuvormide pikaajalised{4}}probleemid, nagu raske töötlemine, suur jääkkuum{5}}töötlemise pinge ja kalduvus deformatsioonile. Kui komponentide struktuurid nõuavad iteratsiooni ja optimeerimist, tuleb vormi täieliku ümbertöötlemise asemel välja vahetada ainult kohalikud sisetükid. Lahendus kohandub hästi-lennundustoodete kõrgsageduslike uurimis- ja arendustegevuse iteratsioonidega ning vähendab muutmiskulusid.

II. Tehnilised mõõtmed

(1) Vormi alusmaterjali tehnoloogia iteratsioon

Vormimise täpsus ja stabiilsuskosmoselennunduse komposiitkomponendidsõltuvad suuresti kvaliteetsete -vormisubstraadi materjalide jõudlusest. Kodumaise lennunduse ja kosmosetööriistade tehnoloogia pideva uuendamisega on vormisubstraadid saavutanud diferentseeritud, lokaliseeritud ja suure jõudlusega täiustused, mis on suunatud sellistele peamistele väljakutsetele nagu komposiitmaterjali kõvenemise deformatsioon, mõõtmete kõrvalekalded ja kulude kontroll. Moodustatud on substraadi-valikusüsteem, mis sobib erinevatele teadus- ja arendustegevuse{5}}stsenaariumidele.

Invari sulamist substraat:Selle soojuspaisumise koefitsient ühtib täpselt süsinik{0}}kiudkomposiitide omaga, kompenseerides maksimaalselt komposiitide kõvenemisest tulenevad deformatsioonihälbed. See toimib standardse tööriistamaterjalina esmaste koormust kandvate kosmosekomponentide-masstootmises{3}. Siseriiklikud läbimurded on saavutatud Invari toormaterjalide osas, purustades välismaised monopolid.

Süsinikkiust BMI vaiguvormi substraat:Sellel on kaks eelist – kerged tööriistad ja hästi sobitatud soojuspaisumisomadused, mis leevendavad tõhusalt üldist deformatsiooni suuremõõtmeliste detailide vormimisel. Eriti sobilik eriti suurte, suure kumerusega kosmosekomposiitkomponentide uurimis- ja arendustegevuseks ning katsetootmiseks, tasakaalustab vormimise täpsust ja tööriistade kohandatavust ning on eelistatud substraatide hulgas suuremahuliste kosmoselennukite komposiitdetailide valmistamisel.

Hübriid Invar{0}}terasest tööriistad:Praegu on see kodumaiste lennundus- ja kosmosetööstuse komposiitprojektide jaoks põhiline lahendus, millel on komposiitkonstruktsioon, mis ühendab täppis{0}}vormitud Invari esipaneelid ja ülitugevast terasest taga{2}}plaadid. See disain loob optimaalse tasakaalu vormimise täpsuse, tööriistade jäikuse ja tootmiskulude vahel. Invari esipaneelid tagavad komposiitvormimisel termilise-sobitamise täpsuse, samas kui terasest taga{6}}plaadid suurendavad üldist vormi jäikust ja vähendavad materjalikulu. See sobib enamiku uurimis- ja arendustegevuse ning väikese -partiiproovi-tootmise stsenaariumidega kosmoselennunduse sekundaarsete-koormust{11}}kandvate ja peamiste konstruktsioonikomponentide jaoks.

(2) Digitaalne täis{1}}protsesside uurimis- ja arendussüsteem

Ajendatuna-sügavast digitaalsest-tehnoloogiast, on tööstus ehitanud täieliku-protsessiga suletud-ahelaga teadus- ja arendustegevuse süsteemi, mis teostab andmeühenduse lõppu-ot- ja intelligentset optimeerimist alates kavandamisest kuni kinnitamiseni.

Täielik süsteem hõlmabDFM (Design for Manufacturability) komponentide vormitavuse analüüs, täppisvormide konstruktsiooniprojekteerimine, komposiitide kõvenemise simulatsioon, viie-telje täppistöötlus, täis-dimensiooniline 3D kontroll ja proovi-vormimise kontrollimine ja optimeerimine. Virtuaalne-simulatsioonitehnoloogia tuvastab eelnevalt vormidefektid, struktuurihälbed, ebanormaalse vaiguvoolu ja muud probleemid, asendades tavapärase füüsilise katse-ja-vea ning vähendades drastiliselt prototüüpide iteratsioone ning uurimis- ja arendustsükleid. Selle põhjal rakendatakse digitaalset-kaksiktehnoloogiat. Vormidele paigaldatud-täpsed temperatuuri- ja rõhuandurid koguvad reaalajas-andmeid tingimuste moodustamiseks-, mis sisestatakse simulatsioonisüsteemidesse. Tegelikud proovi{10}}vormimisandmed optimeerivad iteratiivselt vormijuhiku, temperatuuri{11}}kontrolli ja tihendus{12}}konstruktsioone. Positiivne tsükkel"virtuaalne simulatsioon - füüsiline töötlemine - andmete tagasiside - pidev optimeerimine"on loodud, tõstes igakülgselt disaini täpsust ja kujundades stabiilsust kosmosetööstuse komposiitvormide jaoks.