归功于热塑性塑料制造技术的进步,已有越来越多的飞机部件由塑料的一种类型即先进复合材料制成
将热塑性塑料用于航空工业的好处
致力于努力为全球客户创造引人注目、更可持续的解决方案,目前柯林斯正在不断寻求在机舱系统、风扇罩、推力反向装置和其他高度工程化的航空结构部件方面取得进步,以使它们更轻、更有效率且生产速度更快,从而实现更可持续的飞行。
“通过转向大型热塑性复合材料的制造,我们可以用更加自动化的非热压罐成型的可焊接结构取代需要高能耗和大量人工操作的热固性复合材料和金属结构组件,以降低能耗和成本,减轻重量并提高产率,从而在所有这些领域实现跨越式的发展。”Manten解释道,“热塑性塑料的另一大优势是可回收、更环保。”
柯林斯宇航公司采用更加自动化的非热压罐成型方式制造可焊接的热塑性复合材料结构
这些新材料及其制造方法能够带来的潜在优势是:生产循环时间能缩短80%;与之前的迭代产品相比,结构重量能降低50%;可持续技术的改善能降低排放,产品完全可回收,减少了废品的填埋量。
塑造一个更可持续的未来
热塑性复合材料技术在提高能效方面起着重要作用。传统的飞机部件的制造,是将金属组件与热固性复合材料组件粘接在一起,制造工艺要求产品在大型热压罐中固化,而为了获得必要的热量和压力,需要消耗大量的能源。
热塑性复合材料的制造则不需要这样的化学反应过程,而是可以采用更高效的非热压罐工艺制造,极大地降低了能耗。因此,加工热塑性塑料的生产过程可以从数小时缩短至几分钟,同时还能将材料成型为所需的任何形状。此外,热塑性复合材料还异常坚固,对冲击和高温具有很大的耐受性。
热塑性塑料不仅制造过程更快更高效,而且还提供了可持续性优势,因为成型的部件可重新成型,因而可回收再利用,这使它们比金属部件和热固性塑料部件更有吸引力。随着燃料效率在提升航空飞行效益方面变得日益重要,航空领域的客户们期待着制造商生产出更轻质的产品,用以解决具体的燃料消耗问题。与金属解决方案相比,热塑性塑料能将结构部件的重量降低50%。
“我们正在为客户开发关键的技术,不仅能为他们提供对他们而言非常重要的结果,还有可能改变我们的业务模式。”Manten说道。
新的收购扩展了柯林斯的能力
20多年来,DTC一直在开发和制造热塑性复合材料的航空部件,以作为机身、机门、机翼和飞行控制器表面等应用中的结构承载件。作为该领域的先驱,DTC现已发展成为行业领导者。
作为20种不同飞机类型的热塑性复合材料部件的供应商,DTC发展了强大的客户关系,同时积极参与开发新的材料和工艺规范。该公司成功的关键是,有能力投资受其客户欢迎的新的先进的加工技术。
现在,DTC已成为柯林斯的一员。作为更广泛行动的一部分,柯林斯将利用这一独特的专业能力,将其内部先进的热塑性塑料制造能力提升到一个新的水平,为当前的和未来的客户提供独特的产品组合。
在此新的工具箱中的热塑性塑料技术包括自动纤维铺放和多种先进的焊接技术,这将使柯林斯建造的航空结构要比前DTC团队(目前已归属柯林斯)目前在荷兰建造的部件更大、更复杂且更完整。
“目前,我们正在将一个大型的曲面框架焊接到一个2022年铺放的纤维蒙皮上,以此来展示热塑性的风扇罩。”Manten补充道。
80年来一直在提供创新的飞机结构
80年来,柯林斯宇航公司一直在提供创新的飞机结构
先进制造技术对于柯林斯而言并非新鲜事物。自1940年以来,柯林斯一直率先使用尖端工艺和材料技术,为商用和军用飞机建造机舱系统和工程结构。作为众所公认的先进金属和复合材料部件的领导者,长期以来,该公司不断地在扩展、探索将现代材料和工艺应用于其产品中。目前,柯林斯积极投入到了正在重新定义行业的现代材料如复合材料、陶瓷和钛的研发之中。
凭借对DTC的收购,柯林斯在热塑性复合材料技术的核心领域已有20多年的经验积累,并将继续致力于未来的发展。位于荷兰和美国加利福尼亚的两个先进的热塑性塑料的制造基地,使得柯林斯能够为全球的航空工业提供轻质、耐久且可持续的产品。
来源:PT现代塑料、柯林斯宇航
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