Инжиниринг и оборудование для технологии SQ (RTM)
реклама
Производство детали сразу в окончательной форме, вне автоклава Композитные процессы и применения Обзор презентации Статус Radius и Coexpair Процессы производства сразу в окончательной форме иллюстрированные примеры применения: 2004 – 2010 Coexpair и Radius предоставляют опыт и оборудование для аэрокосмической отрасли – наш фокус – это композитные структуры для производства в окончательной форме Radius и Coexpair сочетают такие отрасли, как: структурный дизайн, анализ и испытания разработка процесса дизайн оснастки и производство производство рабочего места / пресса оборудование для процесса инжектирования смолы RTM и преформ Источники: квалифицированный инжиниринговый, технический и административный персонал новое производство 1600 м2 в Солт-Лейк Сити, Юта – производство 600 м2 в Бельгии двадцать лет успешного развития технологии производства в окончательной форме Компания Radius выросла с принятием технологии производства в окончательной форме фокус остается на том же: обеспечение производителей изделий в окончательной форме инжиниринговым содействием, содействием по оснастке и оборудованию сокращение стоимости благодаря лучшему инжинирингу и разработке технологического процесса - внедрение деталей и дизайн для сборки - экономия при отсутствии применения автоклава Будущее композитного инжиниринга для компании Radius просторно и функционально Помещение 1600 м2 для инжиниринга, разработки и производства мирового класса расположено на 1 Га, в 15 минутах от аэропорта Солт-Лейк Сити Coexpair является стратегическим партнером для компании Radius 2007 – начало деятельности всего с 3 инженерами Radius – один из акционеров президент Radius – член Совета Директоров Coexpair установка офиса и производственной площадки 2008 – увеличение размера в соответствии с потребностями заказчиков команда из 6 инженеров увеличение деятельности в сфере прототипов и оснастки 2009 – 10 высококвалифицированных специалистов расширение мощностей: новый больший по размерам пресс, производственный участок увеличение продаж оборудования и проведения тренингов координатор проекта FP7 2010 – Упрочнение в связи с ростом технологии SQRTM Участие в Наградах за инновации JEC Стабилизация оборота > 1,2 миллиона евро Упрочнение управленческого состава компании Оборудование Coexpair Производственная площадка (*) Пресс Radius 1,8 м * 1,3 м – 15 bar – нагрев 80 кВт Пресс Radius 1,0 м * 0,65 м – 15 bar – нагрев 30 кВт инжекционная система Radius 2 литра пневматическая (RTM) инжекционная система Radius 5 литров пневматическая (RTM и SQRTM) инжекционная система Radius 10 литров пневматическая (RTM и SQRTM) Новинка! программное обеспечение Radius для контроля и сбора данных Pressware и Floware стол для разрезки Zund M1600 (*) наша производственная площадка доступна для проектов заказчиков и тренинга для инженеров и технологов. Высококвалифицированный персонал: от чертежей до полномасштабного прототипа, но не серийного производства Офис для исследований - дизайн: Catia V5 R19 (2 места) - Анализ: Samcef, Nastran / Femap 9.3 Фокус Radius и Coexpair на композитах для производства изделий в окончательной форме традиционные композиты: множество Композиты в окончательной форме зафордеталей заформовываются по отдельности, а мовываются единым целом затем собираются • Детали изделия интегрированы • Заформовываются в подходящую оснастку, вне автоклава • 90% готовность, изделие готово к обработке и окраске Успешные процессы (требуется многочисленная сборка) • RTM: технология подачи смолы • SQRTM: квалифицированная подача смолы • IPM: формование с внутренним давлением В результате: Сложные аэрокосмические детали производятся с: - меньшими трудозатратами, меньшим временем - меньшая стоимость материалов - более легкий вес в технологии RTM используются сухие материалы для производства преформ оснастка обычно выполнена из стали или алюминия, на всех поверхностях Для стабилизации преформы необходимо небольшое количество смолы (около 5%) Смола тщательно дегазируется и в форму подается вакуум смолы для RTM обладают малой вязкостью, ≤500 cps, пропитывание самой преформы во время отверждения поддерживается давление подачи смолы 7-8 bar SQRTM позволяет использовать препрег, специалиированный программой, включая жесткие материалы Hexply 8552, Hexply M21, Cycom 977, Cycom 5250-4 BMI и Toray 3900-2 (BMS 8-279) (*) укладка материала, вакуумно приформованного или уложенного вручную, затем уменьшенного в объеме под вакуумом оснастка выполнена из алюминия, стали или Invar На оснастку подается вакуум По мере нагрева оснастки, в оснастку инжектируется небольшое количество смолы для препрега для заполнения краев полости детали во время отверждения поддерживается гидростатическое давление смолы в 8-9 bar IPM использует препрег для преформ - вакуумно приформованный, уложенный вручную, а затем уменьшенный в объеме под вакуумом обычно оснастка выполнена из стали или алюминия, на большинстве поверхностях, с одной или более гибкой оправкой на оснастку подается вакуум по мере нагрева оснастки, гибкие оправки держатся под давлением в 7-8 bar давление в оправке поддерживает гидростатическое давление смолы во время отверждения Процесс SQRTM обладает преимуществами по дизайну, качеству и стоимости могут применяться более вязкие и экзотические системы смол В закрытых процессах формования используются существующие вязкие системы смол Качество более легко контролировать, по сравнению с автоклавом Гидростатическое давление смолы напрямую контролируется инжектором смолы, вместо зависимости от переменных внутри автоклава Толщина изделия и объем армирующих материалов контролируется выравненной оснасткой, а не зависит от качества вакуумного мешка и разнообразия материалов экономия затрат также благодаря более быстрому времени цикла Скорость нагрева и охлаждения оснастки легко контролируется до окончания процесса, например 30С/минуту, благодаря лучшей проводимости в прессе Цикл SQRTM может быть короче, чем отверждение в автоклаве Приемка процесса SQRTM для производства Boeing 787 показывает доверие к процессу Boeing обнародовал спецификацию производства для технологии производства SQRTM с применением материала BMS 8-276 (более вязкий препрег Toray 3900-1) в процессе закрытого формования Boeing и его основные поставщики интенсивно протестировали панели, элементы и полномасштабные детали SQRTM и выявили превосходное качество и схожесть с автоклавным производством. Рассматриваемый процесс показал себя значительно лучше, в сравнении с существующими альтернативами технологий жидкого формования, например RTM и VARTM, благодаря применению квалифицированных вязких материалов и предварительно одобренному процессу Radius и Coexpair верят, что принятие Boeing технологии SQRTM даст толчок для других применений по интеграции деталей и использованию экономии процесса закрытого формования Пресса Radius Пневматические пресса, электрический обогрев Большие пресса для применения в производстве Система производства компонента 787 SQRTM в производстве на площадке заказчика Усовершенствованная система, установленная в Coexpair для поддержки разработок наших заказчиков Схожий пресс установлен в Германии: 8 * 1,8 метра Инжекционные системы Radius 24-летний опыт в производстве композитов и производства оборудования От стандартных систем 2,1, 5 и 10 литров до усовершенствованных систем 20 литров – инжекционная система с контейнерами 3,5 литра – тележка дегазирования смолы Анализ процесса в реальном времени Рабочее место дизайн рабочего места и установка оснастка, пресс, инжекционная система, система для производства преформ Применение производства изделий в конечной форме 2005 – 2009 (открытая информация, не конфиденциальная) проекты RTM / SQRTM Разработка JSF (Lockheed) Ракета JASSM (Klune Industries) Фитинг центрального шарнира спойлера А340 (FACC) Boeing 787 (различные заказчики) процесс SQRTM получил признание в промышленности Крылья для Toyota Концевая часть крыла Global Hawk Структуры 787 Крыша фюзеляжа Sikorsky SARAP UH-60 Крыло и хвост военного самолета JASSM по технологии RTM на производстве в Klune Industries JASSM – крылатая ракета AF & Navy следующего поколения Radius отвечает за: • разработку процесса • оснастку и оборудование • обучение и установку производства Модернизация ER-крыла в процессе Центральный фитинг спойлера для Airbus A340 из композитов заменяет металлический Композитный фитинг спойлера FACC уменьшит вес и стоимость самолетов Airbus A330340 Radius отвечает за: • дизайн оснастки • инжиниринг процесса • содействие в производстве первого изделия Монолитное крыло по технологии SQRTM, разработанное для Toyota Aviation 4-местный самолет, выполненный полностью из угля Заказчик потребовал монолитную конструкцию для экономии затрат производства o Цель – высокая скорость производства самолета o Внешние слои, лонжероны и ребра – все интегрировано Роль Radius: o Дизайн, технология, оснастка, первый прототип Монолитное крыло состоит из ламината из однонаправленного материала и полотна, и панели из сэндвич – конструкции Улучшенное крыло для Global Hawk RQ-4B летает с применением технологии SQRTM Многолонжеронное крыло на производстве в Vough Aircraft • Приблизительно 3,6м * 1,4м • Около 20 кг • Значительное сокращение стоимости по сравнению с традиционным дизайном • Использовалась смола, требуемая по USAF Radius предоставил: • разработку • прототипы • оснастку и оборудование для производства • обучение и первое производство изделия Законцовка крыла SQRTM соответствует строгим воздушным и структурным требованиям Интеграция деталей исключает стоимость заполнения и конечной обработки предыдущих моделей • дизайн 7 лонжеронов был заменен сэндвич – конструкцией • превосходное качество первого изделия • левые и правые закрывающиеся детали отформованы в одной оснастке, со значительными преимуществами по сборке • Крыльевая кромка, бортовая нервюра и смотровая панель – все установлено в консольную часть законцовки крыла с контролем регулировки точности и поверхности склеивания в окончательной форме Radius активно сотрудничает с Boeing 787 Radius оказывает содействие в разработке концепции, подбору производственного процесса и самого производства для таких самолетов как Vought, Spirit, GE и других • • • • компоненты хвостового оперения герметическая перегородка хвостовой части лопасти вентилятора двигателя и платформы контроль поверхности Монолитная крыша фюзеляжа для UH-60 SARAP – самая сложная на сегодняшний день структура для производства в окончательной форме Фюзеляж SARAP был представлен на конференции AHS в мае 2007 года Radius отвечает за: • концептуальный дизайн • разработку процесса • оснастку и первое изделие Крыша UH-60 состоит из всех балок, каркасов и стрингеров, отформованных за один раз => инжекция «за один раз» основной конструкции более 100 кг Цели проекта включали в себя сокращение количества деталей, повышение полезной нагрузки и сокращения производственных затрат Разработка технологии HL Composites: композитный многолонжеронный щиток Статус (единая деталь показала более высокий TRL) Тестовый элемент для отслеживания 3 Статус дизайна участков – понижение риска Испытание образцов Ультразвуковое испытание Масштаб 1:1: композитное изделие Разработка технологии HL Composites: композитный многолонжеронный щиток Что такое «композитный многолонжеронный щиток»? Задача Поставка модели для демонстрации композитного многолонжеронного щитка целостного закрытого бокса 7,4 м по технологии RTM, включая применение нагрузок Техническое требование: Значительное сокращение периодических затрат, принимая во внимание рассматриваемый интерфейс В чем разница? Ключевой вопрос: Возможно ли произвести закрытый профиль детали длиной более 7 м за один раз с технологией RTM? Возможные варианты решения: производство полномасштабной композитной детали, запрошенной для TRL6 сразу после TRL4 в целях понижения риска Партнеры Применение производства изделий в конечной форме 2007 – 2010 Разработанные в Европе (в Coexpair) (открытая информация, не конфиденциальная) Проекты RTM / SQRTM EcomProject (TechspaceAero – группа Safran) Нагружаемые балки перекрытия (S.A.B.C.A) Навеска отклоняемого носка А380 (ASCO) Обучение для более чем 150 инженеров и технологов Долевое участие в проекте компанией Radius (модели оценочных испытаний, прогнозирование испытаний) Проект исследования и разработки (Regional и FP7) IMS & CPS – проект FP7, SQRTM, 15 партнеров, координатор Coexpair Mapic3D – проект FP7, современные преформы CMExperts – региональный проект (Skywin) – дизайн оснастки и производство EasiPM – региональный проект (Skywin) – современный процесс отслеживания, spring-in CoSup - региональный проект (Skywin) – дизайн и производство большой оснастки Разработка компонентов двигателя (Ecom) TechspaceAero (Safran) выбрал Coexpair в качестве партнера EcomProject Coexpair и Radius предоставили: • содействие по инжинирингу • матрицы • прототипы SQRTM в сочетании с автоматическим трассировщиком S.A.B.C.A. при участии Coexpair разработало нагружаемые балки перекрытия • ленты препрега • автоматическая укладка лент • современная преформовка Coexpair и Radius предоставили: • содействие по инжинирингу матрицы SQRTM • инжекцию первого изделия S.A.B.C.A. при участии Coexpair разработало нагружаемые балки перекрытия S.A.B.C.A. при участии Coexpair разработало нагружаемые балки перекрытия • • • ленты препрега автоматическая укладка лент современная преформовка Coexpair и Radius предоставили: • • • содействие по инжинирингу матрицы SQRTM инжекцию первого интегрированного изделия 1,3 * 1,2 м RTM для высоконагруженных двигающихся опор передних кромок крыла Asco при содействии Coexpair разработало манипуляторы для двигающихся кромок крыла • толстая структура в RTM • высоконагруженные хомуты Coexpair и Radius предоставили: • содействие по инжинирингу • матрицы SQRTM • инжекцию первого изделия Испытание образцов Производство панелей и образцов для испытаний • RTM и SQRTM • Cscan, образка образцов, испытания Испытательная техника • Метод конечноэлементного анализа сложных элементов • организация испытаний • оптические датчики Численное моделирование Метод конечно-элементного анализа сложных элементов • • • • инструменты кинематики теплопередача композитная структура программное обеспечение Coexlam® GPL laminate Расчетная производительность Catia V5 R19 – 2 рабочих места • дизайн композитной детали • дизайн оснастки • конфигурация рабочей площадки Небольшое оборудование Coexdaq • Сбор данных (температура, давление, вакуум) • Выбор оптических датчиков волокна Coexreg • Терморегуляция (нагрев поверхности и другое) Площадка Coexpair Обучение технологиям RTM / SQRTM Детали по технологиям RTM / SQRTM Coexpair тщательно разрабатывает и координирует проект FP7: IMS & CPS Синергизм инновационных материалов и стратегий производства композитов Что делает Radius / Coexpair? Инжиниринговые услуги • • • • • Разработка новой концепции: дизайн и дизайн для производства (DFM) Интеграция деталей Анализ нагрузки Дизайн ламината и преформ Анализ рисков Разработка процессов производства • • • • Экономичное производство: производство в окончательной форме, вне автоклава SQRTM: для тягучести препрегов с эффективностью производства по технологии RTM Оценка возможности применения смол Дизайн приформовки ламината / слоев Дизайн оснастки и производство • • • • Низкий процент брака изделия, использование высококачественных материалов Длительный срок эксплуатации оснастки Крупные углепластиковые структуры с алюминиевой оснасткой Управление анализом теплового коэффициента для получениях точных размеров Поставка оборудования и рабочего места • • • • Пресса: экономичные, легковесные, нет загрязнения маслом, большие по размерам Инжекторы: гибкие и контролируемые Дегазаторы для смолы: критично для высококачественного производства Вакуумные приформовщики: для толстых секций
