Materiały kompozytowe: Latając wysoko!
Zmniejszenie wagi jest obecnie ogromnym wyzwaniem dla przemysłu lotniczego. Obniżenie wagi to ogromne wyzwanie dla przemysłu lotniczego. Większa wydajność, mniejsze zużycie paliwa oraz zmniejszenie emisji spalin zapewniają producentom przewagę na konkurencyjnym rynku, a zastosowanie materiałów kompozytowych stwarza okazję do poprawy wyników we wszystkich tych obszarach.Waga oraz wyważenie samolotu mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa lotów i stanowią poważne wyzwanie dla przemysłu lotniczego. Obniżenie wagi to ogromne wyzwanie dla przemysłu lotniczego. Większa wydajność, mniejsze zużycie paliwa oraz zmniejszenie emisji spalin zapewniają producentom przewagę na konkurencyjnym rynku, a zastosowanie materiałów kompozytowych stwarza okazję do poprawy wyników we wszystkich tych obszarach.
Po wielu latach od 9/11 r. i globalnej recesji, globalny przemysł lotniczy odnotował silny wzrost w ciągu ostatnich 3–4 lat. Jednak rosnące ceny paliw, trudne warunki gospodarcze i rosnąca konkurencja to rzeczywistość, która wpływa na potencjał generujący przychody globalnej działalności linii lotniczych.
Jednym ze sposobów rozwiązania tych problemów przez producentów jest redukcja wagi, która zmniejsza zarówno zużycie paliwa w samolotach, jak i wpływ na środowisko. Doprowadziło to do 50-procentowego wzrostu wykorzystania materiałów kompozytowych w najnowszej generacji samolotów komercyjnych.
Moc materiałów kompozytowych
Materiały kompozytowe są zasadniczo kombinacją dwóch lub więcej różnych materiałów stosowanych razem w celu połączenia najlepszych właściwości lub nadania nowego zestawu cech, których żaden z materiałów składowych nie mógłby osiągnąć samodzielnie. Technologie te odnoszą się do szerokiego zakresu problemów, takich jak zmniejszenie wagi istniejących części metalowych, unikanie korozji i projektowanie hałasu i wibracji.
Materiały kompozytowe mają kluczowe znaczenie dla przemysłu lotniczego, ponieważ zapewniają równą lub większą wytrzymałość strukturalną w porównaniu z elementami metalowymi, przy mniejszym zapotrzebowaniu na wymianę. Te lżejsze podzespoły pozwalają na zmniejszenie zużycia paliwa i obniżenie kosztów naprawy, oferując elementy o tej samej lub wyższej wytrzymałości przy obniżonej wadze. Do materiałów kompozytowych używanych typowo w samolotach należą włókna węglowe, szklane oraz kevlarowe (aramidowe) stosowane w elementach konstrukcyjnych, kompozyty ceramiczne używane w układach hamulcowych oraz elementach układu spalania i układu wydechowego.
„Kompozyty pozwalają zwykle zmniejszyć ogólną wagę elementów konstrukcyjnych o 20–50 procent, co zmniejsza zużycie paliwa”. Zapewniają one również niższe koszty montażu komponentów, ponieważ wymagają bardzo niewielu elementów złącznych, śrub itp., a w niektórych przypadkach konsolidują wiele elementów metalowych w jeden komponent kompozytowy.
Jednak zastosowanie materiałów kompozytowych stanowi kilka wyzwań dla producentów samolotów. Podobnie jak obróbka metali, kompozyty mają unikalne wymagania produkcyjne, które muszą być zachowane, aby zapewnić zgodność części. To, wraz z zaawansowanymi procesami automatyzacji, które pomagają obniżyć koszty produkcji, stale się rozwija. W większości przypadków tylko wyspecjalizowani producenci mogą wytwarzać kompozyty, ponieważ mogą inwestować w zaawansowaną technologię specjalnie dla tych materiałów i wspierać stale rosnące tempo budowy samolotów.
Przeleć dodatkową milę ze wsparciem od Seco
Oferta Seco składa się przede wszystkim z frezów z węglików spiekanych z pokryciem diamentowym. Narzędzia te zapewniają bardzo dobrą jakość powierzchni przy zachowaniu bardzo dużej prędkości skrawania i posuwu. Seco oferuje również frezy z lutowanymi ostrzmi PCD (Poly-Crystalline-Diamond), zoptymalizowane pod kątem trudnych warunków skrawania przy trudnych materiałach obrabianych.
Typowymi problemami występującymi podczas wiercenia w tych materiałach kompozytowych jest delaminacja, rozłupywanie i chropowatość powierzchni. Dzięki zastosowaniu zoptymalizowanej geometrii punktowej jakość otworu jest poprawiona i zabezpieczona, a powłoka diamentowa lub PCD osiąga konkurencyjne parametry i wydłuża żywotność narzędzia. Firma Seco wprowadziła niedawno dwa nowe, standaryzowane narzędzia do obróbki hybrydowych materiałów warstwowych: JC898 i JC899.
Frez zgrubny, JC898, jest narzędziem o dużym posuwie z przelotowym kanałem chłodziwa do usuwania nadmiaru materiału sprężonym powietrzem. Frez wykańczający, JC899, ma opatentowaną konstrukcję podwójnej geometrii dedykowaną do frezowania bocznego w celu wykańczania elementu.
Patrząc w przyszłość, jest jasne, że przemysł lotniczy będzie nadal wymagał lżejszych, bardziej ekonomicznych samolotów.
W końcu możemy zobaczyć samoloty zbudowane w całości z kompozytów, a nie metalu, ale na razie samoloty są nadal częściowo metalowe, częściowo kompozytowe. W krótszym terminie nastąpi rozwój procesów i zastosowań materiałów pochodzących z recyklingu, używane będą też dotychczasowe materiały w celu optymalizacji kosztów produkcji, ponieważ wytwarzanie materiałów kompozytowych jest nadal bardzo drogie.
