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瑞士Von Roll公司推出下一代航空轻质蜂窝芯材填料

时间:2020-01-13 03:23 来源: 作者:木木

中国航空报讯:由于使用了轻质材料,同时又能提供较高的稳定性和刚度,因此三明治夹层板结构经常用于如今复杂的飞机内部结构。在结构应用中,例如客舱天花板或地板、厨房或卫生间的墙壁,夹层板都可以承受较大载荷且不会发生结构变形,并具有很高的抗冲击性。

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三明治夹层板的芯材由蜂窝材料结构组成,蜂窝夹芯可由多种材料制成,通常为铝或其他非金属结构。这种三明治夹层板通常是通过将预浸渍的玻璃纤维或碳纤维增强预浸料,与蜂窝状芯材的顶部和底部结合进行层压,最后在热压罐中高温固化制成。

通常情况下,飞机内部结构组件设计人员会要求加强夹层板材的某些局部区域,例如,夹层板边缘或需要在夹层结构插入结构固定件的区域: 典型示例包括是通过螺栓将座椅固定到飞机地板面板上,需要在蜂窝状芯材中插入固定件。在这些区域,使用复合材料混合物填充蜂窝状芯材是有意义的,它可以增加夹层板的刚度和强度,提升固定部位的牢固性。为减轻重量同时提供最大局部刚度,复合材料需要可靠、均匀地填充蜂窝芯材。Von Roll公司开发的NEXT GEN芯材填料均能满足这些要求,并且带来更优的性能,被认为是这类精确点装配结构中最坚固耐用的锚固点。

如今,复合材料三明治夹层结构仍经常需要仰仗人工生产,添加化合物芯材填料则是最耗时的工序之一。该过程的自动化可以降低30%以上的生产成本,这不仅可以减少人工劳动时间,而且可以降低材料报废率,同时提高质量和精度复现性。在点胶灌封材料时,机器人工具的速度受到最大挤出速率的限制,因此与现有的灌封树脂相比,能够提供更高挤出速率的材料可实现更高的生产量。

芯材填料是一类非常昂贵的产品,其原因是所用原料的成本以及制造过程比较复杂。当采用手动点胶灌封时,制造商通常由于难以填充特定目标区域或结构单元,因此只能更大量的使用芯材填料。

新型NEXT GEN芯材填料在Von Roll的内部测试中表现出色。它最重要的优点是在普通环境条件下的长时间贮存和使用,同时具有精确的可注射性,使得这种材料成为自动化封装蜂窝材料的理想选择。

利用NEXT GEN, 可以节省多达20%的材料用料,从而从飞机制造价值链前端就大大降低了成本,并帮助全行业减少了材料的购置,减少了废品的产生。

由于新材料极低的粘度,可能首次在3毫米尺寸的最小蜂窝单元内实现精确、均质和可靠地填充,同时也适用于自动批量生产。在圆形、角形或蜂窝形结构中进行填充,可增强局部结构。

在环境和健康方面,Von Roll率先成为完全去除引起气味和挥发性的酸酐、卤素及溶剂的先驱。此外,目前常用的芯材填料大多由两种成分组成,但在使用前需要充分混合,而NEXT GEN芯材填料只有一种成分, 可以直接使用。

新材料具有0.7g/cm3或更低的超低密度,对于追求设计制造轻质结构的厂商来说具有很高的吸引力。Von Roll公司的NEXT GEN芯材填料标准固化温度在125℃至150℃之间,可与飞机内部常用预浸料的各种固化工艺和循环时间兼容。此外,它易于处理和贮存。传统的芯材填料需要在两到三天内进行处理,而Von Roll公司的NEXT GEN可以在室温下贮存和使用长达数周。即使接触湿气,也可以保证长期有效。由于芯材填料的膨胀系数在热或载荷的影响下接近于0,因此在进行结构强度加固时,它可以成为首选材料。

NEXT GEN可以使用刮铲手动注入蜂窝内芯中,也可以利用机器人的计量供给系统使用高精度自动化的方式填入,确保最大的工艺可靠性。由于材料粘度低,因此可以节省大量时间:因为在自动化填料过程中使用机器人时,挤出速率非常高,可以在更短的时间内完成更多材料的填充, 这意味着与其他常见产品和生产方式相比,生产速度要快得多。通过提高灌封的准确性和工艺复现性,大大降低了成本,减少了材料浪费、制造过程中人工劳力以及不合格品的数量。

为了将自动化制造系统提升到一个新的水平,Von Roll公司与Airborne公司以及中、高粘度流体的计量泵和计量供给系统供应商ViscoTec合作,通过该产品的计量供给系统一次性完美填充飞机内部面板。

NEXT GEN芯材填料与酚醛树脂和环氧树脂兼容。例如,它与Von Roll符合FST标准、属于EP200系列的新型预浸料兼容,该预浸料在标准蜂窝芯材上具有最高的机械性能和表面质量,并且可以与芯材填料一起在任何类型的蜂窝结构中进行加工。

NEXT GEN芯材填料的两种衍生牌号目前已经面世,即EP401和EP411,可根据是否使用专用压机, 向市场提供满足需求的不同兼容解决方案。

依靠数十年的研发经验以及与航空工业在填料或机加工面板等产品方面的成功合作关系,此次研发的NEXT GEN符合航空工业的要求和法规,包括所有不燃性和阻燃性标准。

Von Roll目前已向航空航天工业经过认证的欧洲1级提供了NEXT GEN芯材填料,并正在进行产品鉴定。

作为成为复合材料和电气绝缘材料全球市场领导者战略的一部分,Von R oll公司为航空航天工业提网赚微信群供支持,实现减少二氧化碳排放量的目标,从而更好地符合环保要求,提供长期耐用的解决方案,不断提高旅客在飞行过程中的安全性和舒适度。凭借在瑞士最先进的研发设施和现代化的航空航天实验室,Von Roll公司正支撑整个行业,从价值链的前端就开始实施减轻重量、降低成本、减少废品、降低零件数量并提高生产速度的举措。

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