产需与技术探讨

【倍特专栏】由英国皇家学院奖赏世界首架设计树脂注入飞机机翼功臣引发战略思考

2019-10-21 12:52:12 国际知名专家 顾超英 252

(上海倍特化工公司联系人:高冬兰董事长,热线电话:13061990358。)

推荐品牌企业:上海倍特化工有限公司主营甘油、白油、凡士林、脂肪酸、脂肪醇等系列产品,产品质量一流优质,产品价格非常合理。该公司所有产品涉及的行业非常广泛,例如:塑料、纺织、涂料、建筑、文具、农药、医药、食品、香精香料、日化等等领域,热忱欢迎这些下游“上帝”客户关注上海倍特化工有限公司。

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   最近有个吸引众多眼球的大事,必须要说道说道,那就是麦克罗伯特奖50周年,庞巴迪以树脂注入机翼强势夺奖的大事,还是很值得高度赞赏的,毕竟树脂注入这个“活儿”还是个很技术活,别说是飞机机翼上注入了,就是在一般的后道产品加工生产过程中也是问题多多。

   比如复合材料树脂注入那点事就很麻烦,因为树脂粘度大,注入成型过程中特别容易产生气泡,压力也非常大,还要结合粘度、温度、固化度等综合考虑。而且基体树脂的选择是基础,涉及很多工艺参数的确定,还要协调注入压力、粘度、凝胶时间等因素,所以在研发制造的过程中制品也容易出各种问题,必须研发技术人员要考虑到方方面面拥有“金刚钻”才敢包揽下这个“瓷器活”,真心不容易。

   根据了解获悉,每年,英国皇家工程学院的麦克罗伯特奖(MacRobert Award)是英国最负盛名的工程创新奖,旨在表彰“表现出杰出的创新,社会效益和商业成功的团队。”在2019年成立50周年之际,该奖项授予了位于北爱尔兰贝尔法斯特的庞巴迪团队,该团队开发和制造了世界上第一架专为空中客车A220商用飞机设计的树脂注入机翼。尽管已于2019年7月授予该奖项,但索尔维(美国佐治亚州阿尔法利塔)再次宣布该奖项,并确认其作为庞巴迪机翼制造工艺中使用的树脂供应商的地位。

   根据介绍说,空中客车A220目前使用的创新树脂注入式先进复合材料机翼,是唯一通过树脂转移注入(RTI)设计和生产的经认证的商用飞机机翼。RTI工艺将干燥的织物放入模具中,进行真空包装,然后注入液态树脂,然后通过加热和加压将其固化成形状。RTI的优点很多,包括制造大型复杂的一体式结构的可能性,从而减少了对许多不同零件的需求,从而减少了对紧固件的需求;从而减少了制造过程中的浪费并改善了空气动力学。使用干纤维来制造结构也无需冷藏预浸料,从而节省了能源并生产了可以长时间使用的材料,这也简化了制造过程。

   这项技术真的很棒,通过这个案例,其实很多领域都可以采用这个方法制造出很多高性能衍生物出来,真的是一件利于人类的大好事情。

   您看看人家,通过使用更少的零件和紧固件,RTI工艺可以使机翼更轻,与传统的金属机翼相比,庞巴迪的碳纤维复合材料机翼减轻了约10%的重量,有助于减少飞行中的燃油消耗,并同时减少了CO2和NOx的排放,现在不就是全球倡导“轻量化”以及“绿色环保”为主题的研发理念任重道远吗?这个研发项目全部做到了,必须多加点赞,真心推崇这种高新技术更加发扬光大。

   另外,回顾2019年年初的时候,帝人有限公司就已经再次宣布,已与庞巴迪航空结构和工程服务公司达成一项续期协议,继续为后者提供Tenax碳纤维材料,合同期限七年,直至2025年到期。帝人将飞机应用业务作为其2017-2019年中期管理计划的增长战略之一,并正在大力加快中下游应用的发展,例如提供具有更高韧性和更高拉伸模数的高性价比碳纤维,中间材料包括TENAX TPUD,碳纤维热塑性固结层压板TENAX TPCL,热固性预浸材料和非卷面料等。展望未来,帝人计划进一步加强碳纤维及其中间材料业务,成为飞机应用的领先解决方案供应商。该公司目标是到2030年,在飞机应用领域的年销售额将超过9亿美元。此前,帝人在2010年与庞巴迪达成协议,为其制造的飞机的一级和二级复合结构提供Tenax碳纤维材料。该材料已应用于机身一级结构,包括机翼、中心翼盒结构和尾翼应用。所以说,很多优质品牌好材料集于一身才会让飞机更加达到更加理想的状态,这都是所有行业人士共同努力拼搏的结果。

   值得一提的是,空中客车A220更是唯一为100-150个座位商业运输市场量身定制的飞机,绝对是“新、奇、特”聚于一身,而且并于2016年作为庞巴迪C系列投入服务,庞巴迪飞机机翼计划的这笔5.2亿英镑投资,是北爱尔兰有史以来最大的一笔对内投资。英国各地约有200个供应商直接向该计划提供服务,整个供应链层中还有更多供应商。此次提名的团队成员包括:复合材料战略技术主管Mark Braniff;航空结构工程师David Patterson;Trevor Poots,前首席制造和模具工程师;发动机机舱设计工程师David Riordan;和高级复合材料专家Sam Wilson,他们都是精英中的“战斗机”,开创未来新科技的功臣之一。

   确实如此,贝尔法斯特开发的注入树脂的复合材料机翼是英国机械工程领域的佼佼者,汇集了卓越的设计,材料工程和制造技术。它是空客A220的关键启用技术,可为这种规模的飞机创造范围,燃油效率和环境友好性的独特组合,并证明其庞大的远期订单是合理的。”麦克罗伯特奖法官,里克•帕克教授Ric Parker CBE FREng ,在庞巴迪上。苏威复合材料业务部客户经理戴维•培根(David Bacon)解释说:“传统上,航空航天项目不使用树脂注入法。它通常用于制造船只以及在风能领域。但是很明显,将其用途扩展到商用飞机制造中可以获得很多好处。” 庞巴迪在北爱尔兰贝尔法斯特的大型制造和组装工厂开发了自己的机翼RTI工艺。该机翼是专为庞巴迪C系列飞机计划开发的,该计划后来成为空中客车A220(与庞巴迪,魁北克投资局和空中客车公司达成合作伙伴关系)。到目前为止,只能在2016年投入服务的窄体,中程飞机家族中找到,尽管在将来其他类型的飞机可以配备这种新一代的较轻机翼似乎是合乎逻辑的。

   其实这些年来,没少有更多行业人士关注“飞机”这个大事情,记得2018年的时候朗盛用高性能塑料为无人机行业提供了轻量化解决方案,当时也是真心不错的方案,当时朗盛的高性能材料(HPM)业务部门在2018年中国国际橡塑展上推出了一系列高端材料解决方案,其中包括一种由短玻璃纤维增强的Durethan(尼龙6)制成的无人机螺旋桨。由于其均衡的材料特性,注塑成型的零件更轻,同时具有良好的强度和刚性。这种材料可以抵抗紫外线的老化,因此很适合在户外使用。由朗盛塑料制成的无人机螺旋桨外观极具吸引力和使用寿命长。除了机翼和螺旋桨,高性能的塑料还可以用于无人机身和起落架。材料有助于降低飞行器的重量,使飞行时间更长,同时减少振动和噪音。朗盛高性能材料全球产品和应用开发主管,Axel Tuchlenski博士说道:“鉴于高新技术产业的快速发展和电力驱动装置的日益普及,朗盛公司看到了公司产品的巨大潜力。基于朗盛产品PA6、PA66和PBT,我们开发了很多创新的解决方案,以满足对高质量产品的需求。

   因此,最后让我们衷心祝福世界各地所有研发人员再接再厉,努力研发生产出更多造福人类的优质品牌产品来满足这个世界的迫切需要,让地球更加绿色美丽,让生存在世界上的所有生灵统统健康快乐和幸福才是真正的共产主义生活。