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赢创ROHACELL HERO芯材为航空零部件带来高性能 |
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| http://cn.newmaker.com
12/19/2014 10:27:00 AM
佳工机电网
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 （法国图卢兹市）空中客车公司的子公司（德国施塔德市，CTC）复合材料技术中心有限公司2013年的研究结果，找到了高效低成本制造碳纤维增强聚合物（CFRP）夹层结构的方法。
复合材料技术中心有限公司是空中客车公司的子公司，专业从事开发低成本并且适用于大规模批量生产的复合材料技术。2013年，CTC公司开展了一些研究，探索高效低成本制造CFRP（碳纤维增强复合材料）夹层结构的方法。（德国达姆施塔特市）赢创向CTC公司提交了其新款ROHACELL HERO PMI（聚甲基丙烯酰亚胺，高断裂延伸率泡沫）闭孔泡沫的样品，用于评价这种新型芯材替代传统蜂窝芯材的效果。
赢创通过不懈的努力，开发出了这种新的优质PMI泡沫产品，能够效仿蜂窝芯材的表现模式，即能呈现出可见的铺层损伤。虽然泡沫塑料的优势之一是能够防止水进入表面受损的飞机零部件，但PMI泡沫的最大优势体现在其他应用方面──其比蜂窝芯材产品具有更优异的抗冲击强度，也使飞机在进行维护和维修时（MRO），能够容易地通过目视辨识飞机夹层结构的损伤。赢创精心研发的HERO产品，完全满足PMI泡沫工作性能的这一要求。
赢创ROHACELL加工部门通过数控加工，将密度为75千克/立方米的PMI泡沫预先成形，然后送达CTC公司。CTC公司评价了三个CFRP（碳纤维增强复合材料）夹层结构设计方案：
（1）热压罐成型、蜂窝夹芯、碳纤维/环氧树脂预浸料；（2）热压罐成型、PMI夹芯、碳纤维/环氧树脂预浸料；（3）热压罐外固化（OOA）替代法，其特点是PMI芯材铺叠在碳纤维面蒙皮之间，并采用液态环氧树脂灌注。
方案2和3比方案1显着减少了制造时间和成本。方案3是最优的，比方案1减少了19%的重量和25%的成本。此外，方案3的制造时间也缩短了18个小时（节省了43%的制造时间），因为其取消了费时的芯材灌封工序，以及预浸料蒙皮和蜂窝芯材之间的二次胶结工艺。“制造一个简单部件，就能显着节省这么多的时间和成本。”CTC公司研发项目负责人Remo Hinz介绍说：“随着零部件复杂度的提高，能够节省的加工时间和成本呈指数级增长，说明灌注成型的泡沫芯材夹层设计明显优于热压罐成型的蜂窝芯材夹层设计。”
根据CTC公司的评价结果，（德国布伦瑞克市）INVENT有限公司成功制造了多尼尔728飞机的前起落架舱门（左右两侧舱门），作为技术展示品。赢创ROHACELL型材部通过数控加工，将ROHACELL 71 HERO（75千克/立方米密度）预先成形。该芯材送达CTC公司后，被铺叠在干燥的碳纤维织物之间。叠层灌注了（美国康涅狄格州斯坦福德市）赫氏公司经空客公司认证的RTM 6环氧灌注树脂。赢创报告称，该PMI芯材不但能防止出现蜂窝芯材结构的一些问题（如进水等），而且也杜绝了因灌封化合物退化导致的蒙皮剥离现象。
此外，该芯材提高了伸长率（9-10%）和抗冲击强度，因此适用于制造飞机外部的零部件。（德国哈雷市）弗劳恩霍夫协会材料力学研究所依照ASTM D7766/D7766M-11标准，在35焦耳冲击能条件下，对PMI芯材灌注成型层板和原有蜂窝芯材/预浸料层板的试件，进行了冲击试验。无损检测结果证实了，各个试件的损伤尺寸及深度都是相似的。
CTC公司董事总经理Axel Herrmann教授总结道：“从技术上说，ROHACELL HERO是用来制造夹层结构的更优、更安全的材料，因为其不但消除了进水问题，而且显着降低了层间剥离破坏的风险。”因此，赢创与空中客车公司开展合作，目前正在研究一些结构应用，并宣布首批采用其PMI泡沫制造的空客飞机零部件将于2015年投入使用。
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