Precīzijas veidnes nodrošina aeronavigācijas komponentu izpēti un attīstību

Paātrinot progresu tādiem projektiem kā liela mēroga{0}}lidmašīnas, civilie bezpilota lidaparāti un eVTOL, precīzas kompozītmateriālu formēšanas veidneskalpo kā galvenais instruments kompozītmateriālu komponentu izstrādei. Tie tieši nosaka paraugu izmēru precizitāti, iekšējās porainības defektus un montāžas savietojamību, un tie ir kļuvuši par kritisku sastrēgumu aviācijas un kosmosa kompozītmateriāliem, pārejot no laboratorijas -pētniecības un izstrādes uz lidojumderīguma sertifikāciju un nelielu-sēriju izmēģinājuma ražošanu. Vietējie veidņu uzņēmumi ir guvuši nepārtrauktus sasniegumus autoklāvu instrumentu, kosmosa -kategorijas RTM precizitātes veidņu, zemas-izplešanās Invar veidņu un oglekļa-šķiedru instrumentu jomā. Šie sasniegumi saīsina aeronavigācijas kompozītmateriālu komponentu pētniecības un attīstības ciklu, samazina izmēģinājumu{8}}un-kļūdu izmaksas un paātrina aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu rūpnieciskās ķēdes lokalizāciju.

I. Procesa izmēri

1.Aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu sastāvdaļasir pakļautas stingrām lidojumderīguma piekļuves prasībām, kas nosaka stingrus obligātos standartus galvenajiem rādītājiem, tostarp izmēru pielaidēm, dobuma vakuuma hermētiskumu, pilnīgu -domēna temperatūras-lauka vienmērīgumu un komponentu porainību. Ar pilnu digitālo un uz precizitāti{3}}orientēto procesa pasākumu kopumu ir izveidota pētniecības un izstrādes-un-ražošanas sistēma aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu veidnēm ar "augstu precizitāti, zemu defektu skaitu, atkārtotu spēju un stabilu masveida ražošanu". Tas vispusīgi uzlabo kompozītmateriālu komponentu izstrādes efektivitāti un kvalitātes stabilitāti.

2. Procesu iepriekšēja-novērtēšana, izmantojot CAE simulāciju:Veidnes-projektēšanas stadijā tiek ieviestas simulācijas analīzes, kas aptver sacietēšanas deformāciju, termo-mehānisko savienojumu un temperatūras{2}}lauka sadalījumu, lai prognozētu iespējamos defektus kompozītmateriālu formēšanas laikā, piemēram, deformāciju, nevienmērīgus temperatūras gradientus un nenormālu sveķu plūsmu. Fiziskā izmēģinājuma-un-kļūdu veidošanās ir samazināta, saīsinot komponentu pētniecības un izstrādes ciklu par vairāk nekā 30% un ievērojami samazinot izmēģinājuma darbību izstrādes izmaksas.

3. Piecu-asu savienojuma-ātrgaitas apstrādes process:Izmantojot vienu-iestatījumu integrēto piecu-asu apstrādi, tiek veikta precīza frēzēšana liela-izmēra dobumiem ar sarežģītām izliektām virsmām. Kumulatīvās pozicionēšanas kļūdas, ko izraisa atkārtota saspiešana, ir pilnībā novērstas, precīzi atbilstot formēšanas prasībām sarežģītiem aerodinamiskiem profiliem un augstas precizitātes izliektām kosmosa komponentu virsmām.

4. Slēgtā cilpa{1}}pārbaudes process, kas apvieno 3D skenēšanas un koordinātu mērīšanas iekārtas (CMM):Ir izveidota pilnīgas-procesa precizitātes-pārbaudes slēgtā cilpa. Pēc veidnes pabeigšanas ar 3D-skenēšanas un CMM aprīkojumu tiek veikta pilna-izmēru precizitātes pārbaude. Pēc izmēģinājuma formēšanas kompozītmateriālu daļām tiek veikta apgrieztā-inženiertehniskā skenēšana un modelēšana. Dobuma parametri tiek mainīti atbilstoši datiem par sacietēšanas saraušanos un deformāciju, realizējot pilnu -saites slēgtas{10}}cilpas optimizāciju"projektēšanas-apstrādes-pārbaude-kompensācija". Šis ir neaizstājams process aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu komponentu atbilstošā pētniecībā un attīstībā.

5. Moduļu ievietošanas-montāžas process:Īpaši -lielu aviācijas paneļu-tipa komponentu veidnēm tiek izmantotas segmentētas ieliktņa-samontētas moduļu kompozītmateriālu struktūras. Tas efektīvi risina ilgstošas-nozares problēmas saistībā ar monolītām lielām veidnēm, piemēram, sarežģītu apstrādi, lielu atlikušo termisko{5}}apstrādes spriegumu un noslieci uz deformāciju. Ja komponentu struktūrām ir nepieciešama iterācija un optimizācija, tikai vietējie ieliktņi ir jānomaina, nevis jāveic pilnīga veidņu atjaunošana. Risinājums labi pielāgojas augstfrekvences -aviācijas un kosmosa produktu pētniecības un izstrādes iterācijām un samazina modifikācijas izmaksas.

II. Tehniskie izmēri

(1) Veidņu bāzes materiāla tehnoloģijas atkārtošana

Formēšanas precizitāte un stabilitāteaviācijas un kosmosa kompozītmateriālu sastāvdaļaslielā mērā paļaujas uz augstas kvalitātes{0}}veidņu substrāta materiālu veiktspēju. Pastāvīgi pilnveidojot vietējās aviācijas un kosmosa instrumentu tehnoloģijas, veidņu substrāti ir panākuši diferencētus, lokalizētus un augstas veiktspējas uzlabojumus, risinot galvenos izaicinājumus, piemēram, kompozītmateriālu sacietēšanas deformāciju, izmēru novirzes un izmaksu kontroli. Ir izveidota substrāta-atlases sistēma, kas atbilst dažādiem pētniecības un izstrādes un{5}}masveida ražošanas scenārijiem.

Invar sakausējuma substrāts:Tā termiskās izplešanās koeficients ļoti atbilst oglekļa -šķiedru kompozītmateriālu koeficientam, maksimāli kompensējot deformācijas novirzes, kas rodas kompozītmateriālu sacietēšanas rezultātā. Tas darbojas kā standarta instrumenta pamatmateriāls primāro slodzi-nesošo kosmosa komponentu masveida-ražošanai. Iekšzemes sasniegumi ir gūti Invar sagataves materiāliem, izjaucot ārzemju monopolus.

Oglekļa šķiedras ĶMI sveķu veidņu substrāts:Tas nodrošina divkāršas priekšrocības: viegls instruments un labi saskaņotas termiskās izplešanās īpašības, efektīvi mazinot kopējo deformāciju liela izmēra detaļu formēšanas laikā. Īpaši piemērots īpaši lielu, augsta izliekuma kosmosa kompozītmateriālu kompozītmateriālu pētniecībai un izstrādei un izmēģinājuma ražošanai, tas līdzsvaro formēšanas precizitāti un instrumentu pielāgošanās spējas un ir viens no vēlamajiem substrātiem liela mēroga kosmosa kompozītmateriālu detaļu ražošanai.

Hibrīda Invar{0}}tērauda instrumenti:Pašlaik plaši izmantotais risinājums iekšzemes aviācijas un kosmosa saliktajiem pētniecības un izstrādes projektiem, tam ir salikta struktūra, kurā apvienotas precīzas -formētas Invar virsmas loksnes un augstas -izturības tērauda aizmugures{2}}plāksnes. Šis dizains nodrošina optimālu līdzsvaru starp formēšanas precizitāti, instrumentu stingrību un ražošanas izmaksām. Invar priekšējās loksnes garantē termisku{5}}saskaņošanas precizitāti kompozītmateriālu formēšanai, savukārt tērauda aizmugures{6}plāksnes uzlabo kopējo veidņu stingrību un samazina materiālu patēriņa izmaksas. Tas ir piemērots lielākajai daļai pētniecības un izstrādes un nelielas -pakešu izmēģinājuma{9}}ražošanas scenāriju aviācijas un kosmosa sekundārajiem-slodzes-nesošajiem un galvenajiem konstrukcijas komponentiem.

(2) Ciparu pilna{1}}procesu pētniecības un izstrādes sistēma

Pateicoties padziļinātai -digitālās-tehnoloģijas iespējotai, nozare ir izveidojusi pilna-procesa slēgta- cilpas pētniecības un izstrādes sistēmu, kas nodrošina datu savienojamību no gala-līdz-un viedo optimizāciju no projektēšanas līdz verifikācijai.

Visa sistēma aptverDFM (Design for Manufacturability) veidojamības analīze komponentiem, precīzijas veidņu konstrukcijas projektēšana, kompozītmateriālu konservēšanas simulācija, piecu-asu precīza apstrāde, pilnas-dimensijas 3D pārbaude un izmēģinājuma-veidņu pārbaude un optimizācija. Virtuālā{0}}simulācijas tehnoloģija jau iepriekš identificē veidošanās defektus, strukturālās novirzes, neparastu sveķu plūsmu un citas problēmas, aizstājot parastās fiziskās pārbaudes-un-kļūdas un krasi samazinot prototipu atkārtojumus un pētniecības un izstrādes ciklus. Pamatojoties uz to, tiek izmantota digitālā -dvīņu tehnoloģija. Augstas-precizitātes temperatūras un spiediena sensori, kas uzstādīti uz veidnēm, apkopo reāllaika-veidošanas-datus par stāvokli, kas tiek ievadīti simulācijas sistēmās. Faktiskie izmēģinājuma{10}}formēšanas dati iteratīvi optimizē veidņu vadotnes, temperatūras{11}}kontroles un blīvējuma{12}}konstrukciju dizainus. Pozitīvs cikls"virtuālā simulācija - fiziskā apstrāde - datu atgriezeniskā saite - nepārtraukta optimizācija"ir radīts, visaptveroši paceļot dizaina precizitāti un veidojot stabilitāti aviācijas un kosmosa kompozītmateriālu veidnēm.