Плетеные преформы соответствуют инструментам для изменения фазы

Фото:Исследовательская лаборатория ВВС

В марте 2020 года Исследовательская лаборатория ВВС (AFRL; Дейтон, Огайо, США) объявила, что ее подразделение по производству и промышленным технологиям вступило в партнерские отношения с Cornerstone Research Group (Дейтон), A&P Technology (Цинциннати, Огайо, США) и Spintech LLC (Ксения). , Огайо, США) об исследованиях по количественной оценке преимуществ замены устаревших производственных процессов новыми процессами для изготовления S-образного впускного канала двигателя длиной 11 футов для беспилотных авиационных систем. Одна из заявленных целей программы - понять, насколько выгодны затраты на детали и время производства от внедрения новых инструментов и технологических решений.

Фото предоставлено:Исследовательская лаборатория ВВС

Впускной канал - полая трубчатая часть самолета, которая обеспечивает плавный поток воздуха в двигатель самолета - ранее был изготовлен путем нанесения композитного препрега вручную на составную стальную оправку. Затем оправка и материал будут отверждены в автоклаве.

В новом процессе сухое углеродное волокно наносится с использованием автоматизированного процесса переплетения A&P Technology на оправку, изготовленную из оснастки Spintech Smart Tooling из полимера с памятью формы (SMP). Полученная преформа пропитывается недорогой эпоксидной смолой с помощью вакуумного литьевого формования смолы (RTM).

В процессе Smart Tooling (см. Видео ниже или демонстрацию продукта здесь) после того, как сухое углеродное волокно прикладывается к жесткому полимерному инструменту, вакуумные пакеты помещаются вокруг внешней стороны и через полый центр инструмента. Деталь помещается в печь, где под давлением наносится нагретая смола, а затем отверждается. После отверждения инструмент Smart Tooling доводится до температуры упругости, после чего его можно легко извлечь из готовой композитной детали, преобразовать, а затем охладить, чтобы материал снова затвердел для повторного использования.

Из-за геометрической сложности впускного воздуховода ожидалось несколько итераций для оптимизации настроек процесса переплетения с целью минимизации складок композитного материала, в результате чего в общей сложности четыре впускных воздуховода сравнивались со стоимостью и временем производства унаследованной детали. Трехосная оплетка QISO от A&P была доминирующей архитектурой, использованной в преформе.

Общая цель программы - поставка последнего воздухозаборника правительству США для интеграции в программу проектирования и производства планера Управления аэрокосмических систем с дальнейшими испытаниями конструкции, проводимыми Подразделением аэрокосмических аппаратов.