IMCOLOR: пионер интегрированного производства легких, экологичных авиакомпонентов

Недавний проект Clean Sky 2 под названием IMCOLOR разработал новый производственный процесс, объединивший процесс многокомпонентной литьей под давлением с интеграцией непрерывных углеродных волокон. Вместе с использованием расходного соляного сердечника (выдерживающего литьевые нагрузки) был произведен легкий, экологичный компонент машины воздушного цикла.

По словам участников, синергия между литьем под давлением и автоматизированным размещением термопластичных волокон с in-situ консолидацией (TP-AFPisc) будет двигать будущие проекты, которые легкие, но работают на высоком механическом уровне, с автоматизированными, легко воспроизводимыми производственными техниками. TP-AFPisc, как отмечают партнеры, отличается от современных передовых процедур, где композитные конструкции обычно строятся внутри процессных цепочек. Кроме того, волокнистая архитектура точно адаптируется к потребностям пользователя за счет применения вставок, изготовленных методом TP-AFPisc, минимизируются усилия по обрезке композитных деталей и сокращается отходы.

По данным Clean Sky, от этой новой процедуры возникают несколько дополнительных преимуществ. Например, в производственном процессе не требуются обработки ионами шестивалентного хрома (Cr6+) — самой токсичной формы хрома, имеющей негативное воздействие на окружающую среду. Кроме того, с интеграцией термопластичных материалов детали, произведенные этим процессом, повысят эффективность, снизят расход топлива и выбросы, будут перерабатываемыми и сохранят экологически чистые вспомогательные процессы.

Некоторые вызовы, перед которыми стоял проект IMCOLOR, включали поиск подходящего дизайна полости и параметров литья для инкапсуляции вставок из CFRP в полимер литья под давлением. По словам партнеров проекта, также было трудно найти подходящую комбинацию материалов для обеспечения хорошего сцепления между вставками CFRP и полимерами. Вставки CFRP также должны были быть надежно зафиксированы при высоконапорном литье, чтобы не произошло деформации или смещения.

Одним неожиданным открытием были дефекты выгула вне плоскости на вставках из 23 слоев (толщиной 3 мм) на модельной детали. Партнеры считают, что это, вероятно, было связано с промежутком посадки между сердечником формы и вставкой. Однако этот эффект не проявился для вставок из 70 слоев (толщиной 10 мм) демонстрационной детали.

Следующие шаги для тематического менеджера — дальнейшее изучение новой комбинации материалов и оценка нового процесса внутри компании. Консорциум также будет исследовать потенциал соляных сердечников для композитного производства и литья металлов, как внутри компании, так и в последующих проектах.

Партнеры проекта: Liebherr Aerospace Toulouse SAS (От-Гаронна, Франция), Технический университет Мюнхена (TUM, Германия), Центр исследований термопластичных композитов (TPRC, Энсхеде, Нидерланды), Apppex GmbH (Мюнхен, Германия) и Fischer Advanced Composite Components (FACC, Рид им Иннкрайс, Австрия). Общий вклад ЕС составил 254 775 евро.