Ключевой доклад SAMPE 2018: будущее композиционных материалов
Генеральная сессия SAMPE 2018 включила объявление трех лучших работ конференции и ключевой доклад Кармело Ло Фаро, президента Solvay Composite Materials (Альфаретта, штат Джорджия, США).
Три лучшие работы:
- Первое место: «Фабрикация препрега вне автоклава с высокой поперечной проницаемостью путем отслоения полимерной пленки», Сара Г. К. Шектер, Тимотей Центеа и Стивен Р. Натт
- Второе место: «Искривление тонких панелей, прессованных из прерывистого длинного углеродного волокна/ПЭЭК», Каролин Коллинс и Паскальюбер
- Третье место: «Переработка амин/эпоксидных композитов химическим методом при атмосферном давлении», Иджиа Ма, Травис Дж. Уильямс и Стивен Р. Натт
В своем ключевом докладе Ло Фаро проследил эволюцию материалов: от меди в 8700 г. до н.э., соломенно-глиняных кирпичей в 2500 г. до н.э., стали в 1851 г., алюминия в 1889 г., титана в 1950 г., до эволюции композитов в 1950–1960-х годах, за которой последовал рост аэрокосмических технологий (1970–2010) в коммерческих и оборонных прорывах.
В этом контексте он выделил три «эры» композитов: эру улегчения (1970–1995), эру производства (1970–настоящее время) и следующую эру — индустриализации и моделирования.
Он указал, что автоматизация производственных процессов стала значимым драйвером строительства из композитов в коммерческой авиации. Современная технология инфузии повышает доступность и обеспечивает жизнеспособный темп производства, добавил он, приводя пример крыла C Series компании Bombardier (Монреаль, Квебек, Канада), изготовленного из смолы с высоким сроком хранения и ткани без сковорода. Он подсветил лопасть вентилятора двигателя CFM LEAP, сделанную из упругой смолы и 3D-плетений преформ; и крыло MS-21 компании Irkut (Москва, Россия), изготовленное автоматизированной укладкой сухой ленты с инфузией упругой смолы. «Не верю, что алюминий и титан за свои первые 30 лет добились столько же, сколько композиты за свои первые 30 лет», — утверждал он.
Можем ли мы заявить о победе? — спросил Ло Фаро. Краткий ответ: нет — можно сделать гораздо больше. Для дальнейшего роста композиты должны давать больше ценности. Будущие вызовы и возможности могут включать прессовку, термопластичные композиты для крупных структур, аддитивное производство, соединения, моделирование, управление сложностью и, конечно, стоимость.
Ло Фаро также ввел «небольшое предостережение — цикл хайпа», где интерес переходит в завышенный энтузиазм (хайп), а затем, «после периода разочарования», находит свое место в реальности. Будущее, сказал он, будет движимо индустриальным масштабом и экономикой; конвергенцией аэрокосмической и автомобильной практик; и возрастающей важностью производственных систем по сравнению с конечными продуктами.
Переходя к термопластичным композитам, Ло Фаро обсудил PEEK, PEKK, PAEK и непрерывное прессование. Термопластичные композиты не новы, напомнил он слушателям. Он ожидает рост в XXI веке за счет зреления экономически эффективных, автомобильного типа производственных процессов, разработанных за последние 15 лет: в частности, прессования, непрерывного прессования и штамповки. Если цепочка поставок авиации должна разрабатывать и строить крупные термопластичные композитные структуры, она должна созреть для систем формовки вне автоклава, способных к быстрому нагреву/охлаждению.
Ло Фаро также затронул аддитивное производство (АМ). Изначально, сказал он, АМ может поддерживать производство инструментов и приспособлений. В будущем АМ может обеспечить по запросу производство инструментов и улучшить операции МРО (обслуживание и ремонт) композитов. Здесь также есть возможности связать АМ с машинным обучением. Однако, сказал он, нужно больше сотрудничества между поставщиками оборудования и материалов.
Ло Фаро назвал три важные потребности в моделировании и симуляции для композитной отрасли:
- Молекулярное моделирование — информация для экспериментов и ускорение выхода на рынок
- Искусственный интеллект — применение к проектированию и открытию материалов
- Сертификация анализом — которую он назвал Святым Граалем
Эти технологии могут сократить время разработки через оптимизированный молекулярный дизайн для улучшенных свойств, меняя способ разработки самих материалов. Будущее уже наступило, сказал он, для многоуровневого моделирования ускорения инноваций и внедрения композитов и прогнозирования отказов.
Ло Фаро закончил оптимистично: «Когда смотрим на следующие 40 лет, верю, что композиты — материал, который превзойдет возможности металлов».
Смола
- Как прямая телевизионная трансляция изменится: будущее вещания, управляемое вычислениями
- Индустрия 4.0: План Materialise для создания сетевой фабрики
- Сотрудничество: путь к фабрике будущего
- Стратегическое управление активами: Раскрытие устойчивого операционного совершенства
- Будущее центров обработки данных: тренды, технологии и устойчивость
- CAMX 2018: Исследуйте передовые инновации в композитных материалах
- Обзор: 18-я ежегодная конференция SPE по автомобильным композитам 2018
- Как 3D-печать изменит производство в ближайшее десятилетие
- Как 3D-печать революционизирует современное производство
- Формирование завтрашнего дня: Инновации, определяющие будущее CNC-обработки