斯普利特航空系統(tǒng)公司近日宣布，其位于蘇格蘭的先進(jìn)技術(shù)中心開(kāi)發(fā)了一個(gè)制造復(fù)合材料零件的改進(jìn)方法。斯普利特與斯特拉思克萊德區(qū)大學(xué)和蘇格蘭傳感器與成像系統(tǒng)創(chuàng)新中心（CENSIS）共同開(kāi)發(fā)了一個(gè)智能的加熱工具用于固化復(fù)合材料組件。新技術(shù)可以提升復(fù)合材料零件固化速度達(dá)40%，同時(shí)成本減半，并且支持各行業(yè)的許多復(fù)合材料組件，從風(fēng)電葉片到下一代復(fù)合材料飛機(jī)。

 

        用工業(yè)語(yǔ)言來(lái)講，熱壓罐是一個(gè)容器，用來(lái)在高壓和高溫下處理置于模具中的材料。一般來(lái)說(shuō)，高性能復(fù)合材料鋪放在一個(gè)外形特制的表面或模具上，之后放置于熱壓罐中，熱和壓力組合起來(lái)加速材料的硬化，典型固化時(shí)間是2小時(shí)。最后得到的高強(qiáng)度、輕量化組件將用于高價(jià)值制造業(yè)，特別是航空航天占主導(dǎo)地位。通常，這些高性能復(fù)合材料零件在一個(gè)設(shè)定好的溫度下持續(xù)固化一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間段，不管零件如何響應(yīng)固化工藝。

 

        這個(gè)“用于非熱壓罐的智能復(fù)合材料工具”合作項(xiàng)目于2015年8月啟動(dòng)，為期18個(gè)月。合作團(tuán)隊(duì)在約400萬(wàn)美元前期資本支出的資助下，通過(guò)創(chuàng)造一個(gè)不需要使用熱壓罐的工具，能夠讓用戶監(jiān)測(cè)固化周期并使其與組件的外形尺寸特性及零件如何對(duì)工藝做出反應(yīng)進(jìn)行匹配，從而改進(jìn)了上述問(wèn)題。斯普利特的新技術(shù)加入了一個(gè)智能、多區(qū)域加熱的工具，從而不需要使用熱壓罐，工具通過(guò)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和反饋，實(shí)現(xiàn)了對(duì)固化工藝的完全控制。CENSIS通過(guò)資金和提供項(xiàng)目管理能力支持了這項(xiàng)合作。斯特拉思克萊德區(qū)大學(xué)提供了技術(shù)支持并為智能工具開(kāi)發(fā)了控制算法和軟件。

 

        公司先進(jìn)技術(shù)中心首席工程師表示：“該技術(shù)不是在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度下持續(xù)數(shù)小時(shí)固化組件，而是縮短加熱周期以匹配單個(gè)零件的外形尺寸。熱壓罐已經(jīng)是制造線中的一個(gè)瓶頸，去掉它將減少組件制造周期，降低生產(chǎn)成本并減少能耗。”該項(xiàng)目不僅創(chuàng)造了一個(gè)獨(dú)特的固化工藝，還為英國(guó)供應(yīng)鏈發(fā)展了一項(xiàng)全新的能力。根據(jù)組件的外形尺寸，項(xiàng)目通過(guò)降低資本性支出、工廠空間和能耗，同時(shí)減少固化周期達(dá)40%，總計(jì)可以減少運(yùn)行成本多達(dá)50%。

 

復(fù)合材料非熱壓罐成形技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，近幾年格外受到人們的關(guān)注，并且已經(jīng)運(yùn)用到商用飛機(jī)主承力構(gòu)件制造中。非熱壓罐成形技術(shù)進(jìn)展的快慢，影響范圍有多大，最終會(huì)形成什么局面，還要取決于市場(chǎng)環(huán)境、技術(shù)和制造成熟度等多方面的因素，但非熱壓罐技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，就像當(dāng)年復(fù)合材料替代鋁合金一樣不可逆轉(zhuǎn)。