A precíziós formák lehetővé teszik a repüléstechnikai alkatrészek kutatás-fejlesztését

Az olyan projektek felgyorsult fejlődésével, mint a nagy{0}}repülőgépek, a polgári drónok és az eVTOL-ok, precíziós kompozit formázó formákközponti eszközként szolgálnak a kompozit alkatrészek fejlesztéséhez. Közvetlenül meghatározzák a minták méretpontosságát, a belső porozitási hibákat és az összeszerelési kompatibilitást, és kritikus szűk keresztmetszetté váltak az űrrepülési kompozitok számára, amelyek áttérnek a laboratóriumi-alapú K+F-ről a légialkalmassági tanúsításra és a kis-részes próbagyártásra. A hazai szerszámgyártók folyamatos áttörést értek el az autokláv-szerszámok, az űrrepülőgép{4}}minőségű RTM precíziós formák, az alacsony-tágulású Invar-formák és a szénszálas{6}}szerszámok terén. Ezek az előrelépések lerövidítik a repüléstechnikai kompozit alkatrészek kutatás-fejlesztési ciklusát, csökkentik a próba-és-hiba költségeit, és felgyorsítják a repülőgépipari kompozit ipari lánc lokalizációját.

I. A folyamat méretei

1. Repülőgép kompozit alkatrészekszigorú légialkalmassági hozzáférési követelmények vonatkoznak rájuk, amelyek szigorú, kötelező szabványokat írnak elő az alapvető mutatókra vonatkozóan, beleértve a mérettűrések kialakítását, az üreg vákuumtömörségét, a teljes -tartomány hőmérséklet-mező egyenletességét és az alkatrészek porozitását. A digitális és precíziós -folyamatorientált mérések teljes készletével támogatva létrehoztak egy K+F-és-gyártási rendszert repülőgép-ipari kompozit öntőformákhoz, amelyek „nagy pontossággal, alacsony hibákkal, ismétlődő képességgel és stabil tömeggyártással” rendelkeznek. Átfogóan javítja a kompozit alkatrészek fejlesztési hatékonyságát és minőségi stabilitását.

2.A folyamatok előzetes megítélése CAE szimulációval:Az öntőforma-tervezési szakaszában a térhálósodási deformációra, a termo-mechanikai csatolásra és a hőmérséklet-mezőeloszlásra kiterjedő szimulációs elemzéseket vezetnek be, hogy előre jelezzék a kompozit formázása során fellépő lehetséges hibákat, például a vetemedést, az egyenetlen hőmérsékleti gradienseket és a rendellenes gyantaáramlást. Csökken a fizikai próba-és-hibaformázás, több mint 30%-kal lerövidíti az alkatrészek kutatási és fejlesztési ciklusát, és jelentősen csökkenti a próbaüzemek fejlesztési költségeit.

3. Öt-tengelyes összekapcsolású, nagy-sebességű megmunkálási folyamat:Egy-beállítással integrált öt-tengelyes megmunkálást alkalmazva precíziós marást hajtanak végre a nagy-méretű üregek bonyolult ívelt felületei esetén. Az ismétlődő-visszaszorítások által okozott kumulatív pozicionálási hibák teljesen kiküszöbölhetők, és pontosan megfelelnek az összetett aerodinamikai profilok és az űrrepülőgép-alkatrészek nagy pontosságú ívelt felületei{5}}meghatározásának.

4. Zárt-hurkú vizsgálati folyamat, amely a 3D szkennelést és a koordináta mérőgépeket (CMM) kombinálja.:Létrejön egy teljes-folyamatprecíziós-ellenőrzési zárt kör. Az öntőforma elkészülte után a teljes-dimenziós pontosságot 3D-szkennelővel és CMM-berendezéssel ellenőrizzük. Próbaformázás után az összetett alkatrészeken{7}}visszafejtési szkennelés és modellezés történik. Az üregparaméterek a kikeményedési zsugorodás és deformáció adatai szerint módosulnak, megvalósítva a"tervezés-megmunkálási-ellenőrzés-kompenzáció". Ez nélkülözhetetlen folyamat a repülőgépipari kompozit alkatrészek megfelelő K+F-hez.

5. Moduláris betét-összeszerelési folyamat:Az extra-nagy repülőgép- és űrrepülőgép-panel-típusú alkatrészek öntőformáihoz a szegmentált betét-összeállított moduláris kompozit szerkezeteket alkalmazzák. Ez hatékonyan kezeli a régóta fennálló-ipari kihívásokat a monolitikus, nagy formákkal szemben, mint például a nehéz megmunkálás, a nagy maradékhőkezelési-feszültség és a deformációra való hajlam. Amikor az alkatrészszerkezetek iterációt és optimalizálást igényelnek, csak a helyi lapkákat kell cserélni a teljes forma-újragyártás helyett. A megoldás jól alkalmazkodik a repülőgépipari termékek nagy-frekvenciás K+F iterációihoz, és csökkenti a módosítási költségeket.

II. Műszaki méretek

(1) Formaalapanyag-technológia iterációja

Az alakítási pontosság és stabilitásrepülőgépipari kompozit alkatrészeknagymértékben támaszkodik a kiváló minőségű{0}}formahordozó anyagok teljesítményére. A hazai repülőgép- és űrszerszám-technológia folyamatos fejlesztésével a szerszámhordozók differenciált, lokalizált és nagy teljesítményű javulást értek el, célozva az olyan kulcsfontosságú kihívásokat, mint a kompozit térhálósodási deformációja, a méreteltérés és a költségszabályozás. Kialakítottak egy szubsztrát-kiválasztási rendszert, amely megfelel a különféle K+F és{5}}tömegtermelési forgatókönyveknek.

Invar ötvözet hordozó:Hőtágulási együtthatója szorosan megegyezik a szénszálas -kompozitokéval, maximálisan kiegyenlítve a kompozit térhálósodásából adódó alakváltozási eltéréseket. Szabványos szerszámmag-anyagként működik az elsődleges teherhordó-repülőgép-alkatrészek tömeges-gyártásában. Hazai áttörések történtek az Invar nyersanyagok terén, megtörve a tengerentúli monopóliumokat.

Szénszálas BMI gyanta formahordozó:Kettős előnyt biztosít a könnyű szerszámok és a jól illeszkedő hőtágulási tulajdonságok révén, hatékonyan csökkentve a nagy méretű alkatrészek alakítása során fellépő általános deformációt. Különösen alkalmas extra nagy, nagy görbületű repülőgép- és űrrepülőgép-kompozit alkatrészek kutatás-fejlesztésére és próbagyártására, egyensúlyban tartja a formázási pontosságot és a szerszámok alkalmazkodóképességét, és a nagyméretű repülőgép- és űrrepülőgép-kompozit alkatrészek gyártásának előnyben részesített hordozói közé tartozik.

Hibrid Invar{0}}acél szerszámok:Jelenleg a hazai repülőgép-ipari kompozit K+F projektekhez alkalmazott általános megoldás, amely kompozit szerkezettel rendelkezik, amely egyesíti a precíziós-formázott Invar homloklapokat és a nagy-szilárdságú acél hátlapokat{2}}. Ez a kialakítás optimális egyensúlyt teremt az alakítási pontosság, a szerszámok merevsége és a gyártási költségek között. Az Invar homloklapok garantálják a termikus-illesztési pontosságot a kompozit alakításnál, míg az acél hátlapok- javítják a forma általános merevségét és csökkentik az anyagfelhasználási költségeket. Megfelel a legtöbb K+F és kis-kötegelt próba-gyártási forgatókönyvnek a repülőgép-űrhajózás másodlagos-teherhordó-és kulcsfontosságú szerkezeti elemeihez.

(2) Digitális teljes folyamatú K+F rendszer

A mélyreható{0}}digitális-technológia által vezérelve az iparág egy teljes-folyamatú zárt-körű K+F rendszert épített ki, amely megvalósítja a végpontok közötti adatkapcsolatot és az intelligens optimalizálást a tervezéstől az ellenőrzésig.

A teljes rendszer kiterjedDFM (Design for Manufacturability) alakíthatósági elemzés az alkatrészekhez, precíziós formák szerkezeti tervezése, kompozit kikeményedési szimuláció, öt-tengelyes precíziós megmunkálás, teljes-dimenziós 3D ellenőrzés és próba-öntési ellenőrzés és optimalizálás. A virtuális-szimulációs technológia előre azonosítja a formázási hibákat, a szerkezeti eltéréseket, a rendellenes gyantaáramlást és más problémákat, felváltva a hagyományos fizikai próba-és-hibákat, és drasztikusan csökkenti a prototípus iterációit és a K+F ciklusokat. Ennek alapján a digitális-ikertechnológiát alkalmazzák. A formákra szerelt, nagy pontosságú-hőmérséklet- és nyomásérzékelők valós idejű-alakítási-adatokat gyűjtenek a szimulációs rendszerekbe betáplálva. A tényleges próba{10}}öntési adatok iteratív módon optimalizálják a formafutó, a hőmérséklet{11}}szabályozás és a tömítés{12}}szerkezetek kialakítását. A pozitív ciklus"virtuális szimuláció - fizikai megmunkálás - adatvisszacsatolás - folyamatos optimalizálás"Létrehozták, átfogóan növelve a tervezési pontosságot és a stabilitást az űrrepülőgép kompozit formák számára.