斯普利特公司開發新型復合材料非熱壓罐制造技術

 

 

 

        斯普利特航空系統公司近日宣布，其位于蘇格蘭的先進技術中心開發了一個制造復合材料零件的改進方法。斯普利特與斯特拉思克萊德區大學和蘇格蘭傳感器與成像系統創新中心（CENSIS）共同開發了一個智能的加熱工具用于固化復合材料組件。新技術可以提升復合材料零件固化速度達40%，同時成本減半，并且支持各行業的許多復合材料組件，從風電葉片到下一代復合材料飛機。

 

        用工業語言來講，熱壓罐是一個容器，用來在高壓和高溫下處理置于模具中的材料。一般來說，高性能復合材料鋪放在一個外形特制的表面或模具上，之后放置于熱壓罐中，熱和壓力組合起來加速材料的硬化，典型固化時間是2小時。最后得到的高強度、輕量化組件將用于高價值制造業，特別是航空航天占主導地位。通常，這些高性能復合材料零件在一個設定好的溫度下持續固化一個標準的時間段，不管零件如何響應固化工藝。

 

        這個“用于非熱壓罐的智能復合材料工具”合作項目于2015年8月啟動，為期18個月。合作團隊在約400萬美元前期資本支出的資助下，通過創造一個不需要使用熱壓罐的工具，能夠讓用戶監測固化周期并使其與組件的外形尺寸特性及零件如何對工藝做出反應進行匹配，從而改進了上述問題。斯普利特的新技術加入了一個智能、多區域加熱的工具，從而不需要使用熱壓罐，工具通過實時的監測和反饋，實現了對固化工藝的完全控制。CENSIS通過資金和提供項目管理能力支持了這項合作。斯特拉思克萊德區大學提供了技術支持并為智能工具開發了控制算法和軟件。

 

        公司先進技術中心首席工程師表示：“該技術不是在一個標準溫度下持續數小時固化組件，而是縮短加熱周期以匹配單個零件的外形尺寸。熱壓罐已經是制造線中的一個瓶頸，去掉它將減少組件制造周期，降低生產成本并減少能耗。”該項目不僅創造了一個獨特的固化工藝，還為英國供應鏈發展了一項全新的能力。根據組件的外形尺寸，項目通過降低資本性支出、工廠空間和能耗，同時減少固化周期達40%，總計可以減少運行成本多達50%。

 

復合材料非熱壓罐成形技術經歷了幾十年的發展歷程，近幾年格外受到人們的關注，并且已經運用到商用飛機主承力構件制造中。非熱壓罐成形技術進展的快慢，影響范圍有多大，最終會形成什么局面，還要取決于市場環境、技術和制造成熟度等多方面的因素，但非熱壓罐技術發展趨勢，就像當年復合材料替代鋁合金一樣不可逆轉。