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)中心開發(fā)了一個制造復(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）共同開發(fā)了一個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(fù)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(qiáng)度、輕量化組件將用于高價值制造業(yè)，特別是航空航天占主導(dǎo)地位。通常，這些高性能復(fù)合材料零件在一個設(shè)定好的溫度下持續(xù)固化一個標(biāo)準(zhǔn)的時間段，不管零件如何響應(yīng)固化工藝。

 

        這個“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，為期18個月。合作團(tuán)隊在約400萬美元前期資本支出的資助下，通過創(chuàng)造一個不需要使用熱壓罐的工具，能夠讓用戶監(jiān)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(yīng)進(jìn)行匹配，從而改進(jìn)了上述問題。斯普利特的新技術(shù)加入了一個智能、多區(qū)域加熱的工具，從而不需要使用熱壓罐，工具通過實(shí)時的監(jiān)測和反饋，實(shí)現(xiàn)了對固化工藝的完全控制。CENSIS通過資金和提供項(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)不是在一個標(biāo)準(zhǔn)溫度下持續(xù)數(shù)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(jīng)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(chǎn)成本并減少能耗。”該項(xiàng)目不僅創(chuàng)造了一個獨(dú)特的固化工藝，還為英國供應(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)目通過降低資本性支出、工廠空間和能耗，同時減少固化周期達(dá)40%，總計可以減少運(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，最終會形成什么局面，還要取決于市場環(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，就像當(dāng)年復(fù)合材料替代鋁合金一樣不可逆轉(zhuǎn)。