Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

LEEToRB Wynik w skrócie

Project ID: 325936
Źródło dofinansowania: FP7-JTI
Kraj: Niemcy

Materiały kompozytowe do oprzyrządowania wysokowydajnych form wtryskowych

Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami mają ugruntowaną pozycję w produkcji części do lekkich i bardziej przyjaznych dla środowiskach statków powietrznych. Metoda wtrysku żywic do form zamkniętych (RTM - resin transfer moulding) jako ekonomiczna technologia produkcji wysokiej jakości części kompozytowych, jest rozwiązaniem dużo lepszym od stosowania form otwartych, jednakże potrzebne są nowe materiały oprzyrządowania, które pozwolą na zmniejszenie kosztów i energii wykorzystywanych w procesie produkcji.
Materiały kompozytowe do oprzyrządowania wysokowydajnych form wtryskowych
Popularne materiały wykorzystywane w konstrukcji RTM, zwane również oprzyrządowaniem, obejmują aluminium, stal i włókno szklane. Wybór materiałów jest podyktowany różnymi czynnikami takimi jak liczba, rozmiar i stopień skomplikowania części, a także jakość wykonania czy wymagany cykl życia. W przypadku produkcji seryjnej, formy są zazwyczaj ogrzewane i mają wbudowane systemy kontroli pozwalające na automatyzację procesu.

Wykorzystanie stali i metali jako materiałów oprzyrządowania niesie ze sobą wiele wyzwań dotyczących nakładu energii i materiałów. Z uwagi na to, że materiały oprzyrządowania mają inne właściwości niż wytwarzane części kompozytowe, powodują odkształcanie finalnych części, co pociąga za sobą koszty. Aby rozwiązać te problemy, w ramach projektu finansowanego przez UE LEETORB (Lightweight, energy-efficient tooling for the manufacturing of rotor blades) zaproponowano wykorzystanie włókna węglowego jako materiału oprzyrządowania.

Wybór kompozytów jest podyktowany ich wysoką wytrzymałością i sztywnością w stosunku do wagi, w porównaniu do metali. Dodatkowo, niska masa termiczna przyczynia się do znacznych, bo dochodzących do 50%, oszczędności energii.

Naukowcy udowodnili słuszność swojego wyboru, opracowując oprzyrządowanie RTM wykorzystujące tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem do produkcji łopat wirnika helikoptera. Aby jeszcze poprawić proces i zwiększyć oszczędność energii, zespół zamontował urządzenie grzewcze, które podawało ciepło tam, gdzie było ono potrzebne. W charakterze przewodnika użyto rowingu węglowego, który przymocowano do włókna szklanego. Po podłączeniu do źródła energii, rowing węglowy działał jak rezystywny element grzewczy i w zależności od wzoru, regulował doprowadzanie ciepła. W tylnej części obudowy z włókna węglowego zamocowano żebra usztywniające i stalową ramę, aby zmniejszyć odkształcenia powodowane przez siły ścisku i wtrysku.

Wykorzystanie tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym jako materiału podstawowego dało efekt w postaci lżejszego oprzyrządowania oraz bardziej wydajnego ogrzewania i chłodzenia. Nowo opracowane prototypy przyczyniły się do uzyskania znacznych oszczędności energii w całym zakresie od produkcji oprzyrządowania do produkcji łopat do wirnika.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Części kompozytowe, metoda wtrysku żywic do form zamkniętych, oprzyrządowanie, LEETORB, łopaty wirnika
Numer rekordu: 188770 / Ostatnia aktualizacja: 2016-11-03
Dziedzina: Energia