Skip to main content

Nanostructured gripping material for clamping complex workpieces

Article Category

Article available in the folowing languages:

Rewolucyjny system mocowania znacząco usprawnia proces produkcji złożonych elementów samolotów

Ze względu na złożoność wielu elementów samolotów, ich produkcja wymaga zmian ich mocowania na poszczególnych etapach, co podnosi koszty oraz utrudnia cały proces. Zespół finansowanego przez Unię Europejską projektu opracował obiecujący system mocowania takich elementów, oparty na procesie klejenia.

Transport i mobilność
Technologie przemysłowe

„Dotychczas na rynku brakowało całkowicie skutecznego rozwiązania w zakresie mocowania złożonych elementów samolotów, a istniejące systemy pozostawiały wiele do życzenia”, zauważa Ana Pascual, kierowniczka ds. technologii finansowanego przez Unię Europejską projektu TGRIP. Wymagania niezbędne do uzyskania skutecznego mocowania pozostają niezaspokojone. Co więcej, istniejące technologie nie są nawet w stanie zaspokoić ich w pełni ze względu na ograniczenia. Po przeanalizowaniu potrzeb sektora, zespół skupiony wokół projektu opracował nowe rozwiązanie F-GRIP, wykorzystujące odwracalne kleje. „Znalezienie właściwego kleju było wyzwaniem z dwóch powodów”, zauważa Pascual. Przede wszystkim wybrany klej musi zapewniać bardzo silną przyczepność, by umożliwić skuteczne przyklejenie wszystkich materiałów – nawet najbardziej wymagających spośród nich, takich jak tytan – oraz utrzymywać je w miejscu nawet podczas obróbki skrawaniem. Po drugie, gotowa część musi zostać wyciągnięta po obróbce, co oznacza, że klej musi być łatwy do usunięcia.

Niezrównana przyczepność i siła zacisku

Ze względu na fakt, że tego rodzaju klej nie istniał dotychczas na rynku, zespół musiał opracować specjalny klej polimerowy, zapewniający wysoką przyczepność (1 000 N/cm2) oraz możliwość odwrócenia jego działania pod wpływem temperatury. Innowacyjne rozwiązanie obejmuje specjalny zacisk, w którym umieszcza się klej, a także system kontroli temperatury. Kontrola temperatury umożliwia przyklejanie i odklejanie różnorodnych materiałów z dużą siłą zacisku. Dzięki temu, że uzyskanie największych sił nie wymaga dużego nacisku, rozwiązanie F-GRIP pozwala na skuteczne mocowanie elementów bez ryzyka deformacji lub uszkodzenia. Co więcej, mocowanie odbywa się tylko z jednej strony elementu, dzięki czemu rozwiązanie nie narusza w żaden sposób obrabianych powierzchni. Opracowany w ramach projektu klej polimerowy jest dostępny w formie stałej, w postaci okrągłych tarcz o średnicy 10-30 mm i grubości 1 mm. Dzięki temu ich obsługa jest bardzo prosta, a ponadto mogą zostać poddane recyklingowi. Co więcej, siła zacisku oferowana przez to przyjazne dla środowiska rozwiązanie jest dziesięciokrotnie większa niż w przypadku technologii próżniowych, a w przeciwieństwie do systemów magnetycznych, klej pozwala na skuteczne przymocowanie każdego materiału. Zastosowanie technologii umożliwia ponadto przymocowanie zarówno płaskich, jak i zakrzywionych powierzchni, co jest niezwykle trudne lub wprost niemożliwe w przypadku innych systemów. Dodatkowo nowy system pozwala także na przymocowanie obrabianego elementu z kilku stron, co jest niemożliwe w przypadku mechanicznych zacisków. Jego stosowanie nie powoduje deformacji lub uszkodzenia elementów, nie jest też zależne od rodzaju materiału czy jego kształtu. Opatentowany system F-GRIP przyniesie wiele korzyści producentom wysokowartościowych elementów samolotów, takich jak elementy konstrukcyjne kadłuba czy części silnika. Pozwala na mocowanie nowych rodzajów elementów o niezwykle złożonej geometrii, co jest niemożliwe w przypadku istniejących technologii. Opracowana przez zespół technologia pozwoli na zmniejszenie liczby zadań związanych z mocowaniem elementów, zwiększenie obciążeń w czasie obróbki, które obecnie są ograniczone ze względu na nieefektywne mocowanie, poprawę jakości obrabianych detali pod względem dokładności i gładkości powierzchni, a także zmniejszy liczbę wadliwych detali powstających w procesie obróbki z powodu niewłaściwego mocowania.

Zwiększanie skali produkcji i promocja rozwiązania F-GRIP

Partnerom skupionym wokół projektu udało się skutecznie potwierdzić skuteczność działania opracowanej technologii F-GRIP. W tym celu zaprojektowali i wykonali kilka prototypów seryjnie produkowanych elementów, takich jak łopatki turbin lotniczych, tytanowe elementy silników lotniczych czy cienkie elementy aluminiowe wykorzystywane w kokpitach. „W oparciu o opinie potencjalnych użytkowników, możemy uznać, że uważają oni rozwiązanie F-GRIP za realne rozwiązanie, które chcą wykorzystać w swoich produktach w przyszłości”, przyznaje Pascual. „W celu wyróżnienia naszego rozwiązania, dopasowaliśmy nasz klej oraz wymagania dotyczące urządzenia mocującego do potrzeb rynku”. Konsorcjum zbudowało pilotażowy zakład produkujący opracowany klej, umożliwiający produkcję około 150 kilogramów rocznie. Ponadto zespół dokonał analizy większego zakładu w celu ustalenia, w jaki sposób zakład produkujący kleje przemysłowe może zaspokoić przyszły popyt. Z kolei prezentacje rozwiązania F-GRIP na najważniejszych targach w Europie zaowocowały ponad 200 kontaktami z potencjalnymi klientami.

Słowa kluczowe

TGRIP, mocowanie, klej, F-GRIP, samoloty, obróbka skrawaniem, system mocowania, uchwyt mocujący, element samolotu

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania