Урьдчилан нүүрсөр хүчилтөрүүн гүйцэтгэл: өндөр түвшний инженерийн хэрэглээд зориулж сонгогдсон материал

Предварительно пропитанын нүүрхүд-хөвөн гэж юу вэ?

Хялбар хэлбэрт хөвөн нүүрхүд-хөвөн гэдэг нь нүүрхүд-хөвөний «дундаж бүтээд» юм. Түүнд нүүрхүд-хөвөний утас, смолын матрицтой холбогдож бүтдэг. Харьцуулж хэлбэл: нүүрхүд-хөвөн «арматур»-ын үүрэг гүйцэтгэдэг — хүч, хатуулаг хангаж; смола «цемент»-ийн үүрэг гүйцэтгэдэг — утасуудыг холбож, ачааллыг дамжуулж, хамгаалах үүрэг гүйцэтгэдэг. Смола нь материалд жингийн зөвхөн ойролцоогоор 30 хувийг л эзэлдэг, гэтэд түүн дээр шүүлтүүр бүтээдийн хүчтнүүр, дулаан төдөрхүүр, түлштнүүр чанар шууд хамаардаг.

Энэ «даавуу» нь ихэвчлэн зөвхөн 0.1 мм зебүүрт, А4 хуудсны зебүүрт төстэй. Гэтэд яг ийнхүү улайт үүрэд нүүрхүд-хөвөн гэдэг нь давхаргуудын дараалал (заримдаа 300-с илүү) дээр тавигдаж, онгоцны хүнд бүтээдийн хэсгүүд — хүнд бүтээдийн хүнд хэсгүүд, бүтээдийн хүнд хэсгүүдийн «хамгаалал»-ыг бүтээдэг.

Бөөнгүй: алюминий хавсаргаснаас бөөнгүй, гэтэд гангаас хүчтнүүр

Карбон-фиберийн үрдмүүдийн хамгийн анхаарал татаж буй давуу тал нь түүний үлэмж өндөр тодорхой хүч ба тодорхой модуль юм. Судалгааны өгөгдлүүд нь түүний нягт нь гангаас тав дахин, алюминий хавсаргын нягтаас хоёр дахин бага бөлгөөн, харин түүний сунгалтын хүч нь ойролцоогоор 990 МПа, сунгалтын модуль нь ойролцоогоор 87 ГПа бөлгөөн; түүний тодорхой хүч нь гангаас илүү чем 2,2 дахин өндөр бөлгөөн.

Энэ нь бүтцүүдийн хүч түвшнийг үлдээж, түүний жинг илтүүд хамгийн их хэмжээнд бүүр хөнгөрүүлж болохыг илтгэр. Агаарын транспортын салбард, фюзеляж ба хүнд хүчтүүдийн хиймэл дэлсүүдийг үйлдвэрлэхдээ нүүрстөрөөсний урьдчилан хуурайшулан хиймэл дэлсүүдийг ашиглах нь жинг 30 орчим процент хөнгөрүүлж болохыг харуулж байна. AG600 «Кунлон» гэдэг ус-агаарын онгоцод композит бүтцүүдийн жинг хөнгөрүүлэх нь таван-зургаан хүний жингт тэнцүү, маневрлабель чадварыг ба түлш хэрэглээг илтүүд сайжруулж байна. Шинэ энергийн тэвхлэг түүнчлэн түүний батарейн хайрцагуудыг T800 зэрэг нүүрстөрөөсний урьдчилан хуурайшулан хиймэл дэлсүүдийг ашиглан үйлдвэрлэх нь жинг 30–50 процент хөнгөрүүлж болохыг харуулж байна.

Өндөр хүч ба өндөр тугшруулалт: «Хатуу ба хөөрсөн холимог»-ийн нууцны бодлого

Аэрокосмосын үндэсний салбарт өндөр түвшний бүсүүдийг хамрахын тулд жишээ нь, жинхэнэ хүндийн багасгалт л хангалттай биш. Препрег технологи йин үнэнхүү давлаж чаджээ хамгийн гол дуудлага — материалын сунналтын хүч болон төвдүүрт бат бүтээмжийн зэрэгцүү нэмэгдүүлэл.

Уламжлалт нүүрстөрөөд бүрхүүл композит материалууд нэрт «сунналтын ба шахалтын шинж чанаруудын тохирохгүй байдал»-д тулгардаг. Технологийн урьд нь үзэгдээгүй амжилтуудын дүнд, дотоодын үйлдвэрлэгчид T800-ангилалын нүүрстөрөөд бүрхүүл композит материалуудын механик шинж чанаруудын дутагдалд үүрдүүлж чаджээ — сунналтын хүчийг хадгалж, шахалтын хүчний харьцаа сунналтын хүчнээс илүү 10 хувь нэмэгдүүлж чаджээ. Энэ технологи Китайд үйлдвэрлэгдсэн том хэмжээтэй онгоцны галавын хаалга, арын хөндлөн хэсгийн гүйцэтгүүр хэсгүүдийн үйлдвэрлэлд амжилттай хэрэглэдээ.

Хатуургын хувьд термопластик хатуургын бодисуудыг ашиглан, термопластик бөөрсүүдийн давхарга хоорондын тархалтыг нарийн хянах замаар үндэсний хавтгай нь цагаан хавтгай (CAI) даралтанд түүнээс дээш 280 МПа-ын утга хүртэл хүрч, тулганы дараа бүтцүүдийн аюулгүй байдлын хязгаарыг илт нэмэгдүүлж.

Технологийн нийцүүр: Лабораториас масс үйлдвэрлэлд шилжих түлхүүр

Үндэсний хавтгай нь инженерийн хэрэглээнд сонголтын материал болойн шалтгаан нь түүний бүрэн хөгжсөн үйлдвэрлэлд оруулалт ба үүрд нь өргөтнөж буй формоосуулалтын сонголтууд.

Уламжлалт автоклавын формонд хийсгэх арга зүй нь дотоод чанарыг онцгой өндөр түвшинд хангаж, цавиндын хувь 0,06 хувиас бага бөлгөөн үүсгэнэ. Гэтэл өнөөдөр автоклавын гадна (OoA) хийсгэх үйлдвэрлэлийн технологиуд илүү их тархаж, хийсгэх дараа цавиндын хувь 0,11 хувиас бага түвшинд удирдаж болмуйн хамт, уламжлалт автоклавын формонд хийсгэх арга зүйн үр дүнтэй төстэй механик шинж чанаруудыг олж авах боломжтой. Энэ нь үйлдвэрлэлийн зардлыг бараг хагасаар бууруулж, формонд хийсгэх хязгаарлалтыг хүчтэрүүлж, хүнгүй нисэх бүүрхүүний том, ачаа түүдүүрлүүр бүтэц хэсгүүдийг үйлдвэрлэх боломжтой болгож байна.

Түүнчлэн, том хэмжээний үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангахын тулд хурдан хатуурчих системүүд гарч ирж буй. Жишээ нь, Торай-н 3960-FC систем нь анхны өндөр төвөгтэй бөхийн чадвар ба өндөр хүч чадварыг хадгалан, хатуурчих хугацааг хамгийн ихдээ 45 хувь бүрдүүлж чадна. Энэ систем нь автоматжуулалттай дараах үйлдвэрлэлийн арга замуудтай нийцмүүр: автоматжуулалттай гүйдүүр орлуулалт (AFP), автоматжуулалттай лента тавих (ATL) ба шахалт хэлбэрлэх, түүн дагаад ирээдүйн үеийн иргэдийн онгоц ба өмнөд агаарын тээврийн платформуудын өндөр хүчинт үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангаж чадна.

Ирээдүйн хэрэглээний үзүүлэлт

Одоогоор, хүсэлт нүүрстөрөөдийн гурван хэмжээт материал (препрег) – агаарын транспортын ба цагаан үйлдвэрлэлийн гадаад салбарын хүрээнд традициональ ашиглалт нь хурдан өргөтшүүр бүхн, дунд өндөрт бүснүүр, шинэ энергийн таван төрлийн түүхүүр, салхины турбина, хэрэглээний электроник зүйлс гэх мэт салбаруудад орж буй. Дотоод препрег технология үлдэхгүй хөгжих, зардал тасралтгүй сайжирхүүр бүхн, ийнхүү үлдэхгүй хөнгөн, үлдэхгүй хүчтүүр ‘хөнгөн-хүчтүүр’ материал инженерийн их тооны хэрэглээд үлдэхгүй сонголт болой.