חֲדָשׁוֹת

Toray מפתחת טכנולוגיה חדשה מתוך אוטוקלאב עבור CFRP

Toray הודיעה כי הצליחה לפתח טכנולוגיית ייצור חדשה עבור CFRP שלדבריה מאפשרת גם דיוק מימד משופר וגם חיסכון באנרגיה. בהמשך, Toray תבשיל עוד יותר את הטכנולוגיה החדשה הזו ותפרוס אותה בעיקר ליישומי מטוסים הדורשים ברציפות פרודוקטיביות גבוהה יותר וחיסכון באנרגיה. יתרה מכך, טכנולוגיה זו צפויה להועיל גם ליישומים תעשייתיים לרכב ויישומים כלליים, ותתרום לפיתוח חומרי CFRP.


image001


כפי שטוריי מסביר, CFRP מיוצר בדרך כלל באמצעות אוטוקלאב (תנור בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה) או תנור שבו מניחים prepreg (חומר ביניים בצורת גיליון) על תבנית בעלת צורה קבועה מראש והשרף ב-prepreg מתרפא באמצעות מחומם אוויר לייצור. לטכנולוגיית הייצור הקונבנציונלית יש חיסרון הדורש זמן רב לחימום ואשפרה עקב העברת חום לא יעילה של אוויר מחומם ויכולת חום גדולה של התבנית.


Toray מציין שיש גם בעיית דיוק ממדי של החלק שיש לפתור במיוחד עבור חלק גדול, בעל צורה מורכבת עם עובי משתנה ממיקום למיקום. הסיבה לכך היא הקושי בשליטה על פיזור הטמפרטורה בחלק, מה שעלול, בתורו, ליצור מתחים שיוריים משתנים ולעיתים לעוות באופן משמעותי את החלק. בשל כך, נדרשת עבודת עבודה רבה במהלך ההרכבה הסופית של חלקים מרובים כגון הכנף הראשית של המטוס על ידי הכנסת חומרי מילוי ידנית הנקראים shims וכתוצאה מכך זמן הרכבה ארוך יותר מזה של ייצור.


טכנולוגיית הייצור החדשה שפותחה, לדברי החברה, נותנת פתרון לבעיה עם מספר מחממי יריעות משובצות על פני המוד כך שכל מחמם נשלט בנפרד. החלק שנמצא בוואקום מחומם ביעילות ממגע ישיר עם המחממים, מה שיכול להשיג חיסכון באנרגיה. שליטה בתנורי חימום בודדים ומאפשרת פיזור חום מיטבי בכל מיקום מספקת אפילו מתח שיורי בכל החלק המיוצר. כתוצאה מכך, ניתן לייצר את החלק קרוב לתכנון המקורי עם חוסר עקביות ממדים מינימליים ומידות הפותרות את הבעיה האמורה, וזה צפוי להפחית את עלות העבודה ומשך הרכבת החלק.


על מנת לשלוט ביעילות על מערכת החימום הזו, Toray ביצעה תוכנית מחקר משותפת עם אוניברסיטת Ehime ואוניברסיטת טוקיו למדע כדי לבסס טכנולוגיות סימולציה לחזות עיוות חלק ולייעל את טמפרטורת המחמם. Toray שילב אותם לתוכנית לתכנון תנאי חימום שיפחיתו למעשה את זמן הייצור ושגיאות הממדים של החלקים. Toray התקינה מכשיר ייצור אב טיפוס ועורכת כעת ניסויי הדגמה.


בהתאם לצורת החלק ולמימד, נדרשות כתשע שעות לייצר חלק CFRP גדול למטוסים באמצעות אוטוקלבים ותנורים קונבנציונליים וכו'. טכנולוגיית הייצור החדשה שפותחה, לעומת זאת, צפויה להפחית את זמן הייצור לכארבעה. שעה (ות. יתרה מכך, טכנולוגיה זו משיגה חיסכון באנרגיה של כ-50 אחוזים בהשוואה לשיטות ייצור קונבנציונליות, שכן אין צורך באמצעי לחץ וחימום כגון אוויר מחומם. זה גם צפוי לחסוך זמן במהלך ההרכבה לעבודות תיקון באמצעות shims בגלל שיפור הדיוק הממדים לייצור.