连续的CF/PA6复合材料飞机窗框通过一种新的螺旋压缩工艺制造
Hongfu Li1, Zengru Ge2, Yanfei Zhang3
1School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|March 28, 2024
概括
连续碳纤维增强聚胺6 (CF/PA6) 热塑性复合材料为飞机窗框中的金属提供了轻量化替代品. 这种创新的卷轴压缩成型工艺实现了快速生产,具有出色的机械性能,符合航空标准.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 复合材料制造业 复合材料制造业
背景情况:
- 飞机制造业趋向于使用纤维增强聚合物复合材料来减少结构重量,以取代传统的金属组件.
- 需要在航空航天应用中使用高效,高速的制造工艺来制造连续纤维增强热塑性复合材料.
研究的目的:
- 提出和验证一项创新的绕线压缩成型工艺,用于连续碳纤维增强聚胺6 (CF/PA6) 热塑性复合材料的飞机窗框.
- 为快速生产周期优化流程,并实现符合航空标准的高质量复合材料零件.
- 评估和比较新型CF/PA6窗框与传统材料的机械性能.
主要方法:
- 开发用于连续CF/PA6热塑性复合纤维的绕线压缩成型工艺.
- 优化工艺参数,以实现生产周期时间低于5分钟和超低孔径 (0.69%).
- 机械性能测试和有限元素分析,以比较CF/PA6框架与切碎的CF/环氧和合金框架.
主要成果:
- 优化的工艺成功生产了符合航空应用标准的CF/PA6复合材料窗框.
- 与切碎的CF/环氧和合金框架相比,CF/PA6热塑性窗框在圆圈方向上表现出明显优异的机械性能.
- 尽管由于缺乏钢筋, CF/PA6 框架具有固有的辐射方向弱点,但 CF/PA6 框架在显著负荷 (9000 N) 下对裂传播和损坏具有很高的抵抗力.
结论:
- 拟议的卷轴压缩成型工艺是一种创新的,无浪费的方法,用于高速,近网形制造连续纤维增强热塑复合材料产品.
- CF/PA6热塑性复合材料为飞机窗框提供了一个有希望的轻量级和高性能替代品.
- 通过层增强进一步提高辐射性能,可以提高平衡的机械性能,以减少重量.
更多相关视频
09:54Author Spotlight: Enhancing Fiber Composite Laminate Quality with the Wet Hand Lay-Up/Vacuum Bag Process
Published on: June 30, 2023
2.1K
09:41Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes
Published on: May 17, 2018
13.5K
