據(jù)柯林斯航宇公司網(wǎng)站2022年5月20日刊文,柯林斯航宇公司生產(chǎn)了超過2000種不同的熱塑性復(fù)合材料部件,目前有數(shù)百種部件處于合格狀態(tài),廣泛用于機身、尾翼、機艙、飛行控制面板和艙門。這些部件用于20種不同類型的飛行器,涵蓋了從寬體飛機到單通道飛機,從公務(wù)機到直升機等平臺。
眾所周知,熱塑性復(fù)合材料是一種塑料聚合物材料,在一定的高溫下變得柔韌或可塑,并在冷卻后固化。由于其較高的抗沖擊性、獨特的加工可能性、輕質(zhì)的特性、強度和環(huán)境優(yōu)勢,熱塑性復(fù)合材料可以幫助減少燃料消耗,減少碳排放以提高環(huán)境可持續(xù)性。而柯林斯航宇公司正在努力將更多的這些復(fù)合材料帶到飛機上,以重新定義未來。
柯林斯航宇公司致力于制造產(chǎn)品的同時繼續(xù)升級工藝,將早期產(chǎn)品的制造周期時間減少80%,將重量減少多達50%,納入可持續(xù)發(fā)展的改進,從而在其生命周期結(jié)束時形成一個完全可回收的產(chǎn)品,并降低全部成本。柯林斯航宇公司希望通過商用飛機先進熱塑性復(fù)合材料實現(xiàn)的未來。
熱塑性復(fù)合材料技術(shù)在制造時的能耗就較低,傳統(tǒng)的飛機部件由粘合的金屬和熱固性材料(或環(huán)氧樹脂部件)制成,制造過程需要產(chǎn)品在大型高壓爐中固化,需要消耗大量的能源來獲得必要的熱量和壓力。相比之下,熱塑性復(fù)合材料不需要像熱固性塑料那樣的化學(xué)反應(yīng),因此它們可以通過更有效的、非高壓爐的工藝來制造,大大減少能源的使用。熱塑性復(fù)合材料被塑造成所需的幾何形狀時,制造時間可以從幾小時縮短到幾分鐘。此外,熱塑性復(fù)合材料可以非常堅固,更耐沖擊和高溫。事實上,當與熱保護涂層和通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合時,熱塑性復(fù)合材料甚至可以承受商用飛機發(fā)動機內(nèi)數(shù)千度的高溫。
柯林斯航宇公司工程熱塑性復(fù)合材料部總經(jīng)理David Manten表示,熱塑性復(fù)合材料不僅制造速度快,還具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢,生成的部件和廢料都可以重新成型和回收利用,這與與金屬和熱固性部件不同。隨著燃油效率對航空航天客戶越來越重要,柯林斯航宇公司預(yù)計能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)部件的重量減少50%。
柯林斯航宇公司在2021年收購了荷蘭熱塑部件公司(DTC),繼續(xù)保持領(lǐng)先地位,以具有競爭力的價格和更具可持續(xù)性的發(fā)展路線為各種輕質(zhì)航空零件產(chǎn)業(yè)帶來創(chuàng)新。該公司正在協(xié)調(diào)其全球站點的進一步發(fā)展,并與合作伙伴和研究中心合作,以建立其在這一領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。該公司希望熱塑性復(fù)合材料不僅可以替代傳統(tǒng)的航空結(jié)構(gòu)部件(如短艙),還可以替代機身內(nèi)結(jié)構(gòu)和起落架部件,滿足額外的客戶需求。
柯林斯航宇公司擁有最先進的機械、自動化和精益制造原則,擁有8臺沖壓成型機、10臺計算機數(shù)控 (CNC) 機床,并創(chuàng)造了4200多種工具。先進的熱塑性復(fù)合材料技術(shù)包括自動纖維放置(AFP)技術(shù),多種先進的焊接技術(shù),以及大型沖壓成型技術(shù),讓柯林斯航宇公司能夠建造比目前制造的部件更大、更復(fù)雜和無緊固件的航空結(jié)構(gòu)。該公司的目標之一是在2022年晚些時候,通過將一個大型彎曲的框架焊接到碳纖維蒙皮上,展示熱塑性風(fēng)扇罩。
自20世紀40年代以來,柯林斯航宇公司已經(jīng)率先使用尖端的工藝和材料技術(shù),為商業(yè)和軍用飛機制造機艙系統(tǒng)和工程結(jié)構(gòu)。長期以來,作為先進金屬和復(fù)合材料的領(lǐng)導(dǎo)者,該公司不斷擴大,探索并將現(xiàn)代材料和工藝應(yīng)用于其產(chǎn)品中。