為什麼要用模壓DLF複合材料代替金屬?

作者:凱爾·尤爾科謝克、蒂姆·格林

複合材料由於其更好的性能、生命週期和製造優勢,在新的航空航太平臺中繼續取代金屬。複合材料通常用於大型初級和二級結構應用,因為它們具有更輕的重量、設計自由度和更長的使用壽命,因此更具成本效益。然而,許多金屬部件仍然存在於飛機上,至少部分是由於產品能力差距,用於金屬替代3D複雜形狀部件,例如結構支架,配件,夾子或其他注塑成型缺乏足夠性能的部件,但由於複雜的部件幾何形狀,使用傳統的連續纖維複合材料是不切實際的(或不可能)。

不連續長纖維


壓縮成型非連續長纖維(DLF)複合材料旨在填補半結構或結構複雜零件的金屬替代應用空白。DLF材料是通過將高纖維含量,航空航太合格的單向預浸料膠帶切成“薄片”或“碎片”來生產的。 薄片“被稱重並裝入壓縮模腔中。 成型過程中產生的熱量和壓力用於熔化熱塑性基體以進行流動。PEEK熱塑性樹脂的高粘度使增強纖維均勻地貫穿整個模具,從而形成具有一致纖維/樹脂分數的隨機纖維取向複合材料。在此過程中可以生產高度複雜的形狀,而無需傳統的手工鋪層程式,並且許多元件可以模塑凈或近凈形狀,從而降低加工和精加工要求。螺紋嵌件、襯套或其他金屬部件也可以集成到成型工藝中,進一步減少二次操作的需要。

金屬替代複合材料

薄片裡有什麼?


航空航太應用中DLF材料的基質聚合物可以是熱塑性(通常是PEEK或PEKK)或熱固性(通常是環氧樹脂)。由於以下因素,Greene Tweed專注於將PEEK和PEKK熱塑性基體材料用於我們的 Xycomp® DLF 材料:


隨著航空航太結構採用複合材料的步伐不斷加快,需要一種具有成本效益的複合材料功能,以進一步消除複雜的3D形狀金屬介面元件,同時減輕重量,消除腐蝕,零件固結和其他已確定的 複合材料 優勢。壓縮成型DLF複合材料為解決這一「金屬替代缺口」提供了一種可行的生產就緒選擇,目前正在幾個主要的商用飛機平台上生產服務。

 

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