了解格瑞特維 如何格瑞特維 非连续热塑性复合材料技术重塑航空航天制造业
Greene, Tweed and Co.的 Travis Mease 和 Sébastien Kohler 进行了对话，该公司是一家拥有 160 年历史的部件制造商，为关键的工业性能需求提供值得信赖的解决方案。
会见专家：
特拉维斯·米斯（Travis Mease） 格瑞特維结构复合材料热塑性塑料产品经理，专攻短切纤维应用领域。他负责制定产品战略并执行技术路线图，推动热塑性复合材料在新兴市场的拓展。
塞巴斯蒂安·科勒 格瑞特維的一名科学家，主要从事结构复合材料和工程复合材料的研究。他隶属于一个跨职能团队，致力于开发新型复合材料、创新工艺及新零部件，尤其专注于航空航天领域。
Q AW：在航空航天制造中，非连续长纤维（DLF）复合材料有哪些优势？
A TM： GT公司Xycomp离散长纤维（DLF）热塑性复合材料的一大 关键优势在于其高度自动化的压制成型工艺，该工艺既能满足航空航天应用中复杂几何形状的要求，又能支持大规模生产。我们能够反复生产符合GD&T标准的高质量零部件，通常在同一托盘上同时加工多个部件，从而在最大限度减少操作人员干预的同时提高产量。格瑞特維 该工艺全流程中引入更多自动化格瑞特維 ，包括原料称重、压机和模具操作，以及自动纤维铺放（AFP）增强和协作机器人去毛刺等先进功能。这既减少了人工接触，又提高了质量、产量和可靠性。与铝制部件相比，该工艺可实现30%至50%的减重（具体取决于铝制部件的优化程度），同时在成本上仍能与精密、重加工的部件相媲美。
A SK： DLF 复合材料是注塑成型和传统连续纤维复合材料之间的最佳中间产品，注塑成型具有较高的形状复杂性，但机械性能较低，而传统连续纤维复合材料则具有较高的性能，但围绕复杂形状的悬垂能力有限。DLF 的刚度通常只有准各向同性层压材料的 75%，而强度则只有其一半。这使其成为替代形状复杂的金属部件，尤其是机加工铝制部件的理想材料。在某些应用中，由于许多典型的航空航天级铝合金的微观结构极易受热，因此这种材料的优势会更加显著。这会导致强度大幅下降，而我们的 DLF 在工作范围内更为稳定，能够承受至少 180°C 的持续高应力。在某些情况下，我们甚至取代了钛或钢部件，从而更大幅度地减轻了重量。
问 AW：让我们来看一个具体的使用案例。带金属前缘的 DLF 定子叶片与全铝叶片相比，重量和性能如何？
A SK：我们发现公务喷气机外导向叶片（一种形状复杂的部件）是 DLF 的绝佳应用。这些部件是非结构性的、完全浮动的，我们可以将它们与底脚一起作为单一的网状模塑部件进行模塑。然而，抗冰雹冲击是一项重大挑战。高速冰雹冲击载荷情况包括冲击点下方的局部挤压和叶片的三点弯曲，因此机翼轮廓厚度至关重要。虽然增加叶片厚度可以提高抗冰雹冲击能力，但由于固定的几何形状要求，这并不可行。在探索了 DLF 和连续纤维复合材料的各种混合方法后，我们开发出了一种金属前缘，可提供出色的保护。我们在瑞士使用自己的冰雹冲击试验台进行了大量测试，验证了这一点。由此产生的共模设计--将金属前缘与网状模塑导叶相结合--提供了一种具有成本效益的解决方案，可显著减轻重量：最初每台发动机 4 到 6 磅，现在最新版本每台发动机可达 8 到 10 磅。
答：这些性能要求尤为重要，因为每台发动机通常包含 55 至 60 个叶片，直接安装在风扇叶片后面。这对叶片的冲击力和耐用性提出了很高的要求。我们认识到 Xycomp DLF 技术的优势和局限性，这也是我们不断创新并努力实现 DLF 2.0 的原因，它将解决其中一些挑战。
A TM：在航空航天领域引入新材料时，认证往往是一道重要的准入门槛。材料必须经过全面表征，因此我们采用的是经过彻底测试和验证的材料，而非尝试使用新材料。这一点在先进航空出行（AAM）等领域尤为关键，因为这些领域的企业受制于投资者的承诺和紧迫的时间表，需要完全经过验证的材料解决方案。格瑞特維的一大核心优势在于，我们提供涵盖材料表征及预测性设计分析能力的综合解决方案——且拥有经实践验证的卓越业绩。由于我们能够准确预测这些材料在测试场景中的表现，这有助于降低客户风险、缩短项目周期并降低成本。
答 SK：认证过程涉及大量的多参数测试工作。我们使用不同的材料批次和部件配置，在各种环境和加载条件下对试样进行全面测试。由于 DLF 能够改变部件厚度并采用复杂的肋条加固，我们还对不同材料厚度的性能进行了鉴定。这就形成了一个广泛的测试矩阵--大约 200 块面板，每块面板有 5 到 7 个样品，包括疲劳表征，这涉及到长时间的试验。这个庞大的材料特性和性能数据数据库对我们的客户来说是无价之宝，因为他们可以在自己的认证流程中使用我们的允许数据，而无需自己进行重复测试。
问：根据 格瑞特維经验，热塑性复合材料在回收利用方面需要考虑哪些因素？
答 SK：认证过程涉及大量的多参数测试工作。我们使用不同的材料批次和部件配置，在各种环境和加载条件下对试样进行全面测试。由于 DLF 能够改变部件厚度并采用复杂的肋条加固，我们还对不同材料厚度的性能进行了鉴定。这就形成了一个广泛的测试矩阵--大约 200 块面板，每块面板有 5 到 7 个样品，包括疲劳表征，这涉及到长时间的试验。这个庞大的材料特性和性能数据数据库对我们的客户来说是无价之宝，因为他们可以在自己的认证流程中使用我们的允许数据，而无需自己进行重复测试。
A TM：我们目前正在与 AAM 公司和较大的航空航天原始设备制造商开展初步工作，探索可回收性方案。我们正在测试少量回收材料--来自废料、废弃物或可能退役的飞机--以评估它们与我们成型工艺的兼容性，并开发适当的配方和程序。在探索了 DLF 和连续纤维复合材料的各种混合方法后，我们开发出了一种金属前缘，可提供出色的保护。我们在瑞士使用自己的冰雹冲击试验台进行了大量测试，验证了这一点。由此产生的共模压设计--将金属前缘与网状模压导叶相结合--提供了一种具有成本效益的解决方案，可显著减轻重量：最初每台发动机 4 至 6 磅，现在最新版本每台发动机可达 8 至 10 磅。A TM：这些性能要求尤为重要，因为每台发动机通常包含 55 至 60 个叶片，直接安装在风扇叶片后面。这对叶片的冲击力和耐用性提出了很高的要求。我们认识到 Xycomp DLF 技术的优势和局限性，这也是我们不断创新并努力实现 DLF 2.0 的原因，它将解决其中一些挑战。
问 AW：与航空航天领域新型热塑性复合材料和工艺相关的监管和认证挑战有哪些？
A TM：在航空航天领域引入新材料时，认证往往是一道重要的准入门槛。材料必须经过全面表征，因此我们采用的是经过彻底测试和验证的材料，而非尝试使用新材料。这一点在先进航空出行（AAM）等领域尤为关键，因为这些领域的企业受制于投资者的承诺和紧迫的时间表，需要完全经过验证的材料解决方案。格瑞特維的一大核心优势在于，我们提供涵盖材料表征及预测性设计分析能力的综合解决方案——且拥有经实践验证的卓越业绩。由于我们能够准确预测这些材料在测试场景中的表现，这有助于降低客户风险、缩短项目周期并降低成本。
问：根据格瑞特維经验，热塑性复合材料在回收利用方面需要考虑哪些因素？
答 TM：我们目前正在与 AAM 公司和较大的航空航天原始设备制造商开展初步工作，探索可回收性方案。我们正在测试少量的回收材料--来自废料、废弃物或可能退役的飞机--以评估它们与我们成型工艺的兼容性，并开发适当的配方和程序。有趣的是，一些 AAM 公司开始看到回收材料在环保方面的价值，而不仅仅是单纯的成本考虑，而是将其视为其平台的一种市场功能。尽管仍处于早期阶段，但这表明可回收材料在航空航天应用中更广泛的价值主张已得到越来越多的认可。
A SK： 虽然理论上热塑性复合材料可以通过重熔进行回收，但在航空航天领域的实际应用却面临着一些挑战，尤其是像 PEEK 和 PEKK 这样的高价值、高温聚合物。回收这些材料的商业案例尚未完全确定，主要是因为很难证明这些已经很昂贵的材料的回收版本的溢价是合理的。回收材料带来了新的认证挑战，尤其是对飞机结构部件而言。这通常会导致非结构性内饰部件，甚至体育器材等非航空应用领域的回收材料降级。我们已经在支持工业和医疗应用领域的此类活动，在这些领域我们回收自己的废料。展望未来，我们预计政府法规和激励措施将推动循环供应链的发展，迫使制造商对回收材料进行鉴定，并确定内部回收流。我们的技术能力非常适合帮助行业开发这些热塑性复合材料回收解决方案。
160 多年来一直是热塑性塑料解决方案的创新者：
纤维成型和压缩成型技术的创新方法：
在 NIAR 的支持下进行有效材料表征和认证：