Las preformas trenzadas cumplen con las herramientas de cambio de fase

Crédito de la foto:Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea

En marzo de 2020, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL; Dayton, Ohio, EE. UU.) Anunció que su División de Tecnologías Industriales y de Fabricación se había asociado con Cornerstone Research Group (Dayton), A&P Technology (Cincinnati, Ohio, EE. UU.) Y Spintech LLC (Xenia). , Ohio, EE. UU.) En una investigación para cuantificar los beneficios de reemplazar los procesos de fabricación heredados con procesos novedosos para la fabricación de un conducto de entrada de motor en forma de S de 11 pies de largo para sistemas de aeronaves no tripuladas. Uno de los objetivos declarados del programa es comprender los beneficios del costo de las piezas y el tiempo de producción de la introducción de las nuevas soluciones de procesamiento y herramientas.

Crédito de la foto:Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea

El conducto de entrada, una parte de la aeronave en forma de tubo hueco que asegura un flujo de aire suave en el motor de la aeronave, se fabricó previamente aplicando un preimpregnado compuesto a mano a un mandril de acero de varias piezas. Luego, el mandril y el material se curarían en un autoclave.

En el nuevo proceso, se aplica fibra de carbono seca, utilizando el proceso de trenzado automático de A&P Technology, a un mandril fabricado con herramientas de polímero con memoria de forma (SMP) Smart Tooling de Spintech. La preforma resultante se infunde con epoxi de bajo costo a través del moldeo por transferencia de resina asistida por vacío (RTM).

En el proceso de herramientas inteligentes (vea el video a continuación, o una demostración del producto aquí), una vez que se aplica la fibra de carbono seca a la herramienta de polímero rígido, se colocan bolsas de vacío alrededor del exterior y a través del centro hueco de la herramienta. La pieza se coloca en un horno donde se aplica resina calentada a presión y luego se cura. Después del curado, la herramienta Smart Tooling se lleva a su temperatura elástica, momento en el que se puede extraer fácilmente de la pieza compuesta terminada, reformar y luego enfriar para solidificar el material nuevamente para su reutilización.

Debido a la complejidad geométrica del conducto de entrada, se esperaban múltiples iteraciones para la optimización de la configuración del proceso de trenzado superior para minimizar el arrugado del material compuesto, lo que resultó en cuatro conductos de entrada en total para compararlos con el costo y el tiempo de producción de la pieza heredada. La trenza triaxial QISO de A&P fue la arquitectura dominante empleada en la preforma.

El objetivo general del programa es la entrega del conducto de entrada final al gobierno de los EE. UU. Para su integración en el programa de diseño y fabricación de la estructura del avión de la Dirección del Sistema Aeroespacial, con más pruebas de la estructura realizadas por la División de Vehículos Aeroespaciales.