हाल ही में, थर्माप्लास्टिक कंपोजिट्स में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है जो कुछ ने देखा है। गल्फस्ट्रीम एयरोस्पेस (सवाना, जीए, यूएसए) ने 300 वें गल्फस्ट्रीम 650 को वितरित किया। 2012 में लॉन्च किया गया, यह ट्विन-इंजन बिजनेस जेट थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स से बने महत्वपूर्ण नियंत्रण सतह का उपयोग करने वाला पहला वाणिज्यिक विमान है।
दशकों से, एयरबस (टूलूज़, फ्रांस) ने अपने ए 300 परिवार के विमान के अग्रभाग में थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट का सफलतापूर्वक उपयोग किया है, लेकिन ये महत्वपूर्ण नियंत्रण सतह नहीं हैं। यदि अग्रणी किनारे विमान से गिर जाता है, तो विमान अभी भी कोई समस्या नहीं है और हर कोई सुरक्षित है। यदि महत्वपूर्ण नियंत्रण सतह विफल हो जाती है, तो आपदाजनक लैंडिंग की संभावना नाटकीय रूप से बढ़ जाएगी।
थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स को कई वर्षों तक विमान में महत्वपूर्ण या प्रमुख संरचनात्मक घटकों में उपयोग के लिए नहीं माना जाता है। इसके अनेक कारण हैं। सबसे पहले, थर्मोसेट प्लास्टिक कई लोगों के आराम क्षेत्र में हैं - वे संरचनात्मक रूप से स्थिर हैं और 40 से अधिक वर्षों तक उड़ान परमिट डेटाबेस हैं। निरंतर फाइबर कंपोजिट्स का उपयोग लगभग पूरी तरह से थर्मोसेट राल निर्माण के आसपास है। प्रमुख समग्र निर्माता ऑटोक्लेव (अब ओओए ओवन) और अन्य थर्मोसेट संचालित पूंजीगत उपकरण का उपयोग करते हैं। थर्मोसेट पर केंद्रित डेटाबेस और पूंजीगत उपकरण के अलावा, अधिकांश समग्र इंजीनियरों अपने करियर में थर्मोसेट आराम क्षेत्र में रहते हैं। उन्होंने तैयार की गई उड़ान प्रमाणित प्रीपेग की एक छोटी संख्या के आसपास एक प्रक्रिया को डिजाइन या अनुकूलित किया। कार्यशाला तकनीशियन थर्मोसेट उपयोग के लिए बंधन या अन्य प्रक्रियाओं के आधार पर वैक्यूम बैगिंग विशेषज्ञ हैं। ग्राहक केवल थर्मोसेट प्लास्टिक का उपयोग करना चाहते हैं क्योंकि उन्हें थर्माप्लास्टिक्स नामक "विदेशी" सामग्री के बारे में कुछ नहीं पता है।
एक अपरिहार्य समुदाय में, थर्मोप्लास्टिक्स के फायदों का उपयोग करने में एयरोस्पेस उद्योग की धीमी प्रगति के लिए यह सुविधा क्षेत्र मुख्य कारण है। यहां तक कि जब थर्मोप्लास्टिक प्रीपेग की porosity 0.5% से कम है, जिनमें से कुछ समान हैं, और प्रीग्रेग से बने एएफपी भागों में समान porosity है, कुछ लोग अभी भी एकीकरण सुनिश्चित करने के लिए आटोक्लेव में अंतिम भाग रखना चाहते हैं। ओह, यहां तक कि कुछ इंजीनियरों जो थर्माप्लास्टिक कंपोजिट्स में कुशल हैं जैसे ऑटोक्लेव के माध्यम से एकीकरण की सुरक्षा सुनिश्चित करना। यदि डेटाबेस में थर्मोप्लास्टिक समग्र पाया जाता है, तो यह एक आटोक्लेव-समेकित पीईके हो सकता है। जब आप ऐसा करते हैं, तो आप थर्मोप्लास्टिक्स का मूल्य लाभ खो देते हैं।
जी 650 पर वापस जाएं। लिफ्ट और ऊर्ध्वाधर घुड़सवार कार्बन फाइबर / पीपीएस समग्र से बने होते हैं और फिर एफएए-प्रमाणित प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्रेरण वेल्डिंग द्वारा इकट्ठे होते हैं। यह वाक्य इन भागों से संबंधित तीन मील का पत्थर बताता है। सबसे पहले, विमानों के नियंत्रण को बनाए रखने के लिए लिफ्ट और रडर्स महत्वपूर्ण हैं, और यदि कोई पर्याप्त प्रदर्शन प्रमाण नहीं है तो एफएए उन्हें प्रमाणित नहीं करेगा। दूसरा, इन संरचनाओं को डिजाइन करते समय महत्वपूर्ण भागों में पीपीएस (पॉलीकेटोन नहीं) का उपयोग लगभग असंभव है। बेशक, पीपीएस का उपयोग अग्रणी किनारे के लिए किया गया है, लेकिन राल का ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) केवल 9 0 डिग्री सेल्सियस है। Mojave रेगिस्तान में गर्म गर्मी के दिन, इंजन निकास के पास हवाई जहाज पर, कोई यह निर्धारित कर सकता है कि सामग्री सतह का तापमान खतरनाक रूप से 90 डिग्री सेल्सियस के करीब होगा।
सौभाग्य से, पीपीएस (और पॉलीकेटोन) अर्द्ध क्रिस्टलीय बहुलक हैं। बहुलक के भीतर श्रृंखला संरचना उन्हें अपने टीजी के ऊपर अपनी ताकत और कठोरता का एक बड़ा हिस्सा बनाए रखने में सक्षम बनाता है। इसके विपरीत, जब एक थर्मोसेटिंग सामग्री जैसे कि इकोक्सी राल अपने टीजी के ऊपर तापमान के संपर्क में आती है, तो यह विघटित हो जाती है। वास्तव में, पीपीएस का इस्तेमाल मोटर वाहन अनुप्रयोगों में कई सालों से किया जाता है जहां वाहन घनत्व 140 डिग्री सेल्सियस से अधिक है। एक पुराना समग्र इंजीनियर (मेरे जैसा) एक मैट्रिक्स सामग्री चुनने में कठिन समय होगा जो उसके टीजी से अधिक हो सकता है। लेकिन कुछ युवा और अपस्टार्ट इंजीनियरों जो बेहतर नहीं जानते हैं, इसे काम करते हैं, जो एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है।
अब तीसरा मील का पत्थर है। थर्मोप्लास्टिक्स का एक बड़ा लाभ यह है कि उन्हें वेल्डेड किया जा सकता है, बंधन और रिवेटिंग की आवश्यकता को समाप्त कर दिया जा सकता है और इनसे जुड़े लागत और वजन के मुद्दे। एफएए-प्रमाणित वेल्ड के लिए, महत्वपूर्ण थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट प्रत्येक बार विनिर्देशों को पूरा करने के लिए साबित होना चाहिए। केवी कंपोजिट्स ग्रुप (द हेग, नीदरलैंड्स) ने घटक निर्माता फोककर टेक्नोलॉजीज (द हेग, नीदरलैंड्स) के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया (निजवेर्डाल, नीदरलैंड) सीईटीएक्स लैमिनेट प्रीपेग विकसित करने के लिए टेनकेट एडवांस्ड कंपोजिट्स का इस्तेमाल किया। (कहाँ लगता है? हाँ, ए 300 श्रृंखला के अग्रभाग में।) यह एफएए प्रमाणित होने के लिए पर्याप्त है। (एक साइड नोट के रूप में, प्रत्येक थर्मोप्लास्टिक समग्र इंजीनियर को डच के लिए भगवान का शुक्रिया अदा करना चाहिए, लेकिन यह एक और दिन का विषय है।)
इसलिए, हालांकि गल्फस्ट्रीम के मुख्य तकनीकी मील का पत्थर पांच साल पहले उत्पादन में रहे हैं, फिर भी एयरोस्पेस कंपोजिट्स उद्योग थर्मोसेट आराम क्षेत्र में क्यों काम कर रहा है? एक कारण शिक्षा अंतर है: कुछ साल पहले मैं एक प्रमुख अमेरिकी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर के साथ एक सैंपी पैनल चर्चा में शामिल हो गया था, और विश्वविद्यालय के कंपोजिट पाठ्यक्रम भारी था। उनकी स्लाइडों में से एक ने कहा कि थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स से बने प्रमुख उड़ान सतहों का उत्पादन में उपयोग नहीं किया गया था। जब यह मेरी बारी थी, मैंने स्लाइड पर गल्फस्ट्रीम दिखाया और महसूस किया कि मैंने एक संभावित अकादमिक मित्र खो दिया है। वह बिल्कुल नहीं जानता था। यदि वह एक यूरोपीय विश्वविद्यालय से है, तो वह जान सकता है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में एंटी-थर्मोप्लास्टिक पूर्वाग्रह न केवल ज्ञान की कमी के कारण है बल्कि यह भी क्योंकि वे आराम क्षेत्र में नहीं हैं। 1 9 80 के दशक में, थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स को सैन्य अनुप्रयोगों में विज्ञापित किया गया था, और जब वे असफल रहे, क्योंकि अधिकांश प्रवेश स्तर की तकनीकों ने पहली बार कोशिश की, तो उन्हें वास्तव में खराब रैप मिला। संयुक्त राज्य अमेरिका में उच्च प्रदर्शन थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स का विकास कम कर दिया गया है। इसके विपरीत, एयरबस और डच कंपनी ने थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट के विकास में भारी निवेश किया और एयरबस ए 320 के रूप में बड़ी मात्रा में सामग्री का उपयोग शुरू किया। वैसे, फोककर का वर्तमान रडार रडार के समान है जिसे कई गल्फस्ट्रीम विमानों के लिए उत्पादन में रखा गया है।
थर्मोप्लास्टिक कहां है? चूंकि थर्माप्लास्टिक प्रीपेग टेप जटिल आकार, बेहतर प्रदर्शन और पूर्ण पुनर्चक्रण के पूर्ण स्वचालन को सक्षम करते हैं (हालांकि हर कोई जो मुझे विश्वास नहीं करता है) और कम लागत, वे एक व्यवहार्य दृष्टिकोण हैं। मैंने हाल ही में सुना है कि उद्योग के विशेषज्ञों का दावा है कि स्वत: फाइबर बिछाने के साथ थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स से बने फ्यूज निकायों को अभी भी पूर्ण समेकन सुनिश्चित करने के लिए आटोक्लेव किया जाना चाहिए। यह दृश्य दो प्रमुख बिंदुओं को अनदेखा करता है। सबसे पहले, कुछ एयरोस्पेस ग्रेड थर्मोप्लास्टिक टेपों में बहुत कम porosity (<0.5%, यूएस="" में="" बना)="" है="" और="" केवल="" बेहतर="" और="" बेहतर="" हो=""> दूसरा, कृत्रिम खुफिया समर्थन के स्वचालन में हालिया महत्वपूर्ण प्रगति के संदर्भ में, एएफपी प्रक्रियाओं का वास्तविक समय गुणवत्ता प्रबंधन बहुत वास्तविक और बहुत करीब है। Toray ऐसा क्यों करता है (बोइंग का मुख्य थर्मोसेट प्रीपेग आपूर्तिकर्ता) थर्मोप्लास्टिक्स विशेषज्ञ टेनकेट एडवांस्ड कंपोजिट्स (मॉर्गन हिल, कैलिफोर्निया) में $ 1 बिलियन से अधिक का निवेश करता है? मेरी भविष्यवाणी? कल का फ्यूजलेज और / या नया मिडिसेज विमान थर्माप्लास्टिक कंपोजिट्स से बना होगा और 2025 में पूरा हो जाएगा।
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