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Útiles compuestos sin el horno o la autoclave

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El año pasado, escribí un blog en el Ninguno-horno, proceso más rentable dirigido tecnología de los compuestos de la Ninguno-autoclave (NONA) eliminando la necesidad de un horno o de una autoclave

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¿Ahora yo? m que da una actualización en donde esa tecnología se coloca con respecto a útiles compuestos. Una herramienta compuesta capaz 177°C fue fabricada para la NASA y utilizada posteriormente para curar una partición de epoxy infundida. Este trabajo fue presentado en CAMX 2014 y será ofrecido en el nuevo Web site de los compuestos de los NONA, slated para resultar útil al principio de febrero.

¿Los compuestos de los NONA (Dayton, OH, los E.E.U.U.) fueron hechos girar apagado del grupo de investigación de la piedra angular (CRG, Dayton, OH) para comercializar la tecnología bipartita de la resina de epoxy que permite compuestos infundidos temperatura ambiente dentro de horas no usando ninguna fuente de calor adicional más allá de la resina? exotherm de s durante la curación. La NASA está interesada en esta tecnología como uno de una variedad de materiales y los métodos de fabricación para el uso potencial en la fabricación de las herramientas y de las estructuras compuestas grandes para el espacio ponen en marcha el sistema (SLS) y otros programas. La NASA quiere aprovecharse del peso y de los beneficios de costo de las estructuras compuestas de la pieza única, pero debe quitar las restricciones del tamaño y las penas del coste del proceso actual para hacer estas estructuras comprables.

Con programas innovadores de la investigación de la pequeña empresa de la fase I y de la fase II (SBIR), el grupo de investigación de la piedra angular y los compuestos de los NONA han podido no madurar ningún horno, ningún proceso compuesto de la autoclave a una tecnología y la preparación de fabricación llana (TRL/MRL) de 9. La última demostración repasada en CAMX era una herramienta para fabricar un 1/10o pétalo de la escala (arista de arco carpenal y barril superior) para un carenado de la carga útil de la NASA SLS. (Nota: El CW divulgó sobre una a/6o herramienta de la escala hecha fuera de la autoclave por Janicki en la aplicación del septiembre de 2013 la HPC). La pieza escalada del carenado hecha usando compuestos de los NONA es aproximadamente 192 cm largos, 81 cm anchos, y 41 cm altos.

Un modelo principal para la herramienta fue hecho por los plásticos generales (Tacoma, WA, los E.E.U.U.) usando su espuma de poliuretano da alta temperatura FR-4718 debido a su conductividad termal baja y resistencia da alta temperatura. La espuma trabajada a máquina estuvo cubierta con la cartilla del éster del vinilo de Duratec y acabada a mano. La película adhesiva internacional del Teflon de Airtech (Huntington Beach, CA, los E.E.U.U.) Tooltec CS5 era aplicada durante la segunda fabricación del facesheet de la herramienta descrita más abajo.

La herramienta fue construida del modelo principal usando la resina bipartita de la infusión de los NONA RT-177. La resina fue mezclada a mano, desgasificada en una unidad de desgasificación de las tecnologías de Laco (Salt Lake City, UT, los E.E.U.U.) a una presión absoluta de PA 13.3 (0.1 torres) durante 10 minutos, y guardada debajo del °C 30 a través de la infusión. Simplemente revolviendo la resina mantiene el control de la temperatura adecuado para las hornadas menos de 1 kilogramo. Sin embargo, el tamaño de hornada más grande usado para esta fabricación de la herramienta requirió uso de un baño de agua frío estático y de un stirring ocasional. La presión absoluta menos PA de 133 (1 torr) fue mantenida dentro del bolso de vacío durante la infusión para aumentar la compactación de la fibra y de disminuir porosidad laminada.

Las telas usadas para la herramienta incluyeron las telas cruzadas 2x2 hechas de fibra estándar del carbón del módulo 3k y 12k. Dos ensayos separados del facesheet de los útiles fueron terminados para los propósitos del desarrollo. Primero usado 28 capas, un layup cuasi-isotrópico con la tela de la tela cruzada de 3k 2x2 y el segundo utilizó quince capas 0° de la tela de la tela cruzada de 12k 2x2. Los medios del flujo, tubería y las válvulas de la alimentación de la resina, y empaquetamiento todo del vacío fueron clasificados para el °C 177 + porque el proceso de la curación de los NONA generó calor durante la curación. El aislamiento muy barato del bolso-lado fue utilizado para mantener el calor del exotherm dentro del laminado durante la curación, que es crítica al proceso de los NONA.

El primer facesheet de los útiles utilizó 25 kilogramos de resina e infundió en 30 minutos mientras que el segundo consumió 35 kilogramos de resina e infundió en 48 minutos. Para ambos, los layups del facesheet debulked antes de la infusión. La temperatura en los NONA filetea y el amo fue registrado con 32 termopares. Para la segunda fabricación, la temperatura media en el facesheet de la herramienta era 162.5 ±3.8°C. El primer termopar enarboló 165 minutos después de la infusión, alcanzando el °C 165, y los termopares pasados en la pieza enarbolaron 177 minutos después de la infusión, alcanzando 161 °C y 160 °C.

Después de temperatura máxima que alcanzaba, el sistema comenzó a refrescarse detrás abajo. El aislamiento fue quitado cuando los temps del facesheet estaban entre 40°C y 50 °C. Un cheque del escape para evaluar la integridad del vacío del facesheet demostró un índice de 0.46 torres/minuto durante 24 minutos, medido con un calibrador de vacío digital. Esta tarifa del escape era más que suficiente determinado para la mayoría de los usos del prepreg y de la infusión.

La medida dimensional del segundo facesheet de la herramienta fue realizada usando un sistema de medida absoluto del coordenada del explorador de laser del SI 3D del brazo de ROMER (metrología del hexágono, Kingstown del norte, RI, los E.E.U.U.). Sobre 2.9 millones de puntos fueron recogidos. La herramienta montada calor-fue completada un ciclo con los asimientos en 120°C y 177°C y permitida refrescarse abajo lentamente a la temperatura ambiente. CMM fue realizado otra vez y las dimensiones fueron demostradas para ser muy similares, extendiéndose a partir de -0.132 milímetros a 0.155 milímetros a través del área de la pieza (desviación absoluta media de 0.075 milímetros), ilustrando la estabilidad termal de la resina de los NONA y la estabilidad dimensional resultante de la herramienta.

Esta herramienta de los NONA entonces fue utilizada para fabricar una partición compuesta resina-infundida del carenado. La herramienta fue pulida, sellada y cubierta con el lanzamiento de molde. Un layup de 4 capas 12K de la tela de la tela cruzada del carbón 2x2 fue infundido con la resina de epoxy de Momentive Epon 862 usando el agente endurecedor de Epikure W. La pieza fue curada durante una calefacción de 6.5 horas y un ciclo de enfriamiento, con un asimiento de 1.5 horas en 177 °C. La parte curada demostró una superficie lisa con poca porosidad visible y fue enviada al centro del vuelo espacial de la NASA Marshall (Huntsville, AL, los E.E.U.U.), donde 177°C múltiples, los ensayos de la curación de la autoclave de 80 PSI se han funcionado sin ningunas ediciones.

¿? ¿Nosotros? ¿VE demostró que los NONA pueden ser utilizados de hecho para producir los útiles de alta calidad sin una autoclave o un horno? dice los compuestos presidente, Ben Dietsch de los NONA. ¿? ¿Nuestra meta ahora es conseguir a NONA los materiales en más fabricantes así que pueden considerar las ventajas de hacer las herramientas con esta tecnología.?

La compañía también está trabajando para probar parámetros hacia fuera que trabajan a máquina en las herramientas en grande de los NONA. ¿El CTO Michael Rauscher explica? ¿Nosotros? VE diseñó nuestros materiales de modo que usted pueda conseguir las herramientas red-formadas realmente buenas sin trabajar a máquina, incluso a las tolerancias de 0.127 milímetros. ¿Creemos si usted puede quitar el paso que trabaja a máquina, él? s uno menos punto para la degradación termal. Sin embargo, hay los fabricantes que quieren a las máquinas de herramientas. En vez de desarrollar un nuevo sistema de los NONA, estamos completando un ciclo las herramientas actuales de los NONA que han sido trabajadas a máquina y estamos demostrando la calidad de la superficie de la parte que podemos producir. ¿Quisiéramos que la industria viera como de bien los NONA comparan a otros materiales de los útiles y eso es verdad un sistema robusto de los útiles.?

¿Dietsch agrega? Tenemos una trayectoria definida para esta tecnología. ¿Continúa siendo mucho interés y nosotros? el re hablar con mucho diferente prepara. ¿Nosotros? ¿re también continuando nuestras propias capacidades para construir herramientas cada vez más más grandes.?

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