
據柯林斯航宇公司網站2022年5月20日刊文,柯林斯航宇公司生產了超過2000種不同的熱塑性復合材料部件,目前有數百種部件處于合格狀態,廣泛用于機身、尾翼、機艙、飛行控制面板和艙門。這些部件用于20種不同類型的飛行器,涵蓋了從寬體飛機到單通道飛機,從公務機到直升機等平臺。
眾所周知,熱塑性復合材料是一種塑料聚合物材料,在一定的高溫下變得柔韌或可塑,并在冷卻后固化。由于其較高的抗沖擊性、獨特的加工可能性、輕質的特性、強度和環境優勢,熱塑性復合材料可以幫助減少燃料消耗,減少碳排放以提高環境可持續性。而柯林斯航宇公司正在努力將更多的這些復合材料帶到飛機上,以重新定義未來。
柯林斯航宇公司致力于制造產品的同時繼續升級工藝,將早期產品的制造周期時間減少80%,將重量減少多達50%,納入可持續發展的改進,從而在其生命周期結束時形成一個完全可回收的產品,并降低全部成本??铝炙购接罟鞠Mㄟ^商用飛機先進熱塑性復合材料實現的未來。
熱塑性復合材料技術在制造時的能耗就較低,傳統的飛機部件由粘合的金屬和熱固性材料(或環氧樹脂部件)制成,制造過程需要產品在大型高壓爐中固化,需要消耗大量的能源來獲得必要的熱量和壓力。相比之下,熱塑性復合材料不需要像熱固性塑料那樣的化學反應,因此它們可以通過更有效的、非高壓爐的工藝來制造,大大減少能源的使用。熱塑性復合材料被塑造成所需的幾何形狀時,制造時間可以從幾小時縮短到幾分鐘。此外,熱塑性復合材料可以非常堅固,更耐沖擊和高溫。事實上,當與熱保護涂層和通風系統相結合時,熱塑性復合材料甚至可以承受商用飛機發動機內數千度的高溫。
柯林斯航宇公司工程熱塑性復合材料部總經理David Manten表示,熱塑性復合材料不僅制造速度快,還具有可持續發展優勢,生成的部件和廢料都可以重新成型和回收利用,這與與金屬和熱固性部件不同。隨著燃油效率對航空航天客戶越來越重要,柯林斯航宇公司預計能夠將結構部件的重量減少50%。
柯林斯航宇公司在2021年收購了荷蘭熱塑部件公司(DTC),繼續保持領先地位,以具有競爭力的價格和更具可持續性的發展路線為各種輕質航空零件產業帶來創新。該公司正在協調其全球站點的進一步發展,并與合作伙伴和研究中心合作,以建立其在這一領域的創新能力。該公司希望熱塑性復合材料不僅可以替代傳統的航空結構部件(如短艙),還可以替代機身內結構和起落架部件,滿足額外的客戶需求。
柯林斯航宇公司擁有最先進的機械、自動化和精益制造原則,擁有8臺沖壓成型機、10臺計算機數控 (CNC) 機床,并創造了4200多種工具。先進的熱塑性復合材料技術包括自動纖維放置(AFP)技術,多種先進的焊接技術,以及大型沖壓成型技術,讓柯林斯航宇公司能夠建造比目前制造的部件更大、更復雜和無緊固件的航空結構。該公司的目標之一是在2022年晚些時候,通過將一個大型彎曲的框架焊接到碳纖維蒙皮上,展示熱塑性風扇罩。
自20世紀40年代以來,柯林斯航宇公司已經率先使用尖端的工藝和材料技術,為商業和軍用飛機制造機艙系統和工程結構。長期以來,作為先進金屬和復合材料的領導者,該公司不斷擴大,探索并將現代材料和工藝應用于其產品中。