Pilula de slăbit pentru mașini și mașini
Sectorul auto și aerospațial sunt forțele motrice ale utilizării componentelor armate cu fibre. Constructorii de mașini lucrează acum și la înlocuirea pieselor metalice cu alternative mai ușoare din compozite. Cu toate acestea, există și câteva obstacole de depășit.
Forumul Tehnologiilor Compozite al Federației Germane de Inginerie (VDMA) a invitat toamna trecută la unul dintre primele evenimente mai extinse pe tema „Compozite în inginerie mecanică”. În cadrul evenimentului, experți din industrie și cercetări au vorbit despre experiențele lor în înlocuirea pieselor convenționale din oțel sau aluminiu cu componente ușoare fabricate din materiale plastice întărite cu fibre (FRP).
Intenția nu se bazează pe tendința generală de a fabrica tot ce este posibil din plastic armat cu fibră de carbon sau sticlă (CFRP sau GFRP), dar are motive foarte solide: Mai presus de toate, pot fi incluse piese mobile ale mașinii din materiale ușoare, cu accent pe CFRP. unitățile obișnuite pot fi deplasate mai rapid și mai dinamic, ceea ce face mașina mai productivă, sau motoare mai mici pot fi utilizate pentru aceleași caracteristici de mișcare ca și cele obținute cu construcția obișnuită a mașinii. Desigur, acest lucru ajută la economisirea energiei. Nu în ultimul rând, piesele mașinii din compozite (utilizate într-un centru de frezare, de exemplu) suferă mult mai puțin de efectul expansiunii termice și, prin urmare, își schimbă cu greu comportamentul atunci când temperatura crește în timpul procesului de prelucrare - mașina funcționează astfel cu precizie într-un interval larg de temperatură, fără pierderi de calitate pe componentă sunt de temut. Acest lucru evită resturile sau prelucrările - mai ales atunci când se fabrică piese complexe.
Designerii trebuie să învețe să gândească „în termeni de compozite”
Prof. Dr. Helmut Schürmann de la Universitatea Tehnică din Darmstadt a adăugat un alt avantaj: CFRP amortizează vibrațiile atât de bine încât constructorii de mașini, de exemplu, pot construi grinzi sau șine lungi mult mai mult fără a atinge frecvența naturală a componentei. Cu toate acestea, Schürmann vede piesele din CFRP pure încă la mare distanță din cauza prețului ridicat. Cu toate acestea, profile simple, cum ar fi arbori sau tuburi, ar putea fi fabricate ieftin și implementate în mașină folosind interfețe din oțel sau aluminiu. Cu toate acestea, introducerea în condiții de siguranță și fără oboseală a forțelor între FRP și piesele metalice provoacă anumite dificultăți. Deoarece compozitele sunt încă un grup de materiale relativ tânăr, profesorul susține, de asemenea, promovarea formării designerilor specialiști.
„În ceea ce privește designul, numai cei care pot„ gândi în termeni de compozite ”pot extrage întregul potențial FRP pentru o aplicație specifică”, a spus Schürmann. Ce se poate realiza în mod ideal cu acesta, a ilustrat el comparând butucul complicat al rotorului unui elicopter clasic cu tije de comandă, șuruburi și nenumărate alte componente mobile din metal și tehnologia din Eurocopter, care este alcătuită din doar câteva părți: mișcările de zbor nu se fac prin intermediul tijelor de control, ci prin deformarea elastică a părților compozite inițiată. În plus, există în prezent deficiențe în prezicerea comportamentului la impact, a amortizării și a procesului de oboseală a materialului cu ajutorul opțiunilor de simulare, așa cum a adăugat Schürmann.
Dr. Markus Lang de la Voith Composites a spus-o pe scurt: înainte ca o companie să înlocuiască componentele dovedite cu componente din FRP, raportul cost-beneficiu ar trebui examinat cu atenție. Deși structurile ușoare, care sunt, de asemenea, rigide și puternice, sunt de interes pentru constructorii de mașini, rezistența la coroziune, expansiunea termică redusă, integrarea funcțiilor „inteligente” și rezistența la abraziune sunt alte avantaje pe care compozitele le pun în joc.
Târg compozit cu un nou accent
Metamorfoza târgului comercial! „Composites Europe” devine „Composites for Europe”