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विमान के लिए बहुत मजबूत समग्र संरचनात्मक भाग बनाने के लिए थर्मोसेट कार्बन-फाइबर सामग्री पर लंबे समय तक निर्भर, एयरोस्पेस ओईएम अब कार्बन-फाइबर सामग्री के एक और वर्ग को गले लगा रहे हैं क्योंकि तकनीकी विकास उच्च मात्रा, कम लागत, और कम लागत पर नए गैर-थर्मोसेट भागों के स्वचालित निर्माण का वादा करते हैं, और हल्का वजन।

जबकि थर्माप्लास्टिक कार्बन-फाइबर कम्पोजिट सामग्री "लंबे समय से लगभग रही है," केवल हाल ही में एयरोस्पेस निर्माता विमान के भागों को बनाने में उनके व्यापक उपयोग पर विचार कर सकते हैं, जिसमें प्राथमिक संरचनात्मक घटक शामिल हैं, स्टीफन डायोन, कोलिन्स एयरोस्पेस की उन्नत संरचनाओं इकाई में वीपी इंजीनियरिंग ने कहा।

थर्माप्लास्टिक कार्बन-फाइबर कंपोजिट संभावित रूप से एयरोस्पेस ओईएम को थर्मोसेट कंपोजिट पर कई फायदे प्रदान करते हैं, लेकिन जब तक कि हाल ही में निर्माता उच्च दरों पर और कम लागत पर थर्माप्लास्टिक कंपोजिट से भाग नहीं बना सकते थे, उन्होंने कहा।

पिछले पांच वर्षों में, ओईएम ने थर्मोसेट सामग्री से भागों को बनाने से परे देखना शुरू कर दिया है क्योंकि कार्बन-फाइबर कम्पोजिट पार्ट मैन्युफैक्चरिंग साइंस की स्थिति विकसित हुई है, पहले राल जलसेक और राल ट्रांसफर मोल्डिंग (आरटीएम) तकनीकों का उपयोग करने के लिए विमान भागों को बनाने के लिए, और फिर थर्माप्लास्टिक कंपोजिट को नियोजित करने के लिए।

जीकेएन एयरोस्पेस ने बड़े विमान संरचनात्मक घटकों के निर्माण के लिए अपने राल-इन्फ्यूजन और आरटीएम तकनीक को विकसित करने में भारी निवेश किया है। GKN अब GKN एयरोस्पेस के क्षितिज 3 एडवांस्ड-टेक्नोलॉजी पहल के लिए प्रौद्योगिकी के वीपी, मैक्स ब्राउन के अनुसार, राल इन्फ्यूजन मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग करके 17 मीटर-लंबी, सिंगल-पीस कम्पोजिट विंग स्पर बनाता है।

पिछले कुछ वर्षों में ओईएम के भारी समग्र-निर्माण निवेशों में डायोन के अनुसार, थर्माप्लास्टिक भागों के उच्च-मात्रा विनिर्माण की अनुमति देने के लिए विकासशील क्षमताओं पर रणनीतिक रूप से खर्च करना शामिल है।

थर्मोसेट और थर्माप्लास्टिक सामग्री के बीच सबसे उल्लेखनीय अंतर इस तथ्य में निहित है कि थर्मोसेट सामग्री को भागों में आकार देने से पहले ठंड भंडारण में रखा जाना चाहिए, और एक बार आकार देने के बाद, एक थर्मोसेट भाग को एक आटोक्लेव में कई घंटों तक इलाज करना होगा। प्रक्रियाओं को ऊर्जा और समय का एक बड़ा सौदा करने की आवश्यकता होती है, और इसलिए थर्मोसेट भागों की उत्पादन लागत उच्च रहती है।

इलाज एक थर्मोसेट समग्र की आणविक संरचना को अपरिवर्तनीय रूप से बदल देता है, जिससे भाग को उसकी ताकत मिलती है। हालांकि, तकनीकी विकास के वर्तमान चरण में, इलाज एक प्राथमिक संरचनात्मक घटक में पुन: उपयोग के लिए अनुपयुक्त भाग में सामग्री को भी प्रस्तुत करता है।

हालांकि, थर्माप्लास्टिक सामग्री को डायोन के अनुसार, भागों में बनाए जाने पर कोल्ड स्टोरेज या बेकिंग की आवश्यकता नहीं होती है। उन्हें एक साधारण भाग के अंतिम आकार में मुहर लगाई जा सकती है - एयरबस A350 में धड़ के फ्रेम के लिए हर ब्रैकेट एक थर्माप्लास्टिक समग्र भाग है - या एक अधिक जटिल घटक के एक मध्यवर्ती चरण में।

थर्माप्लास्टिक सामग्री को विभिन्न तरीकों से एक साथ वेल्डेड किया जा सकता है, जिससे जटिल, उच्च आकार के भागों को सरल उप-संरचनाओं से बनाया जा सकता है। आज इंडक्शन वेल्डिंग का उपयोग मुख्य रूप से किया जाता है, जो केवल डायोन के अनुसार, उप-भागों से फ्लैट, निरंतर-मोटाई वाले भागों को बनाने की अनुमति देता है। हालांकि, कोलिन्स थर्माप्लास्टिक भागों में शामिल होने के लिए कंपन और घर्षण वेल्डिंग तकनीक विकसित कर रहे हैं, जो एक बार प्रमाणित होने की उम्मीद करता है कि अंततः इसे "वास्तव में उन्नत जटिल संरचनाओं" का उत्पादन करने की अनुमति देगा, उन्होंने कहा।

जटिल संरचनाओं को बनाने के लिए थर्माप्लास्टिक सामग्री को एक साथ वेल्ड करने की क्षमता निर्माताओं को धातु के शिकंजा, फास्टनरों, और थर्मोसेट भागों द्वारा शामिल होने और तह के लिए आवश्यक टिका के साथ दूर करने की अनुमति देती है, जिससे लगभग 10 प्रतिशत, भूरे रंग के अनुमानों का वजन कम करने का लाभ होता है।

फिर भी, थर्माप्लास्टिक कंपोजिट ब्राउन के अनुसार थर्मोसेट कंपोजिट की तुलना में धातुओं के लिए बेहतर बंधन करते हैं। जबकि औद्योगिक आरएंडडी का उद्देश्य थर्माप्लास्टिक संपत्ति के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोगों को विकसित करने के उद्देश्य से है, "एक प्रारंभिक-परिपक्वता प्रौद्योगिकी तत्परता स्तर पर," यह अंततः एयरोस्पेस इंजीनियरों को डिजाइन घटकों को डिजाइन कर सकता है जिसमें हाइब्रिड थर्माप्लास्टिक-और-मेटल एकीकृत संरचनाएं होती हैं।

उदाहरण के लिए, एक संभावित एप्लिकेशन, एक-टुकड़ा, हल्के एयरलाइनर यात्री सीट हो सकता है, जिसमें यात्री द्वारा उपयोग किए जाने वाले इंटरफ़ेस के लिए आवश्यक सभी धातु-आधारित सर्किटरी होती है, जो उसके या उसके इनफ्लेट एंटरटेनमेंट विकल्प, सीट लाइटिंग, ओवरहेड फैन का चयन करने और नियंत्रित करने के लिए होती है। , इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित सीट रिक्लाइन, विंडो शेड अपारदर्शिता और अन्य कार्यों।

थर्मोसेट सामग्रियों के विपरीत, जिन्हें उन हिस्सों से आवश्यक कठोरता, शक्ति और आकार का उत्पादन करने के लिए इलाज की आवश्यकता होती है, जिनमें वे बनते हैं, थर्मोप्लास्टिक समग्र सामग्री की आणविक संरचनाएं डायोन के अनुसार, भागों में नहीं बदलती हैं।

नतीजतन, थर्माप्लास्टिक सामग्री समान पेशकश करते समय थर्मोसेट सामग्री की तुलना में प्रभाव पर कहीं अधिक फ्रैक्चर-प्रतिरोधी होती है, अगर मजबूत, संरचनात्मक क्रूरता और ताकत नहीं होती है। "तो आप [भागों] को बहुत पतले गेज के लिए डिज़ाइन कर सकते हैं," डायोन ने कहा, जिसका अर्थ है कि थर्माप्लास्टिक भागों का वजन किसी भी थर्मोसेट भागों से कम है, जो वे प्रतिस्थापित करते हैं, यहां तक ​​कि अतिरिक्त वजन में कटौती के अलावा इस तथ्य के परिणामस्वरूप थर्माप्लास्टिक भागों को धातु के शिकंजे या फास्टनरों की आवश्यकता नहीं होती है ।

पुनर्चक्रण थर्माप्लास्टिक भागों को भी थर्मोसेट भागों को पुनर्चक्रण करने की तुलना में एक सरल प्रक्रिया साबित करनी चाहिए। प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति में (और कुछ समय के लिए), थर्मोसेट सामग्री को ठीक करने से उत्पादित आणविक संरचना में अपरिवर्तनीय परिवर्तन पुनर्नवीनीकरण सामग्री के उपयोग को समतुल्य ताकत के नए भागों को बनाने के लिए रोकते हैं।

रीसाइक्लिंग थर्मोसेट भागों में सामग्री में कार्बन फाइबर को छोटी लंबाई में पीसना और फाइबर-एंड-रेजिन मिश्रण को पुन: उत्पन्न करने से पहले जला देना शामिल है। रिप्रोसेसिंग के लिए प्राप्त सामग्री थर्मोसेट सामग्री की तुलना में संरचनात्मक रूप से कमजोर होती है, जिसमें से पुनर्नवीनीकरण भाग बनाया गया था, इसलिए थर्मोसेट भागों को नए में पुनर्चक्रण करना आम तौर पर "एक माध्यमिक संरचना को एक तृतीयक में बदल देता है," ब्राउन ने कहा।

दूसरी ओर, क्योंकि थर्माप्लास्टिक भागों की आणविक संरचनाएं भागों-निर्माण और भागों में शामिल होने वाली प्रक्रियाओं में नहीं बदलती हैं, वे बस तरल रूप में पिघल सकते हैं और डायन के अनुसार मूल के रूप में मजबूत भागों में पुन: उत्पन्न हो सकते हैं।

विमान डिजाइनर डिजाइनिंग और विनिर्माण भागों में चुनने के लिए उपलब्ध विभिन्न थर्माप्लास्टिक सामग्रियों के एक विस्तृत चयन से चुन सकते हैं। डायोन ने कहा, "रेजिन की एक सुंदर विस्तृत श्रृंखला" उपलब्ध है जिसमें एक आयामी कार्बन फाइबर फिलामेंट या दो-आयामी बुनाई को एम्बेड किया जा सकता है, विभिन्न भौतिक गुणों का उत्पादन करते हुए, डायोन ने कहा। "सबसे रोमांचक रेजिन कम-पिघल रेजिन हैं," जो अपेक्षाकृत कम तापमान पर पिघल जाता है और इसलिए आकार में और कम तापमान पर गठित किया जा सकता है।

थर्माप्लास्टिक के विभिन्न वर्ग डायोन के अनुसार, अलग -अलग कठोरता गुण (उच्च, मध्यम और निम्न) और समग्र गुणवत्ता प्रदान करते हैं। उच्चतम-गुणवत्ता वाले रेजिन की लागत सबसे अधिक होती है, और किफोर्डेबिलिटी थर्मोसेट सामग्री की तुलना में थर्माप्लास्टिक के लिए अकिलीज़ एड़ी का प्रतिनिधित्व करती है। आमतौर पर, वे थर्मोसेट की तुलना में अधिक खर्च करते हैं, और विमान निर्माताओं को अपनी लागत/लाभ डिजाइन गणना में उस तथ्य पर विचार करना चाहिए, ब्राउन ने कहा।

आंशिक रूप से इस कारण से, जीकेएन एयरोस्पेस और अन्य विमान के लिए बड़े संरचनात्मक भागों का निर्माण करते समय थर्मोसेट सामग्री पर सबसे अधिक ध्यान केंद्रित करना जारी रखेंगे। वे पहले से ही थर्माप्लास्टिक सामग्रियों का उपयोग करते हैं जो छोटे संरचनात्मक भागों जैसे कि एम्पेनेज, रुडर्स और स्पॉइलर बनाने में व्यापक रूप से उपयोग करते हैं। जल्द ही, हालांकि, जब उच्च-मात्रा, हल्के थर्माप्लास्टिक भागों का कम लागत वाला विनिर्माण नियमित हो जाता है, तो निर्माता उन्हें बहुत अधिक व्यापक रूप से उपयोग करेंगे-विशेष रूप से दफन इवटोल यूएएम बाजार में, डायोन का निष्कर्ष निकाला।

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