Materiały kompozytowe z włókna węglowego to wiele pasm włókien węglowych ułożonych w określonym kierunku, a następnie mieszanych z żywicą, ceramiką, metalem i innymi podłożami. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami metalowymi, materiały kompozytowe z włókna węglowego mają zalety niskiej gęstości, wysokiej wytrzymałości właściwej/sztywności, odporności na korozję, odporności na zmęczenie, odporności na wysoką temperaturę, łatwości projektowania i łatwego do integralnego przetwarzania na dużą skalę.
Dziś rynekDrukowane w 3DProdukcja kompozytów z włókna węglowego zaczyna zwiększać się w masowej produkcji, a firma Arris Composites nawiązała współpracę z firmą Airbus w zakresie badań nad kompozytami w celu zmniejszenia wsporników kabin.
Perspektywy zrównoważonego rozwoju
Istnieją trzy główne trendy w rozwoju druku 3D materiałów kompozytowych. Jednym z nich jest uprzemysłowienie procesów i systemów, a połączenie rozwoju sprzętu i oprogramowania będzie w większym stopniu wspierać produkcję masową. Drugi to większa kontrola czujnika systemu w celu kontroli procesu w czasie rzeczywistym - wykrywanie termiczne, wymiarowe i optyczne poprawia tolerancje procesu. Po trzecie, nowe oprogramowanie stosowane w celu poprawy wydajności operacji drukowania 3D (np. przepływy pracy przed przetwarzaniem, zarządzanie zadaniami itp.) jest bardziej dojrzałe, a tym samym bardziej dogłębne pod kątem nowego projektowania i symulacji części wykonanych z wielu materiałów.
Zrównoważony rozwój branży podróży lotniczych
Firma Arris Composites z siedzibą w Galley w USA ujawniła projekt badawczy realizowany wspólnie z firmą Airbus, koncentrujący się na produkcji wsporników kabin. Celem projektu jest doprowadzenie do znacznej redukcji emisji gazów cieplarnianych poprzez zastosowanie innowacyjnych metod produkcji i materiałów, w tym kompozytów.
Według Arris Composites zastąpienie metalowego zamka (220 gramów) zoptymalizowanymi topologicznie, dopasowanymi komponentami kompozytowymi z włókien ciągłych (50 gramów) spowodowało redukcję masy o ponad 75 procent. Zmniejszenie masy przekłada się również na wysoce zoptymalizowane oszczędności paliwa, ponieważ setki takich wsporników wchodzą w skład jednego samolotu.
Utrata masy ciała ma jeszcze większe znaczenie, jeśli spojrzysz na nią z szerszej perspektywy. Gdyby budowano 100 samolotów rocznie, po 500 wsporników na samolot plus 50000 lżejszych wsporników, pomogłoby to zaoszczędzić 113 milionów ton paliwa i 357 milionów ton emisji dwutlenku węgla w całym okresie eksploatacji samolotu.
Według Airbusa przyszłością są projekty bioniczne, optymalizacja topologiczna i zaawansowane materiały kompozytowe. Łącząc zalety druku 3D z zaletami kompozytów, Arris Composites pomaga branży w idealnym łączeniu tych projektów i materiałów w celu stworzenia przyszłości lotnictwa.
Ponadto technologia formowania przyrostowego firmy Arris Composites, która łączy wytwarzanie przyrostowe i procesy szybkiego formowania tłocznego, będzie miała ogromny wpływ na części zamienne i przyszłe konstrukcje samolotów, udowadniając, że możliwa jest redukcja emisji dwutlenku węgla. Sam Airbus angażuje się w badanie takich ścieżek technologicznych, aby wspierać wizję bardziej zrównoważonych podróży lotniczych dla przyszłych pokoleń.