首页/文章/ 详情

关注ℱ德国开发出碳纤维复合材料与铝轻质材料连接的新技术

3月前浏览473

无接触腐蚀行为发生

基于流行的轻质建筑的概念,由轻质金属和纤维复合材料组成的连接件代表了理想的材料组合的方式。然而,由于两种材料表现出不同的电化学电位,在复合材料中存在接触腐蚀的危险。在DFG研究项目中,Fraunhofer IFAM(德国弗劳恩霍夫研究院·先进材料与制造技术研究所)与Faserinstitut Bremen e.V(德国法塞尔学院 不莱梅 e.V)合作,开发了一系列连接铝与碳纤维材料的新技术。通过在碳纤维复合材料构件上加置耐温保护层,可以防止复合材料中的电化学腐蚀的发生。同时,这一保护层也确保了牢固的连接性。

纤维复合材料和轻质材料的结合对所有已有的连接技术提出了新的挑战。除了需要保持高的连接强度外,连接本身不应增加任何额外的重量。两种材料都必须防止接触腐蚀的发生。除了粘结或铆接的组合连接方式外,这里提出的混合高压压铸提供了一种新的方法来减轻重量,同时会永久防止接触腐蚀的问题。

组件的连接仅需几个步骤便可实现

在新开发的工艺中,浇注之前,碳纤维材料结构涂覆有高温稳定的塑料(PEEK),直到达到大约550℃的温度,PEEK才会开始显著分解。在后续的铸造工艺步骤中,将碳纤维复合材料组件放入高压铸造模具中,并在700℃左右的温度下,在塑料区域内铸造铝。尽管存在温度差异,选择合适的工艺和材料参数,塑料可以集成到高压铸造工艺中,而不会影响塑料的性能。因此,在通过铸造铝部件初始期间,两种材料之间建立了稳定的连接。因此,不需要耗时的加工步骤或接合表面的预处理。为了进一步提高强度,可以在接合区中选择性地制造切口。与粘合剂连接的结构相比,这一过程获得的连接强度有20 MPa。

系列化生产的发展

在汽车、航空航天、风能和体育设备等许多领域以及传统机械结构中,对混合材料的需求很高。对于大需求量生产,需要高效率的系列化制造。

为了满足这些需求,从飞机制造中选择一个大量安装的支架进行可行性研究。开发团队的目标是进一步开发基于该组件的混合铸造技术,以便为铝高压铸造提供一个新的工艺窗口,以便能够大量实现碳纤维复合材料和铝之间的混合连接。实现系列化生产。

针对混合铸造领域的研究,Fraunhofer IFAM有两个高压铸造设备(Bühler,SC N/66型,660t闭合力;Frech,DAK250型,290t闭合力)以及工业系列生产规模的周边设备。有了这些设施,Fraunhofer IFAM声称是德国铸造技术领域最大的校外研究机构。

转载自|赛奥碳纤维技术 ,版权归原作者


特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。

广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。

   

 
来源:碳纤维生产技术
复合材料化学航空航天汽车建筑风能材料模具
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-04
最近编辑:3月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
获赞 27粉丝 34文章 3752课程 0
点赞
收藏
作者推荐

关注ℱ碳纤维炸弹实现“精确狙击”

碳纤维500磅炸弹可实现“精确狙击”远望智库技术预警中心 乐天据“国家利益”网23日报道,尽管隐身技术、瞄准技术、空气动力学和航空电子技术的进步都在以惊人的速度取得进展,但炸弹配置方面并没有实现相应的技术创新加速。美国空军研究人员和炸弹制造商表达了对空投武器现代化的担忧,B-2、F-35和新型B-21等大型空投武器平台已经落后于进步技术。美国空军的拉里·斯特茨里姆将军在美国空军协会上说:“炸弹体,除去制导单元,一直没有变化。F-35型炸弹现在投掷的还是1918年的500磅炸弹。”观察人士称,虽然寻的技术、制导系统及瞄准技术与几年前大不相同,然而,炸弹的基本结构却处于创新停滞阶段。斯图兹里姆曾是战斗机飞行员,目前是米切尔研究所的研究主任,他引用了一项旨在追求更精确和“可变产量效应”的武器技术的研究成果。根据米切尔研究所目前的调查结果,几十年来,大多数炸弹都是用“固定爆炸封套”运作的。因此,目前的开发人员正在寻找创新方法,以实现精确和可变产量的更高杀伤力——这意味着,炸弹可以根据目标进行定制爆炸。斯图兹里姆将这项研究描述为通过“热风和碎裂相结合”寻求更广泛的爆炸范围的努力。空军研究实验室的加里•哈斯上校称,空军工程师所称的“飞行可选性”对于这些研发努力至关重要,因为它能在飞机在空中飞行时对动态作战目标进行调整。这可以通过一系列技术来实现,从而能够使用多模式能量学和专门结构来提高弹头本身的精度。斯图兹里姆和哈斯表示,开发人员致力于在武器中嵌入智能引信,提供从广域效应到较低附带损害效应的爆炸范围。斯图兹里姆解释说,“该概念意味着在舱内具有可选效应弹药能力。”这些技术进步,即弹药可以在飞行中进行调整,在作战概念方面激发了新的思维。新的目标和爆炸量的变化自然地改变了攻击任务的类型。例如,如果一种武器可以配置更大或更低的爆炸效果,飞机可以攻击更多的目标、有更多的选择或制造更多的攻击。在快速变化的战斗形势下,这意味着对目标攻击的调整要容易得多。一种名为BLU-129的适应性碳纤维炸弹是为制造低附带伤害的特殊需要而研制的。据说,这种武器极其致命,被称为具有“世界上最精确的狙击可控野战效果”。BLU-129/B是由碳纤维制成的500磅炸弹,而不是传统的钢结构。该炸弹将与JDAM和其它炸弹的尾翼装备接口匹配。BLU-129具有“适应性效果设计”创新,杀伤精确且具有很强的破坏力。“这使得具有相同杀伤能力的弹头体积大大缩小,”斯图兹里姆说。美国空军弹药部主任约翰·威尔科克斯博士解释说,新兴武器需要加速杀伤链,使攻击飞行员能够更快地做出决定,而不会丢失移动的目标。就飞机现代化和新型空投炸弹技术之间的差异问题,空军全球打击司令部司令蒂莫西·雷将军说,空军一直致力于武器现代化,新的大型平台是依靠特殊思维设计的,以便新武器出现时容易实现装配。含有特殊碳纤维炮弹的炸弹不易危及友军,造成附带伤害,意外杀死平民。美国空军尚未开始大规模购买这种碳纤维炮弹,部分原因可能是因为其价格惊人的昂贵。美国空军2019年财政年度的预算要求,仅申报采购70枚总价约800万美元的500磅级碳纤维BLU-129/B。按此价格计算,每枚售价116000美元,比普通500磅级的BLU-111/B高爆炸弹的价格高出40倍,甚至是2000磅级BLU-137/B掩体炸弹成本的五倍以上,且这一价格不包括精确制导包或专门引信的费用。虽然碳纤维是一种很好的材料,但研制出BLU-129/B型飞机的科学家和工程师们必须制造出一种复杂的外壳,足够坚固适合在快速移动的战斗机上飞行,在坠落数千英尺后还能破穿建筑物的屋顶等障碍物,且在炸弹爆炸时不会产生任何碎片。据称,一种特殊的” 多相爆炸 (MBX)填料有助于确保外壳完全解体。根据2013年3月号利弗莫尔国家实验室《实验室内部科学》上的文章,该项目始于2010年,实验室的工作人员大量使用超级计算机驱动的模型和模拟,以确定炸弹的情况对各种压力做出反应,以确定它是否能正常工作。自2016年财年以来,美国空军在预算要求中要求购买70枚该型炸弹。2017年1月,该实验室与通用动力军械和战术系统达成了一次性固定价格协议,在无限期内建造了500个碳纤维弹体。精确制导虽然可以帮助减少意外伤害,但一旦武器爆炸,它不会再有任何效果。根据空军的预算文件,新型武器比标准的500磅级高爆炸弹对目标造成伤害的可能性低三倍。在任何形式下,炸弹的爆炸半径都是相对有限的,这使得它对分散在很大范围内的坚硬目标或敌军没有多大用处,但是这些武器对于密集城市环境下的行动尤其有用。特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈