معهد ألماني يحقق التصنيع الآلي للهياكل المعقدة للطائرات من ألياف الكربون

عرض باحثون من معهد هندسة الإنتاج والآلات (IFW) في جامعة لايبنتز هانوفر الألمانية مؤخرًا التصنيع الآلي بالكامل لهياكل ساندويتش معقدة للغاية من البوليمر المقوى بألياف الكربون باستخدام تقنية وضع الألياف الآلي. يعد هذا الهيكل جزءًا من مشروع SHOREliner، ويعمل كعينة توضيحية للتحقق من مقطع جسم طائرة كهربائية عالي الأحمال.

استخدمت العينة التوضيحية شريطًا حراريًا صلباً  مُعالجًا مسبقًا، حيث تم وضع الجلد الداخلي على قالب التشكيل باستخدام تقنية وضع الألياف الآلي، ثم تم تحديد موقع قلب الرغوة بدقة لتشكيل أضلاع تعزيز متكاملة، تليها عملية وضع آلية لطبقة الجلد الخارجي. بعد التصلب في الأوتوكلاف، أظهر هيكل الساندويتش القائم على تصميم الشبكة نسبة صلابة إلى كتلة عالية ودقة هندسية. يتحقق هذا العمل من فعالية هذه التقنية لتطبيقات مكونات الطائرات ذات المتطلبات الهندسية الصارمة، ويؤكد جدوى سلسلة العملية الرقمية الكاملة من التحسين الطوبولوجي إلى التصنيع.

بناءً على النتائج المذكورة أعلاه، يعمل مشروع TheSaLab التابع لمعهد IFW على استبدال نظام المواد الحرارية الصلبة بنظام مواد لدنة حرارية. تستخدم الطريقة الجديدة تقنية وضع الألياف الآلي بمساعدة الليزر وتصلب في الموقع، مما يلغي الحاجة إلى التصلب في الأوتوكلاف، ويتوقع أن تقصر دورة الإنتاج وتقلل استهلاك الطاقة وتحسن قابلية إعادة تدوير المواد. تشمل مجالات البحث ذات الصلة التحكم في العملية الحرارية بالليزر، وآلية التصاق الألواح اللدنة الحرارية بقلب الرغوة، وتقييم ميكانيكا الهيكل والأداء الشامل.

يوفر البحث في مشروعي SHOREliner وTheSaLab أساسًا تقنيًا للإنتاج الآلي واسع النطاق لهياكل المواد المركبة الخفيفة والمتينة والأكثر استدامة في مجال النقل المستقبلي.