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更低廉更环保,索尔维新型复合材料让飞机告别金属时代

受疫情影响,全球经济形势严峻,在这个挑战与机遇并存的特殊时期,航空业仍在着力把握长期机遇,比如提升飞机的制造效率。


秉持这样的信念,索尔维携手波音公司,开发出了新一代复合材料:CYCOM® EP2750,该产品已于今年正式上市。它能帮助飞机制造商以更迅捷的速度和更低廉的成本生产复合材料零部件。有了这项突破性技术,金属就不再是飞机中小尺寸零部件的唯一性价比之选。




能进行最快捷生产的复合材料


这种材料的特别之处,就在于它所需的固化时间。传统上,由于需要热压罐固化,用碳纤维树脂预浸料制作零件要花好几个小时,而CYCOM® EP2750 能大幅缩短这个过程需时,使生产速度提高10到20倍


能实现如此之高的生产速度,也得益于这款新材料与双膜成型法(DDF)和弹簧框架压制法的兼容性——这是目前制造复合材料零件最快的两种工艺。零部件可以由机械手轻松处理,再结合树脂的快速固化特性,可将循环周期从8.5小时缩减到30分钟。这还只是良性循环的开始。随着零件制造速度的加快,资产利用水平会降低,产量将得到提升。同时,与采用热压罐固化相比,热压成型法具有更高的成本效率,对小尺寸部件来说尤其如此。



把这些因素综合起来,每个零件的总成本将大大降低,从而让复合材料在与传统铝材比拼时具有竞争力。此外,虽然该技术只针对中小尺寸部件,但以此技术生产的产品其性能和质量均符合航空标准,这意味着主承力结构和次承力结构也可应用这些部件,复杂的几何形状也不在话下。



除了我们熟悉的商用飞机外,CYCOM® EP2750还适用于航空业中其它任何需要高速生产大量零件的领域,如军用飞机、自主飞行器——比如正在飞速扩张的无人机市场,以及新兴的城市空中出租车。对于这些垂直起降的飞行器,高性能、轻量化的复合材料无疑将会有用武之地。




紧密合作追求轻量化


CYCOM® EP2750是索尔维和波音紧密合作共同开发的成果。三年多前,双方开始携手更深入地了解航空业对高速、高效生产零部件的需求,研究相关技术挑战,有针对性地开发材料和工艺解决方案,并通过制造各种有代表性的零部件,印证这种能力。两家公司分工明确:波音为生产速度和材料性能设定目标,并以典型小尺寸航空零件为蓝本提供零件设计。索尔维则负责开发加工要求、预浸料以及制造工艺。作为JEC创新奖(JEC World Innovation Awards)航空类的三个最终入围方案之一,CYCOM® EP2750的成绩确实不俗。


复合材料创新使飞机碳足迹减半


鉴于这项创新让复合材料飞机零件的成本能与金属件一较高下,制造商们也将越来越多地用复合材料零件取代金属,让飞机的复合材料占比超过50%的分水岭,从而进一步降低温室气体排放量。同时更轻的飞机也将带来更舒适的旅行体验:飞行高度可以降低,机舱增压不用那么大,空气湿度也可以更高,帮助减轻时差导致的不适。此外,复合材料带来的设计自由度,也意味着飞机可以在提升乘客舒适性方面获得更大改善空间。



据航空业估算,目前采用的复合材料帮助节省了10%-15%的油耗,这也可以换算成二氧化碳减排量:每节约1千克燃料相当于减少3.15千克二氧化碳排放。航空业仍在稳步增长,要成功实现2050年行业温室气体排放量减半的目标,唯一的办法就是让飞机不断变轻。好消息是,索尔维已经加入战斗,助航空业一臂之力!


复合材料所带来的高效率制造不仅满足了企业对成本效益的追求,更是满足了飞机轻量化的大势所趋,未来索尔维也将与波音一起,共同探索航空业的更大发展机遇!


文章来源:索尔维

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