As pré-formas trançadas atendem às ferramentas de mudança de fase

Crédito da foto:Laboratório de pesquisa da Força Aérea

Em março de 2020, o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL; Dayton, Ohio, EUA) anunciou que sua Divisão de Fabricação e Tecnologias Industriais havia feito parceria com o Cornerstone Research Group (Dayton), A&P Technology (Cincinnati, Ohio, EUA) e Spintech LLC (Xenia , Ohio, EUA) em pesquisa para quantificar os benefícios da substituição de processos de manufatura antigos por novos processos para a fabricação de um duto de entrada de motor em forma de S de 11 pés de comprimento para sistemas de aeronaves não tripuladas. Um dos objetivos declarados do programa é entender os benefícios do custo da peça e do tempo de produção com a introdução de novas ferramentas e soluções de processamento.
Crédito da foto:Laboratório de pesquisa da Força Aérea
O duto de entrada - uma parte em forma de tubo oco da aeronave que garante um fluxo de ar suave para o motor da aeronave - foi previamente fabricado pela aplicação de um pré-impregnado composto à mão em um mandril de aço de várias peças. O mandril e o material seriam então curados em autoclave.

No novo processo, a fibra de carbono seca é aplicada, usando o processo de trançado automatizado da A&P Technology, a um mandril feito de ferramentas de polímero de memória de forma (SMP) Smart Tooling da Spintech. A pré-forma resultante é infundida com epóxi de baixo custo por meio de moldagem por transferência de resina assistida a vácuo (RTM).

No processo de ferramentas inteligentes (veja o vídeo abaixo ou uma demonstração do produto aqui), uma vez que a fibra de carbono seca é aplicada na ferramenta de polímero rígido, sacos de vácuo são colocados ao redor do lado de fora e através do centro oco da ferramenta. A peça é colocada em um forno onde a resina aquecida é aplicada sob pressão e, em seguida, curada. Após a cura, a ferramenta Smart Tooling é levada à sua temperatura elástica, altura em que pode ser facilmente extraída da peça composta acabada, reformada e, em seguida, resfriada para solidificar o material novamente para reutilização.

Por causa da complexidade geométrica do duto de entrada, várias iterações eram esperadas para otimização das configurações do processo de overbraiding para minimizar o enrugamento do material composto, resultando em quatro dutos de entrada no total a serem comparados com o custo e o tempo de produção da peça legada. A trança triaxial QISO da A&P foi a arquitetura dominante empregada na pré-forma.

O objetivo geral do programa é a entrega do duto de entrada final para o governo dos EUA para integração ao projeto de fuselagem e programa de fabricação da Diretoria do Sistema Aeroespacial, com mais testes da estrutura conduzidos pela Divisão de Veículos Aeroespaciais.