Um guia abrangente para compósitos termoplásticos aeroespaciais

Documento Técnico:Materiais

PATROCINADO POR:

À medida que as plataformas aeroespaciais e de defesa enfrentam restrições de espaço e peso mais restritas, limitações de energia e temperaturas operacionais cada vez mais altas, os engenheiros estão recorrendo a soluções passivas de controle de temperatura que reduzem a complexidade do sistema e os pontos de falha. As válvulas acionadas termicamente usam atuação controlada por temperatura para controlar o fluxo dentro de um sistema. Glenn Quinty, especialista sênior em produtos de engenharia da ThermOmegaTech, explica como funciona a atuação térmica, por que ela se destaca em sistemas com restrições SWaP e onde essas soluções são implantadas.

Não tem uma conta?

Visão geral

O documento apresenta uma entrevista com Travis Mease, gerente de produtos termoplásticos da Greene Tweed, discutindo o Xycomp® DLF™, um compósito termoplástico leve e de alto desempenho desenvolvido para aplicações aeroespaciais. Com mais de 80 anos de experiência no setor, Greene Tweed criou compósitos DLF usando fita pré-impregnada de fibra de carbono de nível aeroespacial para substituir componentes metálicos, proporcionando até 60% de economia de peso e atualmente tendo mais de 500.000 peças em serviço.

Uma vantagem importante do Xycomp® DLF™ é seu processo de moldagem por compressão altamente automatizado, que suporta geometrias complexas e produção de alto volume com interação mínima do operador. A automação inclui pesagem de carga de material, manuseio de moldes, reforço automático de colocação de fibras, desmoldagem e rebarbação robótica. Este processo obtém peças de alta qualidade que atendem aos padrões GD&T com maior rendimento, repetibilidade e competitividade de custos.

Em comparação com peças de alumínio, os compósitos DLF oferecem economia de peso de 30 a 50 por cento, mantendo ao mesmo tempo a relação custo-benefício em relação às peças metálicas usinadas. Os compósitos DLF preenchem a lacuna de desempenho entre a moldagem por injeção (alta complexidade de formato, baixa resistência mecânica) e compósitos de fibra contínua (alta resistência, mas limitada liberdade de projeto fora do plano). É importante ressaltar que os compósitos DLF mantêm a estabilidade e a resistência em temperaturas elevadas de até pelo menos 180 °C, superando as ligas de alumínio de grau aeroespacial vulneráveis ​​à redução de resistência induzida pelo calor. Em alguns casos, o DLF substituiu o titânio ou o aço, proporcionando uma economia de peso ainda maior.

Um caso de uso específico destacado é a palheta guia externa do jato executivo, uma peça complexa e não estrutural sujeita a impacto de granizo e requisitos de durabilidade. Greene Tweed desenvolveu uma técnica de co-moldagem combinando uma borda metálica com uma palheta DLF moldada em rede, validada através de testes de impacto de granizo na Suíça. Esta palheta híbrida proporciona reduções substanciais de peso de 8 a 10 libras por motor de maneira econômica.

Em relação aos desafios de certificação, Mease observa que os novos materiais aeroespaciais exigem uma caracterização extensiva para atender às rigorosas exigências regulatórias. Greene Tweed aproveita materiais aceitos pela indústria e testes abrangentes – cobrindo diversas condições ambientais, cenários de carregamento, lotes de materiais e espessuras de peças – para construir um grande banco de dados de propriedades de materiais. Esses dados apoiam a análise preditiva de projetos e fornecem aos clientes admissíveis validados, acelerando a certificação, reduzindo riscos, encurtando prazos e diminuindo custos.

No geral, o Xycomp® DLF™ da Greene Tweed apresenta uma solução composta termoplástica leve e de alto desempenho para fabricação aeroespacial avançada, equilibrando flexibilidade de projeto, desempenho mecânico e conformidade regulatória. Para mais detalhes, o documento direciona os leitores para www.gtweed.com/aerospace.