Hengshen Carbon & Composites Fabricará Demonstradores de Bulkhead Traseiro de Pressão em Escala Real para OEM Aeroespacial Chinês

Hengshen Carbon & Composites Fabricará Demonstradores de Bulkhead Traseiro de Pressão em Escala Real para OEM Aeroespacial Chinês

O fabricante de fibra de carbono, tecidos, resinas, produtor de pré-impregnado e fabricante de peças compósitas aeroespaciais Hengshen Carbon and Composites (Danyang, Jiangsu, China) relata que foi contratada para produzir cinco demonstradores compósitos de bulkhead traseiro de pressão (RPB) de 4,5 metros em escala real para um OEM aeroespacial chinês.

Objetivos do Projeto

Simon Qian, diretor administrativo da Hengshen, diz que o projeto é projetado para provar as capacidades de manufatura da empresa para o OEM, bem como as capacidades do material tanto para tooling de layup quanto para o produto RPB.

Dois dos cinco RPBs serão fabricados usando o próprio sistema de pré-impregnado epóxi toughened aeroespacial da Hengshen, EH918, reforçado com fibra de carbono de módulo intermediário (IM) da empresa, HF40C. Os outros três RPBs serão fabricados usando pré-impregnado epóxi toughened CYCOM X850 da Solvay Composite Materials (Alpharetta, Geórgia, EUA).

Anthony Ferronato, diretor de engenharia da Hengshen, diz que ambas as versões do RPB serão fabricadas usando colocação automática de fibra (AFP) realizada por sistema AFP Coriolis (Queven, França). Tooling OML para os RPBs foi fabricado por ferramenteiro francês, Loiretech Ingenierie (Nantes, França) usando sistema de pré-impregnado para tooling da Hengshen, EH201.

Vantagens do Tooling Compósito

A ferramenta RPB foi especificamente projetada para usar superfície de layup de fibra de carbono reforçada com nervuras de fibra de carbono. A superfície de layup é então montada em estrutura de aço para estabilidade geral e conexão à máquina AFP. A Loiretech usou sua tecnologia proprietária para montar a pele compósita no quadro metálico, o que explica as variações de expansão térmica entre a pele compósita e quadro metálico durante cura.

A Hengshen diz que a principal vantagem com ferramenta compósita é que reduz peso total da ferramenta comparado a materiais convencionais como Invar ou aço. Esta economia de peso permite operação mais suave durante layup AFP sem risco de ter que superar rotações de ferramenta mais pesada. Além disso, lead times de cura são reduzidos pois não há necessidade de aquecer a ferramenta compósita como requerido com equivalente metálico.

Ferronato diz que o projeto requereu coordenação cuidadosa entre múltiplas organizações espalhadas pelo globo. "Em tempo de grande incerteza devido à pandemia atual mostramos que a indústria da aviação ainda pode prosperar diante da adversidade", diz ele.

Processo de Fabricação

Após sete meses de planejamento, engenharia e manufatura, a ferramenta de fibra de carbono RPB chegou à Hengshen após longa jornada de Nantes, França. O tooling foi então verificado por qualquer dano ou movimento durante transporte. Além disso, um teste de vácuo de alta temperatura foi conduzido no tooling para garantir nenhum vazamento de ar. Após testes bem-sucedidos, o tooling foi transferido para a sala da máquina AFP. A sala da máquina AFP é um espaço ambientalmente controlado com footprint de 800 metros quadrados e abriga máquina robótica AFP KUKA em trilhos, com dois (20T e 40T) posicionadores de eixo horizontal. O envelope de manufatura da máquina AFP é 20 x 6 metros, que acomoda facilmente o RPB.

O tooling foi montado na máquina AFP Coriolis 40T onde programação final foi realizada antes do layup. O primeiro produto foi fabricado usando sistema epóxi toughened EH918 da Hengshen, produto co-bonded de pele em formato de dome com stringers core em formato ômega. Isso foi seguido pela produção do segundo produto usando pré-impregnado epóxi toughened X850 da Solvay. Ambos materiais aeroespaciais, X850 e EH918, foram cortados na Hengshen com máquina Mikrosam (Prilep, Macedônia) em fitas grau AFP de 6,35 milímetros (0,25 polegada).

O processo de cura do RPB é completado dentro do autoclave ASC Process Systems (Valencia, Califórnia, EUA) da Hengshen. Produtos curados foram então testados não-destrutivamente antes da usinagem final ser completada.

Os RPBs serão entregues ao cliente antes do final de dezembro de 2021, após o que os produtos serão testados mecanicamente em várias formas para demonstrar conformidade com os loadcases dados e verificação da análise estrutural. Assumindo que os RPBs passem estes testes, o design, material, processo e fornecedor (Hengshen) serão considerados pelo OEM para inclusão em programas de aeronaves emergentes.