Pilatus将复合材料带入新的视野-复合材料网

在意大利法诺的未铺砌的跑道上登陆PC-24。©皮拉图斯飞机

Pilatus飞机制造的新型Pilatus PC-24公务机重量仅为5吨,重量轻,可以在短而草的跑道上起降。它的重量轻,源于使用碳和玻璃纤维制成的部件。为了加工这些材料,Pilatus依靠最先进的Zünd切割技术。

以前用于涡轮螺旋桨飞机的短而未铺砌的草地和砾石跑道着陆,但是最近,这种类型的地形不再是新PC-24的限制。它可以在890米后起飞,只需720米即可着陆。

如何建造飞机?

Pilatus项目经理系统采购部的Patrick Rohrer知道成功制造飞机需要什么。“对生产地点的承诺和与之相伴的瑞士风格是一回事; 但至少同样重要的是配备尖端技术的最先进的生产单元,“他说。关键是永久降低成本,提高生产力,以及实施现代生产技术的能力。

事情在1959年有所不同。那时PC-6 Porter第一次在瑞士卢塞恩附近的Stans Airfield起飞。它是一种坚固的全金属通用飞机,许多人称之为带翅膀吉普车 - 一架具有瑞士军刀多功能性的飞机。PC-6仍然是手工组装的,这使得经验丰富的劳动力和公差要比现在大得多。该公司最新的飞机型号PC-24由无数部件组成,其中许多部件均在Mμ范围内进行公差铣削。现在组装速度要快得多,只有生产技术的最新进展才能实现。

飞机中的碳纤维

皮拉图斯在其制造飞机的历史早期就开始使用碳纤维部件。已经为PC-6准备好了第一批GFRP和CFRP组件,尽管数量有限。

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在2019年初,Pilatus使用新的ZündG3L-2500切割系统大大扩展了切割预浸材料的能力。©Zünd

在飞机制造业中,几乎所有东西都围绕着减重。结果,越来越多的零件由碳纤维和玻璃纤维制成。这些材料的主要优点是它们具有高刚性和韧性,以及它们的耐磨性。然而,挑战在于平衡重量,稳定性和成本。在Pilatus,没有承重部件是由CFRP制成的,但该公司的研发部门正在忙于研究。PC-24主要用于内部和外部覆层的复合材料。发动机外壳和翼尖也由碳纤维,起落架门,空气管道,各种管道,盖子和机翼后缘制成。

预浸料

这些飞机零件的起点是预浸渍,预浸碳纤维。无限的预浸渍纤维通过压力和高温固结。

预浸料由冷藏卡车以卷的形式交付并储存在-19℃的冷冻箱中。为了使材料达到室温进行处理,它在前一天晚上从冷却器中取出。在树脂开始反应和固化之前,它可以在室温下保持5到20天。皮拉图斯每天处理约五卷,每天约90平方米,或每年约90,000平方米。

对于切割预浸料,皮拉图斯已经依赖Zünd数字切割超过15年。当时购买的PN系列刀具继续可靠地履行其职责; 然而,对碳纤维部件的需求增加开始超过产能,这导致在2019年增加了最先进的ZündG3L - 2500.G3系统单层材料在很大程度上削减了各个部件的材料自动化流程和标签使用集成的喷墨模块切割件。

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切割件被装配并在-19℃下储存。使用激光投影仪,可以非常精确地布置单个部件层。©Zünd

切割完成后,将零件装入并冷藏,直至进一步加工。根据刚度和强度要求,组件最多可包含350层。

如果没有DXF文件可用于零件或其各个层,则可以使用数字转换器,以便轻松捕获和数字化放置在数字化表上的零件模板。

材料效率

皮拉图斯成功的另一个因素是关注实现永久性的生产力提升。“在处理碳纤维或玻璃纤维等成本密集型材料时,材料效率和优化始终是一个问题。我们一直致力于提高利用率,从而减少浪费 - 特别是因为我们仍然没有多少回收选择,“Rohrer先生解释道。

与此同时,废物率已从30%降至20%。ZündCutCenter - ZCC软件中的高效嵌套功能在此中发挥了重要作用。一方面,剪切部分是静态嵌套的,这意味着嵌套部件,或者更确切地说是它们各自的层,以创建一个重复使用的集合布局来完成整个作业。“动态嵌套,意味着来自多个作业的零件和图层嵌套并组合在一个切割文件中,只要有意义,它也会被使用,”Rohrer先生继续说道。