リサイクルされた熱可塑性複合回転翼航空機のアクセスパネルが飛行します

GKN Aerospace（Redditch、UK）は、2020年6月に、Bell Flight（Fort Worth、Texas、U.S。）V-280 Valor の飛行試験に成功したと報告しました。 軍用回転翼航空機、その熱可塑性複合材（TPC）コンポーネントのいくつかは空に運ばれていました。これらのコンポーネントの中には、ThermoPlastic Composites Application Center（TPAC、オランダ、エンスヘーデ）とSaxion University（オランダ、エンスヘーデ）が主導するTPC-Cycleプログラムを介してリサイクル廃棄物から製造された2つの一体硬化、圧縮成形、熱可塑性複合アクセスパネルドアがありました。 ）（ CW を読む の4年間のTPCサイクルプログラムに関する以前の報道）。

新しいリサイクルパネルドアは、部品の重量を減らし、製造コストとサイクルタイムを削減することを目的として、ハンドレイアップで製造された炭素繊維/エポキシ部品を置き換えるように設計されました。新しいコンポーネントは、GKN Aerospaceによって設計およびテストされ、ThermoPlastic Composites Research Center（TPRC、オランダ、エンスヘーデ）と共同でTPACによって製造されました。アクセスパネルのドアは、回転翼航空機のTPC V尾翼コンポーネントの製造中に発生した圧密廃棄物から再生された、炭素繊維強化ポリフェニレンサルファイド（PPS）のToray Advanced Composites（Nijverdal、オランダ）で構成されています。 GKNエアロスペース。

TPAC独自の再製造プロセスには、3つの主要なステップが含まれます。廃棄物をセンチメートルの長さのフレークに細断し、加熱と低せん断混合を同時に行い、等温金型で部品を圧縮成形します。

プロジェクトパートナーによると、デモンストレーターコンポーネントは、主に熱可塑性材料の加工性により、元の部品と比較して9％の軽量化を実現し、幾何学的硬化のためのストリンガーの統合を可能にします。ストリンガーの向きは、製品全体に応力をより均一に分散させるように選択され、材料の削減と軽量化を実現しました。再生材を使用することで材料の最適化も達成され、全体的な無駄が削減されました。

再生材料を使用することで製造コストを大幅に削減し、新しい材料に関連するコストを削減しました。さらに、元のプロセスでは、ハンドレイアップとオートクレーブの使用が必要でした。脱オートクレーブ（OOA）の圧縮成形プロセスには、等温金型、高速離型、ニアネットシェイプ製造が含まれ、コスト効率と全体的な製造サイクルタイムを最大化します。

「現在のプロジェクトは、適用の役割を強調しています。 TPACの科学ディレクターであるFerrievan Hattumは、次のように述べています。

重量とコストの節約の目標を達成することに加えて、アプリケーションとプロセスは、より持続可能な製造に向けた一歩も示しています。 SaxionとTPACが実施した継続的なライフサイクル分析（LCA）の予備的な結果は、有意なCO ₂ を示しています。 この材料を使用する場合の削減、主に部品の軽量化による製造プロセス、リサイクル材料の使用、およびOOAプロセスでの等温金型の使用。プロジェクトパートナーによると、再生繊維の適用によりCO ₂ が削減されました。 新素材の生産からの生産量が増え、部品の購入対飛行率が大幅に向上しました。プロセスの細断、混合、圧縮成形の段階でも、以前の熱硬化性複合材料の製造プロセスからオートクレーブを排除することにより、エネルギー消費を削減すると言われています。熱可塑性複合材料は、熱硬化性ベースの複合材料と比較して、処理中にごくわずかな量の有害な揮発性有機化合物（VOC）も生成します。

TPACによると、このアプリケーションに使用される製造プロセスは、他の非構造航空宇宙製品の有望なソリューションのように見え、その短いサイクルタイムにより、より高いボリュームスループットを必要とするエンドマーケットで実行可能になる可能性があります。連続生産の生産プロセス、詳細なコストと環境への影響、品質管理と検査への影響を評価するための作業が進行中です。適用されたアプローチとリサイクルルートが、非構造フェアリング、カバー、システムブラケットなどの他の航空宇宙アプリケーションに適用できるかどうかを確認するために、実現可能性調査も実施されています。

その他のTPC-Cycleプロジェクトパートナーには、Nido Recyclingtechnologie（オランダ、ナイフェルダル）が含まれます。 Cato Composites（レーデン、オランダ）;オランダの熱可塑性部品（オランダ、アルメレ）およびThermoPlastic Composites Research Center（TPRC）; Regieorgaan SIA、オランダ科学研究機構（NWO、ハーグ、オランダ）の一部。