Zmniejszenie masy, jest ważnym dążeniem do projektowania i produkcji samolotów, może zapewnić samolotom wojskowym lepsze osiągi w locie, poprawić oszczędność paliwa cywilnych statków powietrznych. Jeśli jednak grubość-płytowych części samolotu będzie zbyt mała, wystąpi problem niewystarczającej wytrzymałości i sztywności. Dodanie lekkiego, sztywnego materiału warstwowego pomiędzy dwie warstwy paneli może znacznie zwiększyć nośność-bez znaczącego zwiększania ciężaru, w przeciwieństwie do dodawania ramy nośnej.
Przypomina to konstrukcję łopat turbin wiatrowych, którą udostępniono wcześniej w tej witrynie:
Pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnią powłoki wykonanej z żywicy epoksydowej (FRP) wzmocnionej włóknem szklanym-wypełniana jest warstwa drewna balsa lub rdzenia piankowego. Balsa była także pierwszym materiałem rdzenia stosowanym w samolotach, takich jak brytyjski bombowiec Mosquito, słynny drewniany samolot z II wojny światowej wykonany z dwóch warstw brzozy przełożonych warstwą sklejki balsowej.
We współczesnym przemyśle lotniczym do stosowanych materiałów rdzeniowych należą struktury o strukturze plastra miodu i pianka. Pozornie miękki plaster miodu może wytrzymać zmiażdżenie ciężkich ciężarówek, ponieważ stabilna struktura siatki o strukturze plastra miodu zapobiega odkształceniom przy zginaniu, na tej samej zasadzie, która sprawia, że pudełka kartonowe wykonane z tektury falistej są bardzo odporne na ściskanie.
Aluminium jest najczęściej używanym metalem w samolotach, a struktura paneli ze stopu aluminium + aluminiowy rdzeń o strukturze plastra miodu jest naturalnie dopasowana.
Jest to fragment skrzydła samolotu VFW614, którego tylna krawędź skrzydła i spojler wykonane są bezpośrednio z aluminiowej konstrukcji o strukturze plastra miodu.
Nawiasem mówiąc, ten VFW614 był dziwakiem z silnikiem zamontowanym na górze skrzydła, opracowanym przez zachodnioniemiecką firmę United Aero-Technologies-FOKKER (VFW-FOKKER) Aircraft Company jako samolot pasażerski krótkiego-zasięgu 40-, który odbył swój pierwszy lot w 1971 r. i był pierwszym opracowaniem cywilnego samolotu odrzutowego na Zachodzie Niemcy po drugiej wojnie światowej (próbą Niemiec Wschodnich był Bard 152, który swój pierwszy lot odbył w 1958 r.). Samolot nie odniósł komercyjnego sukcesu (zbudowano zaledwie 13 egzemplarzy), ale nadal jest kamieniem milowym dla niemieckiego przemysłu lotniczego. Jeszcze bardziej znaną historią było francusko-niemieckie partnerstwo Airbusa i Boeinga.
Ponieważ kompozyty są coraz częściej stosowane w konstrukcji samolotów, czy można zastąpić również aluminiowy plaster miodu?
Odpowiedź brzmi: tak. Najpopularniejszym zastosowaniem w nowoczesnych samolotach są kompozyty o strukturze plastra miodu z papieru aramidowego, wykonane z żywicy wzmocnionej włóknem węglowym i innych kompozytów do pokrycia paneli o strukturze plastra miodu, stosowane w podłogach samolotów, włazach, częściach wewnętrznych, ogonach, powierzchniach steru, owiewkach, wiosłach itp., ale także stosowane w-pociągach dużych prędkości, ścianach wewnętrznych, sufitach, półkach bagażowych i tak dalej.
Jak sama nazwa wskazuje, ten plaster miodu wykonany jest ze specjalnego rodzaju papieru, papieru z włókien aramidowych.
Najpierw papier aramidowy powleka się paskami kleju, których szerokość jest równa długości boków otworów plastra miodu (w przypadku plastra miodu sześciokątnego), a odstęp między paskami jest czterokrotnością długości boków. Paski kleju nanoszone są metodą druku wklęsłego, gdzie rowki o określonej szerokości i rozstawie na rolkach aplikatora przenoszą paski kleju na papier aramidowy.
Dwie sąsiadujące ze sobą warstwy papieru aramidowego układa się naprzemiennie, a pasek samoprzylepny utwardza się poprzez prasowanie na gorąco.
Następnie stos aramidowy rozciąga się jak akordeon, tworząc plaster miodu. Plaster miodu jest również pieczony, aby uwolnić naprężenia odbicia i sfinalizować plaster miodu.
Plaster miodu utwardza się poprzez impregnację (zwykle żywicą fenolową) w celu wypełnienia porów pomiędzy włóknami aramidowymi. Żywica odgrywa rolę w spajaniu włókien i przenoszeniu obciążenia.
Plaster miodu można nadać różnym kształtom poprzez proces cięcia.
Powyższy proces produkcji plastra miodu pochodzi od AVIC Composites, spółki zależnej Aviation Industry Corporation of China (AVIC), która obecnie produkuje plaster miodu z papieru aramidowego o długości siatki apertury w zakresie od 1,8 do 5,5 mm, gęstości w zakresie od 29 do 144 kg/m3 i maksymalnych wymiarach 3900 x 1850 x 900 mm.
Jednak kluczowe surowce do produkcji papieru aramidowego o strukturze plastra miodu - włókien aramidowych i papieru aramidowego - były kiedyś problemem „naszyjników”, z którym borykaliśmy się przez długi czas.
Aramid jest zwykle określany jako para-aramid i meta-aramid.
Para-aramid powstaje w wyniku polikondensacji chlorku tereftaloilu i p-fenylenodiaminy i jest również znany jako „aramid 1414” w zależności od pozycji grupy podstawnikowej w pierścieniu benzenowym i oczywiście jego najbardziej znana nazwa handlowa to „Kevlar” amerykańskiej firmy DuPont (Kevlar). Meta-aramid wytwarza się w wyniku polikondensacji chlorku m-toluenodikarbonylu i m-fenylenodiaminy i jest również znany jako „Aramid 1313” i jest sprzedawany pod nazwą handlową Nomex przez firmę DuPont.
Dla porównania, para-aramidy mają wyższą wytrzymałość i moduł, co skutkuje lepszymi właściwościami mechanicznymi papieru aramidowego i plastra miodu, podczas gdy mezo-aramidy mają lepszą odporność na ciepło i płomień.
Włókno aramidowe o średnicy około 10 mikronów otrzymane w procesie przędzenia jest cięte w celu uzyskania jednego z ważnych surowców do produkcji -krótko-włókna papieru aramidowego, o długości 5–6 mm. Krótkie-włókna o dużej wytrzymałości, ale powierzchnia jest gładka, mniej aktywne grupy, brak siły splotu między włóknami nie mogą być spowodowane samym papierem, ale jako „pręt zbrojeniowy” i „beton” - aramidowa mączka celulozowa lub kombinacja włókien wydzieleniowych stają się papierem o dużej wytrzymałości. Mączka z pulpy to krótko cięte włókno po rozbiciu, pierwotna struktura włókien jest częściowo rozbita, powierzchnia jest puszysta, odsłaniając więcej aminokwasów, może tworzyć więcej wiązań wodorowych, dzięki czemu krótko cięte włókna są ze sobą połączone; wytrącanie włókien jest roztworem polimeru podczas energicznego mieszania, wytrącanie puszystych krótkich włókien.
Włókna aramidowe rozproszone w wodzie są kopiowane na papier (pokazano test laboratoryjny), podobnie jak w tradycyjnym procesie wytwarzania papieru. Jednakże papier aramidowy podlega dodatkowemu etapowi prasowania na gorąco w celu połączenia ze sobą włókien aramidowych. Niższa temperatura mięknienia mezoaramidów ułatwia wiązanie się włókien z papierem, dlatego są one coraz częściej stosowane w kompozytach o strukturze plastra miodu z papieru aramidowego. Ponadto papier aramidowy stosowany jest jako papier izolacyjny w przemyśle energetycznym i elektrycznym.
Zagraniczne kraje w 1967 r. rozpoczęły uprzemysłowioną produkcję aramidu, podczas gdy chiński przemysł aramidowy rozpoczął się w latach 80. XX wieku, istniała duża luka w stosunku do zagranicy, w obliczu technicznego embargo zagranicznych przedsiębiorstw, włókien aramidowych i papieru aramidowego przez długi czas zależnych od importu. Yantai Minsda (produkcja spandexu i aramidowej spółki zależnej Tahe New Material) oraz Uniwersytet Nauki i Technologii Shaanxi, profesor inżynierii celulozowej i papieru Zhang Meiyun, współpracują w celu przełamania zagranicznego monopolu i osiągnięcia lokalizacji papieru aramidowego, wciąż są nowe materiały Chaomeisi, firma zajmująca się materiałami kompozytowymi Shenzhen Haotian Longbang może masową produkcję papieru aramidowego.
To wysiłek współczesnego Cai Luna, aby chińskie samoloty miały lekką i mocną karoserię!
Zastrzeżenie: Artykuły z wiadomościami branżowymi publikowane na tej stronie służą wyłącznie wymianie i udostępnianiu wiedzy oraz informacji rynkowych na temat materiałów kompozytowych i nie są przeznaczone do żadnych celów komercyjnych. Jeśli jakakolwiek osoba lub organizacja ma jakiekolwiek wątpliwości co do praw autorskich artykułu lub autentyczności i prawidłowości jego treści, prosimy o kontakt w pierwszej kolejności, a my zajmiemy się tym na czas.