Стремясь к устойчивому развитию, датчики сокращают время цикла, потребление энергии и количество отходов, автоматизируют замкнутый цикл управления процессами и расширяют знания, открывая новые возможности для интеллектуального производства и конструкций.#датчики #устойчивое развитие #SHM
Датчики слева (сверху вниз): тепловой поток (TFX), диэлектрики в форме (Lambient), ультразвук (Аугсбургский университет), одноразовые диэлектрики (Synthesites) и между монетами и термопарами Microwire (AvPro). Графики (сверху, по часовой стрелке): диэлектрическая постоянная коллоида (CP) в зависимости от коллоидной ионной вязкости (CIV), сопротивление смолы в зависимости от времени (Synthesites) и цифровая модель преформ, имплантированных капролактамом, с использованием электромагнитных датчиков (проект CosiMo, DLR ZLP, Университет Аугсбурга).
По мере того, как мировая промышленность продолжает выходить из пандемии COVID-19, она сместила приоритеты в сторону устойчивости, что требует сокращения отходов и потребления ресурсов (таких как энергия, вода и материалы). В результате производство должно стать более эффективным и умным. .Но для этого нужна информация. Для композитов откуда берутся эти данные?
Как описано в серии статей CW 2020 Composites 4.0, определение измерений, необходимых для улучшения качества деталей и производства, а также датчиков, необходимых для достижения этих измерений, является первым шагом к интеллектуальному производству. датчики, датчики теплового потока, волоконно-оптические датчики и бесконтактные датчики, использующие ультразвуковые и электромагнитные волны, а также проекты, демонстрирующие их возможности (см. набор онлайн-контента датчиков CW). материалы, их обещанные преимущества и проблемы, а также развивающийся технологический ландшафт. Примечательно, что компании, которые становятся лидерами в отрасли композитов, уже исследуют и ориентируются в этом пространстве.
Сеть датчиков в CosiMo Сеть из 74 датчиков, 57 из которых являются ультразвуковыми датчиками, разработанными в Университете Аугсбурга (показаны справа, голубые точки в верхней и нижней половинах пресс-формы), используется для демонстрации крышки для T-RTM. проект литья CosiMo для термопластичных композитных батарей. Изображение предоставлено: проект CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Университет Аугсбурга
Цель № 1: Экономия денег. В блоге The CW за декабрь 2021 года «Пользовательские ультразвуковые датчики для оптимизации и управления композитными процессами» описывается работа в Аугсбургском университете (UNA, Аугсбург, Германия) по разработке сети из 74 датчиков, которые для CosiMo проект по производству демонстратора крышки аккумуляторной батареи электромобиля (композитные материалы для интеллектуального транспорта). Деталь изготавливается с использованием термопластичного литья под давлением (T-RTM), при котором мономер капролактама полимеризуется на месте в композит из полиамида 6 (PA6). Маркус Саузе, профессор в UNA и глава производственной сети искусственного интеллекта (ИИ) UNA в Аугсбурге, объясняет, почему датчики так важны: «Самое большое преимущество, которое мы предлагаем, — это визуализация того, что происходит внутри черного ящика во время обработки.В настоящее время большинство производителей имеют ограниченные системы для достижения этой цели.Например, они используют очень простые или специальные датчики при использовании смолы для изготовления крупных аэрокосмических деталей.Если процесс инфузии пойдет не так, у вас в основном будет большой кусок лома.Но если у вас есть решение, позволяющее понять, что пошло не так в производственном процессе и почему, вы можете это исправить и исправить, сэкономив много денег».
Термопары являются примером «простого или специального датчика», который десятилетиями использовался для контроля температуры композитных ламинатов во время отверждения в автоклаве или печи. производители смол используют различные датчики в лаборатории для отслеживания изменений вязкости смолы с течением времени и температуры для разработки составов отверждения. Однако появляется сеть датчиков, которая может визуализировать и контролировать производственный процесс на месте на основе несколько параметров (например, температура и давление) и состояние материала (например, вязкость, агрегация, кристаллизация).
Например, ультразвуковой датчик, разработанный для проекта CosiMo, использует те же принципы, что и ультразвуковой контроль, который стал основой неразрушающего контроля (NDI) готовых композитных деталей. Петрос Карапапас, главный инженер Meggitt (Лафборо, Великобритания), сказал: «Наша цель — свести к минимуму время и трудозатраты, необходимые для постпроизводственного контроля будущих компонентов по мере перехода к цифровому производству».Совместная работа Центра материалов (NCC, Бристоль, Великобритания) для демонстрации мониторинга кольца Solvay (Alpharetta, Джорджия, США) EP 2400 во время RTM с использованием линейного диэлектрического датчика, разработанного в Университете Крэнфилда (Кранфилд, Великобритания) Течение и отверждение оксирезины для 1,3 м в длину, 0,8 м в ширину и 0,4 м в глубину композитный корпус для теплообменника двигателя коммерческого самолета. тестирование каждой детали», — сказал Карапапас. «Сейчас мы изготавливаем тестовые панели рядом с этими деталями RTM, а затем проводим механические испытания для проверки цикла отверждения.Но с этим датчиком в этом нет необходимости».
Зонд Collo погружается в емкость для смешивания краски (зеленый круг вверху), чтобы определить, когда смешивание завершено, что экономит время и энергию. Изображение предоставлено: ColloidTek Oy
«Наша цель — не стать еще одним лабораторным устройством, а сосредоточиться на производственных системах», — говорит Матти Ярвеляйнен, генеральный директор и основатель ColloidTek Oy (Коло, Тампере, Финляндия). Блог CW «Fingerprint Liquids for Composites» за январь 2022 г. сочетание датчиков электромагнитного поля (ЭМП), обработки сигналов и анализа данных для измерения «отпечатков пальцев» любой жидкости, такой как мономеры, смолы или клеи. «Мы предлагаем новую технологию, которая обеспечивает прямую обратную связь в режиме реального времени, поэтому вы можете лучше понимать, как на самом деле работает ваш процесс, и реагировать, когда что-то идет не так», — говорит Ярвеляйнен. «Наши датчики преобразуют данные в режиме реального времени в понятные и действенные физические величины, такие как реологическая вязкость, которые позволяют оптимизировать процесс.Например, вы можете сократить время смешивания, поскольку четко видите, когда смешивание завершено.Поэтому с помощью You можно повысить производительность, сэкономить энергию и сократить количество брака по сравнению с менее оптимизированной обработкой».
Цель № 2: Расширить знания о процессах и визуализацию. Для таких процессов, как агрегация, Ярвеляйнен говорит: «Вы не видите много информации только на одном снимке.Вы просто берете образец и идете в лабораторию и смотрите, что было несколько минут или часов назад.Это как ехать по шоссе, каждый час открывай глаза на минуту и пытайся предсказать, куда ведет дорога».Саузе соглашается, отмечая, что сенсорная сеть, разработанная в CosiMo, «помогает нам получить полную картину процесса и поведения материала.Мы можем видеть локальные эффекты в процессе, в ответ на изменения толщины детали или встроенных материалов, таких как пенопласт.Мы пытаемся предоставить информацию о том, что на самом деле происходит в пресс-форме.Это позволяет нам определять различную информацию, такую как форма фронта потока, приход каждой части времени и степень агрегации в каждом месте расположения датчика».
Collo работает с производителями эпоксидных клеев, красок и даже пива, чтобы создать профили процессов для каждой произведенной партии. Теперь каждый производитель может просматривать динамику своего процесса и задавать более оптимизированные параметры с оповещениями, чтобы вмешаться, когда партии не соответствуют спецификации. стабилизировать и улучшить качество.
Видео фронта потока в детали CosiMo (вход для впрыска — белая точка в центре) в зависимости от времени, основанное на данных измерений от сети датчиков в форме. Изображение предоставлено: проект CosiMo, DLR ZLP Аугсбург, Университет Аугсбург
«Я хочу знать, что происходит во время изготовления детали, а не открывать коробку и смотреть, что происходит потом», — говорит Карапапас из Meggitt. для проверки отверждения смолы».Использование всех шести типов датчиков, описанных ниже (не исчерпывающий список, только небольшой выбор, поставщики тоже), может контролировать отверждение/полимеризацию и поток смолы. Некоторые датчики имеют дополнительные возможности, а комбинированные типы датчиков могут расширить возможности отслеживания и визуализации. во время формования композита. Это было продемонстрировано во время CosiMo, в котором использовались ультразвуковые, диэлектрические и пьезорезистивные датчики в режиме In-Mode для измерения температуры и давления от Kistler (Винтертур, Швейцария).
Цель № 3: Сокращение времени цикла. Датчики Collo могут измерять однородность двухкомпонентной быстроотверждаемой эпоксидной смолы по мере того, как части A и B смешиваются и впрыскиваются во время RTM, а также в каждом месте формы, где размещаются такие датчики. смолы с более быстрым отверждением для таких применений, как городская воздушная мобильность (UAM), которые обеспечат более быстрые циклы отверждения по сравнению с современными однокомпонентными эпоксидными смолами, такими как RTM6.
Датчики Collo также могут отслеживать и визуализировать дегазацию, впрыскивание и отверждение эпоксидной смолы, а также завершение каждого процесса. Окончательное отверждение и другие процессы, основанные на фактическом состоянии обрабатываемого материала (в отличие от традиционных рецептов времени и температуры), называется управлением состоянием материала. (МСМ). Такие компании, как AvPro (Норман, Оклахома, США), на протяжении десятилетий используют МСМ для отслеживания изменений в материалах деталей и процессах, поскольку он преследует конкретные цели по температуре стеклования (Tg), вязкости, полимеризации и/или кристаллизация. Например, сеть датчиков и цифровой анализ в CosiMo использовались для определения минимального времени, необходимого для нагрева RTM-пресса и формы, и было обнаружено, что 96% максимальной полимеризации достигается за 4,5 минуты.
Поставщики диэлектрических датчиков, такие как Lambient Technologies (Кембридж, Массачусетс, США), Netzsch (Зельб, Германия) и Synthesites (Уккле, Бельгия), также продемонстрировали свою способность сокращать время цикла. Научно-исследовательский проект Synthesites с производителями композитов Hutchinson (Париж, Франция) ) и Bombardier Belfast (теперь Spirit AeroSystems (Белфаст, Ирландия)) сообщает, что на основе измерений сопротивления смолы и температуры в режиме реального времени с помощью блока сбора данных Optimold и программного обеспечения Optiview преобразуется в расчетную вязкость и Tg. «Производители могут видеть Tg в режиме реального времени, поэтому они могут решить, когда остановить цикл отверждения», — объясняет Никос Пантелелис, директор Synthesites. «Им не нужно ждать завершения цикла переноса, который длится дольше, чем необходимо.Например, традиционный цикл для RTM6 представляет собой 2-часовое полное отверждение при 180°C.Мы видели, что это может быть сокращено до 70 минут в некоторых геометриях.Это также было продемонстрировано в проекте INNOTOOL 4.0 (см. «Ускорение RTM с помощью датчиков теплового потока»), где использование датчика теплового потока сократило цикл отверждения RTM6 со 120 до 90 минут.
Цель № 4: Замкнутый цикл управления адаптивными процессами. Конечная цель проекта CosiMo — автоматизация замкнутого цикла управления при производстве композитных деталей. Это также является целью проектов ZAero и iComposite 4.0, о которых сообщает CW в 2020 г. (снижение затрат на 30–50 %). Обратите внимание, что они включают разные процессы — автоматизированное размещение препреговой ленты (ZAero) и предварительное формование распылением волокна по сравнению с T-RTM высокого давления в CosiMo для RTM с быстроотверждаемой эпоксидной смолой (iComposite 4.0). Все В этих проектах используются датчики с цифровыми моделями и алгоритмами для моделирования процесса и прогнозирования результата готовой детали.
Саузе объяснил, что управление технологическим процессом можно рассматривать как серию шагов. Первый шаг заключается в интеграции датчиков и технологического оборудования, сказал он, «чтобы визуализировать то, что происходит в черном ящике, и какие параметры использовать.Другие несколько шагов, возможно, половина управления с обратной связью, — это возможность нажать кнопку остановки, чтобы вмешаться, настроить процесс и предотвратить бракованные детали.В качестве последнего шага вы можете разработать цифрового двойника, который может быть автоматизирован, но также требует инвестиций в методы машинного обучения».В CosiMo эта инвестиция позволяет датчикам передавать данные в цифровой двойник. Анализ краев (расчеты, выполняемые на краю производственной линии, по сравнению с расчетами из центрального хранилища данных) затем используется для прогнозирования динамики фронта потока, объемного содержания волокна в текстильной заготовке. и потенциальные сухие пятна. «В идеале, вы можете установить настройки, чтобы включить управление с обратной связью и настройку в процессе», — сказал Саузе. «Они будут включать такие параметры, как давление впрыска, давление в пресс-форме и температура.Вы также можете использовать эту информацию для оптимизации вашего материала».
При этом компании используют датчики для автоматизации процессов. Например, Synthesites работает со своими клиентами над интеграцией датчиков с оборудованием для закрытия входа смолы после завершения инфузии или включения термопресса при достижении целевого отверждения.
Ярвеляйнен отмечает, что для того, чтобы определить, какой датчик лучше всего подходит для каждого случая использования, «вам нужно понимать, какие изменения в материале и процессе вы хотите отслеживать, а затем у вас должен быть анализатор».Анализатор получает данные, собранные опросчиком или блоком сбора данных.необработанные данные и преобразовывать их в информацию, которую может использовать производитель». На самом деле вы видите много компаний, интегрирующих датчики, но затем они ничего не делают с данными», — сказал Саус. сбора данных, а также архитектуру хранения данных для обработки данных».
«Конечные пользователи не просто хотят видеть необработанные данные, — говорит Ярвеляйнен. — Они хотят знать: «Оптимизирован ли процесс?». Когда можно будет сделать следующий шаг?» Для этого вам нужно объединить несколько датчиков. для анализа, а затем использовать машинное обучение для ускорения процесса».Этот подход к анализу краев и машинному обучению, используемый командой Collo и CosiMo, может быть достигнут с помощью карт вязкости, численных моделей фронта потока смолы и визуализации возможности в конечном итоге контролировать параметры процесса и оборудование.
Optimold — это анализатор, разработанный Synthesites для своих диэлектрических датчиков. Управляемый программным обеспечением Synthesites Optiview, модуль Optimold использует измерения температуры и сопротивления смолы для расчета и отображения графиков в реальном времени для мониторинга состояния смолы, включая соотношение компонентов смеси, химическое старение, вязкость, Tg. и степень отверждения. Его можно использовать в процессах препрега и формования жидкости. Отдельный блок Optiflow используется для мониторинга потока. Компания Synthesites также разработала симулятор отверждения, который не требует датчика отверждения в форме или детали, а вместо этого использует датчик отверждения. датчик температуры и образцы смолы/препрега в этом блоке анализатора. «Мы используем этот современный метод для инфузии и отверждения клея для производства лопастей ветряных турбин», — сказал Никос Пантелелис, директор Synthesites.
В системы управления технологическим процессом Synthesites интегрированы датчики, блоки сбора данных Optiflow и/или Optimold, а также программное обеспечение OptiView и/или Online Resin Status (ORS). Изображение предоставлено: Synthesites, отредактировано The CW.
Поэтому большинство поставщиков датчиков разработали свои собственные анализаторы, некоторые из которых используют машинное обучение, а некоторые нет. Но производители композитных материалов могут также разрабатывать свои собственные пользовательские системы или покупать готовые инструменты и модифицировать их для удовлетворения конкретных потребностей. Однако возможности анализаторов ограничены. нужно учитывать только один фактор. Есть много других.
Контакт также является важным фактором при выборе используемого датчика. Возможно, датчик должен находиться в контакте с материалом, опросным устройством или и тем, и другим. Например, датчики теплового потока и ультразвуковые датчики можно вставлять в форму RTM на расстоянии 1–20 мм от поверхность – точный контроль не требует контакта с материалом в форме. Ультразвуковые датчики также могут опрашивать детали на разной глубине в зависимости от используемой частоты. Электромагнитные датчики Collo также могут считывать глубину жидкостей или деталей – 2-10 см, в зависимости по частоте допроса – и через неметаллические емкости или инструменты, контактирующие со смолой.
Однако магнитные микропровода (см. «Бесконтактный мониторинг температуры и давления внутри композитов») в настоящее время являются единственными датчиками, способными опрашивать композиты на расстоянии 10 см. Это связано с тем, что он использует электромагнитную индукцию для получения отклика датчика, который встроен в композитный материал. Микропроводной датчик AvPro ThermoPulse, встроенный в адгезивный связующий слой, был опрошен через ламинат из углеродного волокна толщиной 25 мм для измерения температуры в процессе склеивания. Поскольку диаметр микропроводов составляет 3-70 микрон, они не влияют на характеристики композита или соединительной линии. При немного большем диаметре 100-200 микрон волоконно-оптические датчики также могут быть встроены без ухудшения структурных свойств. Однако, поскольку для измерения используется свет, волоконно-оптические датчики должны иметь проводное соединение с опросчик. Аналогичным образом, поскольку диэлектрические датчики используют напряжение для измерения свойств смолы, они также должны быть подключены к опросчику, ибольшинство из них также должны находиться в контакте со смолой, за которой они наблюдают.
Датчик Collo Probe (вверху) можно погружать в жидкости, в то время как Collo Plate (внизу) устанавливается в стенку сосуда/смесительного сосуда или технологического трубопровода/линии подачи. Изображение предоставлено: ColloidTek Oy
Температурная способность датчика является еще одним ключевым фактором. Например, большинство стандартных ультразвуковых датчиков обычно работают при температурах до 150 ° C, но детали из CosiMo необходимо формовать при температурах выше 200 ° C. Таким образом, UNA пришлось разработать ультразвуковой датчик с такой возможностью. Одноразовые диэлектрические датчики Lambient можно использовать на поверхностях деталей при температуре до 350°C, а многоразовые вплавляемые датчики можно использовать при температуре до 250°C. Компания RV Magnetics (Кошице, Словакия) разработала его микропроводной датчик для композитных материалов, который может выдерживать отверждение при температуре 500°C. Хотя сама сенсорная технология Collo не имеет теоретического предела температуры, защитный экран из закаленного стекла для пластины Collo и новый корпус из полиэфирэфиркетона (PEEK) для зонда Collo протестированы. По словам Ярвеляйнена, для непрерывной работы при 150°C. Тем временем PhotonFirst (Алкмар, Нидерланды) использовала полиимидное покрытие для обеспечения рабочей температуры 350°C для своего оптоволоконного датчика для проекта SuCoHS.т. д., для устойчивого и экономичного высокотемпературного композита.
Еще один фактор, который следует учитывать, особенно при установке, заключается в том, измеряет ли датчик в одной точке или представляет собой линейный датчик с несколькими точками измерения. Например, волоконно-оптические датчики Com&Sens (Eke, Бельгия) могут иметь длину до 100 метров и характеристики до 40 точек измерения волоконной брэгговской решетки (ВБР) с минимальным расстоянием 1 см. Эти датчики использовались для мониторинга состояния конструкции (SHM) композитных мостов длиной 66 метров и мониторинга потока смолы во время заливки больших настилов мостов. Установка отдельные точечные датчики для такого проекта потребуют большого количества датчиков и много времени на установку. NCC и Университет Крэнфилда заявляют об аналогичных преимуществах своих линейных диэлектрических датчиков. По сравнению с одноточечными диэлектрическими датчиками, предлагаемыми Lambient, Netzsch и Synthesites, « С помощью нашего линейного датчика мы можем непрерывно контролировать поток смолы по всей длине, что значительно сокращает количество датчиков, необходимых для детали или инструмента».
AFP NLR для волоконно-оптических датчиков В 8-й канал головки Coriolis AFP встроен специальный блок для размещения четырех массивов волоконно-оптических датчиков в высокотемпературной композитной испытательной панели, армированной углеродным волокном. Изображение предоставлено: SuCoHS Project, NLR
Линейные датчики также помогают автоматизировать установку. В рамках проекта SuCoHS компания Royal NLR (Голландский аэрокосмический центр, Маркнесс) разработала специальный блок, интегрированный в 8-канальную головку автоматизированного размещения волокон (AFP) компании Coriolis Composites (Queven, Франция) для встраивания четырех массивов (Queven, Франция). отдельные волоконно-оптические линии), каждая с 5-6 датчиками FBG (PhotonFirst предлагает в общей сложности 23 датчика), в тестовых панелях из углеродного волокна. длинные для большинства композитных микропроводов], но автоматически размещаются непрерывно при производстве арматуры», — сказал Ратислав Варга, соучредитель RV Magnetics.«У вас есть микропровод длиной 1 км.мотков нити и подавать их на завод по производству арматуры без изменения способа изготовления арматуры».Тем временем Com&Sens работает над автоматизированной технологией для встраивания волоконно-оптических датчиков в процесс намотки нити в сосудах под давлением.
Из-за своей способности проводить электричество углеродное волокно может вызвать проблемы с диэлектрическими датчиками. В диэлектрических датчиках используются два электрода, расположенных близко друг к другу. «Если волокна перекрывают электроды, они замыкают датчик», — объясняет основатель Lambient Хуан Ли. В этом случае используйте фильтр. «Фильтр пропускает смолу через датчики, но изолирует их от углеродного волокна».В линейном диэлектрическом датчике, разработанном Университетом Крэнфилда и NCC, используется другой подход, включающий две витые пары медных проводов. При подаче напряжения между проводами создается электромагнитное поле, которое используется для измерения импеданса смолы. Провода имеют покрытие. с изолирующим полимером, который не влияет на электрическое поле, но предотвращает короткое замыкание углеродного волокна.
Конечно, стоимость также является проблемой. Com&Sens заявляет, что средняя стоимость одной точки измерения ВБР составляет 50-125 евро, что может снизиться примерно до 25-35 евро при использовании в партиях (например, для 100 000 сосудов под давлением). лишь часть текущей и прогнозируемой производственной мощности композитных сосудов под давлением, см. статью CW о водороде за 2021 год.) Карапапас из Meggitt говорит, что он получил предложения на оптоволоконные линии с датчиками FBG в среднем по 250 фунтов стерлингов за датчик (≈300 евро за датчик). опросчик стоит около 10 000 фунтов стерлингов (12 000 евро). «Протестированный нами линейный диэлектрический датчик был больше похож на провод с покрытием, который можно купить в готовом виде», — добавил он. «Интеррогатор, который мы используем», — добавляет Алекс Скордос, читатель ( старший научный сотрудник) в Composites Process Science в Крэнфилдском университете, «это анализатор импеданса, который очень точен и стоит не менее 30 000 фунтов стерлингов [≈ 36 000 евро]. Но NCC использует гораздо более простой опросчик, который в основном состоит из стандартных модулей от коммерческой компании Advise Deta [Бедфорд, Великобритания]».Компания Synthesites предлагает 1190 евро за вплавляемые датчики и 20 евро за одноразовые/частичные датчики. необходима поддержка, сказал Пантелелис, добавив, что производители ветряных лопастей экономят 1,5 часа за цикл, добавляют лопасти на каждую линию в месяц и сокращают потребление энергии на 20 процентов, а окупаемость инвестиций составляет всего четыре месяца.
Компании, использующие датчики, получат преимущество по мере развития цифрового производства композитов 4.0. Например, говорит Грегуар Бодуэн, директор по развитию бизнеса Com&Sens, «Поскольку производители сосудов под давлением пытаются снизить вес, использование материалов и стоимость, они могут использовать наши датчики для оправдания их конструкции и отслеживать производство по мере того, как к 2030 году они достигают требуемого уровня. Те же датчики, которые используются для оценки уровней деформации в слоях во время намотки и отверждения нити, могут также контролировать целостность резервуара в течение тысяч циклов заправки топливом, прогнозировать необходимое техническое обслуживание и повторно сертифицировать в конце проектирования. жизнь.Мы можем. Для каждого произведенного композитного сосуда высокого давления предоставляется пул данных цифрового двойника, и решение также разрабатывается для спутников».
Внедрение цифровых двойников и потоков Com&Sens сотрудничает с производителем композитных материалов, чтобы использовать его волоконно-оптические датчики для обеспечения потока цифровых данных в процессе проектирования, производства и обслуживания (справа) для поддержки цифровых идентификационных карт, поддерживающих цифровой двойник каждой изготовленной детали (слева). Изображение предоставлено: Com&Sens и рисунок 1, «Проектирование с использованием цифровых потоков» В. Сингха, К. Уилкокса.
Таким образом, данные датчиков поддерживают цифрового двойника, а также цифровую цепочку, охватывающую проектирование, производство, обслуживание и устаревание. При анализе с использованием искусственного интеллекта и машинного обучения эти данные возвращаются в процесс проектирования и обработки, повышая производительность и устойчивость. также изменил способ совместной работы цепочек поставок. Например, производитель клеев Kiilto (Тампере, Финляндия) использует датчики Collo, чтобы помочь своим клиентам контролировать соотношение компонентов A, B и т. д. в своем оборудовании для смешивания многокомпонентных клеев». Kiilto теперь может подбирать состав своих клеев для отдельных клиентов, — говорит Ярвеляйнен, — но это также позволяет Kiilto понять, как смолы взаимодействуют в процессах клиентов и как клиенты взаимодействуют со своей продукцией, что меняет способ поставки.Цепи могут работать вместе».
OPTO-Light использует датчики Kistler, Netzsch и Synthesites для контроля за отверждением термопластичных эпоксидных деталей из углепластика. Изображение предоставлено: AZL
Датчики также поддерживают инновационные комбинации новых материалов и процессов. Как описано в статье CW 2019 года о проекте OPTO-Light (см. «Термопластичные термореактивные полимеры для литья под давлением, 2-минутный цикл, одна батарея»), AZL Aachen (Аахен, Германия) использует двухэтапный процесс горизонтального сжатия одного препрега из углеродного волокна / эпоксидной смолы To (UD), а затем формования с 30% армированным коротким стекловолокном PA6. Ключевым моментом является только частичное отверждение препрега, чтобы оставшаяся реакционная способность эпоксидной смолы могла обеспечить соединение с термопластом. .AZL использует анализаторы Optimold и Netzsch DEA288 Epsilon с диэлектрическими датчиками Synthesites и Netzsch, а также внутриформные датчики Kistler и программное обеспечение DataFlow для оптимизации литья под давлением. понять состояние отверждения, чтобы добиться хорошего соединения с многослойным термопластичным литьем», — объясняет инженер-исследователь AZL Ричард Шарес.«В будущем процесс может быть адаптивным и интеллектуальным, вращение процесса запускается сигналами датчиков».
Однако существует фундаментальная проблема, говорит Ярвеляйнен, «это непонимание клиентами того, как интегрировать эти различные датчики в свои процессы.У большинства компаний нет специалистов по датчикам».В настоящее время путь вперед требует, чтобы производители датчиков и клиенты обменивались информацией туда и обратно. Такие организации, как AZL, DLR (Аугсбург, Германия) и NCC, развивают опыт работы с несколькими датчиками. компаний, которые предлагают интеграцию датчиков и услуги цифровых двойников. может размещать машины, запускать проекты и учиться интегрировать новые решения ИИ».
Карапапас сказал, что демонстрация диэлектрического датчика Meggitt в NCC была лишь первым шагом в этом направлении. «В конечном счете, я хочу контролировать свои процессы и рабочие процессы и вводить их в нашу ERP-систему, чтобы я заранее знал, какие компоненты производить, какие люди мне нужны. нужно и какие материалы заказать.Развивается цифровая автоматизация».
Добро пожаловать в онлайн-издание SourceBook, которое соответствует ежегодному печатному изданию CompositesWorld Руководства для покупателей индустрии композитов SourceBook.
Spirit AeroSystems внедряет интеллектуальный дизайн Airbus для центрального фюзеляжа и передних лонжеронов A350 в Кингстоне, Северная Каролина
Время публикации: 20 мая 2022 г.
