Davamlılıq axtarışında sensorlar dövriyyə vaxtlarını, enerji istifadəsini və tullantıları azaldır, qapalı dövrə prosesinə nəzarəti avtomatlaşdırır və biliyi artırır, ağıllı istehsal və strukturlar üçün yeni imkanlar açır.#sensors #sutainability #SHM
Solda (yuxarıdan aşağıya) sensorlar: istilik axını (TFX), qəlibdəxili dielektriklər (Lambient), ultrasəs (Augsburg Universiteti), birdəfəlik istifadə olunan dielektriklər (Sintezlər) və pennies və termocütlər arasında Microwire (AvPro). Qrafiklər (yuxarı, saat yönünde): Collo dielektrik sabiti (CP) və Collo ion özlülüyünə (CIV), qatran zamana qarşı müqavimət (Sintezlər) və elektromaqnit sensorlardan istifadə edərək implantasiya edilmiş kaprolaktam preformlarının rəqəmsal modeli (CosiMo layihəsi, DLR ZLP, Augsburg Universiteti).
Qlobal sənaye COVID-19 pandemiyasından çıxmağa davam etdikcə o, tullantıların və resursların (enerji, su və materiallar kimi) istehlakının azaldılmasını tələb edən davamlılığı prioritetləşdirməyə keçdi. Nəticədə istehsal daha səmərəli və daha ağıllı olmalıdır. .Ancaq bu məlumat tələb edir. Kompozitlər üçün bu məlumatlar haradan gəlir?
CW-nin 2020 Composites 4.0 seriyalı məqalələrində təsvir olunduğu kimi hissələrin keyfiyyətini və istehsalını yaxşılaşdırmaq üçün lazım olan ölçmələri və bu ölçmələrə nail olmaq üçün lazım olan sensorları müəyyən etmək ağıllı istehsalda ilk addımdır. 2020 və 2021-ci illərdə CW sensorlar - dielektrik haqqında məlumat verdi. sensorlar, istilik axını sensorları, fiber optik sensorlar və ultrasəsdən istifadə edən kontaktsız sensorlar və elektromaqnit dalğaları—həmçinin öz imkanlarını nümayiş etdirən layihələr (CW-nin onlayn sensor məzmun dəstinə baxın). Bu məqalə kompozit materiallarda istifadə olunan sensorlar, onların vəd edilən faydaları və çətinlikləri və hazırlanmaqda olan texnoloji mənzərəni müzakirə etməklə bu hesabata əsaslanır. kompozit sənayesində liderlər kimi ortaya çıxanlar artıq bu məkanı araşdırır və naviqasiya edirlər.
CosiMo-da sensor şəbəkəsi T-RTM üçün Qapaq nümayiş etdiricisi üçün 74 sensordan ibarət şəbəkə – onlardan 57-si Auqsburq Universitetində hazırlanmış ultrasəs sensorlarıdır (sağda göstərilir, qəlibin yuxarı və aşağı hissəsində açıq mavi nöqtələr) termoplastik kompozit batareyalar üçün qəlibləmə CosiMo layihəsi. Şəkil krediti: CosiMo layihəsi, DLR ZLP Augsburg, Universiteti Auqsburq
Məqsəd №1: Pulunuza qənaət edin. The CW-nin 2021-ci ilin dekabr ayında dərc edilmiş bloqunda “Kompozit prosesin optimallaşdırılması və idarə edilməsi üçün xüsusi ultrasəs sensorları” Augsburg Universitetində (UNA, Auqsburq, Almaniya) CosiMo üçün 74 sensordan ibarət şəbəkənin yaradılması üzrə işi təsvir edir. EV batareya örtüyü nümayiş etdiricisinin istehsalı layihəsi (ağıllı nəqliyyatda kompozit materiallar). Hissə termoplastikdən istifadə etməklə hazırlanır. kaprolaktam monomerini in situ olaraq poliamid 6 (PA6) kompozitinə polimerləşdirən qatran ötürücü qəlibləmə (T-RTM). Markus Sause, UNA-nın professoru və Auqsburqda UNA-nın Süni İntellekt (AI) İstehsalat Şəbəkəsinin rəhbəri, sensorların niyə bu qədər vacib olduğunu izah edir. : “Təklif etdiyimiz ən böyük üstünlük emal zamanı qara qutunun içərisində baş verənlərin vizuallaşdırılmasıdır. Hal-hazırda, əksər istehsalçıların buna nail olmaq üçün məhdud sistemləri var. Məsələn, böyük aerokosmik hissələri hazırlamaq üçün qatran infuziyasından istifadə edərkən çox sadə və ya xüsusi sensorlardan istifadə edirlər. Əgər infuziya prosesi səhv gedirsə, sizdə əsasən böyük bir qırıntı var. Ancaq istehsal prosesində nəyin səhv olduğunu və niyə baş verdiyini anlamaq üçün həll yollarınız varsa, onu düzəldə və düzəldə bilərsiniz, bu da sizə çoxlu pula qənaət edir.”
Termocütlər avtoklavda və ya sobada qurudulma zamanı kompozit laminatların temperaturunu izləmək üçün onilliklər ərzində istifadə edilən "sadə və ya xüsusi sensor" nümunəsidir. Onlar hətta sobalarda və ya istilik örtüklərində temperaturu idarə etmək üçün kompozit təmir yamaqlarını müalicə etmək üçün istifadə olunur. termal bağlayıcılar.Qətran istehsalçıları müalicəni inkişaf etdirmək üçün zaman və temperaturla qatran özlülüyündəki dəyişiklikləri izləmək üçün laboratoriyada müxtəlif sensorlardan istifadə edirlər. formulasiyalar. Lakin ortaya çıxan, bir çox parametrlərə (məsələn, temperatur və təzyiq) və materialın vəziyyətinə (məsələn, özlülük, aqreqasiya, kristallaşma) əsaslanaraq, istehsal prosesini yerində görüntüləyə və idarə edə bilən sensor şəbəkəsidir.
Məsələn, CosiMo layihəsi üçün hazırlanmış ultrasəs sensoru hazır kompozit hissələrin dağıdıcı yoxlanışının (NDI) əsas dayağına çevrilmiş ultrasəs yoxlaması ilə eyni prinsiplərdən istifadə edir. Petros Karapapas, Meggitt şirkətinin baş mühəndisi (Loughborough, Böyük Britaniya), dedi: “Məqsədimiz rəqəmsal istiqamətə doğru irəlilədikcə gələcək komponentlərin istehsaldan sonra yoxlanılması üçün tələb olunan vaxtı və əməyi minimuma endirməkdir. istehsal”. Cranfield Universitetində (Krenfild, Böyük Britaniya) hazırlanmış xətti dielektrik sensordan istifadə edərək RTM zamanı Solvay (Alpharetta, GA, ABŞ) EP 2400 halqasının monitorinqini nümayiş etdirmək üçün Materiallar Mərkəzi (NCC, Bristol, Böyük Britaniya) əməkdaşlıq edir. Ticarət üçün uzunluğu 1,3 m, eni 0,8 m və dərinliyi 0,4 m olan kompozit qabıq təyyarə mühərrikinin istilik dəyişdiricisi. "Daha yüksək məhsuldarlıqla daha böyük montajların necə ediləcəyini nəzərdən keçirdikcə, hər bir hissədə bütün ənənəvi emal sonrası yoxlamaları və sınaqları həyata keçirməyə imkanımız yox idi" dedi Karapapas."Hal-hazırda test edirik. panelləri bu RTM hissələrinin yanında yerləşdirin və sonra müalicə dövrünü təsdiqləmək üçün mexaniki sınaqdan keçirin. Amma bu sensorla buna ehtiyac yoxdur”.
Collo Probe, vaxta və enerjiyə qənaət edərək qarışdırmanın tamamlandığını aşkar etmək üçün boya qarışdıran qaba (yuxarıda yaşıl dairə) batırılır. Şəkil krediti: ColloidTek Oy
ColloidTek Oy (Kolo, Tampere, Finlandiya) şirkətinin baş direktoru və təsisçisi Matti Järveläinen deyir: "Məqsədimiz başqa bir laboratoriya cihazı olmaq deyil, istehsal sistemlərinə diqqət yetirməkdir". hər hansı bir mayenin "barmaq izini" ölçmək üçün elektromaqnit sahəsi (EMF) sensorları, siqnal emalı və məlumatların təhlili kombinasiyası monomerlər, qatranlar və ya yapışdırıcılar kimi ."Bizim təklif etdiyimiz şey real vaxtda birbaşa rəy təmin edən yeni texnologiyadır ki, siz prosesinizin əslində necə işlədiyini daha yaxşı başa düşə və işlər səhv gedəndə reaksiya verə bilərsiniz". -vaxt məlumatları prosesin optimallaşdırılmasına imkan verən reoloji özlülük kimi başa düşülən və hərəkətə gətirilə bilən fiziki kəmiyyətlərə. Məsələn, qarışdırma vaxtını qısalda bilərsiniz, çünki qarışdırma tamamlandığında aydın şəkildə görə bilərsiniz. Buna görə də, Siz məhsuldarlığı artıra, enerjiyə qənaət edə və daha az optimallaşdırılmış emal ilə müqayisədə qırıntıları azalda bilərsiniz."
Məqsəd №2: Proses biliklərini və vizuallaşdırmanı artırın. Aqreqasiya kimi proseslər üçün Järveläinen deyir: “Siz sadəcə bir şəkildən çox məlumat görmürsünüz. Siz sadəcə bir nümunə götürürsünüz və laboratoriyaya girirsiniz və dəqiqələr və ya saatlar əvvəl necə olduğuna baxırsınız. Bu, magistral yolda sürmək kimidir, hər saat gözlərinizi bir dəqiqə açın və yolun hara getdiyini təxmin etməyə çalışın”. Sause razılaşır və qeyd edir ki, CosiMo-da hazırlanmış sensor şəbəkəsi “bizə proses və material davranışı haqqında tam təsəvvür əldə etməyə kömək edir. Parça qalınlığında dəyişikliklərə və ya köpük nüvəsi kimi inteqrasiya olunmuş materiallara cavab olaraq prosesdə yerli təsirləri görə bilərik. Etməyə çalışdığımız şey əslində qəlibdə baş verənlər haqqında məlumat verməkdir. Bu, bizə axın cəbhəsinin forması, hər bir part-timenın gəlməsi və hər sensor yerində yığılma dərəcəsi kimi müxtəlif məlumatları müəyyən etməyə imkan verir”.
Collo istehsal olunan hər partiya üçün proses profilləri yaratmaq üçün epoksi yapışdırıcılar, boyalar və hətta pivə istehsalçıları ilə işləyir. İndi hər bir istehsalçı öz prosesinin dinamikasına baxa və partiyalar spesifikasiyadan kənar olduqda müdaxilə etmək üçün xəbərdarlıqlarla daha optimallaşdırılmış parametrlər təyin edə bilər. Bu kömək edir. sabitləşdirmək və keyfiyyətini artırmaq.
Qəlibdaxili sensor şəbəkəsindən alınan ölçmə məlumatlarına əsaslanan zaman funksiyası kimi CosiMo hissəsində (inyeksiya girişi mərkəzdəki ağ nöqtədir) axın cəbhəsinin videosu. Şəkil krediti: CosiMo layihəsi, DLR ZLP Augsburg, Universiteti Auqsburq
Meggittin Karapapas deyir: "Mən hissənin istehsalı zamanı nə baş verdiyini bilmək istəyirəm, qutunu açıb sonra nə baş verdiyini görmək istəyirəm."Kranfildin dielektrik sensorlarından istifadə edərək hazırladığımız məhsullar bizə yerində olan prosesi görməyə imkan verdi və biz də bacardıq. qatranın bərkidiyini yoxlamaq üçün.” Aşağıda təsvir edilən altı növ sensorun hamısından istifadə etməklə (tam siyahı deyil, sadəcə kiçik seçim, təchizatçılar da) müalicə/polimerləşmə və qatran axınına nəzarət edə bilər. Bəzi sensorlar əlavə imkanlara malikdir və birləşmiş sensor növləri izləmə və vizuallaşdırma imkanlarını genişləndirə bilər. kompozit qəlibləmə zamanı. Bu, temperatur və təzyiq üçün ultrasəs, dielektrik və pyezorezistiv rejimdə sensorlardan istifadə edən CosiMo zamanı nümayiş etdirilib. Kistler tərəfindən ölçmələr (Vintertur, İsveçrə).
Məqsəd №3: Döngü vaxtını azaldın. Collo sensorları iki hissədən ibarət tez bərkidilən epoksinin vahidliyini ölçə bilər, çünki A və B hissələri RTM zamanı və belə sensorların yerləşdirildiyi qəlibin hər yerində qarışdırılır və yeridilir. Bu, aktivləşdirməyə kömək edə bilər. Urban Air Mobility (UAM) kimi tətbiqlər üçün daha sürətli bərkidici qatranlar, RTM6 kimi hazırkı bir hissəli epoksilərlə müqayisədə daha sürətli müalicə dövrlərini təmin edəcək.
Collo sensorları həmçinin epoksinin qazsızlaşdırılması, vurulması və bərkidilməsini və hər bir prosesin tamamlanmasını izləyə və görüntüləyə bilər. Emal edilən materialın faktiki vəziyyətinə (ənənəvi vaxt və temperatur reseptlərinə qarşı) əsaslanan bitirmə müalicəsinə və digər proseslərə material vəziyyətinin idarə edilməsi deyilir. (MSM). AvPro (Norman, Oklahoma, ABŞ) kimi şirkətlər hissə materiallarında və proseslərində dəyişiklikləri izləmək üçün onilliklər ərzində MSM-i izləyirlər. şüşə keçid temperaturu (Tg), özlülük, polimerləşmə və/və ya kristallaşma üçün xüsusi hədəfləri güdür. Məsələn, RTM presini və qəlibini qızdırmaq üçün tələb olunan minimum vaxtı müəyyən etmək üçün CosiMo-da sensorlar şəbəkəsi və rəqəmsal analizdən istifadə edilmişdir və aşkar edilmişdir ki, Maksimum polimerləşmənin 96%-i 4,5 dəqiqə ərzində əldə edilmişdir.
Lambient Technologies (Cambridge, MA, ABŞ), Netzsch (Selb, Almaniya) və Synthesites (Uccle, Belçika) kimi dielektrik sensor təchizatçıları da dövriyyə müddətlərini azaltmaq bacarıqlarını nümayiş etdirdilər. Sintezlərin kompozit istehsalçıları Hutchinson (Paris, Fransa) ilə Ar-Ge layihəsi. ) və Bombardier Belfast (indi Spirit AeroSystems (Belfast, İrlandiya)), Optimold məlumat toplama bölməsi və Optiview Proqramı vasitəsilə qatran müqavimətinin və temperaturun real vaxt ölçmələrinə əsaslanaraq, təxmin edilən özlülük və Tg-yə çevrildiyini bildirir. kürləmə dövrü”, - Sintezlər üzrə Direktor Nikos Pantelelis izah edir. zəruridir. Məsələn, RTM6 üçün ənənəvi dövr 180°C-də 2 saatlıq tam müalicədir. Bəzi həndəsələrdə bunun 70 dəqiqəyə qədər qısaldığını gördük. Bu, həmçinin INNOTOOL 4.0 layihəsində nümayiş etdirildi (bax “RTM-nin İstilik axını Sensorları ilə sürətləndirilməsi”), burada istilik axını sensorunun istifadəsi RTM6-nın müalicə dövrünü 120 dəqiqədən 90 dəqiqəyə qədər qısaldıb.
Məqsəd №4: Adaptiv proseslərə qapalı dövrə nəzarəti. CosiMo layihəsi üçün əsas məqsəd kompozit hissələrin istehsalı zamanı qapalı dövrə nəzarətini avtomatlaşdırmaqdır. Bu, həmçinin CW-də bildirilmiş ZAero və iComposite 4.0 layihələrinin məqsədidir. 2020 (xərclərin 30-50% azaldılması). Qeyd edək ki, bunlar müxtəlif prosesləri əhatə edir – prepreg lentinin (ZAero) və lifin avtomatlaşdırılmış şəkildə yerləşdirilməsi sürətli bərkimiş epoksi (iComposite 4.0) ilə RTM üçün CosiMo-da yüksək təzyiqli T-RTM ilə müqayisədə sprey preforminqi. Bütün bu layihələr prosesi simulyasiya etmək və bitmiş hissənin nəticəsini proqnozlaşdırmaq üçün rəqəmsal modellər və alqoritmləri olan sensorlardan istifadə edir.
Sause izah etdi ki, prosesə nəzarət bir sıra addımlar kimi qəbul edilə bilər. İlk addım sensorları və texnoloji avadanlıqları inteqrasiya etməkdir, dedi, “qara qutuda nə baş verdiyini və istifadə ediləcək parametrləri vizuallaşdırmaq üçün. Digər bir neçə addım, bəlkə də qapalı dövrəli idarəetmənin yarısı, müdaxilə etmək, prosesi tənzimləmək və rədd edilmiş hissələrin qarşısını almaq üçün dayandırma düyməsini basa bilir. Son addım olaraq, avtomatlaşdırıla bilən, eyni zamanda maşın öyrənmə metodlarına investisiya tələb edən rəqəmsal əkiz hazırlaya bilərsiniz. CosiMo-da bu investisiya sensorlara məlumatları rəqəmsal əkizlərə ötürməyə imkan verir, Edge analizi (mərkəzi məlumat deposundan hesablamalara qarşı istehsal xəttinin kənarında yerinə yetirilən hesablamalar) daha sonra axının ön dinamikasını, tekstil preformuna görə lif həcminin məzmununu proqnozlaşdırmaq üçün istifadə olunur. və potensial quru ləkələr."İdeal olaraq, prosesdə qapalı dövrə nəzarətini və tənzimləməni aktivləşdirmək üçün parametrlər qura bilərsiniz" dedi Sause."Bunlara inyeksiya kimi parametrlər daxildir. təzyiq, qəlib təzyiqi və temperatur. Siz həmçinin materialınızı optimallaşdırmaq üçün bu məlumatdan istifadə edə bilərsiniz.”
Bunu etməklə, şirkətlər prosesləri avtomatlaşdırmaq üçün sensorlardan istifadə edirlər. Məsələn, Synthesites infuziya tamamlandıqda qatran girişini bağlamaq və ya hədəf müalicəyə nail olduqda istilik presini işə salmaq üçün avadanlıqla sensorları inteqrasiya etmək üçün müştəriləri ilə işləyir.
Järveläinen qeyd edir ki, hər bir istifadə halı üçün hansı sensorun daha yaxşı olduğunu müəyyən etmək üçün “materialda və prosesdə hansı dəyişiklikləri izləmək istədiyinizi başa düşməlisiniz və sonra analizatorunuz olmalıdır”. Analizator sorğu aparan və ya məlumat toplama bölməsi tərəfindən toplanmış məlumatları əldə edir. Xam məlumatları və onu istehsalçı tərəfindən istifadə edilə bilən məlumatlara çevirin.” Siz əslində bir çox şirkətlərin sensorları birləşdirdiyini görürsünüz, lakin onlar verilənlərlə heç nə etmirlər” dedi Sause. Lazım olan şey “bir sistemdir” məlumatların əldə edilməsi, eləcə də məlumatları emal edə bilmək üçün məlumat saxlama arxitekturası.
Järveläinen deyir: "Son istifadəçilər yalnız xam datanı görmək istəmirlər."Onlar bilmək istəyirlər ki, "Proses optimallaşdırılıbmı?"" Növbəti addım nə vaxt atıla bilər?"Bunu etmək üçün bir neçə sensoru birləşdirməlisiniz. analiz üçün, sonra isə prosesi sürətləndirmək üçün maşın öyrənməsindən istifadə edin”. Collo və CosiMo komandası tərəfindən istifadə edilən bu kənar təhlili və maşın öyrənmə yanaşması özlülük xəritələri, qatran axını cəbhəsinin ədədi modelləri vasitəsilə əldə edilə bilər və nəticədə proses parametrlərinə və maşınlara nəzarət etmək qabiliyyəti vizuallaşdırılır.
Optimold dielektrik sensorları üçün Synthesites tərəfindən hazırlanmış analizatordur. Synthesites'in Optiview proqramı ilə idarə olunan Optimold qurğusu qarışıq nisbəti, kimyəvi qocalma, özlülük, Tg daxil olmaqla qatran statusuna nəzarət etmək üçün real vaxt qrafiklərini hesablamaq və göstərmək üçün temperatur və qatran müqaviməti ölçmələrindən istifadə edir. və müalicə dərəcəsi. Prepreg və maye əmələ gətirmə proseslərində istifadə edilə bilər. Axın üçün ayrıca Optiflow vahidi istifadə olunur. monitorinq.Synthesites həmçinin qəlibdə və ya hissədə bərkitmə sensoru tələb etməyən, bunun əvəzinə bu analizator bölməsində temperatur sensoru və qatran/preq nümunələrindən istifadə edən müalicəvi simulyator hazırlayıb. “Biz bu ən müasir texnologiyadan istifadə edirik. külək turbininin qanadlarının istehsalı üçün infuziya və yapışqanla bərkidilmə üsulu”, - Synthesites direktoru Nikos Pantelelis bildirib.
Sintez proseslərinə nəzarət sistemləri sensorları, Optiflow və/yaxud Optimold məlumat toplama qurğularını və OptiView və/və ya Onlayn Qatran Vəziyyəti (ORS) proqram təminatını birləşdirir. Şəkil krediti: Sintezlər, The CW tərəfindən redaktə olunub.
Buna görə də, əksər sensor təchizatçıları öz analizatorlarını inkişaf etdirmişlər, bəziləri maşın öyrənməsindən istifadə edir, bəziləri isə yox. Lakin kompozit istehsalçılar da öz fərdi sistemlərini inkişaf etdirə və ya hazır alətlər ala və xüsusi ehtiyacları ödəmək üçün onları dəyişdirə bilərlər. Bununla belə, analizator qabiliyyəti yalnız bir amil nəzərə alınmalıdır. Başqaları da çoxdur.
Hansı sensorun istifadə olunacağını seçərkən əlaqə də vacib məsələdir. Sensor material, sorğu aparan və ya hər ikisi ilə təmasda olmalıdır. Məsələn, istilik axını və ultrasəs sensorları RTM qəlibinə 1-20 mm məsafədə daxil edilə bilər. səth – dəqiq monitorinq qəlibdəki materialla təmas tələb etmir.Ultrasəs sensorlar istifadə olunan tezlikdən asılı olaraq müxtəlif dərinliklərdə hissələri də sorğulaya bilir.Collo elektromaqnit sensorlar həmçinin mayelərin və ya hissələrin dərinliyini - sorğunun tezliyindən asılı olaraq 2-10 sm - və metal olmayan qablar və ya qatranla təmasda olan alətlər vasitəsilə oxuya bilər.
Bununla belə, maqnit mikrotellər (“Kompozitlər daxilində temperaturun və təzyiqin təmassız monitorinqi”nə baxın) hazırda 10 sm məsafədə kompozitləri sorğulaya bilən yeganə sensorlardır. Bunun səbəbi sensordan cavab almaq üçün elektromaqnit induksiyasından istifadə etməsidir. kompozit materiala daxil edilmişdir.AvPro-nun ThermoPulse mikrotel sensoru, yapışdırıcıya daxil edilmişdir yapışdırma prosesi zamanı temperaturu ölçmək üçün 25 mm qalınlığında karbon lifli laminat vasitəsilə sorğu-sual edilmişdir. Mikrotellərin 3-70 mikron tüklü diametri olduğundan, onlar kompozit və ya bondline performansına təsir göstərmir. 100-dən bir qədər böyük diametrlərdə 200 mikron, fiber optik sensorlar da struktur xüsusiyyətlərini pisləşdirmədən quraşdırıla bilər. Bununla belə, onlar işıqdan istifadə etdikləri üçün Ölçmək üçün fiber optik sensorlar sorğulayıcı ilə simli əlaqəyə malik olmalıdır. Eyni şəkildə, dielektrik sensorlar qatran xüsusiyyətlərini ölçmək üçün gərginlikdən istifadə etdikləri üçün, onlar da sorğulayıcıya qoşulmalıdırlar və onların əksəriyyəti nəzarət etdikləri qatranla da təmasda olmalıdır.
Collo Probe (yuxarı) sensoru mayelərə batırıla bilər, Collo Plate (aşağı) isə qabın/qarışdıran qabın və ya proses boru kəmərinin/yem xəttinin divarında quraşdırılır. Şəkil krediti: ColloidTek Oy
Sensorun temperatur qabiliyyəti başqa bir əsas məsələdir. Məsələn, hazır ultrasəs sensorlarının əksəriyyəti adətən 150°C-yə qədər temperaturda işləyir, lakin CosiMo-da olan hissələri 200°C-dən yuxarı temperaturda formalaşdırmaq lazımdır. Buna görə də, UNA bu qabiliyyətə malik ultrasəs sensoru dizayn etməli idi. Lambient-in birdəfəlik dielektrik sensorları 350°C-ə qədər olan hissə səthlərində istifadə oluna bilər və onun təkrar istifadə edilə bilən qəlibdaxili sensorlar 250°C-ə qədər istifadə oluna bilər. RVmagnetics (Kosice, Slovakiya) 500°C-də sərtləşməyə tab gətirə bilən kompozit materiallar üçün mikrotel sensoru işləyib hazırlayıb. Collo sensor texnologiyasının özündə nəzəri temperatur həddi olmadığı halda, Collo Plate üçün temperli şüşə qalxan və Collo Probe üçün yeni polieter-terketon (PEEK) korpusu hər ikisi üçün sınaqdan keçirilir. Järveläinen-ə görə, 150°C-də davamlı iş rejimi. Bu arada, PhotonFirst (Alkmaar, Hollandiya) davamlı və sərfəli qiymətə malik SuCoHS layihəsi üçün fiber optik sensoru üçün 350°C iş temperaturu təmin etmək üçün poliimid örtükdən istifadə edib. yüksək temperaturlu kompozit.
Xüsusilə quraşdırma zamanı nəzərə alınmalı olan digər amil sensorun bir nöqtədə ölçülməsi və ya çoxlu sensor nöqtəsi olan xətti sensor olmasıdır. Məsələn, Com&Sens (Eke, Belçika) fiber optik sensorlar 100 metr uzunluğa və yüksək xüsusiyyətlərə malik ola bilər. minimum 1 sm məsafə ilə 40 fiber Bragg ızgarasına (FBG) sensor nöqtələri. Bu sensorlar 66 metr uzunluğunda struktur sağlamlığının monitorinqi (SHM) üçün istifadə edilmişdir. böyük körpü göyərtələrinin infuziyası zamanı kompozit körpülər və qatran axınının monitorinqi. Belə bir layihə üçün fərdi nöqtə sensorlarının quraşdırılması çoxlu sayda sensorlar və çoxlu quraşdırma vaxtı tələb edəcək. NCC və Cranfield Universiteti xətti dielektrik sensorları üçün oxşar üstünlükləri iddia edirlər. Lambient, Netzsch və Synthesites tərəfindən təklif olunan tək nöqtəli dielektrik sensorlar, “Xətti sensorumuzla biz qatran axınına nəzarət edə bilərik. uzunluğu boyunca davamlı olaraq, bu hissə və ya alətdə tələb olunan sensorların sayını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Fiber Optik Sensorlar üçün AFP NLR Xüsusi qurğu Coriolis AFP başlığının 8-ci kanalına dörd fiber optik sensor massivini yüksək temperaturlu, karbon lifi ilə gücləndirilmiş kompozit sınaq panelinə yerləşdirmək üçün inteqrasiya olunub. Şəkil krediti: SuCoHS Project, NLR
Xətti sensorlar həmçinin quraşdırmaların avtomatlaşdırılmasına kömək edir. SuCoHS layihəsində Royal NLR (Hollandiya Aerokosmik Mərkəzi, Marknesse) dörd massivi yerləşdirmək üçün Coriolis Composites (Queven, Fransa) şirkətinin 8-ci kanalın Avtomatlaşdırılmış Fiber Yerləşdirmə (AFP) rəhbərinə inteqrasiya olunmuş xüsusi bölmə hazırlayıb. ayrı fiber optik xətlər), hər biri 5-6 FBG sensoru ilə (PhotonFirst cəmi 23 sensor təklif edir), karbon lif sınaq panellərində. RVmagnetics öz mikrotel sensorlarını pultruded GFRP armaturuna yerləşdirib.”Naqillər kəsiklidir [əksər kompozit mikrotellər üçün 1-4 sm uzunluğunda], lakin avtomatik olaraq davamlı olaraq yerləşdirilir. armatur istehsal olunur”, - RVmagnetics-in həmtəsisçisi Ratislav Varqa bildirib. “Sizin 1 km-lik mikrotelli mikroteliniz var. filament rulonlarını düzəldin və armaturun hazırlanma üsulunu dəyişdirmədən onu armatur istehsalı müəssisəsinə verin. Bu arada, Com&Sens təzyiqli gəmilərdə filament sarma prosesi zamanı fiber-optik sensorların yerləşdirilməsi üçün avtomatlaşdırılmış texnologiya üzərində işləyir.
Elektrik cərəyanını keçirmə qabiliyyətinə görə, karbon lifi dielektrik sensorlarda problemlər yarada bilər. Dielektrik sensorlar bir-birinə yaxın yerləşdirilmiş iki elektroddan istifadə edirlər. "Əgər liflər elektrodları körpüləyirsə, onlar sensoru qısa qapanırlar" deyə Lambient qurucusu Huan Li izah edir. Bu halda filtrdən istifadə edin.” Filtr qatranın sensorlardan keçməsinə imkan verir, lakin onları karbon lifindən izolyasiya edir.” Cranfield Universiteti və NCC tərəfindən hazırlanmış xətti dielektrik sensor iki bükülmüş mis məftil də daxil olmaqla fərqli yanaşmadan istifadə edir. Gərginlik tətbiq edildikdə, naqillər arasında elektromaqnit sahəsi yaradılır və bu, qatran empedansını ölçmək üçün istifadə olunur. Tellər örtülür. elektrik sahəsinə təsir etməyən, lakin karbon lifinin qısaldılmasının qarşısını alan bir izolyasiya polimeri ilə.
Əlbəttə ki, qiymət də bir məsələdir. Com&Sens bildirir ki, hər FBG sensor nöqtəsi üçün orta qiymət 50-125 avro təşkil edir və bu, partiyalar şəklində istifadə edildikdə (məsələn, 100.000 təzyiqli gəmi üçün) 25-35 avroya düşə bilər.(Bu, Kompozit təzyiqli qabların cari və proqnozlaşdırılan istehsal gücünün yalnız bir hissəsi, CW-nin 2021-ci il məqaləsinə baxın hidrogen.) Meggittin Karapapas deyir ki, o, orta hesabla £250/sensor (≈300€/sensor) dəyərində FBG sensorları ilə fiber optik xətlər üçün təkliflər alıb, sorğulayıcının qiyməti təxminən 10.000 funt sterlinqdir (€12.000).” Bizim sınaqdan keçirdiyimiz xətti dielektrik sensor idi. daha çox rəfdən satın ala biləcəyiniz örtülmüş məftil kimi” əlavə etdi istifadə edin," Krenfild Universitetində Kompozit Proses Elmi üzrə oxucu (baş elmi işçi) Aleks Skordos əlavə edir, "çox dəqiq olan və ən azı £30,000 [≈ €36,000] dəyəri olan bir empedans analizatorudur, lakin NCC daha sadə sorğulayıcıdan istifadə edir. Bu, əsasən Advise Deta kommersiya şirkətinin hazır modullarından ibarətdir [Bedford, Böyük Britaniya]. Sintezlər qəlibdaxili sensorlar üçün €1,190 və birdəfəlik/hissəli sensorlar üçün €20 qiymətə təklif edir. Avroda Optiflow 3,900 Avro, Optimold isə 7,200 Avro qiymətindədir və bu qiymətlərə Optiview proqramı və hər hansı bir çoxlu analizatorlar üçün artan endirimlər daxildir. lazımi dəstəyi, Pantelelis, külək bıçağı istehsalçılarının dövr başına 1,5 saat qənaət etdiyini əlavə etdi. ayda bir xətt üçün bıçaqlar və yalnız dörd ay ərzində investisiyanın qaytarılması ilə enerji istifadəsini 20 faiz azaldır.
Kompozit 4.0 rəqəmsal istehsalı inkişaf etdikcə sensorlardan istifadə edən şirkətlər üstünlük əldə edəcəklər. Məsələn, Com&Sens-in Biznesin İnkişafı üzrə Direktoru Qrégoire Beauduin deyir: “Təzyiqli gəmi istehsalçıları çəki, material istifadəsini və dəyəri azaltmağa çalışdıqca, əsaslandırmaq üçün sensorlarımızdan istifadə edə bilərlər. 2030-cu ilə qədər tələb olunan səviyyələrə çatdıqca onların dizaynını və istehsalına nəzarət edin. Eyni sensorlar təbəqələrdə gərginlik səviyyələrini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. filamentin sarılması və bərkidilməsi zamanı minlərlə yanacaq doldurma dövrü ərzində çənlərin bütövlüyünə nəzarət edə, tələb olunan texniki xidmətin müddətini proqnozlaşdıra və dizayn müddətinin sonunda yenidən sertifikat verə bilər. İstehsal olunan hər bir kompozit təzyiqli gəmi üçün rəqəmsal əkiz məlumat hovuzu təmin edilir və həll peyklər üçün də hazırlanır.
Rəqəmsal əkizlərin və iplərin işə salınması Com&Sens, hazırlanmış hər bir hissənin (solda) rəqəmsal əkizini dəstəkləyən rəqəmsal şəxsiyyət vəsiqələrini dəstəkləmək üçün dizayn, istehsal və xidmət (sağda) vasitəsilə rəqəmsal məlumat axınını təmin etmək üçün fiber optik sensorlarından istifadə etmək üçün kompozit istehsalçısı ilə işləyir. Şəkil krediti: Com&Sens və Şəkil 1, V. Singh, K. Wilcox tərəfindən “Rəqəmsal mövzularla mühəndislik”.
Beləliklə, sensor məlumatları rəqəmsal əkizləri, eləcə də dizayn, istehsal, xidmət əməliyyatları və köhnəlməni əhatə edən rəqəmsal mövzunu dəstəkləyir. Süni intellekt və maşın öyrənməsindən istifadə edilərək təhlil edildikdə, bu məlumatlar dizayn və emalda performansı və davamlılığı yaxşılaşdırır. tədarük zəncirlərinin birlikdə işləmə üsulunu da dəyişdi. Məsələn, yapışqan istehsalçısı Kiilto (Tampere, Finlandiya) müştərilərinə nisbətə nəzarət etməkdə kömək etmək üçün Collo sensorlarından istifadə edir. çoxkomponentli yapışqan qarışdırma avadanlığında A, B və s. komponentlərdən ibarətdir."Kiilto indi öz yapışdırıcılarının tərkibini fərdi müştərilər üçün tənzimləyə bilər," Järveläinen deyir, "lakin bu, Kiilto-ya qatranların müştərilərin proseslərində necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini anlamağa imkan verir. , və müştərilərin məhsulları ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olması, tədarükün necə edildiyini dəyişdirir. Zəncirlər birlikdə işləyə bilər”.
OPTO-Light termoplastik qəliblənmiş epoksi CFRP hissələrinin sərtləşməsinə nəzarət etmək üçün Kistler, Netzsch və Synthesites sensorlarından istifadə edir. Şəkil krediti: AZL
Sensorlar həm də innovativ yeni material və proses kombinasiyalarını dəstəkləyir. CW-nin OPTO-Light layihəsi ilə bağlı 2019-cu il məqaləsində təsvir edilmişdir (bax: “Termoplastik Overqalibləmə Termosetləri, 2 Dəqiqəlik Döngü, Bir Batareya”), AZL Aachen (Aachen, Almaniya) iki addımlı texnologiyadan istifadə edir. tək To (UD) karbon lifi/epoksi prepreginin üfüqi sıxılması prosesi, daha sonra 30% qısa şüşə liflə gücləndirilmiş PA6 ilə qəliblənmişdir. Əsas odur ki, epoksidə qalan reaktivlik termoplastika ilə birləşməyə imkan verə bilməsi üçün prepreg yalnız qismən müalicə olunur.AZL Optimold və Netzsch DEA288 Epsilon analizatorlarından Sintezlər və Netzsch dielektrik sensorlar istifadə edir. Enjeksiyonu optimallaşdırmaq üçün Kistler qəlib daxili sensorları və DataFlow proqramı qəlibləmə.”Siz prepreg sıxılma qəlibləmə prosesini dərindən başa düşməlisiniz, çünki termoplastik kalıplama ilə yaxşı əlaqə əldə etmək üçün müalicə vəziyyətini başa düşdüyünüzə əmin olmalısınız”, - AZL tədqiqat mühəndisi Richard Schares izah edir. "Gələcəkdə proses adaptiv və ağıllı ola bilər, prosesin fırlanması sensor siqnalları tərəfindən tetiklenir."
Järveläinen deyir ki, bununla belə, əsas problem var, bu da müştərilərin bu müxtəlif sensorları öz proseslərinə necə inteqrasiya etmək barədə anlayışlarının olmamasıdır. Əksər şirkətlərdə sensor mütəxəssisləri yoxdur”. Hazırda irəliləyiş üçün sensor istehsalçıları və müştərilərin məlumat mübadiləsi tələb olunur. AZL, DLR (Auqsburq, Almaniya) və NCC kimi təşkilatlar çox sensorlu təcrübəni inkişaf etdirir. Sause UNA daxilində qruplar, eləcə də spin-off olduğunu söylədi sensor inteqrasiyası və rəqəmsal əkiz xidmətləri təklif edən şirkətlər. O əlavə etdi ki, Augsburg AI istehsal şəbəkəsi 7000 kvadratmetrlik obyekti icarəyə götürüb. Bu məqsədlə, “CosiMo-nun inkişaf planını çox geniş əhatə dairəsinə, o cümlədən sənaye tərəfdaşlarının maşın yerləşdirə, layihələr həyata keçirə və yeni AI həllərini necə inteqrasiya edəcəyini öyrənə biləcəyi əlaqəli avtomatlaşdırma hüceyrələrinə genişləndirmək.”
Carapappas dedi ki, Meggittin NCC-də dielektrik sensor nümayişi bu işdə yalnız ilk addımdır. “Nəhayət, mən öz proseslərimə və iş axınlarımı izləmək və onları ERP sistemimizə daxil etmək istəyirəm ki, hansı komponentləri istehsal edəcəyimi, hansı insanları məndən qabaqcadan bilmək istəyirəm. ehtiyac və hansı materialları sifariş etmək lazımdır. Rəqəmsal avtomatlaşdırma inkişaf edir”.
CompositesWorld-un SourceBook Composites Industry Alıcı Bələdçisinin illik çap nəşrinə uyğun gələn onlayn SourceBook-a xoş gəlmisiniz.
Spirit AeroSystems, Kingston, NC-də A350 Mərkəzi Gövdəsi və Ön Qapaqları üçün Airbus Smart Dizaynını həyata keçirir
Göndərmə vaxtı: 20 may 2022-ci il
