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 əqrəbi istiqamətində): Collo dielektrik sabiti (CP) və Collo ion özlülüyünə (CIV), qatran müqaviməti zamana qarşı (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 ultrasəs və elektromaqnit dalğalarından istifadə edən təmassız sensorlar, eləcə də onların imkanlarını nümayiş etdirən layihələr (CW-nin onlayn sensor məzmun dəstinə baxın). Bu məqalə kompozit materiallarda istifadə olunan sensorları müzakirə etməklə bu hesabata əsaslanır. materiallar, onların vəd edilən faydaları və çətinlikləri və hazırlanmaqda olan texnoloji mənzərə. Xüsusilə, kompozit sənayesində lider kimi formalaşan şirkətlər 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, Augsburg Universiteti
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 qapağı nümayiş etdiricisinin istehsalı layihəsi (ağıllı nəqliyyatda kompozit materiallar). Bu hissə kaprolaktam monomerini in situ olaraq poliamid 6 (PA6) kompozitinə polimerləşdirən termoplastik qatran köçürmə qəlibindən (T-RTM) istifadə etməklə hazırlanır. Markus Sause, professor UNA-da və UNA-nın Auqsburqdakı 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 müalicəvi formulalar hazırlamaq üçün zaman və temperaturla qatran özlülüyündəki dəyişiklikləri izləmək üçün laboratoriyada müxtəlif sensorlardan istifadə edirlər. Bununla belə, ortaya çıxan şey istehsal prosesini yerində vizuallaşdıra və idarə edə bilən sensor şəbəkəsidir. çoxsaylı parametrlər (məsələn, temperatur və təzyiq) və materialın vəziyyəti (məsələn, özlülük, aqreqasiya, kristallaşma).
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 istehsala doğru irəliləyərkən gələcək komponentlərin istehsaldan sonra yoxlanılması üçün tələb olunan vaxtı və əməyi minimuma endirməkdir." 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 təyyarəsi mühərriki istilik dəyişdiricisi üçün uzunluğu 1,3 m, eni 0,8 m və dərinliyi 0,4 m olan kompozit qabıq. “Daha yüksək məhsuldarlıqla daha böyük montajların necə ediləcəyini nəzərdən keçirərkən, biz bütün ənənəvi emal sonrası yoxlamaları həyata keçirə bilmədik. Hər hissədə sınaqdan keçirik," Karapapas dedi."Hal-hazırda biz bu RTM hissələrinin yanında sınaq panelləri düzəldirik və sonra müalicə dövrünü təsdiqləmək üçün mexaniki sınaqlar edirik. 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". monomerlər, qatranlar və ya yapışdırıcılar kimi hər hansı mayenin "barmaq izini" ölçmək üçün elektromaqnit sahəsi (EMF) sensorları, siqnal emalı və məlumatların təhlili kombinasiyası .“Bizim təklif etdiyimiz şey real vaxt rejimində birbaşa rəy təmin edən yeni texnologiyadır. prosesinizin əslində necə işlədiyini daha yaxşı anlayın və işlər səhv getdikdə reaksiya verin,” Järveläinen deyir. “Bizim sensorlarımız real vaxt məlumatlarını prosesin optimallaşdırılmasına imkan verən reoloji özlülük kimi başa düşülən və təsirli fiziki kəmiyyətlərə çevirir. 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 bərkidilməsini 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, Kistler (Winterthur, İsveçrə) tərəfindən temperatur və təzyiq ölçmələri üçün ultrasəs, dielektrik və pyezorezistiv rejimdə olan sensorlardan istifadə edən CosiMo zamanı nümayiş etdirildi.
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, şüşə keçid temperaturu (Tg), özlülük, polimerləşmə və/yaxud xüsusi hədəfləri güddüyü üçün hissə materiallarında və proseslərdə dəyişiklikləri izləmək üçün onilliklər ərzində MSM-i təqib edir. kristallaşma .Məsələn, RTM presini və qəlibini qızdırmaq üçün tələb olunan minimum vaxtı müəyyən etmək üçün CosiMo-da sensorlar şəbəkəsi və rəqəmsal analizdən istifadə edilmiş 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 (indiki Spirit AeroSystems (Belfast, İrlandiya)) Optimold məlumat toplama bölməsi və Optiview Proqramı vasitəsilə qatran müqavimətinin və temperaturun real vaxt ölçülməsinə əsaslanaraq, təxmin edilən özlülük və Tg-yə çevrildiyini bildirir. “İstehsalçılar Tg-ni görə bilər real vaxt rejimində, beləliklə, onlar müalicə dövrünün nə vaxt dayandırılacağına qərar verə bilirlər,” Synthesites direktoru Nikos Pantelelis izah edir. 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 – sürətli bərkimiş epoksi (iComposite 4.0) ilə RTM üçün CosiMo-da yüksək təzyiqli T-RTM ilə müqayisədə prepreg lentinin (ZAero) avtomatlaşdırılmış yerləşdirilməsi və lif spreyi preformasiyası. bu layihələrdən proses simulyasiya etmək və bitmiş hissənin nəticəsini proqnozlaşdırmaq üçün rəqəmsal modellər və alqoritmlər 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 təzyiqi, qəlib təzyiqi və temperatur kimi parametrlər daxildir. 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.O, prepreg və maye əmələ gətirmə proseslərində istifadə oluna bilər.Axışın monitorinqi üçün ayrıca Optiflow bölməsi istifadə olunur.Synthesites həmçinin qəlibdə və ya hissədə bərkitmə sensoru tələb etməyən, lakin bunun əvəzinə bir bərkitmə simulyatoru işləyib hazırlayıb. Bu analizator qurğusunda temperatur sensoru və qatran/prepreq nümunələri. “Biz külək turbininin qanadlarının istehsalı üçün infuziya və yapışqanla müalicə üçün bu ən müasir metoddan istifadə edirik,” Synthesites direktoru Nikos Pantelelis dedi.
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 sensorları istifadə olunan tezlikdən asılı olaraq müxtəlif dərinliklərdə hissələri də sorğulaya bilir.Collo elektromaqnit sensorları həmçinin mayelərin və ya hissələrin dərinliyini oxuya bilir – 2-10 sm, asılı olaraq sorğu-sualın tezliyi üzrə – və qeyri-metal qablar və ya qatranla təmasda olan alətlər vasitəsilə.
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 quraşdırılmışdır.AvPro-nun yapışqan qatına daxil edilmiş ThermoPulse mikrotel sensoru yapışdırma prosesi zamanı temperaturu ölçmək üçün 25 mm qalınlığında karbon lifli laminat vasitəsilə sorğulanmışdır. Mikrotellərin 3-70 mikron tüklü diametri olduğundan, onlar kompozit və ya bağlayıcı performansa təsir göstərmir. 100-200 mikron bir qədər böyük diametrlərdə, fiber optik sensorlar da struktur xüsusiyyətlərini pisləşdirmədən daxil edilə bilər. Bununla belə, ölçmək üçün işıqdan istifadə etdikləri üçün, fiber optik sensorlar şəbəkəyə simli qoşulmalıdır. sorğulayıcı.Eyni şəkildə, dielektrik sensorlar qatran xassələrini ölçmək üçün gərginlikdən istifadə etdikləri üçün onlar həm də sorğulayıcıya qoşulmalıdırlar və əksəriyyəti nəzarət etdikləri qatranla təmasda olmalıdırlar.
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 istifadə oluna bilən dielektrik sensorları 350°C-yə qədər olan hissə səthlərində, onun təkrar istifadə oluna bilən qəlibdaxili sensorları isə 250°C-yə qədər istifadə edilə bilər. RVmagnetics (Kosice, Slovakiya) işləyib hazırlayıb. onun 500°C-də sərtləşməyə tab gətirə bilən kompozit materiallar üçün mikrotel sensoru. Collo sensor texnologiyasının özündə heç bir nəzəri temperatur həddi olmadığı halda, Collo Plate üçün temperlənmiş şüşə qalxan və Collo Probe üçün yeni polieter-terketon (PEEK) korpusu sınaqdan keçirilir. Järveläinen-ə görə, 150°C-də fasiləsiz işləmək üçün. Bu arada, PhotonFirst (Alkmaar, Hollandiya) SuCoHS layihəsi üçün fiber optik sensoru üçün 350°C iş temperaturu təmin etmək üçün poliimid örtükdən istifadə edib. effektiv 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 ızgarasının (FBG) sensor nöqtələrinə. Bu sensorlar 66 metr uzunluğunda kompozit körpülərin struktur sağlamlığının monitorinqi (SHM) və böyük körpü göyərtələrinin infuziyası zamanı qatran axınının monitorinqi üçün istifadə edilmişdir. Belə bir layihə üçün fərdi nöqtə sensorları çox sayda sensor 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 sensorlarla müqayisədə, " Xətti sensorumuzla biz qatran axınına davamlı olaraq uzunluqda nəzarət edə bilərik ki, bu da 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 birində 5-6 FBG sensoru (PhotonFirst cəmi 23 sensor təklif edir) karbon lif sınaq panellərində. əksər kompozit mikrotellər üçün uzun müddətdir], lakin armatur istehsal edildikdə avtomatik olaraq davamlı olaraq yerləşdirilir”, RVmagnetics-in həmtəsisçisi Ratislav Varqa deyir. “Sizdə 1 km mikrotel ilə mikrotel 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 hidrogen haqqında 2021-ci il məqaləsinə baxın.) Meggittin Karapapas deyir ki, o, orta hesabla £250/sensor (≈300€/sensor) olan FBG sensorlu fiber optik xətlər üçün təkliflər alıb. Müstəntiq təxminən 10.000 funt sterlinq (12.000 avro) dəyərindədir. "Sınaq etdiyimiz xətti dielektrik sensor daha çox rəfdən satın ala biləcəyiniz örtülmüş məftil kimi idi" dedi. Krenfild Universitetində Kompozit Proses Elmi üzrə baş elmi işçi) "çox dəqiq olan və ən azı £30,000 [≈ €36,000] dəyəri olan bir empedans analizatorudur, lakin NCC əsasən hazır olmayanlardan ibarət olan daha sadə sorğulayıcıdan istifadə edir. Advise Deta kommersiya şirkətinin modulları [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 dəstək, Pantelelis, külək bıçaq istehsalçılarının dövr başına 1,5 saat qənaət etdiyini, ayda hər xəttə bıçaq əlavə etdiyini və enerji istifadəsini yüzdə 20 azaltdığını, investisiyanın yalnız dörd ay ərzində qaytarıldığını söylədi.
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. onların dizaynlarını və 2030-cu ilə qədər tələb olunan səviyyələrə çatdıqca istehsalına nəzarət edir. Filamentin sarılması və bərkidilməsi zamanı laylardakı gərginlik səviyyələrini qiymətləndirmək üçün istifadə edilən eyni sensorlar minlərlə yanacaq doldurma dövrü ərzində çənlərin bütövlüyünü də izləyə, tələb olunan texniki xidməti proqnozlaşdıra və dizaynın sonunda yenidən sertifikat verə bilər. həyat. 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 çoxkomponentli yapışqan qarışdırma avadanlığında A, B və s. komponentlərin nisbətinə nəzarət etməyə kömək etmək üçün Collo sensorlarından istifadə edir.”Kiilto indi öz yapışqanlarının tərkibini fərdi müştərilər üçün tənzimləyə bilər,” Järveläinen deyir, “lakin bu, Kiilto-ya qatranların müştərilərin proseslərində necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu və müştərilərin məhsulları ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu başa düşməyə imkan verir ki, bu da tədarükün necə edildiyini dəyişir. 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. bir To (UD) karbon lifi/epoksi prepreginin üfüqi şəkildə sıxılması prosesi, sonra 30% qısa şüşə liflə gücləndirilmiş PA6 ilə qəliblənmişdir. Əsas odur ki, epoksidə qalan reaktivlik termoplastika ilə birləşməyə imkan verə bilsin ki, prepreg yalnız qismən müalicə olunsun. .AZL, enjeksiyon qəlibini optimallaşdırmaq üçün Sintezlər və Netzsch dielektrik sensorları ilə Optimold və Netzsch DEA288 Epsilon analizatorlarından və Kistler qəlibdaxili sensorlarından və DataFlow proqram təminatından istifadə edir.”Siz prepreg sıxılma qəlibləmə prosesini dərindən başa düşməlisiniz, çünki siz əmin olmalısınız. Termoplastik kalıplama ilə yaxşı əlaqə əldə etmək üçün müalicə vəziyyətini başa düşməlisiniz,” 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 bu məqsədlə 7000 kvadratmetrlik bir obyekt icarəyə götürüb, “CosiMo-nun inkişaf planını çox geniş əhatə dairəsinə, o cümlədən əlaqəli avtomatlaşdırma hüceyrələrinə genişləndirir. Maşınları yerləşdirə, layihələr həyata keçirə və yeni AI həllərini necə inteqrasiya edəcəyini öyrənə bilər.”
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
