Dina ngudag kelestarian, sénsor ngirangan waktos siklus, pamakean énérgi sareng runtah, ngajadikeun otomatis kontrol prosés loop tertutup sareng ningkatkeun pangaweruh, muka kamungkinan anyar pikeun manufaktur sareng struktur pinter.#sensors #sustainability #SHM
Sénsor di kénca (luhureun ka handap): fluks panas (TFX), di-kapang diéléktrik (Lambient), ultrasonics (Universitas Augsburg), disposable diéléktrik (Sintesis) jeung antara pennies na thermocouples Microwire (AvPro). searah jarum jam): konstanta diéléktrik Collo (CP) versus viskositas ionik Collo (CIV), résistansi résin versus waktos (Sintesis) jeung modél digital caprolactam implanted preforms maké sensor éléktromagnétik (proyék CosiMo, DLR ZLP, Universitas Augsburg).
Nalika industri global terus muncul tina pandémik COVID-19, éta parantos ngalih ka prioritas kelestarian, anu peryogi ngirangan runtah sareng konsumsi sumber daya (sapertos énergi, cai sareng bahan). .Tapi ieu merlukeun informasi.Pikeun composites, dimana datang data ieu?
Sakumaha anu dijelaskeun dina séri artikel 2020 Composites 4.0 CW, netepkeun pangukuran anu diperyogikeun pikeun ningkatkeun kualitas bagian sareng produksi, sareng sénsor anu diperyogikeun pikeun ngahontal pangukuran éta, mangrupikeun léngkah munggaran dina manufaktur pinter. sensor, sénsor fluks panas, sénsor serat optik, sareng sénsor non-kontak ngagunakeun gelombang ultrasonik sareng éléktromagnétik—sareng proyék demonstrating kamampuhan maranéhanana (tingali CW urang online sensor eusi set).Artikel ieu ngawangun on laporan ieu ku nyawalakeun sensor dipaké dina bahan komposit, kauntungan jangji maranéhanana jeung tantangan, sarta bentang téhnologis dina ngembangkeun.Notably, pausahaan anu munculna salaku pamingpin di industri composites geus Ngalanglang sarta nganapigasi spasi ieu.
Jaringan sénsor di CosiMo Jaringan 74 sénsor - 57 diantarana nyaéta sénsor ultrasonik anu dikembangkeun di Universitas Augsburg (ditémbongkeun di katuhu, titik-titik bulao terang dina satengah kapang luhur sareng handap) - dianggo pikeun démo Lid pikeun T-RTM. molding proyék CosiMo pikeun accu komposit thermoplastic.Kredit Gambar: proyék CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Universitas Augsburg
Tujuan #1: Ngirit artos. Blog CW Désémber 2021, "Sénsor Ultrasonik Khusus pikeun Optimasi sareng Kontrol Proses Komposit," ngajelaskeun padamelan di Universitas Augsburg (UNA, Augsburg, Jerman) pikeun ngembangkeun jaringan 74 sensor anu Pikeun CosiMo proyék pikeun rancang hiji demonstrator panutup batré EV (bahan komposit dina transportasi pinter).Bagian ieu fabricated maké thermoplastic résin mindahkeun molding (T-RTM), nu polimérisasi monomér kaprolaktam di situ jadi komposit poliamida 6 (PA6). Markus Sause, Profesor di UNA sareng Kepala Jaringan Produksi Kecerdasan Buatan (AI) UNA di Augsburg, ngajelaskeun kunaon sensor penting pisan: "Kauntungan pangbadagna anu kami tawarkeun nyaéta visualisasi. tina naon anu lumangsung di jero kotak hideung salila processing. Ayeuna, kalolobaan pabrik gaduh sistem terbatas pikeun ngahontal ieu. Salaku conto, aranjeunna ngagunakeun sénsor anu saderhana pisan atanapi khusus nalika ngagunakeun infus résin pikeun ngadamel bagian aerospace ageung. Lamun prosés infusion mana salah, anjeun dasarna boga sapotong badag tina besi tua. Tapi upami anjeun gaduh solusi solusi pikeun ngartos naon anu salah dina prosés produksi sareng kunaon, anjeun tiasa ngalereskeun sareng ngabenerkeunana, ngahémat artos anjeun.
Thermocouples mangrupakeun conto "sensor basajan atawa spésifik" nu geus dipaké pikeun sababaraha dekade pikeun ngawas suhu laminates komposit salila autoclave atawa oven curing.They malah dipaké pikeun ngadalikeun hawa dina oven atawa simbut pemanasan pikeun ngubaran patch perbaikan komposit ngagunakeun. pabrik bonders.Resin termal ngagunakeun rupa-rupa sensor di lab pikeun ngawas parobahan viskositas résin kana waktu jeung hawa pikeun ngembangkeun formulations.What cageur, kumaha oge,. mangrupa jaringan sensor nu bisa visualize jeung ngadalikeun prosés manufaktur in situ dumasar kana sababaraha parameter (misalna suhu jeung tekanan) jeung kaayaan bahan (misalna viskositas, aggregation, kristalisasi).
Contona, sénsor ultrasonik anu dikembangkeun pikeun proyék CosiMo ngagunakeun prinsip anu sami sareng pamariksaan ultrasonik, anu parantos janten andalan tés non-destructive (NDI) tina bagian komposit réngsé.Petros Karapapas, Insinyur Principal di Meggitt (Loughborough, UK), Saur: "Tujuan kami nyaéta pikeun ngaleutikan waktos sareng tenaga kerja anu dipikabutuh pikeun pamariksaan pasca-produksi komponén-komponén anu bakal datang nalika urang nuju manufaktur digital." Kolaborasi Materials Center (NCC, Bristol, UK) pikeun nunjukkeun ngawaskeun cincin Solvay (Alpharetta, GA, AS) EP 2400 salami RTM nganggo sénsor diéléktrik linier anu dikembangkeun di Cranfield University (Cranfield, UK) Aliran sareng curing of oxyresin pikeun a Panjang 1,3 m, rubak 0,8 m sareng cangkang komposit jero 0,4 m pikeun penukar panas mesin pesawat komersial. kumaha carana ngadamel rakitan anu langkung ageung kalayan produktivitas anu langkung luhur, kami henteu mampuh ngalakukeun sadaya pamariksaan pos-processing tradisional sareng uji dina unggal bagian, ”saur Karapapas. tés mékanis pikeun validasi siklus cageur. Tapi kalayan sénsor ieu, éta henteu diperyogikeun.
The Collo Probe ieu immersed dina wadah cet Pergaulan (bunderan héjo di luhur) pikeun ngadeteksi nalika Pergaulan geus réngsé, ngahemat waktos tur énergi.Kredit Gambar: ColloidTek Oy
"Tujuan kami henteu janten alat laboratorium anu sanés, tapi pikeun fokus kana sistem produksi," saur Matti Järveläinen, CEO sareng pangadeg ColloidTek Oy (Kolo, Tampere, Finlandia). kombinasi sénsor médan éléktromagnétik (EMF), pamrosésan sinyal sareng analisa data pikeun ngukur "sidik" tina cairan naon waé sapertos monomér, résin atanapi adhesives . "Anu kami nawiskeun téh téhnologi anyar nu nyadiakeun eupan balik langsung sacara real waktu, sangkan anjeun bisa hadé ngartos kumaha prosés anjeun sabenerna jalan jeung meta lamun hal jadi salah," nyebutkeun Järveläinen. "Sensor kami ngarobah data real-time kana kaharti. jeung kuantitas fisik actionable, kayaning viskositas rheological, nu ngidinan optimasi prosés. Salaku conto, anjeun tiasa ngindekkeun waktos campuran sabab anjeun tiasa ningali jelas nalika nyampur parantos réngsé. Ku alatan éta, kalayan anjeun tiasa ningkatkeun produktivitas, ngahemat énergi sareng ngirangan besi tua dibandingkeun sareng pamrosésan anu kirang dioptimalkeun.
Tujuan #2: Ningkatkeun pangaweruh prosés jeung visualisasi. Pikeun prosés kawas aggregation, Järveläinen nyebutkeun, "Anjeun teu ningali loba informasi tina ngan snapshot a. Anjeun ngan ukur nyandak conto sareng angkat ka laboratorium sareng ningali kumaha éta sababaraha menit atanapi jam ka pengker. Éta sapertos nyetir di jalan raya, unggal jam Buka panon anjeun sakedap sareng cobian prediksi kamana jalanna." Sause satuju, nyatakeun yén jaringan sénsor anu dikembangkeun di CosiMo "ngabantosan urang kéngingkeun gambaran lengkep ngeunaan prosés sareng paripolah bahan. Urang tiasa ningali épék lokal dina prosés, dina respon kana Variasi dina ketebalan bagian atawa bahan terpadu kayaning inti busa. Naon anu urang coba laksanakeun nyaéta nyayogikeun inpormasi ngeunaan naon anu lumangsung dina kapang. Hal ieu ngamungkinkeun urang pikeun nangtukeun rupa-rupa inpormasi sapertos bentuk payuneun aliran, datangna unggal part-time sareng tingkat agrégasi di unggal lokasi sénsor.
Collo gawéna kalayan pabrik epoxy elém, cét komo bir pikeun nyieun propil prosés pikeun tiap bets dihasilkeun. Ayeuna unggal produsén bisa nempo dinamika prosés maranéhanana tur nyetel parameter leuwih dioptimalkeun, kalawan ngabejaan pikeun campur nalika bets kaluar tina specification.This mantuan. nyaimbangkeun sareng ningkatkeun kualitas.
Pidéo aliran hareup dina bagian CosiMo (lawang suntik nyaéta titik bodas di tengah) salaku fungsi waktos, dumasar kana data pangukuran tina jaringan sensor di-kapang.Kredit gambar: proyék CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Universitas Augsburg
"Kuring hoyong terang naon anu kajantenan salami pembuatan bagian, henteu muka kotak sareng ningali naon anu kajantenan saatosna," saur Meggitt's Karapapas. pikeun pariksa curing tina résin ". Ngagunakeun sakabeh genep jenis sensor dijelaskeun di handap (sanes daptar tuntas, ngan hiji Pilihan leutik, suppliers, teuing), bisa ngawas tamba / polimérisasi jeung résin flow.Somerang sensor gaduh kamampuhan tambahan, sarta tipe sensor digabungkeun bisa dilegakeun tracking jeung kemungkinan visualisasi. salila komposit molding.This ieu nunjukkeun salila CosiMo, nu dipaké ultrasonic, diéléktrik jeung piezoresistive di-mode sensor pikeun suhu sarta tekanan pangukuran ku Kistler (Winterthur, Swiss).
Tujuan # 3: Ngurangan siklus time.Collo sensor bisa ngukur uniformity tina dua-bagian gancang-curing epoxy salaku bagian A jeung B dicampurkeun jeung nyuntik salila RTM jeung di unggal lokasi di kapang mana sensor sapertos disimpen.This bisa mantuan ngaktipkeun résin cageur leuwih gancang pikeun aplikasi kayaning Urban Air Mobility (UAM), nu bakal nyadiakeun siklus cageur gancang dibandingkeun epoxies hiji-bagian ayeuna kayaning RTM6.
sensor Collo ogé bisa ngawas sarta visualize epoxy keur degassed, nyuntik tur kapok, sarta lamun unggal prosés geus complete.Finishing curing jeung prosés lianna dumasar kana kaayaan sabenerna bahan keur diolah (versus waktos tradisional jeung resep suhu) disebut manajemén kaayaan bahan. (MSM).Pausahaan kayaning AvPro (Norman, Oklahoma, AS) geus pursuing MSM salila sababaraha dekade pikeun ngalacak parobahan dina bahan bagian jeung prosés sabab pursues target husus pikeun kaca. suhu transisi (Tg), viskositas, polimérisasi jeung/atawa kristalisasi .Contona, jaringan sensor jeung analisis digital dina CosiMo dipaké pikeun nangtukeun waktu minimum diperlukeun pikeun panas nepi pencét jeung kapang RTM sarta kapanggih yén 96% tina maksimum polimérisasi kahontal dina 4,5 menit.
Pemasok sénsor diéléktrik sapertos Lambient Technologies (Cambridge, MA, USA), Netzsch (Selb, Jérman) sareng Synthesites (Uccle, Bélgia) ogé parantos nunjukkeun kamampuan pikeun ngirangan waktos siklus. Proyék R&D Synthesites sareng pabrik komposit Hutchinson (Paris, Perancis. ) jeung Bombardier Belfast (ayeuna Spirit AeroSystems (Belfast, Irlandia)) ngalaporkeun yén dumasar kana real-time ukuran résistansi résin jeung suhu, ngaliwatan Unit akuisisi data Optimold sarta Optiview Software ngarobah kana viskositas estimasi sarta Tg. of Synthesites.“Aranjeunna teu kudu ngadagoan pikeun ngalengkepan siklus carryover nu leuwih panjang batan diperlukeun. Contona, siklus tradisional pikeun RTM6 nyaéta 2-jam tamba pinuh dina 180 ° C. Kami parantos ningali yén ieu tiasa disingget janten 70 menit dina sababaraha géométri. Ieu ogé nunjukkeun dina proyék INNOTOOL 4.0 (tingali "Ngagancangkeun RTM sareng Sénsor Fluks Panas"), dimana panggunaan sénsor fluks panas ngirangan siklus panyembuhan RTM6 tina 120 menit ka 90 menit.
Tujuan # 4: Closed-loop kontrol prosés adaptif. Pikeun proyék CosiMo, tujuan pamungkas nyaéta pikeun ngajadikeun otomatis kontrol loop katutup salila produksi bagian komposit. Ieu ogé tujuan ZAero na iComposite 4.0 proyék dilaporkeun ku CW dina 2020 (30-50% pangurangan biaya). Catet yén ieu ngalibatkeun prosés anu béda - panempatan otomatis pita prepreg (ZAero) sareng preforming semprot serat dibandingkeun sareng tekanan tinggi T-RTM di CosiMo pikeun RTM kalawan gancang curing epoxy (iComposite 4.0) .Kabéh proyék ieu ngagunakeun sensor jeung model digital sarta algoritma pikeun simulate prosés jeung ngaduga hasil tina bagian rengse.
Kontrol prosés tiasa dianggap salaku runtuyan léngkah, Sause ngajelaskeun. Léngkah munggaran nyaéta ngahijikeun sensor sareng alat prosés, saurna, "pikeun ngabayangkeun naon anu aya dina kotak hideung sareng parameter anu dianggo. Sababaraha léngkah séjén, meureun satengah tina kontrol loop katutup, anu bisa nyorong tombol eureun pikeun campur, Ngepaskeun prosés jeung nyegah bagian ditolak. Salaku léngkah ahir, anjeun tiasa ngembangkeun kembar digital, anu tiasa otomatis, tapi ogé peryogi investasi dina metode pembelajaran mesin. Dina CosiMo, investasi ieu ngamungkinkeun sensor pikeun eupan data kana kembar digital, analisis Tepi (itungan dipigawé di tepi garis produksi versus itungan ti Repository data sentral) lajeng dipaké pikeun ngaduga aliran dinamika hareup, eusi volume serat per preform tékstil. sareng bintik garing poténsial. "Idealna, anjeun tiasa netepkeun setélan pikeun ngaktipkeun kontrol loop katutup sareng tuning dina prosésna," saur Sause. "Ieu bakal kalebet parameter sapertos tekanan suntikan, tekanan kapang sareng suhu. Anjeun ogé tiasa nganggo inpormasi ieu pikeun ngaoptimalkeun bahan anjeun.
Dina ngalakukeun kitu, pausahaan anu ngagunakeun sensor pikeun ngajadikeun otomatis prosés.Contona, Synthesites gawé bareng konsumén -na pikeun ngahijikeun sensor jeung parabot pikeun nutup inlet résin nalika infusion geus réngsé, atawa ngahurungkeun pencét panas nalika target tamba kahontal.
Järveläinen nyatakeun yén pikeun nangtoskeun sénsor mana anu pangsaéna pikeun unggal pamakean, "anjeun kedah ngartos parobahan naon dina bahan sareng prosés anu anjeun hoyong monitor, teras anjeun kedah gaduh analisa." Analis ngumpulkeun data anu dikumpulkeun ku interogator atanapi unit akuisisi data. data atah tur ngarobah kana informasi bisa dipaké ku produsén. "Anjeun sabenerna ningali loba pausahaan integral tina sensor, tapi lajeng maranéhna teu ngalakukeun nanaon jeung data," ceuk Sause. tina akuisisi data, ogé arsitéktur panyimpen data pikeun tiasa ngolah data.
"Pamaké tungtung henteu ngan ukur hoyong ningali data atah," saur Järveläinen. pikeun analisa, teras nganggo pembelajaran mesin pikeun nyepetkeun prosésna. Analisis ujung ieu sareng pendekatan pembelajaran mesin anu dianggo ku tim Collo sareng CosiMo tiasa dihontal ngalangkungan peta viskositas, modél numerik tina aliran résin payun, sareng Kamampuhan pikeun pamustunganana ngadalikeun parameter prosés sareng mesin ditingali.
Optimold mangrupikeun analisa anu dikembangkeun ku Synthesites pikeun sénsor diéléktrikna. Dikadalikeun ku parangkat lunak Optiview Synthesites, unit Optimold nganggo pangukuran résistansi suhu sareng résin pikeun ngitung sareng ningalikeun grafik sacara real-time pikeun ngawas status résin kalebet rasio campuran, sepuh kimiawi, viskositas, Tg. sarta darajat cure.It bisa dipaké dina prepreg jeung cair ngabentuk process.A Unit misah Optiflow dipaké pikeun ngawas aliran.Sintesis ogé geus dimekarkeun. simulator curing nu teu merlukeun sensor curing dina kapang atawa bagian, tapi gantina ngagunakeun sensor suhu sarta résin / sampel prepreg dina Unit analyzer ieu. pikeun produksi sabeulah turbin angin," ceuk Nikos Pantelelis, Diréktur Synthesites.
Sistem kontrol prosés Synthesites ngahijikeun sensor, Optiflow sareng/atawa unit akuisisi data Optimold, sareng parangkat lunak OptiView sareng/atanapi Online Resin Status (ORS). Kiridit gambar: Synthesites, diédit ku The CW
Ku alatan éta, sabagéan ageung suppliers sensor geus ngembangkeun analyzers sorangan, sababaraha ngagunakeun learning mesin sarta sababaraha not.But pabrik komposit ogé bisa ngamekarkeun sistem custom sorangan atawa meuli instrumen kaluar-nu-rak sarta ngaropéa aranjeunna pikeun minuhan needs.However husus, kamampuhan analyzer nyaeta ngan hiji faktor nu kudu dianggap.Aya loba batur.
Kontak oge hiji tinimbangan penting lamun milih sénsor mana nu dipaké.Sénsor nu bisa jadi kudu di kontak jeung bahan, interogator, atawa duanana.Contona, fluks panas jeung sensor ultrasonic bisa diselapkeun kana kapang RTM 1-20mm ti beungeut - ngawaskeun akurat teu merlukeun kontak jeung bahan dina mold.Sensor ultrasonik ogé bisa interogasi bagian dina bojong béda gumantung kana frékuénsi dipaké.Collo sénsor éléktromagnétik ogé bisa maca jerona cairan atawa bagian - 2-10 cm, gumantung kana frékuénsi pamariksaan - sarta ngaliwatan wadahna non-logam atawa parabot dina kontak jeung résin.
Sanajan kitu, microwires magnét (tingali "Non-kontak monitoring suhu sarta tekanan di jero composites") ayeuna hijina sensor sanggup interrogating composites dina jarak 10 cm. Éta sabab ngagunakeun induksi éléktromagnétik mun elicit respon ti sensor, nu. dipasang dina bahan komposit.Sénsor microwire ThermoPulse AvPro, dipasang dina lapisan beungkeut napel, geus diinterogasi ngaliwatan laminate serat karbon kandel 25mm pikeun ngukur suhu salila prosés beungkeutan. Kusabab microwires boga diaméter buluan 3-70 microns, maranéhna teu mangaruhan kinerja komposit atawa bondline. Dina diaméter rada gedé tina 100-200 microns, serat optik. sensor ogé bisa dipasang tanpa ngahinakeun sipat struktural. Tapi, sabab ngagunakeun lampu pikeun ngukur, sensor serat optik kudu boga sambungan kabel ka interogator.Salaku kitu, saprak sensor diéléktrik ngagunakeun tegangan pikeun ngukur sipat résin, aranjeunna ogé kudu disambungkeun ka interogator, sarta paling ogé kudu di kontak jeung résin aranjeunna ngawas.
The Collo Probe (luhureun) sensor bisa immersed dina cair, sedengkeun Collo Plate (handap) dipasang dina témbok wadah / wadah campur atawa prosés piping / feed line.Kredit Gambar: ColloidTek Oy
Kamampuhan suhu sénsor mangrupikeun pertimbangan konci anu sanés. Contona, kalolobaan sénsor ultrasonik di luar rak biasana beroperasi dina suhu dugi ka 150 ° C, tapi bagian dina CosiMo kedah dibentuk dina suhu di luhur 200 ° C. Ku kituna, UNA kedah ngarancang sénsor ultrasonik kalayan kamampuan ieu. Sénsor diéléktrik disposable Lambient tiasa dianggo dina bagian permukaan dugi ka 350 ° C, sareng tiasa dianggo deui. sensor di-kapang bisa dipaké nepi ka 250 ° C.RVmagnetics (Kosice, Slowakia) geus ngembangkeun sensor microwire na pikeun bahan komposit nu bisa tahan curing dina 500 ° C.While téhnologi sensor Collo sorangan teu boga wates suhu teoritis, nu tempered. tameng kaca pikeun Collo Plate sareng perumahan polyetheretherketone (PEEK) anyar pikeun Collo Probe duanana diuji pikeun tugas kontinyu dina 150 ° C, nurutkeun Järveläinen. Samentara éta, PhotonFirst (Alkmaar, Walanda) ngagunakeun palapis polyimide pikeun nyadiakeun suhu operasi 350 ° C pikeun sensor serat optik na pikeun proyék SuCoHS, pikeun sustainable jeung ongkos-éféktif suhu luhur. komposit.
Faktor séjén anu kedah dipertimbangkeun, khususna pikeun pamasangan, nyaéta naha sénsor ukur dina hiji titik atanapi sénsor linier kalayan sababaraha titik sensing.Contona, sénsor serat optik Com&Sens (Eke, Bélgia) tiasa panjangna dugi ka 100 méter sareng gaduh fitur anu luhur. ka 40 serat Bragg grating (FBG) titik sensing kalayan jarak minimum 1 cm.Sénsor ieu geus dipaké pikeun ngawas kaséhatan struktural (SHM) tina 66-méteran-panjang. sasak komposit jeung ngawas aliran résin salila infusion of decks sasak badag.Installing sensor titik individu pikeun proyék saperti bakal merlukeun angka nu gede ngarupakeun sensor jeung loba waktu instalasi.NCC jeung Cranfield University ngaku kaunggulan sarupa pikeun sensor diéléktrik linier maranéhanana.Dibandingkeun jeung sensor diéléktrik titik tunggal ditawarkeun ku Lambient, Netzsch na Synthesites, "Kalayan sensor linier urang, urang bisa ngawas aliran résin terus sapanjang panjang, nu nyata ngurangan Jumlah sensor diperlukeun dina bagian atawa alat.
AFP NLR pikeun Sénsor Serat Optik Hiji unit husus terpadu kana saluran 8 sirah Coriolis AFP pikeun nempatkeun opat susunan sensor serat optik kana suhu luhur, serat karbon bertulang panel test komposit.Kredit Gambar: SuCoHS Project, NLR
Sénsor linier ogé mantuan ngajadikeun otomatis pamasangan. Dina proyék SuCoHS, Royal NLR (Pusat Aerospace Walanda, Marknesse) ngembangkeun hiji unit husus terpadu kana saluran 8. Automated Fiber Placement (AFP) sirah Coriolis Composites (Queven, Perancis) pikeun embed Opat arrays ( garis serat optik misah), masing-masing mibanda 5 nepi ka 6 sénsor FBG (PhotonFirst nawarkeun jumlahna aya 23 sénsor), dina serat karbon panels test.RVmagnetics geus nempatkeun sénsor microwire na dina rebar GFRP pultruded. tina RVmagnetics. "Anjeun gaduh microwire sareng microwire 1km. gulungan filamén sarta asupkeun kana fasilitas produksi rebar tanpa ngarobah cara rebar dijieun. Samentara éta, Com&Sens ngusahakeun téknologi otomatis pikeun nyelapkeun sénsor serat optik nalika prosés pungkal filamén dina kapal tekanan.
Kusabab kamampuhna pikeun ngalirkeun listrik, serat karbon bisa ngabalukarkeun masalah jeung sensor diéléktrik. Sénsor diéléktrik ngagunakeun dua éléktroda ditempatkeun deukeut unggal lianna. Dina hal ieu, paké saringan. "Saringan éta ngamungkinkeun résin ngaliwat sénsor, tapi ngasingkeunana tina serat karbon." Sénsor diéléktrik linier dikembangkeun ku Cranfield University sarta NCC ngagunakeun pendekatan béda, kaasup dua twisted pasang kawat tambaga. Nalika tegangan diterapkeun, hiji médan éléktromagnétik dijieun antara kawat, nu dipaké pikeun ngukur résin impedansi.Kawat nu coated. kalayan polimér insulasi anu henteu mangaruhan médan listrik, tapi nyegah serat karbon pondok.
Tangtosna, biaya ogé mangrupikeun masalah. Com&Sens nyatakeun yén biaya rata-rata per titik sensing FBG nyaéta 50-125 euro, anu tiasa turun janten sakitar 25-35 euro upami dianggo dina bets (contona, pikeun 100,000 kapal tekanan). ngan ukur sabagéan ageung tina kapasitas produksi ayeuna sareng anu diproyeksikan pikeun kapal tekanan komposit, tingali artikel CW 2021 ngeunaan hidrogén.) Meggitt's Karapapas nyatakeun yén anjeunna nampi tawaran pikeun jalur serat optik kalayan sensor FBG rata-rata £ 250 / sensor (≈300 € / sensor), interogator hargana sakitar £ 10,000 (€ 12,000). kawat anu anjeun tiasa ngagaleuh tina rak, ”anjeunna nambihan. Élmu Proses di Universitas Cranfield, "mangrupikeun analisa impedansi, anu akurat pisan sareng hargana sahenteuna £ 30,000 [≈ € 36,000], Tapi NCC nganggo interogator anu langkung saderhana anu dasarna diwangun ku modul off-the-rak ti perusahaan komérsial. Piwuruk Deta [Bedford, Inggris].” Synthesites quoting € 1,190 pikeun sensor in-kapang jeung € 20 pikeun single-pamakéan / sensor bagian Dina eur, Optiflow ieu dicutat dina eur 3,900 jeung Optimold dina eur 7,200, kalawan ngaronjatna diskon pikeun sababaraha unit analyzer. Harga ieu kaasup software Optiview jeung sagala. rojongan perlu, Pantelelis ceuk, nambahan yén pabrik sabeulah angin ngahemat 1,5 jam per siklus, tambah wilah per garis per bulan, sarta ngurangan pamakéan énérgi ku 20 persen, kalawan balik dina investasi ngan pikeun opat bulan.
Perusahaan anu nganggo sénsor bakal kéngingkeun kauntungan nalika komposit manufaktur digital 4.0 mekar. Contona, saur Grégoire Beauduin, Diréktur Pangembangan Usaha di Com&Sens, "Salaku produsén kapal tekanan nyobian ngirangan beurat, panggunaan bahan sareng biaya, aranjeunna tiasa nganggo sensor kami pikeun menerkeun desain maranéhanana sarta ngawas produksi sabab ngahontal tingkat diperlukeun ku 2030. Sensor sarua dipaké pikeun assess tingkat galur dina lapisan salila filamén pungkal jeung curing ogé bisa ngawas integritas tank salila rébuan siklus refueling, prediksi pangropéa diperlukeun tur recertify di ahir hirup desain. Urang tiasa Kolam data kembar digital disayogikeun pikeun unggal wadah tekanan komposit anu diproduksi, sareng solusina ogé dikembangkeun pikeun satelit.
Ngaktifkeun kembar digital sareng benang Com&Sens damel sareng produsén komposit pikeun ngagunakeun sénsor serat optik na pikeun ngaktipkeun aliran data digital ngaliwatan desain, produksi sareng jasa (katuhu) pikeun ngadukung kartu ID digital anu ngadukung kembar digital unggal bagian (kénca) anu dilakukeun. Kiridit gambar: Com & Sens jeung Gambar 1, "Téknik kalawan Threads Digital" ku V. Singh, K. Wilcox.
Ku kituna, data sensor ngarojong kembar digital, kitu ogé thread digital nu ngawengku desain, produksi, operasi jasa jeung obsolescence.When dianalisis ngagunakeun kecerdasan jieunan sarta learning mesin, data ieu eupan deui kana rarancang jeung ngolah, ngaronjatkeun kinerja sarta sustainability.This. ogé geus robah cara ranté suplai gawé bareng.Contona, produsén napel Kiilto (Tampere, Finlandia) ngagunakeun sensor Collo pikeun mantuan konsumén na ngadalikeun rasio komponén A, B, jsb alat-alat campuran napel multi-komponén. "Kiilto ayeuna bisa nyaluyukeun komposisi na adhesives pikeun konsumén individu," nyebutkeun Järveläinen, "tapi ogé ngamungkinkeun Kiilto ngartos kumaha résin berinteraksi dina prosés konsumén ', sarta kumaha konsumén berinteraksi sareng produk maranéhanana, nu. ngarobah cara suplai dijieun. Ranté tiasa gawé bareng. ”
OPTO-Light ngagunakeun sensor Kistler, Netzsch sareng Synthesites pikeun ngawas curing pikeun bagian CFRP epoxy overmolded termoplastik. Kiridit gambar: AZL
Sénsor ogé ngadukung kombinasi bahan sareng prosés anyar anu inovatif. Dijelaskeun dina tulisan CW 2019 ngeunaan proyék OPTO-Light (tingali "Thermoplastic Overmolding Thermosets, 2-Minute Cycle, One Battery"), AZL Aachen (Aachen, Jérman) ngagunakeun dua léngkah. prosés pikeun sacara horisontal niiskeun hiji Pikeun (UD) serat karbon / prepreg epoxy, teras overmolded kalawan 30% serat kaca pondok bertulang PA6.Konci téh ngan sawaréh cageur prepreg supados réaktivitas sésana dina epoxy nu bisa ngaktipkeun beungkeutan ka thermoplastic.AZL ngagunakeun Optimold na Netzsch DEA288 Epsilon analyzers kalawan Synthesites na Netzsch sensor diéléktrik jeung Kistler di-kapang sensor jeung software DataFlow pikeun ngaoptimalkeun injection molding sabab anjeun kudu mastikeun anjeun ngartos kaayaan tamba pikeun ngahontal sambungan alus mun overmolding thermoplastic, "ngécéskeun insinyur panalungtikan AZL Richard Schares. "Di masa depan, prosésna tiasa adaptif Sareng calakan, rotasi prosés dipicu ku sinyal sensor."
Nanging, aya masalah dasar, saur Järveläinen, "sareng éta kurangna pamahaman ku para nasabah ngeunaan cara ngahijikeun sensor anu béda ieu kana prosésna. Seuseueurna perusahaan henteu gaduh ahli sénsor. ” Ayeuna, jalan ka hareup merlukeun pabrik sensor jeung konsumén Exchange informasi deui mudik.Organisasi kayaning AZL, DLR (Augsburg, Jérman) jeung NCC anu ngamekarkeun kaahlian multi-sensor.Sause ceuk aya grup dina UNA, kitu ogé spin-off. perusahaan anu nawiskeun integrasi sensor sareng jasa kembar digital. Anjeunna nambahan yén jaringan produksi Augsburg AI parantos nyéwa fasilitas 7.000 méter pasagi pikeun tujuan ieu, "ngalegaan. Blueprint pangembangan CosiMo kana wengkuan anu lega, kalebet sél-sél automation anu aya hubunganana, dimana mitra industri tiasa nempatkeun mesin, ngajalankeun proyék sareng diajar kumaha ngahijikeun solusi AI anyar.
Carapappas nyarios yén démo sénsor diéléktrik Meggitt di NCC mangrupikeun léngkah munggaran dina éta. peryogi sareng bahan mana anu kedah dipesen. Automasi digital ngembang. ”
Wilujeng sumping di SourceBook online, nu pakait jeung edisi citak taunan CompositesWorld urang SourceBook Composites Industri Buyer Guide.
Spirit AeroSystems Ngalaksanakeun Desain Smart Airbus pikeun A350 Center Fuselage sareng Front Spars di Kingston, NC
waktos pos: May-20-2022
