飞机制造中的新材料:利用常压低压等离子体进行高效预处理

飞机制造业所使用的材料发生了根本的改变。过去,飞机蒙皮和桁条往往无一例外地使用铝合金制造。今天,这些部件主要采用碳纤维增强塑料(CFRP)作为原材料。

等离子涂层不仅可以带来更长的使用寿命和产品安全性,而且还可以显著低成本。

在航空制造业中使用的Openair® 等离子工艺是一项创新驱动,它赋予了诸多突出的工艺优势

  • 等离子体预处理提高了 CFRP 部件的稳定性。
  • Openair-Plasma® 工艺可以在下游粘合和喷涂操作中实现可靠的高质量加工。
  • Openair-Plasma® 首次使得对大型部件进行选择性、机械手控制的在线等离子预处理成为可能。

 

这种材料的首次工业应用可以追溯到2007年,当时,波音公司把CFRP用于B787梦幻机型的制造。此后CFRP的使用得到进一步的拓展,作为其中一个案例,空客A350WXB的制造材料中,40%以上是CFRP。

等离子聚合提供稳定的长久腐蚀保护:环保,不含有毒的六价铬(Cr6)底漆

到目前为止,含有六价铬 (Cr6) 的底漆系统一直用于确保飞机结构中的最佳腐蚀保护,并具有长达 30 年的长保修期。

PlasmaPlus® 工艺用等离子聚合取代剧毒的 Cr6 底漆,这是一种靶向干化学等离子涂层。等离子能量与超细和绝对均匀的等离子涂层相结合还可以增加表面张力,从而为涂漆提供最佳的表面制备,并表现出出色的粘合特性,因此粘合接头具有长久的稳定性。

Aurora 等离子技术:涂漆或粘合前清洁碳复合材料部件

使用 Aurora 等离子技术的一个实例是在与涡轮金属轮毂进行结构粘合之前对碳纤维涡轮叶片进行预处理。使用这种材料的组合可以制造出轻便且安静的涡轮发动机。

 

Aurora 低压等离子工艺的一个明显优势是等离子体能够穿透间隙和缝隙,并且能够处理所有侧面的复杂几何形状。所有处理步骤都可以在顺序、强度和配方方面得到清楚的设定。在处理周期中,可电离的功能气体和流体在 低压腔室内得到处理。这个方法简单易行,也易于重复再现。

高科技复合材料Openair-Plasma® 和 Aurora 等离子技术取消了脱模剂的使用

在制造飞机时,使用纤维增强塑料在减轻重量方面具有较大的优势。在这个维度里,纤维增强塑料,特别是碳纤维(CFRP)和玻璃纤维(GFRP),比金属结构更稳定。

主要大面积部件的生产是在高压釜中以所谓的“预浸料坯”的层结构形式进行的。为了保证脱模容易,需要解决部件与模具本身的沾粘问题。为此经常用到 Frekote® 等溶剂型脱模剂。这类脱模剂的缺点是在脱模过程中有残留物残留在部件上。这就必须通过复杂的手工操作来去除。


等离子脱模涂层的工艺优势:

  • 无需复杂的手工清洁,从而增加循环次数
  • 模具和部件无污染
  • 无溶剂型脱模剂和清洁剂,减少使用挥发性有机化合物
  • 改善了的、均匀的表面质量和结构

Openair-plasma® 处理为钛和铝铆钉提供耐久的防腐蚀保护

铆钉仍然是组装飞机部件最常用的方法之一。钛或铝合金制铆钉因高湿度和巨大的温度变化而承受巨大的应力,所以腐蚀防护成为一项巨大的挑战。

使用 Openair-Plasma® 技术进行表面处理是一种简单的方法,它通过微细清洁和表面活化来制备表面,以获得最佳的防腐涂层。

对 Kevlar 芳纶纤维、玻璃纤维、碳或 UHMWPE 进行等离子预处理以生产预浸料

预浸料(预浸纤维)是经过预浸处理的纺织半成品,用于生产增强纤维部件。在高压和高温环境下,多层预浸料熔化在一起。除了预浸料的排列之外,纤维与反应树脂的最佳粘合对于整个组件的后续稳定性至关重要。

使用 Aurora 等离子工艺预处理纤维

在施加树脂之前,纤维和基体树脂之间的有效负载传递需要清洁的纤维表面。通过使用 Aurora 等离子技术对纤维组织进行预处理,可实现最佳的渗透能力

在外协代加工中织物网的预处理

Plasmatreat 通过其在美国的子公司提供外协代加工服务(收费加工服务),在加工成预浸料之前对薄纸幅进行预处理。公司使用可处理宽度为 1.50 米(60 英寸)的低压等离子特殊系统,包括缠绕(卷对卷),来完成这个预处理。

近期的展会和活动

在我们参加的展会和活动中,更深入地了解等离子体应用!

交易会
06. - 10. May 2024

NPE 2024

The Plastics Show

West Building Level 2 - Expo Hall, Booth W7479

Orange County Convention Center

Orlando, Florida

交易会
08. - 09. May 2024

E-Tech Europe

Exhibition and Conference on Advanced Batteries and Innovative Technologies for Automotive and Electric Vehicle Production

Booth A39-B40, hall 21

Bologna Exhibition Centre

Bologna

Italy

交易会
09. - 12. Sep 2024

CAMX

CAMX is the largest, most comprehensive composites and advanced materials event in North America.

Exhibit Hall, booth Q41

San Diego Convention Center

San Diego, California