Katika kutekeleza azma ya uendelevu, vitambuzi vinapunguza muda wa mzunguko, matumizi ya nishati na upotevu, huendesha kiotomatiki udhibiti wa mchakato wa kufungwa na kuongeza maarifa, hufungua uwezekano mpya wa utengenezaji na miundo mahiri.#sensorer #ustainability #SHM
Vihisi upande wa kushoto (juu hadi chini): mtiririko wa joto (TFX), dielectrics za ukungu (Lambient), ultrasonics (Chuo Kikuu cha Augsburg), dielectrics zinazoweza kutumika (Synthesites) na kati ya pennies na thermocouples Microwire (AvPro).Grafu (juu, mwendo wa saa): Collo dielectric constant (CP) dhidi ya Collo ionic viscosity (CIV), upinzani wa resin dhidi ya wakati (Synthesites) na mfano wa digital wa preforms zilizopandikizwa caprolactam kwa kutumia sensorer za sumakuumeme (CosiMo mradi, DLR ZLP , Chuo Kikuu cha Augsburg).
Sekta ya kimataifa inapoendelea kuibuka kutokana na janga la COVID-19, imehamia katika kuweka kipaumbele kwa uendelevu, ambao unahitaji kupunguza upotevu na matumizi ya rasilimali (kama vile nishati, maji na nyenzo). Kwa sababu hiyo, utengenezaji lazima uwe na ufanisi zaidi na nadhifu zaidi. .Lakini hii inahitaji habari.Kwa composites, data hii inatoka wapi?
Kama ilivyofafanuliwa katika mfululizo wa vifungu vya CW's 2020 Composites 4.0, kufafanua vipimo vinavyohitajika ili kuboresha ubora wa sehemu na uzalishaji, na vitambuzi vinavyohitajika kufikia vipimo hivyo, ni hatua ya kwanza katika utengenezaji mahiri. Katika mwaka wa 2020 na 2021, CW iliripoti kuhusu vitambuzi—dielectric. sensa, vihisi joto, vihisishio vya nyuzi macho na vihisi visivyogusika vinavyotumia mawimbi ya ultrasonic na sumakuumeme—pamoja na miradi inayoonyesha uwezo wao (angalia seti ya maudhui ya vitambuzi vya mtandaoni ya CW). Makala haya yanahusu ripoti hii kwa kujadili vihisi vinavyotumika katika mchanganyiko. nyenzo, manufaa na changamoto zao zilizoahidiwa, na mandhari ya kiteknolojia inayoendelezwa. Kwa hakika, makampuni ambayo yanaibuka kuwa viongozi katika tasnia ya mchanganyiko tayari yanachunguza na kuvinjari anga hili.
Mtandao wa vitambuzi katika CosiMo Mtandao wenye vihisi 74 – 57 kati ya hivyo ni vitambuzi vya aniza sauti vilivyotengenezwa katika Chuo Kikuu cha Augsburg (kilichoonyeshwa upande wa kulia, vitone vya samawati hafifu katika sehemu ya juu na ya chini ya ukungu) – hutumika kwa kionyesha Kifuniko cha T-RTM. ukingo wa mradi wa CosiMo wa betri zenye mchanganyiko wa thermoplastic. Mkopo wa picha: Mradi wa CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Chuo Kikuu cha Augsburg
Lengo #1: Okoa pesa. Blogu ya CW ya Desemba 2021, "Vihisi Maalum vya Ultrasonic kwa Uboreshaji na Udhibiti wa Mchakato wa Mchanganyiko," inafafanua kazi katika Chuo Kikuu cha Augsburg (UNA, Augsburg, Ujerumani) kuunda mtandao wa vihisi 74 ambavyo Kwa CosiMo mradi wa kutengeneza kionyeshi cha kifuniko cha betri ya EV (vifaa vyenye mchanganyiko katika usafirishaji mahiri).Sehemu hiyo imetengenezwa kwa ukingo wa uhamishaji wa resin ya thermoplastic (T-RTM), ambayo hupolimisha monoma ya caprolaktamu katika situ kuwa mchanganyiko wa polyamide 6 (PA6).Markus Sause, Profesa katika UNA na Mkuu wa Mtandao wa Uzalishaji wa Ujasusi wa Artificial (AI) wa UNA huko Augsburg, anaelezea kwa nini vitambuzi ni muhimu sana: "Faida kubwa tunayotoa ni taswira ya kile kinachotokea ndani ya kisanduku cheusi wakati wa usindikaji. Hivi sasa, wazalishaji wengi wana mifumo ndogo ya kufikia hili. Kwa mfano, hutumia sensorer rahisi sana au maalum wakati wa kutumia infusion ya resin kutengeneza sehemu kubwa za anga. Ikiwa mchakato wa infusion utaenda vibaya, kimsingi una kipande kikubwa cha chakavu. Lakini ikiwa una suluhu za kuelewa ni nini kilienda vibaya katika mchakato wa uzalishaji na kwa nini, unaweza kuirekebisha na kuirekebisha, na kukuokoa pesa nyingi.
Thermocouples ni mfano wa "sensor rahisi au maalum" ambayo imetumika kwa miongo kadhaa kufuatilia joto la laminates za mchanganyiko wakati wa kuponya autoclave au tanuri. Wao hutumiwa kudhibiti joto katika tanuri au blanketi za joto ili kutibu patches za kutengeneza composite kutumia. vifungo vya joto.Wazalishaji wa resin hutumia aina mbalimbali za sensorer katika maabara ili kufuatilia mabadiliko katika viscosity ya resin kwa muda na joto ili kuendeleza uundaji wa tiba.Ni nini kinachojitokeza, hata hivyo, ni mtandao wa sensor ambao unaweza kuibua na kudhibiti mchakato wa utengenezaji katika situ kulingana na vigezo vingi (kwa mfano, joto na shinikizo) na hali ya nyenzo (kwa mfano, mnato, mkusanyiko, fuwele).
Kwa mfano, kitambuzi cha angani kilichoundwa kwa ajili ya mradi wa CosiMo hutumia kanuni sawa na ukaguzi wa angani, ambao umekuwa mhimili mkuu wa upimaji usioharibu (NDI) wa sehemu zenye mchanganyiko.Petros Karapapas, Mhandisi Mkuu huko Meggitt (Loughborough, Uingereza), alisema: "Lengo letu ni kupunguza wakati na kazi inayohitajika kwa ukaguzi wa baada ya uzalishaji wa vifaa vya siku zijazo tunapoelekea utengenezaji wa dijiti." Ushirikiano wa Kituo cha Vifaa (NCC, Bristol, UK) ili kuonyesha ufuatiliaji wa pete ya Solvay (Alpharetta, GA, USA) EP 2400 wakati wa RTM kwa kutumia sensor ya dielectric iliyotengenezwa katika Chuo Kikuu cha Cranfield (Cranfield, Uingereza) Mtiririko na uponyaji wa oxyresin kwa Urefu wa mita 1.3, upana wa 0.8 m na ganda lenye kina cha mita 0.4 kwa kibadilisha joto cha injini ya ndege ya kibiashara. “Tulipoangalia jinsi ya kufanya mikusanyiko mikubwa yenye tija ya juu, hatukuweza kufanya ukaguzi wote wa kitamaduni baada ya usindikaji. kupima kila sehemu,” Karapapas alisema.” Kwa sasa, tunatengeneza paneli za majaribio karibu na sehemu hizi za RTM na kisha kufanya upimaji wa kimitambo ili kuthibitisha mzunguko wa tiba. Lakini kwa sensor hii, sio lazima.
Kichunguzi cha Collo kinatumbukizwa kwenye chombo cha kuchanganya rangi (mduara wa kijani kibichi juu) ili kugundua wakati uchanganyaji umekamilika, kuokoa muda na nishati. Mkopo wa picha: ColloidTek Oy
"Lengo letu si kuwa kifaa kingine cha maabara, lakini kuzingatia mifumo ya uzalishaji," anasema Matti Järveläinen, Mkurugenzi Mtendaji na mwanzilishi wa ColloidTek Oy (Kolo, Tampere, Finland). Blogu ya CW Januari 2022 "Vimiminika vya alama za vidole kwa Mchanganyiko" inachunguza Collo's mchanganyiko wa vitambuzi vya sehemu ya sumakuumeme (EMF), usindikaji wa mawimbi na uchanganuzi wa data ili kupima "alama ya vidole" ya kioevu chochote kama vile monoma, resini au vibandiko .“Tunachotoa ni teknolojia mpya ambayo hutoa maoni ya moja kwa moja kwa wakati halisi, ili uweze elewa vyema jinsi mchakato wako unavyofanya kazi na kuitikia mambo yanapoharibika," anasema Järveläinen. "Vihisi vyetu hubadilisha data ya wakati halisi kuwa kiasi kinachoeleweka na kinachoweza kutekelezeka, kama vile mnato wa rheolojia, ambao huruhusu uboreshaji wa mchakato. Kwa mfano, unaweza kufupisha nyakati za kuchanganya kwa sababu unaweza kuona wazi wakati kuchanganya kukamilika. Kwa hivyo, na Unaweza kuongeza tija, kuokoa nishati na kupunguza chakavu ikilinganishwa na usindikaji ulioboreshwa kidogo.
Lengo #2: Kuongeza maarifa ya mchakato na taswira. Kwa michakato kama kujumlisha, Järveläinen anasema, "Huoni taarifa nyingi kutoka kwa mukhtasari tu. Unachukua tu sampuli na kwenda kwenye maabara na kuangalia jinsi ilivyokuwa dakika au saa zilizopita. Ni kama kuendesha gari kwenye barabara kuu, kila saa Fungua macho yako kwa dakika moja na ujaribu kutabiri barabara inakwenda wapi.” Sause anakubali, akigundua kuwa mtandao wa sensorer uliotengenezwa katika CosiMo "hutusaidia kupata picha kamili ya mchakato na tabia ya nyenzo. Tunaweza kuona athari za ndani katika mchakato, katika kukabiliana na Tofauti katika sehemu ya unene au nyenzo zilizounganishwa kama vile msingi wa povu. Tunachojaribu kufanya ni kutoa habari kuhusu kile kinachotokea kwenye ukungu. Hii huturuhusu kubainisha taarifa mbalimbali kama vile umbo la sehemu ya mbele ya mtiririko, kuwasili kwa kila sehemu ya muda na kiwango cha kujumlisha katika kila eneo la kihisi.
Collo hufanya kazi na watengenezaji wa viambatisho vya epoxy, rangi na hata bia ili kuunda wasifu wa mchakato kwa kila kundi linalozalishwa.Sasa kila mtengenezaji anaweza kuona mienendo ya mchakato wao na kuweka vigezo vilivyoboreshwa zaidi, na tahadhari za kuingilia kati wakati batches zimetoka nje ya vipimo. utulivu na kuboresha ubora.
Video ya sehemu ya mbele ya mtiririko katika sehemu ya CosiMo (kiingilio cha sindano ni kitone cheupe katikati) kama utendaji wa wakati, kulingana na data ya kipimo kutoka kwa mtandao wa kihisi cha ukungu. Mkopo wa picha: Mradi wa CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Chuo Kikuu cha Augsburg
"Nataka kujua nini kinatokea wakati wa utengenezaji wa sehemu, sio kufungua kisanduku na kuona kitakachotokea baadaye," anasema Karapapas ya Meggitt." Bidhaa tulizotengeneza kwa kutumia vitambuzi vya dielectric vya Cranfield vilituruhusu kuona mchakato wa in-situ, na pia tuliweza. ili kuthibitisha uponyaji wa resin." Kwa kutumia aina zote sita za vitambuzi vilivyofafanuliwa hapa chini (sio orodha kamili, uteuzi mdogo tu, wasambazaji, pia), inaweza kufuatilia tiba/upolimishaji na mtiririko wa resini. Sensorer zingine zina uwezo wa ziada, na aina za vitambuzi zilizounganishwa zinaweza kupanua uwezekano wa ufuatiliaji na taswira. wakati wa uundaji wa mchanganyiko.Hii ilionyeshwa wakati wa CosiMo, ambayo ilitumia ultrasonic, dielectric na piezoresistive in-mode sensorer kwa vipimo vya joto na shinikizo na Kistler (Winterthur, Uswisi).
Lengo #3: Punguza muda wa mzunguko. Vihisi vya Collo vinaweza kupima usawa wa sehemu mbili za epoksi inayoponya haraka kwani sehemu A na B huchanganywa na kudungwa wakati wa RTM na katika kila eneo kwenye ukungu ambapo vitambuzi hivyo vimewekwa. Hii inaweza kusaidia kuwezesha resini zinazoponya haraka kwa programu kama vile Urban Air Mobility (UAM), ambayo inaweza kutoa mzunguko wa uponyaji wa haraka ikilinganishwa na epoksi za sasa za sehemu moja kama vile RTM6.
Sensorer za Collo pia zinaweza kufuatilia na kuona taswira ya epoksi ikitolewa, kudungwa na kuponywa, na wakati kila mchakato umekamilika. Kumaliza kuponya na michakato mingine kulingana na hali halisi ya nyenzo inayochakatwa (dhidi ya mapishi ya jadi na joto) inaitwa usimamizi wa hali ya nyenzo. (MSM). Makampuni kama vile AvPro (Norman, Oklahoma, USA) yamekuwa yakifuatilia MSM kwa miongo kadhaa ili kufuatilia mabadiliko katika sehemu ya nyenzo na michakato huku ikifuatilia malengo mahususi ya halijoto ya mpito ya glasi (Tg), mnato, upolimishaji na/au. crystallization .Kwa mfano, mtandao wa vitambuzi na uchanganuzi wa kidijitali katika CosiMo ulitumiwa kubainisha muda wa chini zaidi unaohitajika ili kupasha joto vyombo vya habari vya RTM na ukungu na ikagundua kuwa 96% ya upeo wa juu wa upolimishaji ulipatikana katika dakika 4.5.
Wasambazaji wa vitambuzi vya dielectric kama vile Lambient Technologies (Cambridge, MA, USA), Netzsch (Selb, Ujerumani) na Synthesites (Uccle, Ubelgiji) pia wameonyesha uwezo wao wa kupunguza muda wa mzunguko. Mradi wa R&D wa Synthesites na waundaji wa viunzi Hutchinson (Paris, Ufaransa). ) na Bombardier Belfast (sasa ni Spirit AeroSystems (Belfast, Ireland)) wanaripoti kwamba kulingana na vipimo vya wakati halisi vya upinzani na halijoto ya resini, kupitia kitengo chake cha kupata data cha Optimold na ubadilishaji wa Programu ya Optiview hadi makadirio ya mnato na Tg.“Watengenezaji wanaweza kuona Tg. kwa wakati halisi, ili waweze kuamua ni lini watasimamisha mzunguko wa kuponya," anaelezea Nikos Pantelelis, Mkurugenzi wa Synthesites. "Hawahitaji kusubiri kukamilisha mzunguko wa kubeba ambao ni mrefu zaidi ya lazima. Kwa mfano, mzunguko wa jadi wa RTM6 ni tiba kamili ya saa 2 kwa 180°C. Tumeona kuwa hii inaweza kufupishwa hadi dakika 70 katika baadhi ya jiometri. Hili pia lilionyeshwa katika mradi wa INNOTOOL 4.0 (ona "Kuongeza kasi ya RTM kwa Sensorer za Joto Flux"), ambapo utumiaji wa kihisi joto ulifupisha mzunguko wa tiba ya RTM6 kutoka dakika 120 hadi dakika 90.
Lengo #4: Udhibiti wa kitanzi uliofungwa wa michakato ya kubadilika. Kwa mradi wa CosiMo, lengo kuu ni kuweka kiotomatiki udhibiti wa kitanzi kilichofungwa wakati wa utengenezaji wa sehemu zenye mchanganyiko. Hili pia ni lengo la miradi ya ZAero na iComposite 4.0 iliyoripotiwa na CW katika 2020 (kupunguza gharama kwa 30-50%). Kumbuka kuwa haya yanahusisha michakato tofauti - uwekaji kiotomatiki wa tepi ya prepreg (ZAero) na urekebishaji wa awali wa dawa ya nyuzi ikilinganishwa na shinikizo la juu la T-RTM katika CosiMo kwa RTM yenye epoksi ya kuponya haraka (iComposite 4.0). ya miradi hii hutumia vihisi vilivyo na miundo ya dijitali na algoriti kuiga mchakato na kutabiri matokeo ya sehemu iliyomalizika.
Udhibiti wa mchakato unaweza kufikiriwa kama msururu wa hatua, Sause alieleza.Hatua ya kwanza ni kuunganisha vihisi na vifaa vya kuchakata, alisema, "kuibua kile kinachoendelea kwenye kisanduku cheusi na vigezo vya kutumia. Hatua zingine chache, labda nusu ya udhibiti wa kitanzi kilichofungwa, zina uwezo wa kushinikiza kitufe cha kusitisha kuingilia kati, Rekebisha mchakato na uzuie sehemu zilizokataliwa. Kama hatua ya mwisho, unaweza kutengeneza pacha ya kidijitali, ambayo inaweza kujiendesha kiotomatiki, lakini pia inahitaji uwekezaji katika mbinu za kujifunza mashine." Katika CosiMo, uwekezaji huu huwezesha vitambuzi kulisha data kwenye pacha ya kidijitali, uchanganuzi wa Edge (hesabu zinazofanywa kwenye ukingo wa mstari wa uzalishaji dhidi ya hesabu kutoka hazina kuu ya data) kisha hutumika kutabiri mienendo ya mbele ya mtiririko, maudhui ya nyuzinyuzi kwa kila utangulizi wa nguo. na maeneo kavu yanayoweza kutokea.” Kimsingi, unaweza kuweka mipangilio ili kuwezesha udhibiti na urekebishaji wa kitanzi funge katika mchakato,” Sause alisema.”Hizi zitajumuisha vigezo kama shinikizo la sindano, shinikizo la ukungu na halijoto. Unaweza pia kutumia habari hii kuboresha nyenzo zako.
Kwa kufanya hivyo, makampuni yanatumia vitambuzi kufanyia michakato kiotomatiki. Kwa mfano, Synthesites inafanya kazi na wateja wake ili kuunganisha vitambuzi na vifaa vya kufunga ingizo la resin wakati uwekaji wa resini umekamilika, au kuwasha kibonyezo cha joto wakati tiba inayolengwa inafikiwa.
Järveläinen anabainisha kuwa ili kubaini ni kihisia kipi ni bora kwa kila kisa cha utumiaji, "unahitaji kuelewa ni mabadiliko gani katika nyenzo na mchakato unaotaka kufuatilia, na kisha lazima uwe na kichanganuzi." Mchanganuzi hupata data iliyokusanywa na mdadisi au kitengo cha kupata data. data mbichi na kuibadilisha kuwa habari inayoweza kutumiwa na mtengenezaji.” Kwa kweli unaona makampuni mengi yanaunganisha vitambuzi, lakini basi hawafanyi chochote na data hiyo,” Sause alisema. Kinachohitajika, alieleza, ni “mfumo. ya upataji wa data, pamoja na usanifu wa kuhifadhi data ili kuweza kuchakata data.
"Watumiaji hawataki tu kuona data mbichi," anasema Järveläinen." Wanataka kujua, 'Je, mchakato umeboreshwa?'” Ni lini hatua inayofuata inaweza kuchukuliwa?" Ili kufanya hivyo, unahitaji kuchanganya vitambuzi vingi. kwa uchanganuzi, na kisha utumie kujifunza kwa mashine ili kuharakisha mchakato. Uchanganuzi huu wa makali na mbinu ya kujifunza kwa mashine inayotumiwa na timu ya Collo na CosiMo inaweza kupatikana kupitia ramani za mnato, miundo ya nambari ya sehemu ya mbele ya utiririshaji wa resini, na Uwezo wa hatimaye kudhibiti vigezo vya mchakato na mashine huonyeshwa.
Optimold ni kichanganuzi kilichotengenezwa na Synthesites kwa ajili ya vitambuzi vyake vya dielectric. Kikidhibitiwa na programu ya Synthesites' Optiview, kitengo cha Optimold hutumia vipimo vya kustahimili halijoto na resini ili kukokotoa na kuonyesha grafu za wakati halisi ili kufuatilia hali ya resini ikijumuisha uwiano wa mchanganyiko, kuzeeka kwa kemikali, mnato, Tg. na kiwango cha tiba.Inaweza kutumika katika mchakato wa kutayarisha kabla na katika uundaji wa kioevu.Kitengo tofauti cha Optiflow hutumiwa kwa ufuatiliaji wa mtiririko.Synthesites pia imeunda kiigaji cha kuponya ambacho hakihitaji kihisi cha kutibu katika ukungu au sehemu, lakini badala yake hutumia sensa ya joto na sampuli za resin/prepreg katika kitengo hiki cha uchanganuzi. "Tunatumia mbinu hii ya hali ya juu kwa infusion na kuponya kwa wambiso kwa utengenezaji wa blade ya turbine ya upepo," Nikos Pantelelis, Mkurugenzi wa Synthesites alisema.
Mifumo ya kudhibiti mchakato wa Sanisi huunganisha vihisi, Optiflow na/au vitengo vya kupata data vya Optimold, na programu ya OptiView na/au Online Resin Status (ORS). Salio la picha: Synthesites, limehaririwa na The CW
Kwa hiyo, wasambazaji wengi wa vitambuzi wameunda vichanganuzi vyao wenyewe, wengine wakitumia kujifunza kwa mashine na wengine sio.Lakini watengenezaji wa mchanganyiko wanaweza pia kutengeneza mifumo yao ya kitamaduni au kununua vifaa vya nje ya rafu na kuvirekebisha ili kukidhi mahitaji maalum.Hata hivyo, uwezo wa kuchanganua ni jambo moja tu la kuzingatia.Kuna mengine mengi.
Mawasiliano pia ni jambo la kuzingatia wakati wa kuchagua kihisi kipi cha kutumia. Kitambuzi kinaweza kuhitaji kuwasiliana na nyenzo, mhojiwa au zote mbili. Kwa mfano, mtiririko wa joto na vitambuzi vya ultrasonic vinaweza kuingizwa kwenye ukungu wa RTM 1-20mm kutoka. uso - ufuatiliaji sahihi hauhitaji kuwasiliana na nyenzo katika mold.Sensorer za Ultrasonic pia zinaweza kuhoji sehemu katika kina tofauti kulingana na mzunguko unaotumiwa.Sensorer za sumakuumeme za Collo zinaweza pia kusoma kina cha maji au sehemu - 2-10 cm, kutegemea. juu ya mzunguko wa kuhojiwa - na kupitia vyombo visivyo vya metali au zana zinazowasiliana na resin.
Hata hivyo, waya wa sumaku (angalia "Ufuatiliaji usio wa mawasiliano wa halijoto na shinikizo ndani ya viunzi") kwa sasa ndio vitambuzi pekee vinavyoweza kuhoji viunzi kwa umbali wa sm 10. Hiyo ni kwa sababu hutumia induction ya sumakuumeme ili kutoa jibu kutoka kwa kihisi, ambacho imepachikwa katika nyenzo zenye mchanganyiko.Sensor ndogo ya waya ya ThermoPulse ya AvPro, iliyopachikwa kwenye safu ya dhamana inayonamatika, imehojiwa kupitia laminate ya nyuzinyuzi ya kaboni yenye unene wa mm 25 ili kupima halijoto wakati wa mchakato wa kuunganisha. haziathiri utendaji wa kiunganishi au dhamana.Katika kipenyo kikubwa kidogo cha mikroni 100-200, vitambuzi vya fiber optic vinaweza pia kupachikwa bila uharibifu wa miundo ya miundo. mhoji.Kadhalika, kwa kuwa sensorer za dielectric hutumia voltage kupima sifa za resin, lazima pia ziunganishwe na mhojiwaji, na wengi lazima pia wawasiliane na resin wanayofuatilia.
Sensor ya Collo Probe (juu) inaweza kuzamishwa katika vimiminiko, huku Bamba la Collo (chini) limewekwa kwenye ukuta wa chombo/chombo cha kuchanganya au kuchakata bomba/laini ya kulisha. Mkopo wa picha: ColloidTek Oy
Uwezo wa halijoto ya kihisi ni jambo lingine la kuzingatia. Kwa mfano, sensorer nyingi za ultrasonic zisizo kwenye rafu kawaida hufanya kazi kwenye joto hadi 150 ° C, lakini sehemu katika CosiMo zinahitajika kuundwa kwa joto la zaidi ya 200 ° C. Kwa hiyo, UNA ilibidi itengeneze kitambuzi cha angavu kwa uwezo huu.Vihisi vya dielectric vya Lambient vinaweza kutumika kwenye sehemu za hadi 350°C, na vitambuzi vyake vinavyoweza kutumika tena katika ukungu vinaweza kutumika hadi 250°C.RVmagnetics (Kosice, Slovakia) imeundwa. sensa yake ya maikrofoni kwa ajili ya vifaa vyenye mchanganyiko vinavyoweza kustahimili uponyaji kwa 500°C. Wakati teknolojia ya kihisi cha Collo yenyewe haina kikomo cha kinadharia cha halijoto, ngao ya kioo kali ya Bamba la Collo na nyumba mpya ya polyetheretherketone (PEEK) ya Collo Probe zote zimejaribiwa. kwa kazi inayoendelea ifikapo 150°C, kulingana na Järveläinen.Wakati huo huo, PhotonFirst (Alkmaar, Uholanzi) ilitumia mipako ya polyimide kutoa joto la kufanya kazi la 350°C kwa kihisia cha nyuzi macho kwa mradi wa SuCoHS, kwa ajili ya uendelevu na gharama- ufanisi wa mchanganyiko wa joto la juu.
Jambo lingine la kuzingatia, haswa wakati wa usakinishaji, ni iwapo kihisi kinapima katika sehemu moja au ni kihisi cha mstari chenye sehemu nyingi za kutambua. Kwa mfano, vihisishi vya Com&Sens (Eke, Ubelgiji) vinaweza kuwa na urefu wa hadi mita 100 na kuangazia juu. hadi 40 nyuzinyuzi Bragg grating (FBG) na nafasi ya chini ya cm 1. Sensorer hizi zimetumika kwa ufuatiliaji wa afya ya kimuundo (SHM) ya madaraja yenye urefu wa mita 66 na ufuatiliaji wa mtiririko wa resin wakati wa kuingizwa kwa sitaha kubwa za daraja. sensa za pointi za mtu binafsi kwa mradi kama huo zingehitaji idadi kubwa ya vitambuzi na muda mwingi wa usakinishaji.NCC na Chuo Kikuu cha Cranfield hudai manufaa sawa kwa vitambuzi vyao vya mstari wa dielectri.Ikilinganishwa na vihisi vya dielectri vya nukta moja vinavyotolewa na Lambient, Netzsch na Synthesites, " Kwa sensor yetu ya mstari, tunaweza kufuatilia mtiririko wa resin mfululizo kwa urefu, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa Idadi ya vitambuzi vinavyohitajika katika sehemu au chombo.
AFP NLR ya Sensorer za Fiber Optic Kitengo maalum kimeunganishwa kwenye chaneli ya 8 ya kichwa cha Coriolis AFP ili kuweka safu nne za kihisia cha nyuzi macho kwenye halijoto ya juu, nyuzinyuzi za kaboni zilizoimarishwa paneli za majaribio zenye mchanganyiko. Mkopo wa picha: Mradi wa SuCoHS, NLR
Sensorer za laini pia husaidia kusakinisha kiotomatiki. Katika mradi wa SuCoHS, Royal NLR (Kituo cha Anga cha Uholanzi, Marknesse) ilitengeneza kitengo maalum kilichounganishwa katika kituo cha 8 cha Uwekaji Fiber Otomatiki (AFP) mkuu wa Coriolis Composites (Queven, Ufaransa) ili kupachika safu nne ( mistari tofauti ya nyuzi macho), kila moja ikiwa na vitambuzi 5 hadi 6 vya FBG (PhotonFirst inatoa jumla ya vitambuzi 23), katika paneli za majaribio ya nyuzinyuzi za kaboni.RVmagnetics imeweka vihisi vyake vya waya mikrofoni kwenye upau wa GFRP uliopondwa." muda mrefu kwa maikrofoni nyingi za compositi], lakini huwekwa kiotomatiki mfululizo wakati upau upya unatengenezwa,” alisema Ratislav Varga, mwanzilishi mwenza wa RVmagnetics. "Una waya ndogo na waya ndogo ya kilomita 1. coils ya filamenti na kuilisha kwenye kituo cha uzalishaji wa rebar bila kubadilisha jinsi upau unafanywa. Wakati huo huo, Com&Sens inafanyia kazi teknolojia ya kiotomatiki ili kupachika vitambuzi vya nyuzi-optic wakati wa mchakato wa kukunja nyuzi kwenye vyombo vya shinikizo.
Kwa sababu ya uwezo wake wa kuendesha umeme, nyuzinyuzi za kaboni zinaweza kusababisha matatizo na vitambuzi vya dielectric. Sensorer za dielectric hutumia elektrodi mbili zilizowekwa karibu na kila mmoja. "Ikiwa nyuzi huunganisha elektrodi, hupitisha kihisi kifupi," anaelezea mwanzilishi wa Lambient Huan Lee. Katika kesi hii, tumia chujio." Kichujio huruhusu resini kupitisha vitambuzi, lakini huihami kutoka kwa nyuzi za kaboni." Sensor ya mstari wa dielectric iliyotengenezwa na Chuo Kikuu cha Cranfield na NCC hutumia mbinu tofauti, ikiwa ni pamoja na jozi mbili za waya za shaba zilizosokotwa. Voltage inapowekwa, uwanja wa sumakuumeme huundwa kati ya waya, ambayo hutumika kupima kizuizi cha resin. Waya hupakwa. yenye polima ya kuhami joto ambayo haiathiri uwanja wa umeme, lakini huzuia nyuzinyuzi za kaboni kupunguka.
Bila shaka, gharama pia ni suala.Com&Sens inasema kwamba wastani wa gharama kwa kila sehemu ya kutambua FBG ni euro 50-125, ambayo inaweza kushuka hadi karibu euro 25-35 ikiwa itatumika kwa makundi (kwa mfano, kwa vyombo 100,000 vya shinikizo).(Hii ni ni sehemu tu ya uwezo wa sasa na unaotarajiwa wa uzalishaji wa vyombo vyenye shinikizo la mchanganyiko, angalia makala ya CW ya 2021 kuhusu hidrojeni.) Karapapas ya Meggitt inasema amepokea ofa za laini za optic za nyuzi zenye vihisi vya FBG vya wastani wa £250/sensor (≈300€/sensore). anayehojiwa ana thamani ya karibu £10,000 (€ 12,000)." Kihisi cha umeme cha laini tulichojaribu kilikuwa kama waya iliyofunikwa ambayo unaweza kununua kutoka kwenye rafu," aliongeza." mtafiti mkuu) katika Sayansi ya Mchakato wa Composites katika Chuo Kikuu cha Cranfield, "ni kichanganuzi cha uzuiaji, ambacho ni sahihi sana na kinagharimu angalau pauni 30,000 [≈ €36,000], Lakini NCC hutumia mhoji rahisi zaidi ambayo kimsingi inajumuisha rafu. moduli kutoka kwa kampuni ya kibiashara Advise Deta [Bedford, UK]. Synthesites inanukuu €1,190 kwa vihisi vya ukungu na €20 kwa vitambuzi vya matumizi moja/sehemu Katika EUR, Optiflow imenukuliwa kwa EUR 3,900 na Optimold kwa EUR 7,200, huku punguzo likiongezeka kwa vitengo vingi vya uchanganuzi. Bei hizi ni pamoja na programu ya Optiview na yoyote. msaada unaohitajika, Pantelelis alisema, akiongeza kuwa watengenezaji wa blade za upepo huokoa masaa 1.5 kwa kila mzunguko, kuongeza vile kwa kila laini kwa mwezi, na kupunguza matumizi ya nishati kwa asilimia 20, na kurudi kwenye uwekezaji wa miezi minne tu.
Kampuni zinazotumia vitambuzi zitapata faida kwani uundaji wa dijitali 4.0 unazidi kubadilika. Kwa mfano, anasema Grégoire Beauduin, Mkurugenzi wa Maendeleo ya Biashara katika Com&Sens, "Watengenezaji wa vyombo vya shinikizo hujaribu kupunguza uzito, matumizi ya nyenzo na gharama, wanaweza kutumia vitambuzi vyetu kuhalalisha. miundo yao na kufuatilia uzalishaji wanapofikia viwango vinavyohitajika ifikapo 2030. Sensorer zile zile zinazotumiwa kutathmini viwango vya mkazo ndani ya tabaka wakati wa kukunja na kuponya filamenti pia zinaweza kufuatilia uadilifu wa tanki wakati wa maelfu ya mizunguko ya kuongeza mafuta, kutabiri matengenezo yanayohitajika na kuthibitisha tena mwishoni mwa muundo. maisha. Tunaweza Dijiti ya data pacha ya kidijitali inatolewa kwa kila chombo cha shinikizo cha mchanganyiko kinachozalishwa, na suluhisho pia linatengenezwa kwa satelaiti.
Kuwasha mapacha na nyuzi za kidijitali Com&Sens inafanya kazi na mtengenezaji wa viunzi kutumia vihisi vyake vya nyuzi macho ili kuwezesha mtiririko wa data dijitali kupitia muundo, uzalishaji na huduma (kulia) ili kusaidia kadi za kitambulisho za kidijitali zinazotumia pacha dijitali ya kila sehemu (kushoto) inayotengenezwa. Salio la picha: Com&Sens na Kielelezo cha 1, "Uhandisi kwa Miundo ya Dijiti" na V. Singh, K. Wilcox.
Kwa hivyo, data ya vitambuzi inaauni pacha ya kidijitali, pamoja na uzi wa kidijitali unaohusisha usanifu, uzalishaji, uendeshaji wa huduma na uchakavu. Inapochanganuliwa kwa kutumia akili ya bandia na kujifunza kwa mashine, data hii hurejea katika muundo na uchakataji, kuboresha utendakazi na uendelevu. pia imebadilisha jinsi minyororo ya ugavi inavyofanya kazi pamoja. Kwa mfano, mtengenezaji wa vibandiko Kiilto (Tampere, Ufini) anatumia vihisi vya Collo ili kuwasaidia wateja wake kudhibiti uwiano wa vijenzi A, B, n.k. katika vifaa vyao vya kuchanganya vibandiko vyenye vipengele vingi."Kiilto sasa inaweza kurekebisha muundo wa viambatisho vyake kwa wateja binafsi," anasema Järveläinen, "lakini pia inaruhusu Kiilto kuelewa jinsi resini huingiliana katika michakato ya wateja, na jinsi wateja huingiliana na bidhaa zao, ambayo inabadilisha jinsi usambazaji unavyofanywa. Minyororo inaweza kufanya kazi pamoja."
OPTO-Light hutumia vihisi vya Kistler, Netzsch na Synthesites kufuatilia uponyaji wa sehemu za CFRP za epoksi zilizofunikwa na joto la thermoplastic. Mkopo wa picha: AZL
Sensa pia inasaidia ubunifu mpya wa nyenzo na michanganyiko ya mchakato. Imefafanuliwa katika makala ya CW ya 2019 kuhusu mradi wa OPTO-Light (ona "Thermoplastic Overmolding Thermosets, 2-Dakika Mzunguko, Betri Moja"), AZL Aachen (Aachen, Ujerumani) inatumia hatua mbili. mchakato wa kukandamiza kwa usawa nyuzinyuzi kaboni/epoxy prepreg moja ya Kwa (UD), kisha kufinyangwa kwa asilimia 30% ya nyuzinyuzi fupi za glasi fupi iliyoimarishwa PA6. Jambo kuu ni kutibu kwa kiasi fulani prepreg ili utendakazi uliosalia kwenye epoksi uweze kuwezesha kuunganisha kwenye thermoplastic. .AZL hutumia vichanganuzi vya Optimold na Netzsch DEA288 Epsilon vyenye Synthesites na Netzsch dielectric sensorer na Kistler in-mold sensorer na programu ya DataFlow ili kuboresha uundaji wa sindano. kuelewa hali ya tiba ili kufikia muunganisho mzuri wa kuzidisha joto kwa thermoplastic,” anaeleza mhandisi wa utafiti wa AZL Richard Schares. "Katika siku zijazo, mchakato unaweza kuwa wa kubadilika na wa akili, mzunguko wa mchakato unasababishwa na ishara za sensorer."
Hata hivyo, kuna tatizo la msingi, asema Järveläinen, “na hilo ni ukosefu wa uelewa wa wateja kuhusu jinsi ya kuunganisha vihisi hivi tofauti katika michakato yao. Kampuni nyingi hazina wataalam wa sensor. Kwa sasa, njia ya kusonga mbele inahitaji watengenezaji wa vitambuzi na wateja Kubadilishana taarifa na kurudi. Mashirika kama vile AZL, DLR (Augsburg, Ujerumani) na NCC yanaendeleza utaalamu wa vihisi vingi. Sause alisema kuna vikundi ndani ya UNA, pamoja na mabadiliko. makampuni ambayo yanatoa ushirikiano wa sensorer na huduma pacha za dijiti. Aliongeza kuwa mtandao wa uzalishaji wa AI wa Augsburg umekodi kituo cha mita za mraba 7,000 kwa madhumuni haya, "kupanua mpango wa maendeleo wa CosiMo kwa wigo mpana sana, ikijumuisha seli za otomatiki zilizounganishwa, ambapo washirika wa viwandani. inaweza Kuweka mashine, kuendesha miradi na kujifunza jinsi ya kuunganisha masuluhisho mapya ya AI."
Carapappas alisema kuwa onyesho la sensa ya dielectric ya Meggitt katika NCC ilikuwa hatua ya kwanza tu katika hilo. haja na vifaa gani vya kuagiza. Uendeshaji wa kidijitali unakua."
Karibu kwenye SourceBook ya mtandaoni, ambayo inalingana na toleo la kila mwaka la CompositesWorld la Mwongozo wa Wanunuzi wa Sekta ya Vipengee vya SourceBook.
Spirit AeroSystems Hutekeleza Ubunifu Mahiri wa Airbus kwa A350 Center Fuselage na Front Spars huko Kingston, NC.
Muda wa kutuma: Mei-20-2022
