Jasangarritasunaren bila, sentsoreek ziklo-denborak, energia-erabilera eta hondakinak murrizten ari dira, begizta itxiko prozesuen kontrola automatizatzen ari dira eta ezagutza areagotzen ari dira, fabrikazio eta egituretarako aukera berriak zabaltzen ari dira.#sentsoreak #iraunkortasuna #SHM
Sentsoreak ezkerrean (goitik behetik): bero-fluxua (TFX), molde barruko dielektrikoak (Lambient), ultrasoinuak (Augsburgoko Unibertsitatea), botatzeko dielektrikoak (Sintesisak) eta zentimo eta termopareen artean Microwire (AvPro).Grafikoak (goian, erlojuaren orratzen noranzkoan): Collo konstante dielektrikoa (CP) versus Collo biskositate ionikoa (CIV), erretxinaren erresistentzia denboraren aurrean (Sintesiak) eta sentsore elektromagnetikoak erabiliz caprolactam inplantatutako preformen eredu digitala (CosiMo proiektua, DLR ZLP, Augsburgoko Unibertsitatea).
Industria globalak COVID-19 pandemiatik ateratzen jarraitzen duen heinean, jasangarritasuna lehenestera igaro da, eta horrek hondakinak eta baliabideen kontsumoa murriztea eskatzen du (adibidez, energia, ura eta materialak). Ondorioz, fabrikazioa eraginkorragoa eta adimentsuagoa izan behar da. .Baina honek informazioa eskatzen du.Konpositeetarako, nondik datoz datu hauek?
CWren 2020 Composites 4.0 artikuluen seriean deskribatzen den bezala, piezen kalitatea eta ekoizpena hobetzeko beharrezkoak diren neurketak eta neurketa horiek lortzeko behar diren sentsoreak definitzea da fabrikazio adimendunaren lehen urratsa. 2020 eta 2021ean, CWk sentsoreen berri eman zuen: dielektriko sentsoreak, bero-fluxuaren sentsoreak, zuntz optikoko sentsoreak eta uhin elektromagnetikoak eta ultrasoinuak erabiltzen dituzten kontaktu gabeko sentsoreak, baita haien gaitasunak frogatzen dituzten proiektuak ere (ikus CWren lineako sentsoreen eduki multzoa). materialak, agindutako onurak eta erronkak, eta garatzen ari den panorama teknologikoa. Nabarmentzekoa, konpositeen industrian lider gisa sortzen ari diren enpresak espazio hori arakatzen eta nabigatzen ari dira dagoeneko.
Sentsore-sarea CosiMo-n 74 sentsorez osatutako sarea - horietatik 57 Augsburgoko Unibertsitatean garatutako ultrasoinu-sentsoreak dira (eskuinean ageri dira, puntu urdin argiak moldearen goiko eta beheko erdietan) T-RTM-rako tapa erakuslerako erabiltzen da. moldaketa CosiMo proiektua konposatu termoplastikoetarako piletarako. Irudiaren kreditua: CosiMo proiektua, DLR ZLP Augsburg, Augsburgoko Unibertsitatea
1. helburua: dirua aurreztu. The CWren 2021eko abenduko blogak, "Prozesu konposatuen optimizaziorako eta kontrolerako ultrasoinu pertsonalizatuko sentsoreak", Augsburgoko Unibertsitatean (UNA, Augsburgo, Alemania) egindako lana deskribatzen du CosiMo-k 74 sentsorez osatutako sare bat garatzeko. EV bateriaren estalkiaren erakusle bat fabrikatzeko proiektua (material konposatuak garraio adimendunean).Pieza erretxina termoplastikoen transferentzia-moldeaketa (T-RTM) erabiliz fabrikatzen da, kaprolaktama monomeroa in situ polimerizatzen duen poliamida 6 (PA6) konposite batean.Markus Sause, irakaslea. UNAn eta Augsburgoko UNAren Adimen Artifizialaren (AI) Ekoizpen Sareko buruak, sentsoreak zergatik diren hain garrantzitsuak azaltzen du: “Eskaintzen dugun abantailarik handiena prozesatzeko garaian kutxa beltzaren barruan gertatzen dena bistaratzea da. Gaur egun, fabrikatzaile gehienek sistema mugatuak dituzte hori lortzeko. Esaterako, oso sentsore sinple edo espezifikoak erabiltzen dituzte erretxina infusioa erabiltzean pieza aeroespaziale handiak egiteko. Infusio-prozesua gaizki ateratzen bada, funtsean, txatar zati handi bat duzu. Baina produkzio-prozesuan zer gertatu den eta zergatik oker egon den ulertzeko konponbiderik baduzu, konpondu eta zuzendu dezakezu, diru asko aurreztuz».
Termopareak "sentsore sinple edo espezifiko" baten adibidea dira, hamarkada luzez erabili izan dena autoklabean edo labean ontzean laminatu konposatuen tenperatura kontrolatzeko. Are gehiago, labeetan edo berogailuen tenperatura kontrolatzeko erabiltzen dira, konposatuen konponketa adabakiak sendatzeko. lotura termikoak.Erretxinaren fabrikatzaileek hainbat sentsore erabiltzen dituzte laborategian erretxinaren biskositatearen aldaketak denboran eta tenperaturan kontrolatzeko formulazioak garatzeko. hainbat parametro (adibidez, tenperatura eta presioa) eta materialaren egoera (adibidez, biskositatea, agregazioa, kristalizazioa).
Esaterako, CosiMo proiekturako garatutako ultrasoinu-sentsoreak ultrasoinu-ikuskapenaren printzipio berberak erabiltzen ditu, hau da, amaitutako pieza konposatuen saiakuntza ez-suntsitzaileen (NDI) oinarri bihurtu dena.Petros Karapapas, Meggitt-eko ingeniari nagusia (Loughborough, Erresuma Batua), esan zuen: "Gure helburua da etorkizuneko osagaien ekoizpen osteko ikuskapenerako behar den denbora eta lana murriztea fabrikazio digitalerantz goazen heinean". Materials Center (NCC, Bristol, Erresuma Batua) lankidetza Solvay (Alpharetta, GA, AEB) EP 2400 eraztun baten monitorizazioa frogatzeko RTMn zehar Cranfield Unibertsitatean (Cranfield, Erresuma Batua) garatutako sentsore dielektriko lineal baten bidez. Oxiresinaren fluxua eta ontzea 1,3 m-ko luzera, 0,8 m-ko zabalera eta 0,4 m-ko sakonera duen oskol konposatua hegazkin-motore komertzialeko bero-trukagailu baterako. “Ekoizkortasun handiagoko muntaketa handiagoak nola egin aztertzen genuenez, ezin izan genituen prozesatzeko osteko ohiko ikuskapen guztiak egin eta zati guztietan probak egiten", esan zuen Karapapasek. "Oraintxe bertan, proba-panelak egiten ditugu RTM pieza hauen ondoan eta, ondoren, proba mekanikoak egiten ditugu sendatze-zikloa baliozkotzeko. Baina sentsore honekin, hori ez da beharrezkoa”.
Collo Probe pintura nahasteko ontzian murgiltzen da (zirkulu berdea goiko aldean) nahasketa amaitutakoan detektatzeko, denbora eta energia aurreztuz.Irudiaren kreditua: ColloidTek Oy
"Gure helburua ez da laborategiko beste gailu bat izatea, produkzio sistemetan zentratzea baizik", dio Matti Järveläinen-ek, ColloidTek Oy-ko zuzendari nagusiak eta sortzaileak (Kolo, Tampere, Finlandia). CW 2022ko urtarrileko blogak "Fingerprint Liquids for Composites"-ek Collo-ren azterketa egiten du. Eremu elektromagnetikoen (EMF) sentsoreen konbinazioa, seinaleen prozesaketa eta datuen analisia edozein likidoren “hatz-markaren” neurtzeko, hala nola monomeroak, erretxinak edo itsasgarriak. “Eskaintzen duguna denbora errealean zuzeneko iritzia ematen duen teknologia berri bat da, beraz, hobeto ulertu zure prozesua nola funtzionatzen duen eta gauzak oker daudenean erreakzionatzen du", dio Järveläinenek. "Gure sentsoreek denbora errealeko datuak kantitate fisiko ulergarri eta ekidigarriak bihurtzen dituzte, hala nola likatasun erreologikoa, prozesuaren optimizazioa ahalbidetzen dutenak. Adibidez, nahasketa denbora laburtu dezakezu, nahasketa amaitutakoan argi ikusten duzulako. Hori dela eta, You-rekin produktibitatea handitu, energia aurreztu eta txatarra murriztu dezakezu prozesaketa ez hain optimizatuarekin alderatuta.
2. helburua: prozesuen ezagutza eta bistaratzea areagotzea. Agregazioa bezalako prozesuetarako, Järveläinen-ek dio: "Ez duzu informazio asko ikusten argazki batetik. Lagin bat hartu eta laborategian sartu eta duela minutu edo ordu batzuk nolakoa zen ikusten ari zara. Autopistan gidatzea bezalakoa da, orduro Ireki begiak minutu batez eta saiatu errepidea nora doan iragartzen». Sause ados dago, eta CosiMo-n garatutako sentsore sareak “prozesuaren eta materialaren portaeraren irudi osoa lortzen laguntzen digu. Prozesuan tokiko efektuak ikus ditzakegu, zatien lodieraren aldakuntzak edo material integratuak, hala nola apar-nukleoa. Egiten saiatzen ari garena da moldean benetan gertatzen ari denari buruzko informazioa ematea. Horri esker, hainbat informazio zehazten dugu, hala nola, fluxu-frontearen forma, denbora partzialeko bakoitzaren etorrera eta sentsore-kokapen bakoitzean agregazio-maila".
Collo epoxi itsasgarrien, margoen eta baita garagardoen fabrikatzaileekin lan egiten du ekoitzitako lote bakoitzeko prozesu-profilak sortzeko. Orain fabrikatzaile bakoitzak bere prozesuaren dinamika ikus dezake eta parametro optimizatuagoak ezarri, loteak zehaztapenetatik kanpo daudenean esku hartzeko abisuekin. Honek laguntzen du. kalitatea egonkortzea eta hobetzea.
CosiMo zati bateko fluxu-frontearen bideoa (injekzio-sarrera erdiko puntu zuria da) denboraren arabera, molde barruko sentsore-sare bateko neurketa-datuetan oinarrituta. Irudi-kreditua: CosiMo proiektua, DLR ZLP Augsburg, Unibertsitatea. Augsburgo
"Piezen fabrikazioan zer gertatzen den jakin nahi dut, ez kaxa ireki eta gero zer gertatzen den ikusi", dio Meggitt-en Karapapasek. "Cranfield-en sentsore dielektrikoen bidez garatu ditugun produktuei esker, in situ prozesua ikusteko aukera izan dugu, eta gai izan gara. erretxinaren ontzea egiaztatzeko». Jarraian deskribatzen diren sei sentsore motak erabiliz (ez da zerrenda zehatza, hautaketa txiki bat besterik ez, hornitzaileak ere), sendatze/polimerizazioa eta erretxina-fluxua kontrolatu ditzakete. Zenbait sentsore gaitasun gehigarriak dituzte, eta sentsore mota konbinatuek jarraipena eta bistaratzeko aukerak zabal ditzakete. moldaketa konposatuan zehar.Hori frogatu zen Kistlerrek (Winterthur, Suitza) tenperatura eta presioa neurtzeko ultrasoinu, dielektriko eta piezoresistiboak moduko sentsoreak erabili zituen CosiMo-n.
3. helburua: ziklo-denbora murriztea. Collo sentsoreek bi ataleko ontze azkarreko epoxiaren uniformetasuna neur dezakete, A eta B zatiak nahastu eta injektatzen diren bitartean RTMn eta sentsore horiek jartzen diren moldeko toki guztietan. Honek lagun dezake. Aire mugikortasun urbanoa (UAM) bezalako aplikazioetarako sendatze azkarrago erretxinak, eta horrek sendatze-ziklo azkarragoak emango lituzke gaur egungo zati bakarreko epoxiekin alderatuta, esate baterako, RTM6.
Collo sentsoreek epoxiak desgasifikatzen, injektatzen eta ontzen direnean kontrolatu eta ikus ditzakete, eta prozesu bakoitza amaitzen denean. Amaitzeko ontze eta prozesatzen ari den materialaren benetako egoeran oinarritutako beste prozesu batzuk (denbora eta tenperatura errezeta tradizionalen aurrean) materialaren egoeraren kudeaketa deritzo. (MSM).AvPro (Norman, Oklahoma, AEB) bezalako enpresek hamarkadak daramatzate MSMren bila, piezen materialen eta prozesuen aldaketak jarraitzeko, beira-trantsizio-tenperatura (Tg), biskositatea, polimerizazioa eta/edo helburu zehatzak bilatzen baititu. kristalizazioa .Adibidez, CosiMo-ko sentsore sare bat eta analisi digitala erabili ziren RTM prentsa eta moldea berotzeko behar den denbora minimoa zehazteko eta polimerizazio maximoaren % 96 4,5 minututan lortzen zela ikusi zen.
Lambient Technologies (Cambridge, MA, AEB), Netzsch (Selb, Alemania) eta Synthesites (Uccle, Belgika) bezalako sentsore dielektriko hornitzaileek ere frogatu dute ziklo-denborak murrizteko duten gaitasuna.Synthesitesen I+G proiektua Hutchinson (Paris, Frantzia) konposite fabrikatzaileekin ) eta Bombardier Belfast-ek (gaur egun Spirit AeroSystems (Belfast, Irlanda)) erretxinaren erresistentziaren eta tenperaturaren denbora errealeko neurketetan oinarrituta, bere Optimold datuak eskuratzeko unitatearen bidez eta Optiview Software-k biskositate eta Tg estimatuetara bihurtzen duela jakinarazi dute. "Farikatzaileek Tg ikus dezakete. denbora errealean, ontze-zikloa noiz eten erabaki dezaten», azaldu du Nikos Pantelelis-ek, Synthesites-eko zuzendariak. «Ez dute itxaron behar beharrezkoa baino luzeagoa den karga-ziklo bat osatzeko. Adibidez, RTM6-ren ziklo tradizionala 2 orduko sendaketa osoa da 180 °C-tan. Ikusi dugu geometria batzuetan 70 minutura laburtu daitekeela. Hau INNOTOOL 4.0 proiektuan ere frogatu zen (ikus "Bero-fluxuaren sentsoreekin RTM bizkortzea"), non bero-fluxuaren sentsore baten erabilerak RTM6 sendatze-zikloa 120 minututik 90 minutura laburtu zuen.
4. helburua: prozesu egokitzaileen begizta itxiko kontrola. CosiMo proiekturako, azken helburua begizta itxiko kontrola automatizatzea da pieza konposatuen ekoizpenean zehar. 2020 (kostuen % 30-50 murriztea). Kontuan izan hauek prozesu desberdinak inplikatzen dituztela: prepreg zintaren (ZAero) eta zuntz-spray bidezko aurreformaketa automatizatua CosiMo-n RTM-ko presio handiko T-RTM-arekin alderatuta, ontze azkarreko epoxiarekin (iComposite 4.0). proiektu horietako sentsoreak erabiltzen dituzte eredu digitalak eta algoritmoak prozesua simulatzeko eta amaitutako piezaren emaitza aurreikusteko.
Prozesuaren kontrola urrats sorta gisa har daitekeela azaldu du Sausek. Lehen urratsa sentsoreak eta prozesu ekipoak integratzea dela esan zuen, “kutxa beltzean zer gertatzen den eta erabili beharreko parametroak ikusteko. Beste urrats batzuk, begizta itxiko kontrolaren erdia agian, gelditzeko botoia sakatu ahal izatea da esku hartzeko, prozesua sintonizatu eta baztertutako piezak saihesteko. Azken urrats gisa, biki digital bat garatu dezakezu, automatizatu daitekeena, baina ikaskuntza automatikoko metodoetan ere inbertsioa eskatzen du”. CosiMo-n, inbertsio honi esker, sentsoreek biki digitalera datuak elikatzeko aukera ematen dute, Edge analisia (ekoizpen-lerroaren ertzean egindako kalkuluak eta datu-biltegi zentral bateko kalkuluak) ondoren, fluxu-frontearen dinamika, ehun-preforma bakoitzeko zuntz-bolumenaren edukia aurreikusteko erabiltzen da. eta balizko puntu lehorrak. "Egokiena, prozesuan begizta itxiko kontrola eta sintonizazioa gaitzeko ezarpenak ezar ditzakezu", esan zuen Sausek. "Horiek injekzio-presioa, moldearen presioa eta tenperatura bezalako parametroak barne hartuko dituzte. Informazio hori zure materiala optimizatzeko ere erabil dezakezu».
Hori horrela, enpresek sentsoreak erabiltzen ari dira prozesuak automatizatzeko. Esaterako, Synthesites bere bezeroekin lanean ari da sentsoreak ekipoekin integratzeko, infusioa amaitutakoan erretxinaren sarrera ixteko edo bero-prentsa pizteko xede-sendotzea lortzen denean.
Järveläinen-ek adierazi duenez, erabilera-kasu bakoitzerako zein sentsore den egokiena zehazteko, "monitorizatu nahi dituzun material eta prozesuetan zer aldaketa aldatzen diren ulertu behar duzu, eta, ondoren, analizatzaile bat izan behar duzu". Analizatzaile batek galdetzaile batek edo datuak eskuratzeko unitate batek jasotako datuak eskuratzen ditu. datu gordinak eta fabrikatzaileak erabil dezakeen informazio bihurtu. "Egia esan, enpresa asko ikusten dituzu sentsoreak integratzen, baina gero ez dute ezer egiten datuekin", esan zuen Sausek. Behar dena, azaldu zuen, "sistema bat da". datuak eskuratzearena, baita datuak prozesatu ahal izateko datuak biltegiratzeko arkitektura bat ere».
"Azken erabiltzaileek ez dute datu gordinak bakarrik ikusi nahi", dio Järveläinenek. "Jakin nahi dute: 'Prozesua optimizatuta al dago?'" Noiz eman daiteke hurrengo pausoa?" Horretarako, hainbat sentsore konbinatu behar dituzu. azterketa egiteko, eta, ondoren, ikaskuntza automatikoa erabili prozesua azkartzeko». Collo eta CosiMo taldeak erabilitako ertz-analisia eta ikaskuntza automatikoko ikuspegi hau biskositate-mapen, erretxina-fluxuaren frontearen zenbakizko ereduen eta, azken finean, prozesu-parametroak eta makineria kontrolatzeko gaitasuna bistaratzen da.
Optimold Synthesites-ek bere sentsore dielektrikoetarako garatutako analizatzailea da. Synthesites-en Optiview softwareak kontrolatuta, Optimold unitateak tenperatura eta erretxinaren erresistentzia-neurketak erabiltzen ditu denbora errealeko grafikoak kalkulatzeko eta bistaratzeko, erretxinaren egoera nahasketa-erlazioa, zahartze kimikoa, biskositatea, Tg barne kontrolatzeko. eta ontze-maila.Prepreg eta likidoen konformazio prozesuetan erabil daiteke.Optiflow unitate bereizi bat erabiltzen da fluxua kontrolatzeko.Synthesites-ek ontze-simulatzaile bat ere garatu du, moldean edo piezan ontze-sentsorerik behar ez duena, baina ordez bat erabiltzen du. tenperatura sentsorea eta erretxina/prepreg laginak analizatzaile-unitate honetan. "Aurreko metodo hau erabiltzen ari gara haize-sorgailuen pala ekoizteko infusio eta itsasgarri ontzeko", esan zuen Nikos Pantelelis, Synthesites zuzendariak.
Synthesites prozesuak kontrolatzeko sistemek sentsoreak, Optiflow eta/edo Optimold datuak eskuratzeko unitateak eta OptiView eta/edo Online Resin Status (ORS) softwarea integratzen dituzte. Irudien kreditua: Synthesites, The CW-k editatua.
Hori dela eta, sentsore-hornitzaile gehienek beren analizadoreak garatu dituzte, batzuk ikaskuntza automatikoa erabiliz eta beste batzuk ez. Baina konpositeen fabrikatzaileek beren sistema pertsonalizatuak ere garatu ditzakete edo eskuragarri dauden tresnak erosi eta behar espezifikoei erantzuteko alda ditzakete. Hala ere, analizatzailearen gaitasuna da. kontuan hartu beharreko faktore bakarra.Badaude beste asko.
Kontaktua ere kontuan hartu behar da zein sentsore erabili aukeratzeko orduan. Baliteke sentsoreak materialarekin, galdetzailearekin edo biekin kontaktuan egon behar izatea. Adibidez, bero-fluxua eta ultrasoinu-sentsoreak RTM molde batean txerta daitezke 1-20 mm-ra. gainazala – monitorizazio zehatzak ez du moldeko materialarekin kontakturik behar. Ultrasoinu-sentsoreek piezak ere sakonera ezberdinetan galde ditzakete erabilitako maiztasunaren arabera. Collo sentsore elektromagnetikoek likidoen edo piezen sakonera ere irakur dezakete – 2-10 cm, arabera. galdeketaren maiztasunaren gainean – eta erretxinarekin kontaktuan dauden ontzi ez-metalikoen edo tresnen bidez.
Dena den, mikrohari magnetikoak (ikus “Konpositeen barruko tenperatura eta presioaren ukipenik gabeko monitorizazioa”) dira gaur egun konpositeak 10 cm-ko distantziara galdekatzeko gai diren sentsore bakarrak. Hori da indukzio elektromagnetikoa erabiltzen duelako sentsorearen erantzuna lortzeko, hau da. material konposatuan txertatuta dago.AvPro-ren ThermoPulse mikrohari-sentsorea, itsasgarrizko lotura-geruzan txertatuta, 25 mm-ko lodiera duen karbono-zuntzezko laminatu baten bidez galdekatu da, lotura-prozesuan zehar tenperatura neurtzeko.Mikrohariek 3-70 mikra-ko diametroa dutenez, ez dute konposatu edo lotura-lerroaren errendimenduan eragiten. 100-200 mikrako diametro apur bat handiagoetan, zuntz optikoko sentsoreak ere txerta daitezke egiturazko propietateak degradatu gabe. Hala ere, argia neurtzeko erabiltzen dutenez, zuntz optikoko sentsoreek kable bidezko konexioa izan behar dute. galdetzailea.Era berean, sentsore dielektrikoek tentsioa erabiltzen dutenez erretxinaren propietateak neurtzeko, galdegailu batera ere konektatu behar dira, eta gehienek kontrolatzen ari diren erretxinarekin ere kontaktuan egon behar dute.
Collo Probe (goiko) sentsorea likidoetan murgil daiteke, eta Collo Plate (behea) ontzi/nahaste-ontzi baten horman edo prozesuko hodi/elikadura-lerro baten horman instalatzen den bitartean.Irudiaren kreditua: ColloidTek Oy
Sentsorearen tenperatura-gaitasuna funtsezko beste kontu bat da. Esate baterako, erabilgarri dauden ultrasoinu-sentsore gehienek normalean 150 °C-ko tenperaturan funtzionatzen dute, baina CosiMo-ko piezak 200 °C-tik gorako tenperaturan eratu behar dira. Horregatik, UNA gaitasun hori duen ultrasoinu-sentsore bat diseinatu behar izan zuen.Lambient-en botatzeko sentsore dielektrikoak 350°C-ra arteko piezen gainazaletan erabil daitezke, eta bere molde barruko sentsore berrerabilgarriak 250°C-ra arte erabil daitezke.RVmagnetics (Kosice, Eslovakia) garatu du 500 °C-tan ontzea jasan dezaketen material konposatuetarako mikrohari-sentsorea. Collo sentsorearen teknologiak berak tenperatura-muga teorikorik ez duen arren, Collo Plakarako beira tenplatua eta Collo Proberako polietereterketona (PEEK) karkasa berria probatu dira. 150 °C-tan etengabeko funtzionamendurako, Järveläinen arabera. Bitartean, PhotonFirst-ek (Alkmaar, Herbehereak) poliimidazko estaldura bat erabili zuen 350 °C-ko funtzionamendu-tenperatura emateko bere zuntz optikoko sentsoreari SuCoHS proiekturako, iraunkor eta kostu- tenperatura altuko konposatu eraginkorra.
Kontuan hartu beharreko beste faktore bat, batez ere instalaziorako, sentsoreak puntu bakarrean neurtzen duen edo sentsore lineal bat den sentsore puntu anitz dituena da. Adibidez, Com&Sens (Eke, Belgika) zuntz optikoko sentsoreek 100 metroko luzera izan dezakete eta ezaugarriak izan ditzakete. 40 zuntzezko Bragg sareta (FBG) sentsore puntutara 1 cm-ko gutxieneko tartearekin. Sentsore hauek 66 metroko luzera duten zubi konposatuen egitura-osasuna kontrolatzeko (SHM) eta zubi-ohol handien infusioan erretxina-fluxua kontrolatzeko erabili dira. Proiektu horretarako banako puntu-sentsoreek sentsore kopuru handia eta instalazio-denbora handia beharko lukete.NCC eta Cranfield Unibertsitateak antzeko abantailak aldarrikatzen dituzte beren sentsore dielektriko linealentzat.Lambient, Netzsch eta Synthesites-ek eskaintzen dituzten puntu bakarreko sentsore dielektrikoekin alderatuta, “ Gure sentsore linealarekin, erretxina-fluxua etengabe kontrolatu dezakegu luzera osoan, eta horrek nabarmen murrizten du piezan edo tresnan behar diren sentsore kopurua".
AFP NLR Zuntz optikoko sentsoreetarako Unitate berezi bat Coriolis AFP buruaren 8. kanalean integratuta dago zuntz optikoko lau sentsore-matrize tenperatura altuko karbono-zuntzez indartutako proba konposatu-panel batean jartzeko. Irudiaren kreditua: SuCoHS Project, NLR
Sentsore linealek ere instalazioak automatizatzen laguntzen dute. SuCoHS proiektuan, Royal NLR-k (Dutch Aerospace Center, Marknesse) Coriolis Composites (Queven, Frantzia) 8. kanaleko Automated Fiber Placement (AFP) buruan integratutako unitate berezi bat garatu zuen Four array (Frantzia) txertatzeko. zuntz optikoko lerro bereiziak), bakoitzak 5 eta 6 FBG sentsorerekin (PhotonFirst-ek guztira 23 sentsore eskaintzen ditu), karbono-zuntz probako paneletan. RVmagneticsek bere mikrohari-sentsoreak GFRP zuntz pultrudetan jarri ditu. "Hariak etenak dira [1-4 cm. luze konposatu mikroharile gehienentzat], baina automatikoki etengabe jartzen dira zurruta ekoizten direnean ", esan zuen Ratislav Vargak, RVmagnetics-en sortzaileak. «Mikrohari bat duzu 1 km-ko mikrohari batekin. harizpizko bobinak eta barrak ekoizteko instalaziora elikatzen ditu barrak egiteko modua aldatu gabe». Bien bitartean, Com&Sens teknologia automatizatuan lan egiten ari da zuntz optikoko sentsoreak presio-ontzietan harizpien harilkatzeko prozesuan txertatzeko.
Elektrizitatea eroateko duen gaitasuna dela eta, karbono-zuntzak sentsore dielektrikoekin arazoak sor ditzake. Sentsore dielektrikoek elkarren ondoan jarritako bi elektrodo erabiltzen dituzte. "Zuntzek elektrodoak zubitzen badituzte, sentsorearen zirkuitulaburra egiten dute", azaldu du Huan Lee Lambient-eko sortzaileak. Kasu honetan, erabili iragazkia. "Iragazkiak erretxinari sentsoreak pasatzen uzten dio, baina karbono-zuntzetatik isolatzen ditu". Cranfield Unibertsitateak eta NCCk garatutako sentsore dielektriko linealak beste ikuspegi bat erabiltzen du, kobrezko hari bi pare bihurritu barne. Tentsio bat aplikatzen denean, eremu elektromagnetiko bat sortzen da harien artean, erretxina inpedantzia neurtzeko erabiltzen dena.Hariak estalita daude. Eremu elektrikoari eragiten ez dion polimero isolatzaile batekin, baina karbono-zuntza laburtzea eragozten duena.
Jakina, kostua ere arazo bat da.Com&Sensek dio FBG sentsore-puntu bakoitzeko batez besteko kostua 50-125 eurokoa dela, eta 25-35 euro ingurura jaitsi daiteke loteetan erabiltzen bada (adibidez, 100.000 presio-ontzietarako).(Hau da. presio-ontzi konposatuen egungo eta aurreikusitako ekoizpen-ahalmenaren zati bat baino ez, ikus CW-ren 2021eko hidrogenoari buruzko artikulua.) Meggitt-en Karapapasek dio FBG sentsoreak dituzten zuntz optikoko lineak egiteko eskaintzak jaso dituela, batez beste 250 £/sentsore (≈300 €/sentsore), Galdetzaileak 10.000 £ inguruko balio du (12.000 €). "Probatu genuen sentsore dielektriko lineala apaletik erosi dezakezun estalitako alanbre baten antzekoa zen", gaineratu zuen. "Erabiltzen dugun galdetzailea", gehitzen du Alex Skordos irakurleak ( ikertzaile senior) Cranfield Unibertsitateko Composites Process Science-n, "inpedantzia-analisiatzailea da, oso zehatza eta gutxienez 30.000 £ [≈ 36.000 €] balio duena, baina NCC-k askoz errazagoa den galdetzaile bat erabiltzen du, funtsean eskuragarri dagoena. Advise Deta enpresa komertzialaren moduluak [Bedford, Erresuma Batua]». Synthesites-ek 1.190 euro eskaintzen ditu molde barruko sentsoreetarako eta 20 euro erabilera bakarreko/zatietako sentsoreetarako EURtan, Optiflow 3.900 eurotan dago eta Optimold-ek 7.200 eurotan, deskontu gero eta handiagoak dituzten analizatzaile-unitate anitzetarako. Prezio horien artean, Optiview softwarea eta edozein beharrezko laguntza, Pantelelis-ek esan zuen, eta haize-pala fabrikatzaileek 1,5 ordu aurrezten dituztela ziklo bakoitzeko, hilean lineako palak gehitzen dituzte eta energiaren erabilera ehuneko 20 murrizten dute, inbertsioaren itzulera lau hilabetez soilik itzultzeko.
Sentsoreak erabiltzen dituzten enpresek abantaila lortuko dute konpositeen 4.0 fabrikazio digitala eboluzionatzen den heinean. Adibidez, Grégoire Beauduin-ek, Com&Sens-eko Negozio Garapeneko zuzendariak dioenez, "Presio-ontzien fabrikatzaileak pisua, materialaren erabilera eta kostua murrizten saiatzen diren heinean, gure sentsoreak erabil ditzakete justifikatzeko. haien diseinuak eta ekoizpena kontrolatzen dute 2030. urterako eskatutako mailetara iristen diren heinean. Harizpiak harilkatu eta ontzean zehar geruzen barruko tentsio-mailak ebaluatzeko erabiltzen diren sentsore berberek tankearen osotasuna kontrola dezakete milaka hornitze-ziklotan, beharrezkoa den mantentze-lanak aurreikusten eta diseinuaren amaieran berriro ziurtatu dezakete. bizitza. Ahal dugu Ekoiztutako presio-ontzi konposatu bakoitzeko datu biki digitalak eskaintzen dira, eta sateliteetarako ere garatzen ari dira irtenbidea».
Biki eta hari digitalak gaitzea Com&Sens konpositeen fabrikatzaile batekin ari da lanean bere zuntz optikoko sentsoreak erabiltzeko, diseinuaren, ekoizpenaren eta zerbitzuaren bidez datu digitalaren fluxua ahalbidetzeko (eskuinean), egindako pieza bakoitzaren (ezkerrean) biki digitala onartzen duten NAN digitalak onartzen dituzten. Irudiaren kreditua: Com&Sens eta 1. irudia, V. Singh, K. Wilcox-en “Engineering with Digital Threads”.
Horrela, sentsore-datuek biki digitala onartzen dute, baita diseinua, ekoizpena, zerbitzu-eragiketak eta zaharkitzea barne hartzen dituen hari digitala ere. Adimen artifiziala eta ikaskuntza automatikoa erabiliz aztertzen direnean, datu horiek diseinuan eta prozesamenduan elikatzen dira, errendimendua eta iraunkortasuna hobetuz. hornikuntza-kateak elkarrekin lan egiteko modua ere aldatu du.Adibidez, Kiilto itsasgarri fabrikatzaileak (Tampere, Finlandia) Collo sentsoreak erabiltzen ditu bere bezeroei osagai anitzeko itsasgarri nahasteko ekipoetan A, B eta abar osagaien proportzioa kontrolatzen laguntzeko". orain bere itsasgarrien konposizioa egokitu dezake bezero indibidualentzat”, dio Järveläinen-ek, “baina Kiilto-ri aukera ematen dio erretxinek bezeroen prozesuetan nola elkarreragiten duten ulertzeko eta bezeroek beren produktuekin nola elkarreragiten duten, eta horrek hornidura nola egiten den aldatzen ari da. Kateek elkarrekin lan egin dezakete».
OPTO-Light-ek Kistler, Netzsch eta Synthesites sentsoreak erabiltzen ditu epoxi termoplastikoen gainmoldatutako CFRP piezen ontzea kontrolatzeko. Irudiaren kreditua: AZL
Sentsoreek material eta prozesu konbinazio berritzaile berritzaileak ere onartzen dituzte. CW-ren 2019ko OPTO-Light proiektuari buruzko artikuluan deskribatuta (ikus "Gernimoldaketa termoplastikoa, 2 minutuko zikloa, bateria bat"), AZL Aachen (Aquisgrán, Alemania) bi urrats bat erabiltzen du. Prozesua (UD) karbono-zuntz/epoxi-prepreg bakar bat horizontalki konprimitzeko, ondoren % 30eko beira-zuntz laburrarekin indartutako PA6. Gakoa prepreg-a partzialki sendatzea da, epoxian geratzen den erreaktibitatea termoplastikoarekin lotzeko aukera izan dezan. .AZL-k Optimold eta Netzsch DEA288 Epsilon analizagailuak erabiltzen ditu Synthesites eta Netzsch sentsore dielektrikoekin eta Kistler in-mold sentsoreekin eta DataFlow softwarearekin injekzio moldaketa optimizatzeko. uler ezazu sendatze-egoera termoplastikoen gainmoldaketarekin konexio ona lortzeko», azaldu du Richard Schares AZLko ikertzaile ingeniariak. "Etorkizunean, prozesua moldakorra izan daiteke eta adimentsua, prozesuaren biraketa sentsoreen seinaleek abiarazten dute".
Hala ere, oinarrizko arazo bat dago, dio Järveläinen-ek, “eta bezeroek sentsore ezberdin horiek beren prozesuetan nola integratzeko duten ulermen eza da. Enpresa gehienek ez dute sentsore aditurik». Gaur egun, aurrera egiteko bideak sentsoreen fabrikatzaileak eta bezeroak informazioa trukatzea eskatzen du hara eta hona. AZL, DLR (Augsburg, Alemania) eta NCC bezalako erakundeak sentsore anitzeko esperientzia garatzen ari dira. Sentsoreen integrazioa eta biki digital zerbitzuak eskaintzen dituzten enpresek. Gaineratu du Augsburg AI ekoizpen-sareak 7.000 metro koadroko instalazio bat alokatu duela horretarako, “CosiMoren garapen-plana oso esparru zabalera zabalduz, loturiko automatizazio zelulak barne, non bazkide industrialak. Makinak jarri, proiektuak exekutatu eta AI irtenbide berriak nola integratzen ikas dezake.
Carapappasek esan zuen Meggitt-ek NCCn egindako sentsore dielektrikoen erakustaldia horretan lehen urratsa besterik ez zela izan. "Azken batean, nire prozesuak eta lan-fluxuak kontrolatu nahi ditut eta gure ERP sistemara sartu nahi ditut, aldez aurretik jakiteko zein osagai fabrikatu, zein pertsona ditudan. beharra eta zein material eskatu. Automatizazio digitala garatzen da».
Ongi etorri lineako SourceBook-ra, SourceBook Composites Industry Buyer's Guide-ren urteko inprimatutako edizioari dagokion CompositesWorld-en.
Spirit AeroSystems-ek Airbus diseinu adimenduna ezarri du A350 zentroko fuselajea eta aurrealdeko espadarrak Kingston-en, NC
Argitalpenaren ordua: 2022-05-20
