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): kolo konstante dielektrikoa (CP) versus likatasun kolo ionikoa (CIV), erretxinaren erresistentzia denboraren aldean (sintesiak) eta eredu digitala. caprolactam-ek sentsore elektromagnetikoak erabiliz inplantatutako aurreformak (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 ultrasoinu eta elektromagnetikoak erabiltzen dituzten ukipenik gabeko sentsoreak, baita beren gaitasunak erakusten dituzten proiektuak (ikus CWren lineako sentsoreen eduki multzoa). Artikulu hau txosten honetan oinarritzen da material konposatuetan erabiltzen diren sentsoreez, hitzemandako onurak eta erronkak eta garatzen ari diren panorama teknologikoa eztabaidatuz. konpositeen industria espazio hori arakatzen eta nabigatzen ari da jada.
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 estalki erakuslea fabrikatzeko proiektua (material konposatuak garraio adimendunean).Pieza erretxina termoplastikozko transferentzia moldea erabiliz (T-RTM) fabrikatzen da. kaprolaktama monomeroa in situ polimerizatzen du poliamida 6 (PA6) konposite batean. Markus Sause UNAko irakasle eta Augsburgeko UNAren Adimen Artifizialaren (AI) Ekoizpen Sareko buruak azaltzen du sentsoreak zergatik diren hain garrantzitsuak: "Eskaintzen dugun abantailarik handiena bistaratzea da. prozesatzean kutxa beltzaren barruan gertatzen ari dena. 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, sendatzeko formulazioak garatzeko. sortzen ari da, ordea, fabrikazio-prozesua in situ ikus eta kontrola dezakeen sentsore-sare bat da, parametro anitzetan (adibidez, tenperatura eta presioa) eta materialaren egoeran (adibidez, biskositatea, agregazioa, kristalizazioa) oinarrituta.
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-motor komertzialen bero-trukagailu baterako. produktibitate handiagoko muntaketa handiagoak nola egin aztertu zuten, ezin izan genituen prozesatzeko osteko ohiko ikuskapen eta proba guztiak egin zati guztietan", esan zuen Karapapasek. "Oraintxe bertan, proba-panelak egiten ditugu RTM pieza horien ondoan eta gero. egin proba mekanikoak 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, seinaleen prozesamenduaren eta datuen analisiaren konbinazioa edozein likidoren "hatz-marka" neurtzeko, hala nola monomeroak, erretxinak edo itsasgarriak .“Eskaintzen duguna denbora errealean zuzeneko iritzia ematen duen teknologia berri bat da, zure prozesua benetan nola funtzionatzen duen eta gauzak okertzen direnean hobeto ulertu dezazun,” dio Järveläinenek. “Gure sentsoreek denbora errealeko datuak bihurtzen dituzte. kantitate fisiko ulergarri eta ekingarrietan sartu, hala nola biskositate 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, piezen lodieraren aldakuntzak edo material integratuak, esate baterako, 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. konposite moldean zehar. Hau CosiMo-n frogatu zen, Kistler-ek tenperatura eta presioa neurtzeko ultrasoinu, dielektriko eta piezoresistiboak moduko sentsoreak erabili zituen. (Winterthur, Suitza).
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 kristalizazioaren helburu espezifikoak .Adibidez, sentsore sare bat eta CosiMo-n analisi digitala erabili ziren RTM prentsa eta moldea berotzeko behar den denbora minimoa zehazteko eta 96 Polimerizazio maximoaren % 4,5 minututan lortu 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 (orain Spirit AeroSystems (Belfast, Irlanda)) denbora errealeko neurketetan oinarritutako berri ematen dute. erretxinaren erresistentzia eta tenperaturaren, bere Optimold datuak eskuratzeko unitatearen bidez eta Optiview Software-ren biskositate eta Tg estimatuetara bihurtzen da. "Fabricanteek Tg-a denbora errealean ikus dezakete, ontze-zikloa noiz eten erabaki dezaten", azaldu du Nikos Panteleliseko zuzendariak. Synthesites.“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: aurrepreg zinta automatizatua (ZAero) eta zuntz-spray preformazioa presio altuko T-RTM-arekin alderatuta, CosiMo-rako RTM-ko epoxi sendatze azkarrearekin (iComposite 4.0).Proiektu hauek guztiek eredu eta algoritmo digitalekin sentsoreak erabiltzen dituzte 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, moldea bezalako parametroak barne hartuko dituzte. presioa eta tenperatura. 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 likidoa osatzeko prozesuetan erabil daiteke. Optiflow unitate bereizi bat erabiltzen da fluxurako monitorizazioa.Synthesites-ek ontze-simulatzaile bat ere garatu du, moldean edo piezan ontze-sentsorerik behar ez duena, baizik eta tenperatura-sentsore bat eta erretxina/prepreg laginak erabiltzen ditu analizatzaile-unitate honetan. "Azken arteko egoera hau erabiltzen ari gara. Aerosorgailuen pala ekoizteko infusiorako eta itsasgarri ontzeko metodoa”, esan du 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 desberdinetan galde ditzakete erabilitako maiztasunaren arabera. Collo-sentsore elektromagnetikoak ere irakur ditzakete. likidoen edo piezen sakonera –2-10 cm, galdeketaren maiztasunaren arabera– eta erretxinarekin kontaktuan dauden ontzi edo tresnen ez-metalikoen 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 txertatua, galdekatu da. 25 mm-ko lodiera duen karbono-zuntzezko laminatua, lotura-prozesuan tenperatura neurtzeko. Mikrohariek 3-70 mikra-ko diametroa iletsua dutenez, ez dute konposatu edo lotura-lerroaren errendimenduan eragiten. halaber, egiturazko propietateak degradatu gabe txertatuko dira. Hala ere, neurtzeko argia erabiltzen dutenez, zuntz optikoko sentsoreak Galdegailuarekin kable bidezko konexioa izan behar du.Era berean, sentsore dielektrikoek tentsioa erabiltzen dutenez erretxinaren propietateak neurtzeko, galdegailu batera ere konektatu behar dira, eta kontrolatzen ari diren erretxinarekin ere kontaktuan egon behar dute gehienek.
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 horrekin ultrasoinu-sentsore bat diseinatu behar izan zuen.Lambient-en botatzeko sentsore dielektrikoek 350 °C-ra arteko zatien gainazaletan erabil daitezke, eta berrerabil daitezke. molde barruko sentsoreak 250 °C-ra arte erabil daitezke.RVmagneticsek (Kosice, Eslovakia) bere mikrohari-sentsorea garatu du 500 °C-tan ontzea jasan dezaketen material konposatuetarako. Collo Platerako beirazko ezkutua eta Collo Proberako polietereterketona (PEEK) karkasa berria biak probatu dira etengabe funtzionatzeko. 150 °C, Järveläinen arabera. Bitartean, PhotonFirst-ek (Alkmaar, Herbehereak) poliimidazko estaldura bat erabili zuen zuntz optikoko sentsoreari 350 °C-ko funtzionamendu-tenperatura emateko SuCoHS proiekturako, tenperatura altuko iraunkor eta errentagarri baterako. konposatua.
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 zuntz Bragg sareta (FBG) sentsore puntura 1 cm-ko gutxieneko tartearekin. Sentsore hauek 66 metroko luzera duen egitura-osasunaren (SHM) erabili dira. zubi konposatuak eta erretxina-fluxuaren monitorizazioa zubi-ohol handien infusioan zehar.Proiektu baterako puntu-sentsore indibidualak instalatzeak sentsore kopuru handia eta instalazio-denbora handia beharko luke.NCC eta Cranfield Unibertsitateak antzeko abantailak aldarrikatzen dituzte beren sentsore dielektriko linealentzat. Lambient, Netzsch eta Synthesites-ek eskaintzen dituzten puntu bakarreko sentsore dielektrikoek, "Gure sentsore linealarekin, erretxina-fluxua etengabe kontrolatu dezakegu luzera osoan, eta horrek nabarmen pieza edo tresnan behar diren sentsore kopurua murrizten du.
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 sentsore ditu (PhotonFirst-ek guztira 23 sentsore eskaintzen ditu), karbonozko zuntz probako panelak. RVmagnetics-ek bere mikrohari-sentsoreak GFRP pultrudatutako zungailuetan jarri ditu. "Hariak etenak dira [1-4 cm-ko luzera konposatuetako mikrohari gehienentzat], baina automatikoki etengabe jartzen dira armadura ekoizten denean", esan zuen Ratislav Vargak, ko- RVmagnetics-en sortzailea. «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 bakarrik, ikus CW-ren 2021eko hidrogenoari buruzko artikulua.) Meggitt-en Karapapas-ek dio FBG sentsoreak dituzten zuntz optikoko lerroetarako eskaintzak jaso dituela, batez beste 250 £/sentsore (≈300 €/sentsore), galdetzaileak 10.000 £ inguru (12.000 €) balio duela. Apalategitik eros dezakezun estalitako alanbrea", gaineratu zuen. "Erabili dugun galdetzailea", gaineratu du Alex Skordosek. Cranfield Unibertsitateko Composites Process Science-ko irakurlea (ikertzaile seniorra), "inpedantzia-analisiatzailea da, oso zehatza eta gutxienez 30.000 £ [≈ 36.000 €] balio duena, baina NCC-k galdetzaile askoz errazagoa erabiltzen du, funtsean kanpoan dagoena. -Advise Deta [Bedford, Erresuma Batua] merkataritza konpainiaren apal moduluak». 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 gehitu zuen haize-pala fabrikatzaileek 1,5 ordu aurrezten dituztela ziklo bakoitzeko, hilean lerro bakoitzeko palak gehitzen dituztela eta murrizten dituztela. energiaren erabilera ehuneko 20an, inbertsioaren itzulera lau hilabetez soilik lortuz.
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. 2030. urterako behar diren mailetara iristen diren heinean, haien diseinuak eta ekoizpena kontrolatzen dute. Geruzen barruan tentsio-mailak ebaluatzeko erabiltzen diren sentsore berdinak. harizpiak harilkatu eta ontzean, gainera, deposituaren osotasuna kontrolatu dezake milaka horniketa-ziklotan zehar, beharrezkoa den mantentze-lanak aurreikusten eta diseinuaren bizitzaren amaieran berriro ziurtatu. 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 bezeroei A osagaien ratioa kontrolatzen laguntzeko, B, etab. osagai anitzeko itsasgarriak nahasteko ekipoetan.” Kiiltok orain bere itsasgarrien konposizioa egokitu dezake bezero indibidualentzat”, dio Järveläinenek, “baina Kiilto-k erretxinek bezeroen prozesuetan nola elkarreragiten duten eta bezeroek nola elkarreragiten duten uler dezake. beren produktuekin elkarreragin, eta horrek hornikuntza 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. Karbono-zuntz/epoxi prepreg bakarra horizontalki konprimitzeko prozesua, ondoren % 30eko beira laburrez gainmoldatzeko. zuntz indartua PA6.Gakoa prepreg partzialki sendatzea da, epoxian geratzen den erreaktibitateak 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. injekzio-moldeaketa optimizatzeko softwarea.” Prepreg konpresioaren ulermen sakona izan behar duzu moldaketa-prozesua, sendatze-egoera ulertzen duzula ziurtatu behar duzulako gainmoldaketa termoplastikoarekin konexio ona lortzeko», azaldu du Richard Schares AZLko ikertzaileak. "Etorkizunean, prozesua moldakorra izan daiteke eta adimentsua, prozesuaren errotazioa sentsore 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.Augsburgeko AI ekoizpen sareak horretarako 7.000 metro koadroko instalazio bat alokatu duela gaineratu du, “zabalduz. CosiMo-ren garapen-plana oso esparru zabala da, automatizazio-zelulak lotuak barne, non industria-kideek makinak jarri, proiektuak exekutatu eta AI irtenbide berriak nola integratzen ikas dezaketen.
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
