En la serĉado de daŭripovo, sensiloj reduktas ciklotempojn, energiuzon kaj malŝparon, aŭtomatigas fermitciklan procezkontrolon kaj pliigas scion, malfermante novajn eblecojn por inteligenta fabrikado kaj strukturoj.#sensiloj #daŭripovo #SHM
Sensiloj maldekstre (supre al malsupre): varmofluo (TFX), en-muldilaj dielektrikoj (Lambient), ultrasoniko (Universitato de Augsburg), unu-uza dielektriko (Sintezitoj) kaj inter pencoj kaj termoparoj Microwire (AvPro).Grafikoj (supro, dekstrume): Collo-dielektrika konstanto (CP) kontraŭ Collo-jona viskozeco (CIV), rezina rezisto kontraŭ tempo (Sintezitoj) kaj cifereca modelo de caprolactam enplantitaj antaŭformoj uzante elektromagnetajn sensilojn (CosiMo-projekto, DLR ZLP, Universitato de Augsburg).
Dum la tutmonda industrio daŭre eliras el la COVID-19-pandemio, ĝi ŝanĝiĝis al prioritato de daŭripovo, kiu postulas redukti malŝparon kaj konsumon de rimedoj (kiel energio, akvo kaj materialoj). Kiel rezulto, fabrikado devas fariĝi pli efika kaj pli inteligenta. .Sed tio postulas informojn.Por kunmetaĵoj, de kie venas ĉi tiuj datumoj?
Kiel priskribite en la serio de artikoloj 2020 Composites 4.0 de CW, difini la mezurojn necesajn por plibonigi partkvaliton kaj produktadon, kaj la sensilojn necesajn por atingi tiujn mezuradojn, estas la unua paŝo en inteligenta fabrikado.Dum 2020 kaj 2021, CW raportis pri sensiloj—dielektrikaj. sensiloj, varmofluosensiloj, fibro-optikaj sensiloj, kaj ne-kontaktaj sensiloj uzantaj ultrasonajn kaj elektromagnetajn ondojn—kaj ankaŭ projektojn pruvantajn iliajn kapablojn (vidu la interretan sensilenhavan aron de CW). Ĉi tiu artikolo konstruas sur ĉi tiu raporto diskutante la sensilojn uzatajn en kunmetaĵo. materialoj, iliaj promesitaj avantaĝoj kaj defioj, kaj la teknologia pejzaĝo evoluanta. Precipe, kompanioj, kiuj emerĝas kiel gvidantoj en la komponaĵa industrio, jam esploras kaj navigas ĉi tiun spacon.
Sensilreto en CosiMo Reto de 74 sensiloj - 57 el kiuj estas ultrasonaj sensiloj evoluigitaj ĉe la Universitato de Aŭgsburgo (montritaj dekstre, helbluaj punktoj en la supraj kaj malsupraj ŝimoduonoj) - estas uzataj por Lid-demonstrilo por la T-RTM. muldanta CosiMo-projekton por termoplastaj kunmetitaj baterioj.Bilda kredito: CosiMo-projekto, DLR ZLP Augsburg, Universitato de Aŭgsburgo
Celo n-ro 1: Ŝparu monon. La blogo de decembro 2021 de The CW, "Personadaj Ultrasonaj Sensiloj por Komponita Proceza Optimumigo kaj Kontrolo", priskribas laboron ĉe la Universitato de Augsburg (UNA, Augsburg, Germanio) por evoluigi reton de 74 sensiloj kiuj Por la CosiMo projekto por fabriki EV-bateriokovrildemonstrilon (kunmetitaj materialoj en inteligenta transportado).La parto estas fabrikita per termoplasta rezina transiga muldado (T-RTM), kiu polimerigas kaprolaktaman monomeron surloke en poliamido 6 (PA6) kunmetaĵo.Markus Sause, Profesoro ĉe UNA kaj Estro de la Produktada Reto de Artefarita Inteligenteco (AI) de UNA en Augsburg, klarigas kial sensiloj estas tiel gravaj: "La plej granda avantaĝo, kiun ni proponas, estas la bildigo de tio, kio okazas ene de la nigra skatolo dum prilaborado. Nuntempe, plej multaj fabrikantoj havas limigitajn sistemojn por atingi ĉi tion. Ekzemple, ili uzas tre simplajn aŭ specifajn sensilojn kiam ili uzas rezininfuzaĵon por fari grandajn aerospacajn partojn. Se la infuza procezo fuŝiĝas, vi esence havas grandan pecon da peceto. Sed se vi havas solvojn por kompreni kio misfunkciis en la produktada procezo kaj kial, vi povas ripari ĝin kaj korekti ĝin, ŝparante al vi multe da mono."
Termoparoj estas ekzemplo de "simpla aŭ specifa sensilo" kiu estis uzata dum jardekoj por kontroli la temperaturon de komponitaj lamenoj dum kuracado de aŭtoklavo aŭ forno. Ili eĉ estas uzataj por kontroli la temperaturon en fornoj aŭ varmigaj litkovriloj por kuraci kunmetitajn riparpecetojn uzante. termikaj ligiloj.Rezino-fabrikistoj uzas diversajn sensilojn en la laboratorio por kontroli ŝanĝojn en rezina viskozeco laŭlonge de tempo kaj temperaturo por disvolvi kuracajn formulojn.Kio emerĝas, tamen, estas sensila reto, kiu povas bildigi kaj kontroli la produktadprocezon surloke surbaze de multoblaj parametroj (ekz., temperaturo kaj premo) kaj la stato de la materialo (ekz., viskozeco, agregado, kristaliĝo).
Ekzemple, la ultrasona sensilo evoluigita por la projekto CosiMo uzas la samajn principojn kiel ultrasona inspektado, kiu fariĝis la ĉefapogilo de nedetrua testado (NDI) de finitaj kunmetitaj partoj.Petros Karapapas, Ĉefa Inĝeniero ĉe Meggitt (Loughborough, Britio), diris: "Nia celo estas minimumigi la tempon kaj laboron necesajn por postprodukta inspektado de estontaj komponantoj dum ni iras al cifereca fabrikado." Materials Center (NCC, Bristol, UK) kunlaboro por pruvi la monitoradon de Solvay (Alpharetta, GA, Usono) EP 2400 ringo dum RTM uzante linearan dielektrikan sensilon evoluigitan en Cranfield University (Cranfield, UK) Fluo kaj resanigo de oksirezino por 1,3 m longa, 0,8 m larĝa kaj 0,4 m profunda kunmetaĵa ŝelo por komerca aviadilmotora varmointerŝanĝilo. "Dum ni rigardis kiel fari pli grandajn kunigojn kun pli alta produktiveco, ni ne povis pagi fari ĉiujn tradiciajn post-prilaborajn inspektadojn kaj testado sur ĉiu parto," Karapapas diris." Ĝuste nun, ni faras testajn panelojn apud ĉi tiuj RTM-partoj kaj poste faras mekanikajn provojn por validigi la kuracciklon. Sed kun ĉi tiu sensilo, tio ne estas necesa."
La Collo Probe estas mergita en la farbo-miksaĵujon (verda cirklo ĉe la supro) por detekti kiam miksado estas kompleta, ŝparante tempon kaj energion.Bilda kredito: ColloidTek Oy
"Nia celo ne estas esti alia laboratoria aparato, sed koncentriĝi pri produktadsistemoj," diras Matti Järveläinen, CEO kaj fondinto de ColloidTek Oy (Kolo, Tampere, Finnlando). kombinaĵo de elektromagneta kampo (EMF) sensiloj, signalo prilaborado kaj datuma analizo por mezuri la "fingrospuro" de ajna likvaĵo kiel monomeroj, rezinoj aŭ gluaĵoj. "Kion ni proponas estas nova teknologio kiu provizas rektan retrosciigon en reala tempo, do vi povas pli bone komprenu kiel via procezo efektive funkcias kaj reagas kiam aferoj misfunkcias," diras Järveläinen. "Niaj sensiloj konvertas realtempajn datumojn en kompreneblajn kaj ageblajn fizikajn kvantojn, kiel reologia viskozeco, kiuj permesas procezan optimumigon. Ekzemple, vi povas mallongigi miksadtempojn ĉar vi povas klare vidi kiam miksado estas kompleta. Tial, kun Vi povas pliigi produktivecon, ŝpari energion kaj redukti forĵetaĵon kompare kun malpli optimumigita pretigo."
Celo #2: Pliigi procezscion kaj bildigon. Por procezoj kiel agregado, Järveläinen diras, "Vi ne vidas multe da informoj de nur momentfoto. Vi nur prenas specimenon kaj iras en la laboratorion kaj rigardas kiel ĝi estis antaŭ minutoj aŭ horoj. Estas kiel veturi sur la ŝoseo, ĉiuhore Malfermu viajn okulojn dum minuto kaj provu antaŭdiri kien la vojo iras.” Sause konsentas, rimarkante, ke la sensila reto disvolvita en CosiMo "helpas nin akiri kompletan bildon de la procezo kaj materiala konduto. Ni povas vidi lokajn efikojn en la procezo, en respondo al Varioj en parto dikeco aŭ integraj materialoj kiel ŝaŭma kerno. Kion ni provas fari estas doni informojn pri tio, kio efektive okazas en la ŝimo. Ĉi tio permesas al ni determini diversajn informojn kiel la formo de la flufronto, la alveno de ĉiu parta tempo kaj la grado de agregado ĉe ĉiu sensilloko."
Collo laboras kun produktantoj de epoksiaj gluoj, farboj kaj eĉ biero por krei procezprofilojn por ĉiu aro produktita.Nun ĉiu produktanto povas vidi la dinamikon de sia procezo kaj agordi pli optimumigitajn parametrojn, kun atentigoj por interveni kiam aroj estas ekster specifo. Ĉi tio helpas. stabiligi kaj plibonigi kvaliton.
Vidbendo de la flufronto en parto CosiMo (injekta enirejo estas la blanka punkto en la centro) kiel funkcio de tempo, surbaze de mezurdatumoj de en-mulda sensila reto.Bilda kredito: CosiMo-projekto, DLR ZLP Augsburg, Universitato de Aŭgsburgo
"Mi volas scii, kio okazas dum parto-fabrikado, ne malfermi la skatolon kaj vidi, kio okazas poste," diras Meggitt's Karapapas. "La produktoj, kiujn ni evoluigis per la dielektrikaj sensiloj de Cranfield, permesis al ni vidi la surloke procezon, kaj ni ankaŭ povis. por kontroli la resanigon de la rezino." Uzante ĉiujn ses specojn de sensiloj priskribitaj malsupre (ne ĝisfunda listo, nur malgranda elekto, provizantoj, ankaŭ), povas monitori kuracon/polimerigon kaj rezinan fluon. Kelkaj sensiloj havas kromajn kapablojn, kaj kombinitaj sensiltipoj povas vastigi la spurajn kaj bildigajn eblecojn. dum komponita muldado.Ĉi tio estis pruvita dum CosiMo, kiu uzis ultrasonajn, dielektrajn kaj piezoresistivajn en-reĝimajn sensilojn por mezuradoj de temperaturo kaj premo de Kistler (Winterthur, Svislando).
Celo n-ro 3: Redukti ciklotempon. Collo-sensiloj povas mezuri la unuformecon de duparta rapida resaniga epoksio ĉar partoj A kaj B estas miksitaj kaj injektitaj dum RTM kaj ĉe ĉiu loko en la ŝimo kie tiaj sensiloj estas metitaj. Ĉi tio povus helpi ebligi. pli rapidaj kuracrezinoj por aplikoj kiel ekzemple Urban Air Mobility (UAM), kiu disponigus pli rapidajn kuracciklojn kompare kun nunaj unu-partaj epoksioj kiel ekzemple RTM6.
Collo-sensiloj ankaŭ povas monitori kaj bildigi epoksion sengasigitan, injektitan kaj resanigitan, kaj kiam ĉiu procezo finiĝas. Fini kuracadon kaj aliajn procezojn bazitajn sur la fakta stato de la materialo prilaborita (kontraŭ tradiciaj tempo- kaj temperaturreceptoj) estas nomita materiala ŝtatadministrado. (MSM).Firmaoj kiel AvPro (Norman, Oklahomo, Usono) persekutas MSM dum jardekoj por spuri ŝanĝojn en partmaterialoj kaj procezoj dum ĝi persekutas specifajn celojn por vitra transira temperaturo (Tg), viskozeco, polimerigo kaj/aŭ kristaliĝo .Ekzemple, reto de sensiloj kaj cifereca analizo en CosiMo estis uzata por determini la minimuman tempon necesan por varmigi la RTM-gazetaron kaj ŝimon kaj trovis, ke 96% de la maksimuma polimerigo estis atingita en 4,5 minutoj.
Dielektraj sensilprovizantoj kiel ekzemple Lambient Technologies (Kembriĝo, MA, Usono), Netzsch (Selb, Germanio) kaj Synthesites (Uccle, Belgio) ankaŭ pruvis sian kapablon redukti ciklotempojn.R&D-projekto de Synthesites kun kunmetaĵoj produktantoj Hutchinson (Parizo, Francio). ) kaj Bombardier Belfast (nun Spirit AeroSystems (Belfasto, Irlando)) raportas tion surbaze de realtempaj mezuradoj de rezina rezisto kaj temperaturo, per ĝia Optimold-datuma akirunuo kaj Optiview Software konvertas al laŭtaksa viskozeco kaj Tg. "La fabrikantoj povas vidi la Tg. en reala tempo, por ke ili povu decidi kiam ĉesigi la resanigciklon,” klarigas Nikos Pantelelis, Direktoro de Synthesites. “Ili ne devas atendi por kompletigi transportciklon kiu estas pli longa ol necesa. Ekzemple, la tradicia ciklo por RTM6 estas 2-hora plena kuraco je 180 °C. Ni vidis, ke ĉi tio povas esti mallongigita al 70 minutoj en iuj geometrioj. Ĉi tio ankaŭ estis pruvita en la projekto INNOTOOL 4.0 (vidu "Acelerado de RTM kun Varmofluo-Sensiloj"), kie la uzo de varmoflua sensilo mallongigis la kuracciklon de RTM6 de 120 minutoj ĝis 90 minutoj.
Celo #4: Fermcikla kontrolo de adaptaj procezoj.Por la projekto CosiMo, la finfina celo estas aŭtomatigi fermitciklan kontrolon dum la produktado de kunmetitaj partoj. Ĉi tio ankaŭ estas la celo de la projektoj ZAero kaj iComposite 4.0 raportitaj de CW en 2020 (30-50% kosto redukto).Rimarku, ke ĉi tiuj implikas malsamajn procezojn - aŭtomatigita lokigo de prepreg-bendo (ZAero) kaj fibro-ŝprucaĵo preformado kompare kun alta premo T-RTM en CosiMo por RTM kun rapida resaniga epoksio (iComposite 4.0).Ĉio. de ĉi tiuj projektoj uzas sensilojn kun ciferecaj modeloj kaj algoritmoj por simuli la procezon kaj antaŭdiri la rezulton de la finita parto.
Proceza kontrolo povas esti konsiderata kiel serio de paŝoj, klarigis Sause. La unua paŝo estas integri sensilojn kaj procezajn ekipaĵojn, li diris, "por bildigi kio okazas en la nigra skatolo kaj la parametrojn por uzi. La aliaj kelkaj paŝoj, eble duono de fermitcikla kontrolo, povas puŝi la haltbutonon por interveni, Agordi la procezon kaj malhelpi malakceptitajn partojn. Kiel fina paŝo, vi povas evoluigi ciferecan ĝemelon, kiu povas esti aŭtomatigita, sed ankaŭ postulas investon en maŝinlernadaj metodoj." En CosiMo, ĉi tiu investo ebligas al sensiloj nutri datumojn en la ciferecan ĝemelon, Edge-analizo (kalkuloj faritaj ĉe la rando de la produktadlinio kontraŭ kalkuloj de centra datumdeponejo) tiam estas uzata por antaŭdiri fluan frontdinamikon, fibran volumenan enhavon per tekstila preformo. kaj eblaj sekaj punktoj." Ideale, vi povas establi agordojn por ebligi fermitciklan kontrolon kaj agordon en la procezo," diris Sause. "Ĉi tiuj inkluzivos parametrojn kiel injekta premo, muldila premo kaj temperaturo. Vi ankaŭ povas uzi ĉi tiujn informojn por optimumigi vian materialon."
Farante tion, kompanioj uzas sensilojn por aŭtomatigi procezojn. Ekzemple, Synthesites laboras kun siaj klientoj por integri sensilojn kun ekipaĵo por fermi la rezinan enirejon kiam infuzaĵo estas kompleta, aŭ ŝalti la varmogazetaron kiam cela kuraco estas atingita.
Järveläinen notas, ke por determini kiu sensilo estas plej bona por ĉiu uzkazo, "vi devas kompreni kiajn ŝanĝojn en la materialo kaj procezo vi volas kontroli, kaj tiam vi devas havi analizilon." Analizilo akiras la datenojn kolektitajn fare de pridemandisto aŭ datenakirunuo. krudaj datumoj kaj konvertu ĝin en informojn uzeblajn de la fabrikanto. "Vi efektive vidas multajn kompaniojn integri sentilojn, sed tiam ili faras nenion kun la datumoj," diris Sause. Kio necesas, li klarigis, estas "sistemo". de akiro de datumoj, kaj ankaŭ arkitekturon de konservado de datumoj por povi prilabori la datumojn."
"Finaj uzantoj ne volas nur vidi krudajn datumojn," diras Järveläinen. "Ili volas scii, 'Ĉu la procezo estas optimumigita?'" Kiam oni povas fari la sekvan paŝon?" Por fari tion, vi devas kombini plurajn sensilojn. por analizo, kaj poste uzu maŝinlernadon por akceli la procezon." Ĉi tiu randanalizo kaj maŝinlernado aliro uzata de la Collo kaj CosiMo-teamo povas esti atingitaj per viskozecmapoj, nombraj modeloj de la rezina fluofronto, kaj La kapablo finfine kontroli procezparametrojn kaj maŝinaron estas bildigita.
Optimold estas analizilo evoluigita de Synthesites por siaj dielektraj sensiloj. Kontrolita de la programaro Optiview de Synthesites, la Optimold-unuo uzas mezurojn de temperaturo kaj rezina rezisto por kalkuli kaj montri realtempajn grafikojn por monitori rezinan statuson inkluzive de miksa proporcio, kemia maljuniĝo, viskozeco, Tg. kaj grado de resanigo.Ĝi povas esti uzata en prepreg kaj likva formado procezoj.Aparta unuo Optiflow estas uzata por fluomonitorado.Sintezitoj ankaŭ evoluigis resaniga simulilo kiu ne postulas resaniga sensilo en la ŝimo aŭ parto, sed anstataŭe uzas temperatursensilo kaj rezino/prepreg-provaĵoj en ĉi tiu analizilo. "Ni uzas ĉi tiun plej altnivelan metodon por infuzaĵo kaj glua resanigo por produktado de ventoturbina klingo," diris Nikos Pantelelis, Direktoro de Sintezoj.
Synthesites-procezaj kontrolsistemoj integras sensilojn, Optiflow kaj/aŭ Optimold datumakirunuojn, kaj OptiView kaj/aŭ Online Resin Status (ORS) programaro.Bilda kredito: Synthesites, redaktita fare de The CW
Tial, la plej multaj sensilprovizantoj evoluigis siajn proprajn analizilojn, iuj uzante maŝinlernadon kaj iuj ne.Sed komponaĵaj fabrikistoj ankaŭ povas evoluigi siajn proprajn kutimajn sistemojn aŭ aĉeti nepretajn instrumentojn kaj modifi ilin por plenumi specifajn bezonojn.Tamen, analizilo-kapablo estas nur unu faktoro por konsideri.Estas multaj aliaj.
Kontakto ankaŭ estas grava konsidero kiam vi elektas kian sensilon uzi.La sensilo eble devas esti en kontakto kun la materialo, la pridemandanto, aŭ ambaŭ.Ekzemple, varmofluo kaj ultrasonaj sensiloj povas esti enmetitaj en RTM-muldilon 1-20mm de la surfaco - preciza monitorado ne postulas kontakton kun la materialo en la muldilo.Ultrasonaj sensiloj ankaŭ povas pridemandi partojn je malsamaj profundoj depende de la frekvenco uzata.Collo elektromagnetaj sensiloj ankaŭ povas legi la profundon de likvaĵoj aŭ partoj - 2-10 cm, depende pri la ofteco de pridemandado – kaj per nemetalaj ujoj aŭ iloj en kontakto kun la rezino.
Tamen, magnetaj mikrodratoj (vidu "Nekontakta monitorado de temperaturo kaj premo ene de kunmetaĵoj") estas nuntempe la nuraj sensiloj kapablaj pridemandi kunmetaĵojn je distanco de 10 cm. Tio estas ĉar ĝi uzas elektromagnetan indukton por ellogi respondon de la sensilo, kiu estas enigita en la kunmetita materialo.La mikrodrata sensilo de ThermoPulse de AvPro, enigita en la glua ligotavolo, estis pridemandita tra 25mm dika karbonfibra lamenaĵo por mezuri temperaturon dum la ligoprocezo.Ĉar la mikrodratoj havas harplenan diametron de 3-70 mikronoj, ili ne influas la rendimenton de kunmetaĵo aŭ liglinio.Je iomete pli grandaj diametroj de 100-200 mikronoj, optikaj fibroj ankaŭ povas esti enigitaj sen degradante strukturajn ecojn.Tamen, ĉar ili uzas lumon por mezuri, optikaj sensiloj devas havi kabligitan konekton al la pridemandilo.Same, ĉar dielektrikaj sensiloj uzas tension por mezuri rezinajn ecojn, ili ankaŭ devas esti konektitaj al pridemandilo, kaj la plej multaj ankaŭ devas esti en kontakto kun la rezino kiun ili kontrolas.
La Collo Probe (supra) sensilo povas esti mergita en likvaĵoj, dum la Collo-Plato (malsupre) estas instalita en la muro de ŝipo/miksaĵujo aŭ proceza tubo/nutra linio.Bilda kredito: ColloidTek Oy
La temperaturkapablo de la sensilo estas alia ŝlosila konsidero.Ekzemple, la plej multaj ekster-la-bretaj ultrasonaj sensiloj kutime funkcias ĉe temperaturoj ĝis 150 °C, sed partoj en CosiMo devas esti formitaj ĉe temperaturoj super 200 °C. Sekve, UNA devis desegni ultrasonan sensilon kun ĉi tiu kapablo.La unu-uzeblaj dielektraj sensiloj de Lambient povas esti uzataj sur partaj surfacoj ĝis 350 °C, kaj ĝiaj reuzeblaj en-muldaj sensiloj povas esti uzataj ĝis 250 °C. RVmagnetics (Kosice, Slovakio) evoluigis ĝia mikrodrata sensilo por kunmetitaj materialoj, kiuj povas elteni resanigon je 500 °C. Dum la Collo-sensilo-teknologio mem ne havas teorian temperaturlimon, la hardita vitra ŝildo por la Collo-Plato kaj la nova polietereterketono (PEEK) loĝado por la Collo Probe estas ambaŭ provitaj. por kontinua devo je 150 °C, laŭ Järveläinen.Dume, PhotonFirst (Alkmaar, Nederlando) uzis poliimida tegaĵo por disponigi funkciantan temperaturon de 350 °C por ĝia optika fibro-sensilo por la projekto SuCoHS, por daŭrigebla kaj kosto- efika alt-temperatura komponaĵo.
Alia faktoro por konsideri, precipe por instalado, estas ĉu la sensilo mezuras je unu punkto aŭ estas linia sensilo kun multoblaj sentpunktoj. Ekzemple, optikaj sensiloj de fibroj de Com&Sens (Eke, Belgio) povas esti ĝis 100 metrojn longaj kaj prezenti sin. al 40-fibra Bragg krado (FBG) sentantaj punktoj kun minimuma interspaco de 1 cm.Ĉi tiuj sensiloj estis uzitaj por struktura sano-monitorado (SHM) de 66-metro-longaj kunmetitaj pontoj kaj rezina fluomonitorado dum infuzaĵo de grandaj pontaj ferdekoj.Instalado individuaj punktosensiloj por tia projekto postulus grandan nombron da sensiloj kaj multe da instalotempo.NCC kaj Cranfield University asertas similajn avantaĝojn por siaj linearaj dielektrikaj sensiloj. Kompare al unupunktaj dielektraj sensiloj ofertitaj de Lambient, Netzsch kaj Synthesites, " Kun nia linia sensilo, ni povas kontroli rezinan fluon senĉese laŭlonge, kio signife reduktas la La nombron da sensiloj postulataj en la parto aŭ ilo."
AFP NLR por Fiber-Optikaj Sensiloj Speciala unuo estas integrita en la 8-an kanalon de la Coriolis AFP-kapo por meti kvar optikajn sensilajn tabelojn en altan temperaturon, karbonfibro plifortigita kunmetita testpanelo.Bilda kredito: SuCoHS Project, NLR
Liniaj sensiloj ankaŭ helpas aŭtomatigi instalaĵojn. En la projekto SuCoHS, Royal NLR (Nederlanda Aerospaca Centro, Marknesse) evoluigis specialan unuon integritan en la 8-an kanalon Automated Fiber Placement (AFP) estro de Coriolis Composites (Queven, Francio) por enkonstrui Kvar tabelojn ( apartaj fibro-optikaj linioj), ĉiu kun 5 ĝis 6 FBG-sensiloj (PhotonFirst ofertas entute 23 sensilojn), en karbonfibrajn testpanelojn. RVmagnetics metis ĝiajn mikrodratajn sensilojn en pultrudigitan GFRP-rebaron." La dratoj estas malkontinuaj [1-4 cm. longaj por la plej multaj kunmetitaj mikrodratoj], sed estas aŭtomate metitaj senĉese kiam la rebaro estas produktita,” diris Ratislav Varga, kunfondinto de RVmagnetics. “Vi havas mikrodraton kun 1km mikrodraton. bobenojn de filamento kaj nutras ĝin en la produktadinstalaĵon de rebar sen ŝanĝi la manieron kiel la rebar estas farita." Dume, Com&Sens laboras pri aŭtomatigita teknologio por enigi fibro-optikajn sensilojn dum la filamenta volvaĵo en premujoj.
Pro sia kapablo konduki elektron, karbonfibro povas kaŭzi problemojn kun dielektraj sensiloj. Dielektraj sensiloj uzas du elektrodojn metitajn proksime unu al la alia. "Se la fibroj transpontas la elektrodojn, ili fuŝkontaktas la sensilon," klarigas la fondinto de Lambient Huan Lee. En ĉi tiu kazo, uzu filtrilon." La filtrilo lasas la rezinon trapasi la sensilojn, sed izolas ilin de la karbonfibro." La lineara dielektrika sensilo evoluigita de Cranfield University kaj NCC uzas malsaman aliron, inkluzive de du torditaj paroj da kupraj dratoj. Kiam tensio estas aplikata, elektromagneta kampo estas kreita inter la dratoj, kiu estas uzata por mezuri rezinan impedancon. La dratoj estas kovritaj. kun izola polimero kiu ne influas la elektran kampon, sed malhelpas la karbonfibro mallongigi.
Kompreneble, ankaŭ kosto estas problemo.Com&Sens deklaras, ke la averaĝa kosto por FBG-sentpunkto estas 50-125 eŭroj, kiuj povas fali ĝis ĉirkaŭ 25-35 eŭroj se uzataj en aroj (ekz. por 100 000 premujoj).(Tio estas nur frakcio de la nuna kaj projekciita produktadkapacito de sintezaj premujoj, vidu la artikolon de CW de 2021 pri hidrogeno.) Karapapas de Meggitt diras, ke li ricevis ofertojn por optika fibro-linioj kun FBG-sensiloj averaĝe 250 £/sensilo (≈300 €/sensilo), la pridemandanto valoras ĉirkaŭ £10,000 (€ 12,000). "La lineara dielektrika sensilo, kiun ni testis, similis pli al kovrita drato, kiun vi povas aĉeti el la breto," li aldonis. "La pridemandilo, kiun ni uzas," aldonas Alex Skordos, leganto ( altranga esploristo) en Composites Process Science ĉe Cranfield University, "estas impedancanalizilo, kiu estas tre preciza kaj kostas almenaŭ £ 30,000 [≈ € 36,000], Sed la NCC uzas multe pli simplan pridemandilon kiu esence konsistas el la vendotablo. moduloj de la komerca kompanio Advise Deta [Bedford, UK].” Synthesites citas € 1,190 por en-muldaj sensiloj kaj € 20 por unu-uzaj/partsensiloj En EUR, Optiflow estas citita je 3,900 EUR kaj Optimold je 7,200 EUR, kun kreskantaj rabatoj por multoblaj analiziloj. Ĉi tiuj prezoj inkluzivas Optiview-softvaron kaj ajnan programon. necesa subteno, Pantelelis diris, aldonante, ke ventoklingoj fabrikistoj ŝparas 1.5 horojn per ciklo, aldonas klingojn po linio monate, kaj reduktas energiuzon je 20 procentoj, kun reveno de investo de nur kvar monatoj.
Firmaoj uzantaj sensilojn gajnos avantaĝon dum evoluas la cifereca fabrikado de kunmetaĵoj 4.0. Ekzemple, diras Grégoire Beauduin, Direktoro pri Komerca Disvolviĝo ĉe Com&Sens, "Ĉar premŝipoj fabrikistoj provas redukti pezon, materialan uzadon kaj koston, ili povas uzi niajn sensilojn por pravigi. iliaj dezajnoj kaj monitoras produktadon kiam ili atingas la postulatajn nivelojn antaŭ 2030. La samaj sensiloj uzataj por taksi streĉnivelojn ene de tavoloj dum filamenta volvaĵo kaj resanigo ankaŭ povas monitori tankintegrecon dum miloj da benzinumaj cikloj, antaŭdiri postulatan prizorgadon kaj recetifiki ĉe la fino de dezajno. vivo. Ni povas. Cifereca ĝemela datuma naĝejo estas disponigita por ĉiu kunmetita premujo produktita, kaj la solvo ankaŭ estas evoluigita por satelitoj."
Ebligi ciferecajn ĝemelojn kaj fadenojn Com&Sens laboras kun fabrikanto de kunmetaĵoj por uzi ĝiajn optikajn fibrojn por ebligi ciferecan datumfluon per dezajno, produktado kaj servo (dekstre) por subteni ciferecajn ID-kartojn, kiuj subtenas la ciferecan ĝemelon de ĉiu parto (maldekstre) farita. Bildkredito: Com&Sens kaj Figuro 1, "Inĝenierado kun Ciferecaj Fadenoj" de V. Singh, K. Wilcox.
Tiel, sensilaj datumoj subtenas la ciferecan ĝemelon, same kiel la ciferecan fadenon, kiu ampleksas dezajnon, produktadon, servajn operaciojn kaj malnoviĝon. Kiam oni analizas per artefarita inteligenteco kaj maŝinlernadon, ĉi tiuj datumoj refluas en dezajnon kaj prilaboradon, plibonigante rendimenton kaj daŭripovon. Ĉi tio ankaŭ ŝanĝis la manieron kiel provizoĉenoj funkcias kune.Ekzemple, glua fabrikanto Kiilto (Tampere, Finnlando) uzas Collo-sensilojn por helpi siajn klientojn kontroli la rilatumon de komponantoj A, B, ktp. en sia multi-komponenta glua miksa ekipaĵo. "Kiilto nun povas ĝustigi la konsiston de ĝiaj gluoj por individuaj klientoj,” diras Järveläinen, “sed ĝi ankaŭ permesas al Kiilto kompreni kiel rezinoj interagas en la procezoj de klientoj, kaj kiel klientoj interagas kun siaj produktoj, kio ŝanĝas kiel provizo estas farita. Ĉenoj povas labori kune."
OPTO-Light uzas sensilojn de Kistler, Netzsch kaj Synthesites por kontroli resanigon de termoplastaj tromulditaj epoksiaj CFRP-partoj.Bilda kredito: AZL
Sensiloj ankaŭ subtenas novigajn novajn materialojn kaj procezajn kombinaĵojn. Priskribite en la artikolo de CW de 2019 pri la projekto OPTO-Light (vidu "Termoplastaj Supermoldaj Termodiloj, 2-Minuta Ciklo, Unu Baterio"), AZL Aachen (Aachen, Germanio) uzas du-ŝtupon. procezo por horizontale kunpremi ununuran Al (UD) karbonfibro/epoksia prepreg, tiam supermoldita per 30% mallonga vitrofibro plifortikigita PA6.La ŝlosilo estas nur parte kuraci la prepreg por ke la restanta reagemo en la epoksio povu ebligi ligon al la termoplasto. .AZL uzas Optimold kaj Netzsch DEA288 Epsilon-analizilojn kun Synthesites kaj Netzsch-dielektrikaj sensiloj kaj Kistler-in-muldaj sensiloj kaj DataFlow-programaro por optimumigi injektomuldadon. "Vi devas havi profundan komprenon pri la prepreg-kunprema mulda procezo ĉar vi devas certigi, ke vi kompreni la staton de kuraco por atingi bonan rilaton al termoplasta supermoldado,” klarigas esplorinĝeniero de AZL Richard Schares. "Estonte, la procezo povas esti adapta Kaj inteligenta, proceza rotacio estas ekigita de sensilaj signaloj."
Tamen, ekzistas fundamenta problemo, diras Järveläinen, "kaj tio estas la manko de kompreno de klientoj pri kiel integri ĉi tiujn malsamajn sensilojn en iliajn procezojn. Plej multaj kompanioj ne havas spertulojn pri sensilo." Nuntempe, la vojo antaŭen postulas sensilajn fabrikistojn kaj klientojn Interŝanĝi informojn tien kaj reen. Organizoj kiel AZL, DLR (Augsburg, Germanio) kaj NCC disvolvas multsensila kompetenteco.Sause diris, ke ekzistas grupoj ene de UNA, same kiel kromprodukto. kompanioj kiuj ofertas sensilintegriĝon kaj ciferecajn ĝemelajn servojn. Li aldonis, ke la Augsburg AI-produktada reto luis 7 000-kvadratajn metrojn instalaĵon tiucele, "vastigante la disvolvan skizon de CosiMo al tre larĝa amplekso, inkluzive de ligitaj aŭtomatigaj ĉeloj, kie industriaj partneroj. povas Loki maŝinojn, ruli projektojn kaj lerni kiel integri novajn AI-solvojn."
Carapappas diris, ke la dielektrika sensilo-manifestacio de Meggitt ĉe la NCC estis nur la unua paŝo en tio. "Finfine, mi volas monitori miajn procezojn kaj laborfluojn kaj provizi ilin en nian ERP-sistemon, por ke mi sciu antaŭe kiujn komponantojn fabriki, kiujn homojn mi. bezono kaj kiujn materialojn mendi. Cifereca aŭtomatigo disvolviĝas."
Bonvenon al la interreta FontLibro, kiu respondas al la ĉiujara presita eldono de CompositesWorld de la Gvidilo por Aĉetantaj Industriaj Komponaĵoj de SourceBook.
Spirit AeroSystems Realigas Airbus Smart Design por A350 Centra Fuzelaĝo kaj Antaŭaj Spars en Kingston, NC
Afiŝtempo: majo-20-2022
