Туруктуулукка умтулуу үчүн сенсорлор цикл убакыттарын, энергияны колдонууну жана калдыктарды кыскартууда, жабык цикл процессин башкарууну автоматташтырууда жана билимди жогорулатууда, акылдуу өндүрүш жана структуралар үчүн жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачууда.#sensors #sutainability #SHM
Сол жактагы сенсорлор (жогортон ылдыйга): жылуулук агымы (TFX), формадагы диэлектриктер (Lambient), ультра үн техникасы (Аугсбург университети), бир жолу колдонулуучу диэлектриктер (синтезилер) жана пеннилер менен термопарлар Microwire (AvPro) ортосундагы. Графиктер (жогорку, саат жебеси боюнча): Колло диэлектрдик туруктуулугу (CP) жана Колло иондук илешкектүүлүгү (CIV), чайырдын каршылыгы убакытка (Синтезиттер) жана электромагниттик сенсорлорду колдонуу менен капролактам имплантацияланган преформалардын санариптик модели (CosiMo долбоору, DLR ZLP, Аугсбург университети).
Дүйнөлүк өнөр жай COVID-19 пандемиясынан чыгууну улантып жаткандыктан, ал калдыктарды жана ресурстарды (энергия, суу жана материалдар сыяктуу) керектөөнү кыскартууну талап кылган туруктуулукка артыкчылык берди. Натыйжада, өндүрүш натыйжалуураак жана акылдуураак болушу керек. .Бирок бул маалымат талап кылат.Композиттер үчүн бул маалыматтар кайдан келет?
CWнын 2020-жылдагы Composites 4.0 сериясындагы макалаларында сүрөттөлгөндөй, тетиктердин сапатын жана өндүрүшүн жакшыртуу үчүн зарыл болгон өлчөөлөрдү жана ошол өлчөөлөргө жетишүү үчүн зарыл болгон сенсорлорду аныктоо акылдуу өндүрүштөгү биринчи кадам болуп саналат. 2020 жана 2021-жылдары CW сенсорлор — диэлектрик жөнүндө билдирди. сенсорлор, жылуулук агымынын сенсорлору, була-оптикалык сенсорлор жана ультраүн жана электромагниттик толкундарды колдонгон контактсыз сенсорлор, ошондой эле алардын мүмкүнчүлүктөрүн көрсөткөн долбоорлор (CWдин онлайн сенсор мазмунунун топтомун караңыз). материалдар, алардын убада кылынган артыкчылыктары жана көйгөйлөрү, ошондой эле иштелип жаткан технологиялык ландшафт. Белгилей кетчү нерсе, композиттер тармагында лидер катары пайда болуп жаткан компаниялар бул мейкиндикти изилдеп жана багыттоодо.
CosiMoдагы сенсордук тармагы 74 сенсорлор тармагы – анын 57си Аугсбург университетинде иштелип чыккан ультраүн датчиктер (оң жакта көрсөтүлгөн, көктүн үстүнкү жана астыңкы калыптарынын жарымында ачык көк чекиттер) – T-RTM үчүн Lid демонстратор үчүн колдонулат. Термопластикалык композиттик батареялар үчүн CosiMo долбоорун калыптандыруу. Сүрөттүн кредити: CosiMo долбоору, DLR ZLP Аугсбург, Аугсбург университети
Максат №1: Акчаны үнөмдөө. The CWнын 2021-жылдын декабрындагы блогу, “Композиттик процессти оптималдаштыруу жана башкаруу үчүн атайын УЗИ сенсорлору” CosiMo үчүн 74 сенсорлор тармагын иштеп чыгуу боюнча Аугсбург университетинде (UNA, Аугсбург, Германия) иштөөнү сүрөттөйт. EV батареясынын капкагын көрсөтүүчү (акылдуу транспорттогу композициялык материалдар) өндүрүү долбоору. Бөлүк термопластикалык чайырды өткөрүү формасында (T-RTM) колдонуу менен даярдалган, ал капролактам мономерин in situ полиамид 6 (PA6) композитке полимерлештирет. Маркус Соус, профессор. UNA жана Аугсбургдагы UNAнын Жасалма интеллект (AI) өндүрүш тармагынын башчысы сенсорлордун эмне үчүн мынчалык маанилүү экенин мындайча түшүндүрөт: «Биз сунуш кылган эң чоң артыкчылыгыбыз – кайра иштетүү учурунда кара кутучанын ичинде эмне болуп жатканын визуализациялоо. Азыркы учурда, көпчүлүк өндүрүүчүлөр бул жетүү үчүн чектелген системалары бар. Мисалы, чоң аэрокосмостук тетиктерди жасоо үчүн чайырдын инфузиясын колдонууда алар абдан жөнөкөй же өзгөчө сенсорлорду колдонушат. Инфузия процесси туура эмес кетсе, анда сизде чоң сынык бар. Бирок эгер сизде өндүрүш процессинде эмне туура эмес болгонун жана эмне үчүн туура эмес болгонун түшүнүү үчүн чечимдериңиз болсо, аны оңдоп, оңдоп, көп акчаңызды үнөмдөй аласыз."
Термопарлар автоклавда же духовкада кургатуу учурунда композиттик ламинаттардын температурасын көзөмөлдөө үчүн ондогон жылдар бою колдонулган "жөнөкөй же конкреттүү сенсордун" мисалы болуп саналат. Алар жадагалса мештердеги температураны көзөмөлдөө үчүн же композиттик оңдоо тактарын айыктыруу үчүн жууркандарды жылытуу үчүн колдонулат. термикалык bonders.Resin өндүрүүчүлөр айыктыруу formulations.What иштеп чыгуу үчүн убакыттын өтүшү менен чайыр илешкектүүлүгүнүн өзгөрүшүнө жана температурага мониторинг жүргүзүү үчүн лабораторияда ар кандай сенсорлорду колдонушат. Бирок, пайда болгон сенсор тармагы, ал инструменттердин негизинде өндүрүш процессин визуализациялоо жана көзөмөлдөй алат. бир нече параметрлер (мисалы, температура жана басым) жана материалдын абалы (мисалы, илешкектүүлүк, агрегация, кристаллдашуу).
Мисалы, CosiMo долбоору үчүн иштелип чыккан ультра үн сенсору ультраүн текшерүү сыяктуу эле принциптерди колдонот, ал даяр курамдык бөлүктөрүн кыйратпаган сыноонун (NDI) таянычы болуп калды. Петрос Карапапас, Меггитттин башкы инженери (Лофборо, Улуу Британия), мындай деди: "Биздин максатыбыз - санариптик өндүрүшкө өткөндө келечектеги компоненттерди өндүрүштөн кийинки текшерүү үчүн талап кылынган убакытты жана эмгекти азайтуу." Материалдар борбору (NCC, Бристоль, Улуу Британия) Крэнфилд университетинде (Крэнфилд, Улуу Британия) иштелип чыккан сызыктуу диэлектрдик сенсорду колдонуу менен RTM учурунда Solvay (Альфаретта, GA, АКШ) EP 2400 шакекчесинин мониторингин көрсөтүү үчүн кызматташуу Коммерциялык учак кыймылдаткычынын жылуулук алмаштыргычы үчүн узундугу 1,3 м, туурасы 0,8 м жана тереңдиги 0,4 м композиттик кабык. “Биз чоңураак монтаждарды кантип жогорку өндүрүмдүүлүк менен жасоону карап жаткандыктан, биз бардык салттуу кайра иштетүүдөн кийинки текшерүүлөрдү жасай алган жокпуз. ар бир бөлүгүн тестирлөө "деди Карапапас. "Учурда биз RTM бөлүктөрдүн жанында сыноо панелдерин жасап, андан кийин айыктыруу циклин текшерүү үчүн механикалык тестирлөөдөн өткөрөбүз. Бирок бул сенсор менен мунун кереги жок».
Колло зонду боёк аралаштыргыч идишке (жогорку жагындагы жашыл тегерек) чөмүлдүрүлүп, аралаштыруу качан аяктаганын аныктоо, убакытты жана энергияны үнөмдөйт. Сүрөт кредити: ColloidTek Oy
"Биздин максатыбыз башка лабораториялык аппарат болуу эмес, өндүрүш системаларына басым жасоо" дейт Матти Ярвеляйнен, ColloidTek Oy компаниясынын башкы директору жана негиздөөчүсү (Коло, Тампере, Финляндия). The CW January 2022 "Fingerprint Liquids for Composites" Collo'нун электромагниттик талаа (EMF) сенсорлорунун айкалышы, мономерлер, чайырлар же чаптамалар сыяктуу ар кандай суюктуктун "манжа изин" өлчөө үчүн сигналды иштетүү жана маалыматтарды талдоо . процессиңиздин чындыгында кандай иштеп жатканын жакшыраак түшүнүңүз жана туура эмес болуп кеткенде реакция кыласыз”, - дейт Järveläinen. “Биздин сенсорлор процессти оптималдаштырууга мүмкүндүк берген реологиялык илешкектүүлүк сыяктуу реалдуу убакыттагы маалыматтарды түшүнүктүү жана аракетке жарамдуу физикалык чоңдуктарга айландырышат. Мисалы, аралаштыруу убактысын кыскарта аласыз, анткени аралаштыруу качан бүткөнүн даана көрө аласыз. Ошондуктан, сиз менен өндүрүмдүүлүктү жогорулата аласыз, энергияны үнөмдөй аласыз жана азыраак оптималдаштырылган иштетүүгө салыштырмалуу калдыктарды азайта аласыз.
Максат №2: Процесс боюнча билимди жана визуалдаштырууну жогорулатуу. Агрегация сыяктуу процесстер үчүн, Жарвеляйнен мындай дейт: “Сиз бир эле сүрөттөн көп маалыматты көрбөйсүз. Сиз жөн гана үлгү алып, лабораторияга кирип, бир нече мүнөт же бир нече саат мурун кандай болгонун карап жатасыз. Бул чоң жолдо айдап бараткандай, ар бир саат сайын көзүңүздү бир мүнөткө ачып, жолдун кайда баратканын алдын ала айтууга аракет кылыңыз». Sause макул болуп, CosiMoда иштелип чыккан сенсордук тармагы “бизге процесстин жана материалдык жүрүм-турумдун толук сүрөтүн алууга жардам берет. Биз процессте жергиликтүү эффекттерди, бир бөлүгүнүн калыңдыгынын өзгөрүшүнө же көбүк өзөгү сыяктуу интегралдык материалдарга жооп катары көрө алабыз. Биз эмне кылууга аракет кылып жатабыз, чындыгында калыпта эмне болуп жаткандыгы жөнүндө маалымат берүү. Бул бизге агым фронтунун формасы, ар бир жарым убакыттын келиши жана ар бир сенсордун жайгашкан жеринде топтолуу даражасы сыяктуу ар кандай маалыматтарды аныктоого мүмкүндүк берет.
Collo эпоксиддик желимдерди, боёкторду жана ал тургай сыра өндүрүүчүлөрү менен иштеп, ар бир партия үчүн процесс профилдерин түзүшөт. Эми ар бир өндүрүүчү процессинин динамикасын көрүп, оптималдаштырылган параметрлерди орното алат. турукташтыруу жана сапатын жогорулатуу.
CosiMo бөлүгүндөгү агымдын фронтунун видеосу (инъекциянын кире бериши борбордогу ак чекит) убакыттын функциясы катары, калыптагы сенсордук тармактын өлчөө маалыматтарынын негизинде. Сүрөттүн кредити: CosiMo долбоору, DLR ZLP Аугсбург, Университет Аугсбург
"Мен кутучаны ачып, андан кийин эмне болорун көрүүнү эмес, бөлүктөрүн өндүрүүдө эмне болорун билгим келет", - дейт Меггиттин Карапапас." Биз Крэнфилддин диэлектрикалык сенсорлорун колдонуп иштеп чыккан өнүмдөр ин-ситуалдык процессти көрүүгө мүмкүнчүлүк берди жана биз дагы алдык. чайырдын айыгышын текшерүү үчүн». Төмөндө сүрөттөлгөн сенсорлордун бардык алты түрүн колдонуу менен (толук тизме эмес, бир аз гана тандоо, жеткирүүчүлөр да) айыктыруу/полимерлөө жана чайырдын агымын көзөмөлдөй алат. Кээ бир сенсорлордун кошумча мүмкүнчүлүктөрү бар, ал эми сенсордун аралаш түрлөрү байкоо жана визуалдаштыруу мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтет. композиттик калыптандыруу учурунда. Бул Кистлер (Винтертур, Швейцария) тарабынан температураны жана басымды өлчөө үчүн ультрадыбыстык, диэлектрик жана пьезорезистивдүү режимдеги сенсорлорду колдонгон CosiMo учурунда көрсөтүлдү.
Максат №3: Цикл убактысын кыскартуу. Колло сенсорлору эки бөлүктөн турган тез айыгуучу эпоксиддин бирдейлигин өлчөй алат, анткени A жана B бөлүктөрү RTM учурунда жана мындай сенсорлор орнотулган калыптын ар бир жеринде аралашып, сайылат. Бул иштетүүгө жардам берет. Urban Air Mobility (UAM) сыяктуу тиркемелер үчүн тезирээк айыктыруучу чайырлар, бул RTM6 сыяктуу учурдагы бир бөлүктөн турган эпоксиддерге салыштырмалуу тезирээк айыктыруу циклин камсыз кылат.
Колло сенсорлору ошондой эле эпоксидди газсыздандыруу, инъекциялоо жана айыктыруу, ошондой эле ар бир процесс аяктаганда көзөмөлдөп, визуализациялай алат. Иштелип жаткан материалдын иш жүзүндөгү абалына негизделген айыктыруу жана башка процесстер (салттуу убакыт жана температура рецепттерине каршы) материалдык абалды башкаруу деп аталат. (MSM). AvPro (Норман, Оклахома, АКШ) сыяктуу компаниялар MSM айнектин өтүү температурасы (Tg), илешкектүүлүгү, полимеризациясы жана/же конкреттүү максаттарды көздөгөндүктөн, бөлүктөрдүн материалдарындагы жана процесстериндеги өзгөрүүлөргө көз салуу үчүн ондогон жылдар бою изденип келишет. кристаллдашуу .Мисалы, сенсорлордун тармагы жана CosiMoдагы санариптик талдоо RTM басмасын жана көктү ысытуу үчүн талап кылынган минималдуу убакытты аныктоо үчүн колдонулган жана максималдуу полимеризациянын 96% 4,5 мүнөттө жетишилгени аныкталган.
Lambient Technologies (Кэмбридж, MA, АКШ), Netzsch (Selb, Германия) жана Synthesites (Uccle, Бельгия) сыяктуу диэлектрдик сенсор берүүчүлөр да цикл убакыттарын кыскартуу жөндөмдүүлүгүн көрсөтүштү. ) жана Bombardier Belfast (азыркы Spirit AeroSystems (Белфаст, Ирландия)) чайырдын каршылыгын жана температурасын реалдуу убакытта өлчөөлөрдүн негизинде, анын Optimold маалымат топтоо бирдиги жана Optiview Программасы болжолдуу илешкектүүлүккө жана Tg. "Өндүрүүчүлөр Tg көрө алышат" деп билдирет. реалдуу убакытта, ошондуктан алар айыктыруу циклин качан токтотууну чече алышат”, - деп түшүндүрөт Синтезиттердин директору Никос Пантелелис. “Алар зарыл болгондон узакка созулган өтүү циклин аяктоо үчүн күтүүнүн кереги жок. Мисалы, RTM6 үчүн салттуу цикл 180 ° C 2 сааттык толук айыктыруу болуп саналат. Бул кээ бир геометрияларда 70 мүнөткө чейин кыскартылышы мүмкүн экенин көрдүк. Бул INNOTOOL 4.0 долбоорунда да көрсөтүлдү ("Жылуулук агымынын сенсорлору менен RTMди тездетүү" караңыз), мында жылуулук агымынын сенсорун колдонуу RTM6 айыктыруу циклин 120 мүнөттөн 90 мүнөткө чейин кыскартты.
Максат №4: Адаптивдүү процесстерди жабык циклде башкаруу. CosiMo долбоору үчүн акыркы максат - композиттик тетиктерди өндүрүүдө жабык циклди башкарууну автоматташтыруу. Бул ошондой эле CW тарабынан билдирилген ZAero жана iComposite 4.0 долбоорлорунун максаты. 2020 (30-50% наркынын төмөндөшү). Бул ар кандай жараяндарды камтыйт экенин белгилей кетүү - тез айыктыруу эпоксид (iComposite 4.0) менен RTM үчүн CosiMo жогорку басым T-RTM салыштырмалуу prepreg лента (ZAero) жана була спрей preforming автоматташтырылган жайгаштыруу. бул долбоорлордун процессин симуляциялоо жана даяр бөлүктүн жыйынтыгын алдын ала айтуу үчүн санариптик моделдери жана алгоритмдери бар сенсорлорду колдонушат.
Процессти башкарууну бир катар кадамдар катары кароого болот, деп түшүндүрдү Сауз. Биринчи кадам сенсорлор менен технологиялык жабдууларды бириктирүү, деди ал, “кара кутуда эмне болуп жатканын жана колдонула турган параметрлерди визуализациялоо. Калган бир нече кадамдар, балким, жабык цикл башкаруусунун жарымы, кийлигишүү, процессти тууралоо жана четке кагылган бөлүктөрдү алдын алуу үчүн токтотуу баскычын басып турат. Акыркы кадам катары, сиз автоматташтырылган санариптик эгизди иштеп чыга аласыз, бирок ошондой эле машинаны үйрөнүү ыкмаларына инвестицияны талап кылат. CosiMo-да бул инвестиция сенсорлорго маалыматтарды санариптик эгизге киргизүүгө мүмкүндүк берет, Edge анализи (өндүрүштүк линиянын четинде жүргүзүлгөн эсептөөлөр борбордук маалымат репозиторийинен алынган эсептөөлөр) андан кийин агымдын алдыңкы динамикасын, текстиль преформасына була көлөмүн болжолдоо үчүн колдонулат. жана потенциалдуу кургак тактар."Идеалында, процессте жабык циклди башкарууну жана тюнингди иштетүү үчүн орнотууларды орното аласыз", - деди Сауз."Буларга инъекциянын басымы, көктүн басымы жана температура сыяктуу параметрлер кирет. Сиз ошондой эле материалыңызды оптималдаштыруу үчүн бул маалыматты колдоно аласыз."
Муну менен компаниялар процесстерди автоматташтыруу үчүн сенсорлорду колдонуп жатышат. Мисалы, Synthesites өзүнүн кардарлары менен инфузия аяктагандан кийин чайырдын киришин жабуу үчүн сенсорлорду жабдуулар менен бириктирүү же максаттуу айыктырууга жеткенде жылуулук прессти күйгүзүү боюнча иштеп жатат.
Järveläinen белгилегендей, ар бир колдонуу учуру үчүн кайсы сенсор эң жакшы экенин аныктоо үчүн, "сиз материалда жана процессте кандай өзгөрүүлөрдү көзөмөлдөгүңүз келгенин түшүнүшүңүз керек, андан кийин анализаторуңуз болушу керек." Анализатор сурамжылоочу же маалыматтарды чогултуу бөлүмү тарабынан чогултулган маалыматтарды алат. чийки маалыматтарды жана аны өндүрүүчү колдоно турган маалыматка айландырыңыз.” Сиз чындыгында сенсорлорду бириктирген көптөгөн компанияларды көрүп турасыз, бирок алар маалымат менен эч нерсе жасашпайт”, - деди Сауз. маалыматтарды алуу, ошондой эле маалыматтарды иштеп чыгуу үчүн маалыматтарды сактоо архитектурасы.
"Акыркы колдонуучулар жөн гана чийки маалыматтарды көргүсү келбейт" дейт Джарвеляйнен. "Алар "Процесс оптималдаштырылганбы?" деп билгиси келет." Кийинки кадам качан жасалышы мүмкүн? Бул үчүн бир нече сенсорлорду бириктиришиңиз керек. талдоо үчүн, анан процессти тездетүү үчүн машина үйрөнүүнү колдонуңуз. Collo жана CosiMo командасы тарабынан колдонулган бул чет талдоо жана машина үйрөнүү ыкмасы илешкектүүлүк карталары, чайыр агымынын фронтунун сандык моделдери аркылуу жетүүгө болот жана процесстин параметрлерин жана механизмдерин башкаруу жөндөмү визуализацияланган.
Optimold – бул Synthesites тарабынан диэлектрдик сенсорлор үчүн иштелип чыккан анализатор. Synthesites' Optiview программасы тарабынан көзөмөлдөнгөн Optimold бирдиги чайырдын абалына, анын ичинде аралашма катышы, химиялык карылык, илешкектүүлүк, Tg мониторинг жүргүзүү үчүн реалдуу убакыт графиктерин эсептөө жана көрсөтүү үчүн температураны жана чайырга каршылык өлчөөлөрүн колдонот. жана cure.It даражасы prepreg жана суюктук түзүү процесстеринде колдонулушу мүмкүн. Агымды мониторингдөө үчүн Optiflow өзүнчө бирдиги колдонулат. Synthesites ошондой эле калыпта же бөлүктө айыктыруу сенсорун талап кылбаган айыктыруу симуляторун иштеп чыкты, бирок анын ордуна температура сенсору жана бул анализатордун бөлүгүндөгү чайыр/прег үлгүлөрү. "Биз шамал турбинасын өндүрүү үчүн инфузия жана жабышчаак айыктыруу үчүн бул заманбап ыкманы колдонуп жатабыз", - деди Никос Пантелелис, Синтезилердин директору.
Синтездөө процесстерин башкаруу тутумдары сенсорлорду, Optiflow жана/же Optimold маалыматтарды чогултуу бөлүмдөрүн жана OptiView жана/же Online Resin Status (ORS) программасын бириктирет. Сүрөттүн кредити: Синтезиттер, The CW тарабынан редакцияланган
Ошондуктан, көпчүлүк сенсор берүүчүлөр өздөрүнүн анализаторлорун иштеп чыгышкан, кээ бирлери машина үйрөнүүсүн колдонуп, айрымдары жок. Бирок курама өндүрүүчүлөр да өздөрүнүн жекече тутумдарын иштеп чыгышат же даяр аспаптарды сатып алып, белгилүү бир муктаждыктарга жооп берүү үчүн аларды өзгөртө алышат. Бирок, анализатордун жөндөмдүүлүгү бир гана факторду эске алуу керек. Башка көптөгөн нерселер бар.
Байланыш, ошондой эле кайсы сенсорду колдонууну тандоодо маанилүү жагдай болуп саналат. Сенсор материал, сурактоочу же экөөсү менен байланышта болушу керек болушу мүмкүн. Мисалы, жылуулук агымы жана ультра үн датчиктери RTM калыбынан 1-20 мм аралыкта киргизилиши мүмкүн. бети - так мониторинг mold.Ultrasonic сенсорлор да колдонулган жыштыгына жараша ар кандай тереңдикте бөлүктөрүн суракка алат материал менен байланышты талап кылбайт.Collo электромагниттик сенсорлор да суюктуктарды же бөлүктөрүнүн тереңдигин окуй алат - 2-10 см, жараша сурак жыштыгы боюнча - жана чайыр менен байланышта металл эмес идиштер же аспаптар аркылуу.
Бирок, магниттик микрозымдар («Композиттердин ичиндеги температуранын жана басымдын контактсыз мониторингин» караңыз) азыркы учурда 10 см аралыкта композиттерди сурай алган жалгыз сенсорлор болуп саналат. Себеби ал сенсордон жооп алуу үчүн электромагниттик индукцияны колдонот. курама материалга киргизилген. AvPro'нун ThermoPulse микрозым сенсору, чаптама байланыш катмарына камтылган, байланыш процессинде температураны өлчөө үчүн 25 мм калың көмүр була ламинатынан суралган. Микрозымдардын түктүү диаметри 3-70 микрон болгондуктан, алар композиттик же байланыштын иштешине таасир этпейт. 100-200 микрондон бир аз чоңураак диаметрлерде була-оптикалык сенсорлор структуралык касиеттерин начарлатпастан да орнотулушу мүмкүн. Бирок, алар өлчөө үчүн жарыкты колдонгондуктан, була-оптикалык сенсорлор зымдуу туташууга ээ болушу керек. interrogator.Likewise, диэлектрдик сенсорлор чайырдын касиеттерин өлчөө үчүн чыңалууну колдонгондуктан, алар да суракчыга туташып турушу керек жана көпчүлүгү көзөмөлдөп жаткан чайыр менен байланышта болушу керек.
Collo Probe (жогорку) сенсор суюктуктарга чөмүлдүрүлүшү мүмкүн, ал эми Collo Plate (төмөндө) идиштин / аралаштыргыч идиштин же процесс түтүгүнүн / тоют линиясынын дубалына орнотулган. Сүрөт кредит: ColloidTek Oy
Сенсордун температуралык жөндөмдүүлүгү дагы бир негизги маселе болуп саналат. Мисалы, көпчүлүк учурда даяр УЗИ сенсорлор, адатта, 150 ° C чейин температурада иштейт, бирок CosiMo бөлүктөрү 200 ° C. Ошондуктан, UNA жогору температурада түзүлүшү керек. Бул жөндөмү бар ультраүн датчикти иштеп чыгууга туура келди. Lambient компаниясынын бир жолу колдонулуучу диэлектрик сенсорлору 350°Cге чейинки бөлүкчөлөрдүн бетинде колдонулушу мүмкүн, ал эми анын көп жолу колдонулуучу калыптагы сенсорлору 250°Cге чейин колдонулушу мүмкүн. RVmagnetics (Кошице, Словакия) иштелип чыккан. анын 500°Cде айыктырууга туруштук бере ала турган композиттик материалдар үчүн микрозым сенсору. Collo сенсор технологиясынын өзүндө температуранын теориялык чеги жок болсо да, Collo Plate үчүн чыңдалган айнек калкан жана Collo зондунун жаңы полиэтеретеркетон (PEEK) корпусу экөө тең сыналган. Järveläinenдин айтымында, 150°Cде үзгүлтүксүз иштөө үчүн. Ошол эле учурда, PhotonFirst (Алкмаар, Нидерланды) SuCoHS долбоору үчүн була-оптикалык сенсор үчүн 350°C иштөө температурасын камсыз кылуу үчүн полиимиддик каптоо колдонгон. эффективдүү жогорку температурадагы композит.
Дагы бир жагдай, өзгөчө орнотуу үчүн, сенсор бир чекитте өлчөп жатабы же бир нече сезүү чекиттери бар сызыктуу сенсорбу. Мисалы, Com&Sens (Эке, Бельгия) була-оптикалык сенсорлорунун узундугу 100 метрге чейин болушу мүмкүн. 40 була Брегг торуна (FBG) эң аз аралыгы 1 см. Бул сенсорлор 66 метрлик композиттик көпүрөлөрдүн структуралык ден соолугуна мониторинг жүргүзүү (SHM) жана чоң көпүрө палубаларын куюу учурунда чайыр агымын көзөмөлдөө үчүн колдонулган. Орнотуу Мындай долбоор үчүн жеке чекит сенсорлору көп сандагы сенсорлорду жана көп орнотуу убактысын талап кылат.NCC жана Крэнфилд университети өздөрүнүн сызыктуу диэлектрдик сенсорлору үчүн окшош артыкчылыктарды талап кылышат. Lambient, Netzsch жана Synthesites сунуштаган бир чекиттүү диэлектрик сенсорлор менен салыштырганда, " Сызыктуу сенсорубуз менен биз чайырдын агымын узундук боюнча үзгүлтүксүз көзөмөлдөй алабыз, бул бөлүккө же шайманга талап кылынган сенсорлордун санын бир топ кыскартат.
Була-оптикалык сенсорлор үчүн AFP NLR Атайын бирдик Coriolis AFP башынын 8-каналына төрт була-оптикалык сенсор массивдерин жогорку температура, көмүртек буласы менен бекемделген композиттик тест панелине жайгаштыруу үчүн бириктирилген. Сүрөт кредити: SuCoHS долбоору, NLR
Сызыктуу сенсорлор орнотууларды автоматташтырууга да жардам берет. SuCoHS долбоорунда Royal NLR (Голландиянын Аэрокосмикалык борбору, Маркнесси) төрт массивди киргизүү үчүн Coriolis Composites (Queven, France) компаниясынын 8-каналдын Automated Fiber Placement (AFP) башчысына интеграцияланган атайын блокту иштеп чыкты. өзүнчө була-оптикалык линиялар), ар биринде 5тен 6га чейин FBG сенсорлору бар (PhotonFirst жалпысынан 23 сенсорду сунуштайт), көмүртек буласынын сыноо панелдеринде. RVmagnetics микрозым сенсорлорун пультрленген GFRP арматурасына жайгаштырган.” Зымдар үзгүлтүксүз [1-4 см. көпчүлүк композиттик микрозымдарды талап кылат], бирок арматура өндүрүлгөндө автоматтык түрдө тынымсыз жайгаштырылат”, - дейт RVmagnetics компаниясынын негиздөөчүсү Ратислав Варга. «Сизде 1 км микрозым менен микрозым бар. жиптен жасалган катушкалар жана арматуранын жасалуу ыкмасын өзгөртпөстөн, аны арматура өндүрүүчү ишканага бериңиз». Ошол эле учурда, Com&Sens басым идиштерге жипти ороу процессинде була-оптикалык сенсорлорду киргизүү үчүн автоматташтырылган технологиянын үстүндө иштеп жатат.
Көмүртек буласы электр тогун өткөрүү жөндөмдүүлүгүнөн улам диэлектрдик сенсорлордо көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн. Диэлектрик сенсорлор бири-бирине жакын жайгашкан эки электродду колдонушат. "Эгерде булалар электроддор менен байланышса, алар сенсорду кыска туташтырып коюшат", - дейт Lambient негиздөөчүсү Хуан Ли. Бул учурда, чыпка колдонуңуз."Чыпка чайырдын сенсорлорду өткөрүшүнө мүмкүндүк берет, бирок аларды көмүртек буласынан изоляциялайт." Cranfield University жана NCC тарабынан иштелип чыккан сызыктуу диэлектрдик сенсор башка ыкманы колдонот, анын ичинде эки бурмаланган жуп жез зымдары. Чыңалуу колдонулганда зымдар арасында электромагниттик талаа пайда болот, ал чайыр импедансын өлчөө үчүн колдонулат. Зымдар капталган. электр талаасына таасир этпейт, бирок көмүртек буласынын кыска өчүрүлүшүнө жол бербеген изоляциялоочу полимер менен.
Албетте, нарк дагы маселе. Com&Sens FBG сезгич пунктунун орточо баасы 50-125 еврону түзөрүн, эгер партиялар менен колдонулса (мисалы, 100 000 басымдуу идиштер үчүн) болжол менен 25-35 еврого чейин төмөндөшү мүмкүн деп айтылат.(Бул композиттик басым идиштеринин учурдагы жана болжолдонгон өндүрүштүк кубаттуулугунун бир бөлүгү гана, CWнин 2021-жылдагы суутек боюнча макаласын караңыз.) Меггитттин Карапапастын айтымында, ал FBG сенсорлору менен була-оптикалык линияларды орточо £ 250/сенсор (≈300€/сенсор), Суракчынын баасы болжол менен £10,000 (€12,000) турат."Биз сынаган сызыктуу диэлектрик сенсор көбүрөөк капталган зым сыяктуу эле, аны текчеден сатып ала аласыз", - деп кошумчалады ал. "Биз колдонгон суракчы", - деп кошумчалайт окурман Алекс Скордос ( Крэнфилд университетинин Композит процесстери боюнча улук илимий кызматкери, "импеданс анализатору, ал абдан так жана кеминде £ 30,000 [≈ € 36,000] турат, бирок NCC бир кыйла жөнөкөй сурагычты колдонот, ал негизинен даяр эмес Advise Deta коммерциялык компаниясынын модулдары [Бедфорд, Улуу Британия]. Synthesites €1,190 цитата кылып жатат € 1,190 калыптагы сенсорлор жана € 20 үчүн бир жолу колдонуу/бөлүк датчиктер EUR, Optiflow € 3,900 жана Optimold EUR 7,200 боюнча, бир нече анализатор units.These баалар үчүн арзандатуулардын өсүшү менен Optiview программалык камсыздоо жана ар кандай зарыл колдоо Пантелелис, шамал бычак өндүрүүчүлөр циклине 1,5 саатты үнөмдөп, айына линияга бычак кошуп, энергияны колдонууну 20 пайызга кыскартып, инвестициянын кайтарымы төрт айга гана экенин кошумчалады.
Сенсорлорду колдонгон компаниялар композиттер 4.0 санарип өндүрүшү өнүккөн сайын артыкчылыкка ээ болушат. Мисалы, Com&Sens компаниясынын Бизнести өнүктүрүү боюнча директору Грегуар Бодуин мындай дейт: "Басымдагы идиштерди өндүрүүчүлөр салмагын, материалды колдонууну жана баасын азайтууга аракет кылып жатканда, алар биздин сенсорлорубузду актоо үчүн колдоно алышат. алардын долбоорлорун жана 2030-жылга чейин талап кылынган деңгээлге жеткенде өндүрүштү көзөмөлдөйт. Ошол эле датчиктер жипти ороп, айыктыруу учурунда катмарлардагы чыңалуу деңгээлин баалоо үчүн дагы миңдеген май куюу циклдериндеги резервуардын бүтүндүгүн көзөмөлдөй алат, талап кылынган техникалык тейлөөнү болжолдой алат жана долбоордун аягында кайра тастыктай алат. жашоо. Биз санариптик эгиз маалымат бассейни өндүрүлгөн ар бир композиттик басым идиштери үчүн каралган жана чечим спутниктер үчүн да иштелип чыгууда.
Санарип эгиздерди жана жиптерди иштетүү Com&Sens ар бир бөлүгүнүн санариптик эгизин колдогон санарип ID карталарын колдоо үчүн дизайн, өндүрүш жана тейлөө (оңдо) аркылуу санариптик маалыматтардын агымын камсыз кылуу үчүн була-оптикалык сенсорлорду колдонуу үчүн композит өндүрүүчүсү менен иштеп жатат (солдо). Сүрөт кредити: Com&Sens жана 1-сүрөт, V. Singh, K. Wilcox тарабынан "Санариптик жиптер менен инженерия".
Ошентип, сенсордун маалыматтары санариптик эгизди, ошондой эле дизайнды, өндүрүштү, тейлөө операцияларын жана эскирүүнү камтыган санарип жипти колдойт. Жасалма интеллект жана машинаны үйрөнүү аркылуу анализделгенде, бул маалымат кайра иштеп чыгууга жана кайра иштетүүгө кошулуп, аткарууну жана туруктуулукту жакшыртат. ошондой эле жеткирүү чынжырларынын чогуу иштешин өзгөрттү. Мисалы, жабышчаак өндүрүүчүсү Kiilto (Тампере, Финляндия) өзүнүн кардарларына көп компоненттүү жабышчаак аралаштыргыч жабдыктарындагы A, B ж.б. компоненттеринин катышын көзөмөлдөөгө жардам берүү үчүн Collo сенсорлорун колдонот.”Kiilto азыр жеке кардарлар үчүн анын жабышчаак курамын тууралай алат," Järveläinen дейт, "бирок ал ошондой эле Kiilto чайыр кардарлардын процесстеринде кандай өз ара аракеттенишин жана кардарлардын алардын продуктулары менен өз ара аракеттенишүүсүн түшүнүүгө мүмкүндүк берет, бул камсыздоонун жасалышын өзгөртөт. Чынжырлар чогуу иштей алат."
OPTO-Light термопластикалык капталган эпоксиддик CFRP бөлүктөрүнүн айыгышын көзөмөлдөө үчүн Kistler, Netzsch жана Synthesites сенсорлорун колдонот. Сүрөттүн кредити: AZL
Сенсорлор ошондой эле инновациялык жаңы материалды жана процесстик айкалыштарды колдойт. OPTO-Light долбоору боюнча CWнын 2019-жылдагы макаласында сүрөттөлгөн ("Термопластикалык ашыкча формалоочу термосеттерди, 2 мүнөттүк цикл, бир батареяны" караңыз), AZL Aachen (Аахен, Германия) эки кадамды колдонот. бир To (UD) көмүртек була/эпоксид препрегин туурасынан кысуу процесси, андан кийин 30% кыска айнек буласы менен бекемделген PA6 менен капталган. Эпоксиддеги калган реактивдүүлүк термопластика менен байланышты камсыз кылуу үчүн препрегди жарым-жартылай айыктыруу. .AZL инжектордук формалоону оптималдаштыруу үчүн Synthesites жана Netzsch диэлектрдик сенсорлору менен Kistler датчиктери жана DataFlow программалык камсыздоосу менен Optimold жана Netzsch DEA288 Epsilon анализаторлорун колдонот.”Сиз препрег кысуу калыптоо процессин терең түшүнүшүңүз керек, анткени сиз ынанышыңыз керек. Термопластикалык ашыкча калыптандыруу менен жакшы байланышка жетүү үчүн айыктыруу абалын түшүнүңүз», - деп түшүндүрөт AZL изилдөө инженери Ричард Шарес. "Келечекте, процесс адаптациялуу жана акылдуу болушу мүмкүн, процесстин айлануусу сенсор сигналдары менен ишке ашат."
Бирок, негизги көйгөй бар, дейт Ярвеляйнен, «бул кардарлардын бул ар түрдүү сенсорлорду процесстерине кантип интеграциялоону түшүнбөгөндүгү. Көпчүлүк компанияларда сенсор боюнча эксперттер жок». Азыркы учурда, алдыга жол сенсор өндүрүүчүлөрдү жана кардарларды алмашуу маалыматын алдыга жана артка талап кылат. AZL, DLR (Аугсбург, Германия) жана NCC сыяктуу уюмдар көп сенсордук экспертизаны иштеп чыгууда. Sause UNA ичинде топтор бар, ошондой эле спин-офф деп айтты. сенсордук интеграцияны жана санариптик эгиз кызматтарды сунуштаган компаниялар. Ал кошумчалагандай, Аугсбургдагы AI өндүрүш тармагы бул максат үчүн 7000 чарчы метрлик объектти ижарага алып, “CosiMoнун өнүгүү планын өтө кеңири масштабга, анын ичинде байланышкан автоматташтыруу клеткалары, өнөр жай өнөктөштөрү жайгашкан. машиналарды жайгаштырып, долбоорлорду ишке ашырып, жаңы AI чечимдерин кантип интеграциялоону үйрөнө алат.
Карапаппас Меггитттин NCCдеги диэлектрик сенсорунун демонстрациясы мунун биринчи кадамы экенин айтты. “Акыры, мен өзүмдүн процесстеримди жана иш процесстеримди көзөмөлдөп, аларды ERP системабызга киргизгим келет, ошондуктан кайсы компоненттерди, кайсы адамдарды жасоо керектигин алдын ала билем. керек жана кандай материалдарды заказ кылуу керек. Санариптик автоматташтыруу өнүгүп жатат».
SourceBook Composites Industry Сатып алуучулардын колдонмосунун CompositesWorld жылдык басылышына туура келген онлайн SourceBookко кош келиңиз.
Spirit AeroSystems Кингстон, NC шаарында A350 борборунун фюзеляжына жана алдыңкы шпаларына Airbus Smart дизайнын ишке ашырат
Посттун убактысы: 20-май-2022
