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三维编织复合材料:提花机2.0

创新

热博设计开发的3d编织复合技术使我们能够制造更坚固、更轻的零部件. 这是一项重大创新, 并在改进新型LEAP商用飞机发动机性能方面发挥了关键作用, 哪一款比前一款少消耗15%的燃料.

热博设计开发的3d编织复合技术使我们能够制造更坚固、更轻的零部件. 这是一项重大创新, 并在改进新型LEAP商用飞机发动机性能方面发挥了关键作用, 哪一款比前一款少消耗15%的燃料.


最先进技术的背后

我的朋友对我说:“帕特里克, 因为你要去里昂参加灯节, 你一定要去Canuts之家, 一个讲述19世纪丝绸编织者生活的博物馆. 这里有最出色的雅卡尔织布机系列之一,你甚至可以看到它在工作.”
这让我很着迷, 因为我是热博Aéro复合工厂(法国东部洛林地区)的工程师. 我们使用3d编织复合材料和树脂转移模塑(RTM)工艺制作新LEAP发动机的风扇叶片和外壳, 延续了这种古老的编织工艺, 但是有一个现代的转折. 
 
所以在参加魔术灯光表演之前, 我带走了我的儿子保罗, 谁是12, 参观博物馆, 在克罗伊斯附近. 我已经向保罗解释过,Canuts之家是世界上少数几个可以看到机械提花织机运转的地方之一. 它是由约瑟夫-玛丽·雅卡尔在1801年发明的, 并且可以由一个工人操作——这在当时是一场工业革命!

 

发明,再造... 创新


你在博物馆看到的第一个模型清楚地显示出它的年代. 导游解释了这位天才发明家的主要目标之一, 里昂人, 是限制童工吗, 因为孩子们经常被父母叫去和他们一起在非常艰苦的条件下工作. 提花织机使用了一种基于穿孔卡片的早期编程系统来创造非常复杂的图案. 正如导游告诉我们的, 一些历史学家认为,这种模型实际上是今天计算机和机器人的祖先.” 
这时,我低声对保罗说:“你看,这就像我做的工作. 我们还使用编织技术为新的LEAP引擎制造零件.听了这话,我儿子似乎对我产生了新的兴趣. 短暂的停顿之后,他问道:“你们发明了什么?三言两语很难回答这个问题,但我尽力了. 
 
«热博集团非常简单地应用了你眼前这台神奇机器的原理. 在某种程度上, 这台古老的提花织机是我们今天使用专利3D织造技术制造复合发动机部件的先祖, 是热博工程师发明的.

 

这是世界上唯一的一种制造工艺

在介绍了这些织机多年来的技术改进之后, 导游邀请我们去看示范. 巨大的织布机让我想起了商业工厂超现代机器的一个遥远的祖先, 新一代LEAP发动机的风扇叶片和外壳采用的是3d编织复合材料. 这些新部件大大节省了重量, 这意味着更低的燃料消耗和更少的氮氧化物(NOx).
这些不断交织的线让我想起了我们自己的3d编织RTM(树脂转移成型)复合材料制造过程, 是与美国奥尔巴尼国际公司合作设计的, 哪一家在工业织造方面有超过50年的经验. 我们在博物馆看到的和我们自己的工厂很像, 用成千上万的纤维按照特定的图案织成,以赋予零件特定的质量,使其符合规格. 为了制造一个风扇叶片,我们需要7公里长的纤维(约4.5英里)! 而指南则夸耀说,这些旧织机能以多么快的速度织成有许多彩色图案的织物, 我不禁想到我们在自己的过程中节省的时间, 多亏了自动化和数字化. 今天, 从预制件的最初设计到开始织造只需要几天的时间, 与之前几个月使用的手工方法相比.

 

新的应用即将出现

复合材料代表了航空航天工业的巨大变化. 它们的强度和重量的结合对提高发动机效率做出了重要贡献. 这些3d编织的RTM复合叶片比传统的金属叶片节省了相当大的重量-每架飞机大约500公斤(1,100 lb)! 下一步将扩大这些材料的使用范围,使其适用于机械或热应力较大的飞机发动机部件, 如压缩机.
回到博物馆礼品店,我问我儿子, 
“嘿,保罗,你想不想参观我的工厂,看看我们是怎么做的??

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  • ©Adrien Daste / 热博集团