Manufacturing and testing of carbon composite samples intended for aviation

• Autorzy: Szymański R. , Zięba M.

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie i badanie węglowych próbek kompozytowych przeznaczonych dla lotnictwa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the manufacturing technology and quality control of samples made of composite materials intended, inter alia, for aircraft elements. The samples are made from carbon fiber reinforced prepreg in a polymer matrix which is commonly used in the aerospace industry. The authors described the dimensional requirements for samples made of composite materials for strength testing, and the main stages of production which have a direct impact on the quality of composite samples. Also presented is the technological process of producing flat carbon composite panels for composite samples, cutting the produced panels with a CNC plotter, cutting the samples on a conventional milling machine, and surface treatment of the samples on a surface grinder. The machining parameters that were experientially found to be optimal for the milling and grinding of carbon samples are specified as well. Finally, the method of quality control of the ready composite samples is described and solutions are presented to improve the production of high-quality samples.

PL

W artykule przedstawiono technologię wytwarzania oraz kontrolę jakości próbek kompozytowych wykonanych z materiałów przeznaczonych między innymi na elementy statków powietrznych. Próbki wykonano z preimpregnatu węglowego w osnowie polimerowej, który powszechnie stosowany jest w przemyśle lotniczym. Opisano wymagania wymiarowe dla próbek wytworzonych z materiałów kompozytowych przeznaczonych do badań wytrzymałościowych oraz główne etapy produkcji, które mają bezpośredni wpływ na jakość próbek kompozytowych. Przedstawiono również proces technologiczny wytwarzania płaskich węglowych paneli kompozytowych przeznaczonych na próbki kompozytowe, cięcie na ploterze CNC wyprodukowanych paneli, cięcie próbek na frezarce konwencjonalnej oraz obróbkę powierzchni próbek na szlifierce do płaszczyzn. Podano parametry obróbki dla frezowania oraz szlifowania próbek węglowych, które na drodze doświadczeń uznano za optymalne. Opisano sposób przeprowadzania kontroli jakości gotowych próbek kompozytowych oraz przedstawiono rozwiązania usprawniające produkcję próbek o wysokiej jakości.

Słowa kluczowe

EN

carbon prepregs; composite technology; vacuum consolidation; strength testing

PL

prepreimpregnat węglowy; technologia kompozytowa; konsolidacja próżniowa; badania wytrzymałościowe

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 3 (248)
• Strony: 107--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Szymański R.

• Composite Technology Center, Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

autor

Zięba M.

• Composite Technology Center, Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] Wiśniowski W., Badania i świadczenie usług na światowym rynku badań, Marketing i Rynek, 2014, s. 215-224.
• [2] ASTM D6641/D6641M-14 (2014), Standard Test Method for Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Materials Using a Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org.
• [3] http://www.metrica.com.pl/wymagania-dotyczace-katownikow-stalowych-wedlug-din-875-1/.
• [4] Jaśkiewicz R., Analiza wpływu parametrów procesu wiercenia na jakość uzyskiwanych otworów i właściwości mechaniczne kompozytów węglowych, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 3 (244) s. 65-73.
• [5] Phadnis V. A., Makhdum F., Roy a. and Silberschmidt V.V., 2013, “Drilling in carbon/epoxy composites: experimental investigations and finite element implementation”, composites Part a: applied Science and Manufacturing 47, pp. 41-51.
• [6] Kaczorowska E., Dobór procesu kondycjonowania próbek zgodnie z wymaganiami kwalifikacji kompozytów polimerowych do zastosowań w konstrukcjach lotniczych, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 3 (244) s. 85-91.
• [7] Waśniewski B., Duroplasty oraz termoplasty wysokotemperaturowe w prepregach jako osnowy kompozytów węglowych do wytwarzania struktur lotniczych, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 2 (243) s. 28-39
• [8] Glover, B. M., 2004, “History of development of commercial aircraft and 787 Dreamliner” Aviat. Eng., 592, 16-21.
• [9] Pora, J., 2003, “Advanced materials and technologies for A380 structure. Flight airworthiness support technology” Airbus Custom Serv., 32, 3-8.
• [10] Soutis, C., 205, “Carbon fiber reinforced plastics in aircraft construction”, Materials Science and Engineering: A, 412(1), 171-176.
• [11] Wiśniewski A., Kozaczuk K., Building and Testing Composite Objects in Institute of Aviation Institute of Aviation Scientific Publications Division, 2015, s. 242-256.
• [12] Kozaczuk K., Zalewska M., Composite testing laboratory performance development based on Lean Sigma approach - case study, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 4 (245) s. 60-69.
• [13] Wiśniewski A., Sałacińska A., Szymański R., Kunikowska A., Manufacturing of composites samples with graphene , Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 4 (245) s. 262-270.
• [14] Wiśniewski A., Sałacińska A., Wilk J., Impact testing of carbon fiber-epoxy resin composite with graphene, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 4 (245) s. 271-279.
• [15] Wiśniewski A., Sałacińska A., Wilk J., Compression after impact testing of carbon-epoxy resin composites samples with graphene, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 4 (245) s. 280-286.
• [16] Sałacińska A., Analiza wpływu grafenu na właściwości kompozytów węglowo-epoksydowych, Prace Instytutu Lotnictwa, 2016, Nr 3 (244) s. 137-146.
• [17] K. Kozaczuk, Engine nacelles design - Problems and challenges, Journal of Aerospace Engineering, May 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).