In a ricerca di a sustenibilità, i sensori riducenu i tempi di ciculu, l'usu di l'energia è i rifiuti, automatizendu u cuntrollu di prucessu in ciclu chjusu è aumentendu a cunniscenza, aprendu novi pussibulità per a fabricazione è strutture intelligenti. #sensori #sostenibilità #SHM
Sensori à manca (in cima à fondu): flussu di calore (TFX), dielectrics in-mold (Lambient), ultrasonichi (Università di Augsburg), dielectrics dispunibuli (Synthesites) è trà centesimi è thermocouples Microwire (AvPro). in senso orario): Custante dielettrica di Collo (CP) versus viscosità ionica di Collo (CIV), resistenza di resina versus tempu (Sintesi) è mudellu digitale di caprolactam implanted preforms cù sensori elettromagnetici (prughjettu CosiMo, DLR ZLP, Università di Augsburg).
Siccomu l'industria glubale cuntinueghja à esce da a pandemia di COVID-19, hà cambiatu à a priorità di a sustenibilità, chì esige riducendu i rifiuti è u cunsumu di risorse (cum'è energia, acqua è materiali). In u risultatu, a fabricazione deve diventà più efficiente è intelligente. .Ma questu hè bisognu d'infurmazioni.Per i cumposti, da induve venenu sti dati ?
Cumu hè descritta in a serie di articuli 2020 Composites 4.0 di CW, a definizione di e misurazioni necessarie per migliurà a qualità di a parte è a produzzione, è i sensori necessarii per ottene queste misurazioni, hè u primu passu in a fabricazione intelligente. sensori, sensori di flussu di calore, sensori di fibra ottica, è sensori senza cuntattu chì utilizanu onde ultrasoniche è elettromagnetiche, è ancu prughjetti chì dimostranu e so capacità (vede u set di cuntenutu di sensori in linea di CW). materiali, i so benefizii prumessi è i sfidi, è u paisaghju tecnulugicu in sviluppu. In particulare, cumpagnie chì emergenu cum'è capi in l'industria di i cumposti sò digià scopre è navigà stu spaziu.
Rete di sensori in CosiMo Una reta di 74 sensori - 57 di i quali sò sensori ultrasonici sviluppati in l'Università d'Augsburg (mostratu à a diritta, punti di luce blu in a mità di u muffa superiore è inferiore) - sò usati per a dimostrazione di Lid per u T-RTM Prughjettu di stampa CosiMo per batterie composite termoplastiche. Creditu di l'imaghjini: prughjettu CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Università di Augsburg
Obiettivu #1: Risparmia soldi. U blog di dicembre 2021 di u CW, "Sensori Ultrasonici Personalizzati per l'Ottimisazione è u Controlu di Processi Compositi", descrive u travagliu à l'Università di Augsburg (UNA, Augsburg, Germania) per sviluppà una reta di 74 sensori chì Per u CosiMo Prughjettu di fabricazione di un dimustratore di coperchio di batterie EV (materiali cumposti in trasportu intelligente). A parte hè fabricata utilizendu un modellu di trasferimentu di resina termoplastica (T-RTM), chì polimerizza in situ monomeru di caprolactam in un compositu di poliamide 6 (PA6). Markus Sause, Prufessore in UNA è Capu di a Rete di Produzione di Intelligenza Artificiale (AI) di UNA in Augsburg, spiega perchè i sensori sò cusì impurtanti: "U più grande vantaghju chì offremu hè a visualizazione di ciò chì succede in a scatula negra durante u processu. Attualmente, a maiò parte di i fabricatori anu sistemi limitati per ottene questu. Per esempiu, usanu sensori assai simplici o specifichi quandu utilizanu infuzione di resina per fà grandi parti aerospaziali. Se u prucessu d'infuzione va male, in fondu avete un grande pezzu di scrap. Ma s'è vo avete una suluzione suluzione per capisce ciò chì hè andatu sbagliatu in u prucessu di produzzione è perchè, pudete riparà è corregge, risparmiendu assai soldi ".
I termocoppii sò un esempiu di un "sensore simplice o specificu" chì hè stata utilizata per decennii per monitorizà a temperatura di i laminati compositi durante a cura di l'autoclave o di u fornu. Sò ancu utilizati per cuntrullà a temperatura in i forni o coperte di riscaldamentu per curà i patch di riparazione cumposti utilizendu. Bonders termichi. I pruduttori di resina utilizanu una varietà di sensori in u labburatoriu per monitorà i cambiamenti di viscosità di resina in u tempu è a temperatura per sviluppà formulazioni di cura. Ciò chì emerge, però, hè una reta di sensori chì ponu visualizà è cuntrullà u prucessu di fabricazione in situ basatu annantu à paràmetri multipli (per esempiu, temperatura è pressione) è u statu di u materiale (per esempiu, viscosità, aggregazione, cristallizazione).
Per esempiu, u sensoru ultrasonicu sviluppatu per u prughjettu CosiMo usa i stessi principii cum'è l'ispezione ultrasonica, chì hè diventata u pilastru di teste non distruttive (NDI) di parti cumposti finiti. Petros Karapapas, Principal Engineer in Meggitt (Loughborough, UK), hà dettu: "U nostru scopu hè di minimizzà u tempu è u travagliu necessariu per l'ispezione post-produzione di cumpunenti futuri mentre andemu versu a fabricazione digitale". Cullaburazione di u Materials Center (NCC, Bristol, UK) per dimustrà u monitoraghju di un anellu EP 2400 Solvay (Alpharetta, GA, USA) durante RTM utilizendu un sensore dielettricu lineare sviluppatu à l'Università di Cranfield (Cranfield, UK) Flussu è curazione di ossiresina per un 1,3 m di lunghezza, 0,8 m di larghezza è 0,4 m di prufundità di cunchiglia composta per un scambiatore di calore di u mutore di l'aeronautica cummerciale. "Quandu avemu vistu cumu fà assemblei più grande cù una produttività più altu, ùn pudemu micca permette di fà tutte l'ispezioni tradiziunali di post-processamentu è teste nantu à ogni parte ", hà dettu Karapapas. "In questu momentu, facemu pannelli di prova accantu à queste parti RTM è poi facemu teste meccaniche per cunvalidà u ciculu di cura. Ma cù stu sensoru, ùn hè micca necessariu ".
A Collo Probe hè immersa in u vasu di mischju di pittura (cerchiu verde in cima) per detectà quandu u mischju hè cumpletu, risparmiendu tempu è energia. Creditu di l'imaghjini: ColloidTek Oy
"U nostru scopu ùn hè micca di esse un altru dispositivu di laboratoriu, ma di fucalizza nantu à i sistemi di produzzione", dice Matti Järveläinen, CEO è fundatore di ColloidTek Oy (Kolo, Tampere, Finlandia). cumminazione di sensori di campu elettromagneticu (EMF), trasfurmazioni di signali è analisi di dati per misurà l'"impronta" di qualsiasi liquidu cum'è monomeri, resine o adesivi. "Ciò chì offremu hè una nova tecnulugia chì furnisce un feedback direttu in tempu reale, cusì pudete capisce megliu cumu u vostru prucessu hè veramente u travagliu è reagisce quandu e cose sò sbagliati ", dice Järveläinen. "I nostri sensori cunvertisce e dati in tempu reale in quantità fisiche comprensibile è azzione, cum'è a viscosità reologica, chì permettenu ottimisazione di u prucessu. Per esempiu, pudete accurtà i tempi di mischju perchè pudete vede chjaramente quandu u mischju hè cumpletu. Dunque, cù You pò aumentà a produtividade, risparmià energia è riduce i scarti cumparatu cù un processu menu ottimisatu ".
Obiettivu #2: Aumentà a cunniscenza di u prucessu è a visualizazione. Per i prucessi cum'è l'aggregazione, Järveläinen dice: "Ùn vede micca assai infurmazione da solu una snapshot. Pigliate solu una mostra è andate in u laboratoriu è fighjendu ciò chì era cum'è minuti o ore fà. Hè cum'è guidà nantu à l'autostrada, ogni ora Apri l'ochji per un minutu è pruvate di predichendu induve a strada và. Sause accunsente, nutendu chì a reta di sensori sviluppata in CosiMo "aiutaci à ottene una stampa cumpleta di u prucessu è u cumpurtamentu materiale. Pudemu vede l'effetti lucali in u prucessu, in risposta à Variazioni in u gruixu di parti o materiali integrati cum'è u core di schiuma. Ciò chì pruvemu di fà hè di furnisce infurmazioni nantu à ciò chì succede veramente in u moldu. Questu ci permette di determinà diverse informazioni cum'è a forma di u fronte di u flussu, l'arrivu di ogni part-time è u gradu di aggregazione in ogni locu di u sensoru ".
Collo travaglia cù i pruduttori di adesivi epossidici, pitture è ancu birra per creà profili di prucessu per ogni batch prodottu. Avà ogni fabricatore pò vede a dinamica di u so prucessu è stabilisce parametri più ottimizzati, cù avvisi per intervene quandu i batch sò fora di specificazione. stabilizzà è migliurà a qualità.
Video di u fronte di u flussu in una parte di CosiMo (l'entrata di l'iniezione hè u puntu biancu in u centru) in funzione di u tempu, basatu nantu à dati di misurazione da una reta di sensori in-mold. Creditu di l'imaghjini: prughjettu CosiMo, DLR ZLP Augsburg, Università di Augsburg
"Vogliu sapè ciò chì succede durante a fabricazione di parti, micca apre a scatula è vede ciò chì succede dopu", dice Karapapas di Meggitt. "I prudutti chì avemu sviluppatu cù i sensori dielettrici di Cranfield ci anu permessu di vede u prucessu in situ, è avemu statu ancu capace. per verificà a cura di a resina ". Utilizendu tutti i sei tipi di sensori descritti quì sottu (micca una lista exhaustiva, solu una piccula selezzione, fornitori, ancu), ponu monitorà a cura / polimerizazione è u flussu di resina. durante u molding composite.This hè statu dimustratu durante u CosiMo, chì hà utilizatu sensori ultrasonici, dielettrici è piezoresistivi in-mode per e misurazioni di temperatura è pressione da Kistler (Winterthur, Svizzera).
Obiettivu #3: Reduce u tempu di u ciculu. I sensori Collo ponu misurà l'uniformità di l'epoxy in dui parti à curà rapida cum'è e parti A è B sò mischiate è injectate durante RTM è in ogni locu in u muffa induve tali sensori sò posti. resine di cura più veloce per l'applicazioni cum'è Urban Air Mobility (UAM), chì furnisce i ciculi di cura più veloce paragunatu à l'epoxi di una parte attuale cum'è RTM6.
Sensors Collo pò ancu monitorà è visualize epoxy essendu degassed, injected and cured, è quandu ogni prucessu hè cumpletu.Finishing curing è altri prucessi basati nantu à u statu attuale di u materiale esse processatu (versus tempu tradiziunale è ricette di temperatura) hè chjamatu gestione di u statu di materiale. (MSM). Cumpagnia cum'è AvPro (Norman, Oklahoma, USA) anu perseguitu MSM per decennii per seguità i cambiamenti in i materiali è i prucessi di parti cum'è persegue obiettivi specifichi per a temperatura di transizione di vetru (Tg), viscosità, polimerizazione è / o cristallizazione .Per esempiu, una reta di sensors è analisi digitale in CosiMo sò stati usati per determinà u tempu minimu necessariu per scaldà a pressa RTM è u moldu è truvaru chì 96% di a polimerizazione massima hè stata ottenuta in 4,5 minuti.
I fornitori di sensori dielettrici cum'è Lambient Technologies (Cambridge, MA, USA), Netzsch (Selb, Germania) è Synthesites (Uccle, Belgio) anu ancu dimustratu a so capacità di riduce i tempi di u ciclu. U prughjettu di R&D di Synthesites cù i pruduttori di compositi Hutchinson (Parigi, Francia). ) è Bombardier Belfast (ora Spirit AeroSystems (Belfast, Irlanda)) raporta chì basatu nantu à e misurazioni in tempu reale di a resistenza di resina è a temperatura, attraversu a so unità di acquisizione di dati Optimold è Optiview Software converts à a viscosità stimata è Tg. "I pruduttori ponu vede u Tg. in tempu reale, cusì ponu decide quandu piantà u ciculu di curazione ", spiega Nikos Pantelelis, Direttore di Synthesites. "Ùn anu micca bisognu di aspittà per compie un ciculu di traspurtamentu chì hè più longu di u necessariu. Per esempiu, u ciculu tradiziunale per RTM6 hè una cura completa di 2 ore à 180 ° C. Avemu vistu chì questu pò esse scurciatu à 70 minuti in certi geometrii. Questu hè statu ancu dimustratu in u prughjettu INNOTOOL 4.0 (vede "Accelerating RTM with Heat Flux Sensors"), induve l'usu di un sensor di flussu di calore accurtò u ciclu di cura RTM6 da 120 minuti à 90 minuti.
Obiettivu #4: Controlu in ciclu chjusu di processi adattativi. Per u prughjettu CosiMo, l'ultimu scopu hè di automatizà u cuntrollu in ciclu chjusu durante a produzzione di parti cumposti. Questu hè ancu u scopu di i prughjetti ZAero è iComposite 4.0 riportati da CW in 2020 (30-50% di riduzzione di u costu). Nota chì questi implicanu diversi prucessi - piazzamentu automatizatu di cinta prepreg (ZAero) è preformazione di spruzzo di fibra in paragunà à T-RTM d'alta pressione in CosiMo per RTM cù epossidicu di curing rapidu (iComposite 4.0). di sti prughjetti usanu sensors cù mudelli digitale è algoritmi per simulà u prucessu è predichendu u risultatu di a parti finita.
U cuntrollu di u prucessu pò esse pensatu cum'è una seria di passi, Sause spiegò. U primu passu hè di integrà i sensori è l'equipaggiu di prucessu, hà dettu, "per visualizà ciò chì succede in a scatula negra è i paràmetri à utilizà. L'altri pochi passi, forsi a mità di u cuntrollu di u ciclu chjusu, sò capaci di spinghje u buttone di stop per intervene, Sintonizza u prucessu è impediscenu i pezzi rifiutati. Cum'è un passu finali, pudete sviluppà un gemellu digitale, chì pò esse automatizatu, ma ancu esige investimentu in metudi di apprendimentu di macchina ". In CosiMo, questu investimentu permette à i sensori d'alimentà e dati in u gemellu digitale, l'analisi Edge (calculazioni realizati à u bordu di a linea di produzzione versus calculi da un repositoriu di dati cintrali) hè allora utilizatu per predichendu a dinamica di u fronte di flussu, u cuntenutu di volumi di fibra per preforma tessili. è i putenziali spots secchi. "Idealmente, pudete stabilisce paràmetri per attivà u cuntrollu è a sintonizazione in ciclu chjusu in u prucessu", disse Sause. "Questi includeranu parametri cum'è a pressione di iniezione, a pressione di u muffa è a temperatura. Pudete ancu aduprà sta infurmazione per ottimisà u vostru materiale.
Fendu cusì, l'imprese utilizanu sensori per automatizà i processi. Per esempiu, Synthesites hè travagliatu cù i so clienti per integrà sensori cù l'equipaggiu per chjude l'inlet di resina quandu l'infuzione hè cumpleta, o accende a pressa di calore quandu a cura di destinazione hè ottenuta.
Järveläinen nota chì per determinà quale sensore hè megliu per ogni casu d'usu, "avete bisognu di capisce ciò chì cambia in u materiale è u prucessu chì vulete monitorizà, è dopu avete bisognu di un analizatore". Un analizzatore acquisisce e dati raccolti da un interrogatore o unità di acquisizione di dati. Dati crudi è cunvertisce in infurmazioni utilizzabili da u fabricatore. "Avete vistu assai cumpagnie chì integranu sensori, ma dopu ùn facenu nunda cù e dati", disse Sause. Ciò chì hè necessariu, spiegò, hè "un sistema. di l'acquistu di dati, è ancu di una architettura di almacenamento di dati per pudè processà e dati ".
"L'utilizatori finali ùn volenu micca solu vede e dati crudi", dice Järveläinen. "Vulanu sapè: "U prucessu hè ottimizatu?" "Quandu pò esse fattu u prossimu passu?" Per fà questu, avete bisognu di cumminà parechji sensori. per l'analisi, è dopu aduprà machine learning per accelerà u prucessu ". Stu approcciu di analisi di punta è apprendimentu machine utilizatu da a squadra Collo è CosiMo pò esse rializatu attraversu carte di viscosità, mudelli numerichi di u fronte di u flussu di resina, è A capacità di cuntrullà in fine i paràmetri di u prucessu è a machina hè visualizata.
Optimold hè un analizzatore sviluppatu da Synthesites per i so sensori dielettrici. Cuntrollatu da u software Optiview di Synthesites, l'unità Optimold usa e misurazioni di a temperatura è a resistenza di resina per calculà è visualizà grafici in tempu reale per monitorà u statutu di resina cumpresi ratio di mistura, invechjamentu chimicu, viscosità, Tg. è u gradu di cure.It pò esse usatu in prepreg è liquid forming processes.Una unità separata Optiflow hè utilizatu per u monitoring di u flussu.Synthesites hà ancu sviluppatu un simulatore di curazione chì ùn hà micca bisognu di un sensor di cura in u moldu o parte, ma invece usa un sensori di temperatura è campioni di resina / prepreg in questa unità di analisi. "Usemu stu metudu di punta per l'infuzione è a curazione adesiva per a produzzione di pale di turbine eoliche", disse Nikos Pantelelis, Direttore di Synthesites.
I sistemi di cuntrollu di prucessu di Synthesites integranu sensori, unità di acquisizione di dati Optiflow è / o Optimold, è u software OptiView è / o Online Resin Status (ORS). Creditu d'imaghjini: Synthesites, editatu da The CW
Dunque, a maiò parte di i fornitori di sensori anu sviluppatu i so analizatori, alcuni chì utilizanu l'apprendimentu di machine è altri micca. solu un fattore da cunsiderà. Ci sò assai altri.
U cuntattu hè ancu una considerazione impurtante quandu sceglite quale sensoru à aduprà. U sensoru pò avè bisognu à esse in cuntattu cù u materiale, l'interrogatore, o i dui. a superficia - surviglianza precisa ùn hè micca bisognu di cuntattu cù u materiale in u mold.Sensori Ultrasonic pò ancu interrogate parti à diverse prufundità secondu a freccia usata. Sensori elettromagnetici Collo ponu ancu leghje a prufundità di liquidi o parti - 2-10 cm, secondu nantu à a freccia di l'interrogazione - è attraversu cuntenituri non metallichi o arnesi in cuntattu cù a resina.
Tuttavia, i microfili magnetichi (vede "Monitoraghju senza cuntattu di a temperatura è a pressione in i compositi") sò attualmente l'unichi sensori capaci di interrogà i composti à una distanza di 10 cm. Hè perchè usa l'induzione elettromagnetica per suscitarà una risposta da u sensoru, chì hè incrustatu in u materiale compositu. U sensoru di microwire ThermoPulse d'AvPro, incrustatu in a strata di ligame adesivu, hè statu interrogatu attraversu un laminatu di fibra di carbone di 25 mm di grossu per misurà a temperatura durante u prucessu di ligame. Siccomu i microfili anu un diametru pelu di 3-70 microns, ùn affettanu micca u rendiment di cumposti o bondline.At diametri ligeramente più grande di 100-200 microni, i sensori di fibra ottica ponu ancu esse incrustati senza degradazione di proprietà strutturali. interrogator.Likewise, postu chì i sensors dielectric usanu a tensione per misurà e proprietà di resina, anu ancu esse cunnessu à un interrogatore, è a maiò deve ancu esse in cuntattu cù a resina chì anu monitoratu.
U sensoru Collo Probe (in cima) pò esse immersi in liquidi, mentre chì u Collo Plate (in fondu) hè stallatu in u muru di un vasu / recipiente di mistura o di tubazione di prucessu / linea di alimentazione. Creditu di l'imaghjini: ColloidTek Oy
A capacità di temperatura di u sensoru hè una altra considerazione chjave. Per esempiu, a maiò parte di i sensori ultrasonici off-the-shelf operanu tipicamente à temperature finu à 150 ° C, ma i pezzi in CosiMo anu da esse furmatu à temperature sopra 200 ° C. Per quessa, UNA duverebbe disignà un sensoru ultrasonicu cù questa capacità. I sensori dielettrici dispunibuli di Lambient pò esse usatu nantu à a superficia di parte finu à 350 ° C, è i so sensori in-mold reusable ponu esse usatu finu à 250 ° C. RVmagnetics (Kosice, Slovakia) hà sviluppatu. u so sensoru di microwire per i materiali compositi chì ponu sustene a curazione à 500 ° C. Mentre a tecnulugia di u sensoru Collo stessu ùn hà micca un limitu teoricu di temperatura, u scudu di vetru temperatu per u Collo Plate è a nova carcassa di polietheretherketone (PEEK) per a Collo Probe sò tramindui testati. per u travagliu cuntinuu à 150 ° C, secondu Järveläinen. Intantu, PhotonFirst (Alkmaar, Paesi Bassi) hà utilizatu un revestimentu di poliimide per furnisce una temperatura operativa di 350 ° C per u so sensore di fibra ottica per u prughjettu SuCoHS, per un sustinibili è costu-. compositu efficace à alta temperatura.
Un altru fattore à cunsiderà, soprattuttu per a stallazione, hè se u sensore misura in un puntu unicu o hè un sensor lineale cù punti di sensazione multipli. à 40 punti di sensazione di Bragg grating (FBG) di fibra cù un spaziu minimu di 1 cm. Questi sensori sò stati utilizati per u monitoraghju di a salute strutturale (SHM) di ponti composti di 66 metri di lunghezza è u monitoraghju di u flussu di resina durante l'infusione di grandi ponti di ponte. I sensori di punti individuali per un tali prughjettu necessitanu un gran numaru di sensori è assai tempu di stallazione.NCC è Cranfield University pretendenu vantaghji simili per i so sensori dielettrici lineari. In cunfrontu cù i sensori dielettrici unicu offerti da Lambient, Netzsch è Synthesites, " Cù u nostru sensoru lineale, pudemu monitorà u flussu di resina in continuu longu à a lunghezza, chì riduce significativamente u numeru di sensori necessarii in a parte o l'utile ".
AFP NLR per Sensori di Fibra Ottica Una unità speciale hè integrata in u canali 8th di a testa Coriolis AFP per mette quattru matrici di sensori di fibra ottica in un pannellu di prova compositu rinforzatu in fibra di carbonu à alta temperatura. Creditu di l'Image: SuCoHS Project, NLR
I sensori lineari aiutanu ancu à automatizà l'installazione. In u prughjettu SuCoHS, Royal NLR (Dutch Aerospace Center, Marknesse) hà sviluppatu una unità speciale integrata in u 8th Channel Automated Fiber Placement (AFP) capu di Coriolis Composites (Queven, Francia) per incrustà Quattru arrays ( linee di fibra ottica separata), ognunu cù 5 à 6 sensori FBG (PhotonFirst offre un totale di 23 sensori), in pannelli di prova di fibra di carbonu. longu per a maiò parte di i microfili compositi], ma sò automaticamente posti in modu cuntinuu quandu u rebar hè pruduttu ", disse Ratislav Varga, cofundatore di RVmagnetics. "Avete un microwire cù un microwire di 1 km. bobine di filamentu è l'alimentanu in u stabilimentu di produzzione di rebar senza cambià a manera di fà u rebar ". Intantu, Com&Sens travaglia nantu à a tecnulugia automatizata per incrustà sensori di fibra ottica durante u prucessu di avvolgimentu di filamenti in i recipienti di pressione.
A causa di a so capacità di cunduce l'electricità, a fibra di carbone pò causà prublemi cù i sensori dielettrici. I sensori dielettrici utilizanu dui elettrodi posti vicinu à l'altru. In questu casu, aduprate un filtru. "U filtru permette à a resina di passà i sensori, ma l'insula da a fibra di carbone". U sensoru dielettricu lineale sviluppatu da l'Università di Cranfield è NCC usa un accostu sfarente, cumprese duie coppie torciate di fili di rame. Quandu una tensione hè appiicata, un campu elettromagneticu hè creatu trà i fili, chì hè utilizatu per misurà l'impedenza di resina. I fili sò rivestiti. cù un polimeru insulating chì ùn affetta micca u campu elettricu, ma impedisce à a fibra di carbone di scurzà.
Di sicuru, u costu hè ancu un prublema. Com & Sens dichjara chì u costu mediu per puntu di sensazione FBG hè di 50-125 euro, chì pò calà à circa 25-35 euro s'ellu si usa in batch (per esempiu, per 100.000 vasi à pressione). solu una frazzioni di a capacità di pruduzzione attuale è prughjettata di i navi di pressa cumposti, vede l'articulu di CW 2021 nantu à l'idrogenu.) Karapapas di Meggitt dici chì hà ricevutu offerte per e linee di fibra ottica cù sensori FBG in media £ 250 / sensor (≈300 € / sensor), l'interrogatore vale circa £ 10,000 (€ 12,000). "U sensoru dielettricu lineale chì avemu testatu era più cum'è un filu rivestitu chì pudete cumprà fora di u scaffale", aghjunse. "L'interrogatore chì usemu", aghjusta Alex Skordos, lettore ( ricercatore senior) in Composites Process Science à l'Università di Cranfield, "hè un analizzatore d'impedenza, chì hè assai precisu è custa almenu £ 30,000 [≈ € 36,000], Ma l'NCC usa un interrogatore assai più simplice chì hè basicamente custituitu da u pianu off-the-shelf. moduli da a cumpagnia cummerciale Advise Deta [Bedford, UK] ". Synthesites cita 1.190 € per i sensori in-mold è 20 € per i sensori unicu / parte In EUR, Optiflow hè quotatu à 3.900 EUR è Optimold à 7.200 EUR, cù sconti crescente per unità di analizatori multipli. Questi prezzi includenu u software Optiview è qualsiasi supportu necessariu, Pantelelis hà dettu, aghjustendu chì i fabricatori di pale di ventu salvanu 1,5 ore per ciclu, aghjunghje pale per linea per mese, è riduce l'usu di l'energia da 20 per centu, cù un ritornu di l'investimentu solu per quattru mesi.
L'imprese chì utilizanu sensori utteneranu un vantaghju cum'è l'evoluzione di a fabricazione digitale di cumposti 4.0. Per esempiu, dice Grégoire Beauduin, Direttore di Sviluppu di l'Affari di Com&Sens, "Siccomu i fabricatori di vasi à pressione cercanu di riduce u pesu, l'usu di materiale è u costu, ponu aduprà i nostri sensori per ghjustificà. i so disinni è monitoranu a produzzione cum'è ghjunghjenu à i livelli richiesti da 2030. I stessi sensori utilizati per valutà i livelli di tensione in strati durante l'avvolgimentu di filamentu è a curazione ponu ancu monitorà l'integrità di u tank durante millaie di cicli di rifornimentu, predichendu u mantenimentu necessariu è recertify à a fine di u disignu. vita. Pudemu Un pool di dati gemelli digitale hè furnitu per ogni recipiente à pressione compositu pruduttu, è a suluzione hè ancu sviluppata per i satelliti ".
Abilitazione di gemelli è fili digitali Com&Sens travaglia cù un fabricatore di cumposti per utilizà i so sensori di fibra ottica per attivà u flussu di dati digitale attraversu u disignu, a produzzione è u serviziu (a diritta) per sustene e carte d'identità digitale chì sustenenu u gemellu digitale di ogni parte (a manca) fatta. Creditu di l'imaghjini: Com&Sens è Figura 1, "Ingenieria cù Fili Digitali" da V. Singh, K. Wilcox.
Cusì, i dati di i sensori sustenenu u gemellu digitale, è ancu u filu digitale chì stende u disignu, a produzzione, l'operazioni di serviziu è l'obsolescenza. Quandu sò analizati cù l'intelligenza artificiale è l'apprendimentu di a macchina, questi dati si alimentanu in u disignu è u trasfurmazioni, migliurà u rendiment è a sustenibilità. hà ancu cambiatu u modu di e catene di furnimentu chì travaglianu inseme. Per esempiu, u fabricatore di adesivi Kiilto (Tampere, Finlandia) usa sensori Collo per aiutà i so clienti à cuntrullà u rapportu di cumpunenti A, B, ecc. pò avà aghjustà a cumpusizioni di i so adesivi per i clienti individuali ", dice Järveläinen, "ma permette ancu à Kiilto di capisce cumu e resine interagiscenu in i prucessi di i clienti, è cumu i clienti interagiscenu cù i so prudutti, chì cambia a manera di furnimentu. E catene ponu travaglià inseme ".
OPTO-Light usa sensori Kistler, Netzsch è Synthesites per monitorizà a curazione di parti di CFRP epossidiche termoplastiche sovrastampate. Creditu d'imaghjini: AZL
I sensori supportanu ancu novi materiali innovatori è combinazioni di prucessu. Descritta in l'articulu 2019 di CW nantu à u prughjettu OPTO-Light (vede "Thermoplastic Overmolding Thermosets, 2-Minute Cycle, One Battery"), AZL Aachen (Aachen, Germania) usa un dui passi. prucessu per cumpressà orizzontalmente una sola fibra di carbonu To (UD) prepreg / epossidica, poi overmolded cù 30% fibra di vetru corta rinforzata PA6. A chjave hè di guarisce solu parzialmente u prepreg in modu chì a reattività restante in l'epoxy pò permette un ligame à u termoplasticu. .AZL usa l'analizzatori Optimold è Netzsch DEA288 Epsilon cù i sensori dielettrici Synthesites è Netzsch è i sensori Kistler in-mold è u software DataFlow per ottimisà l'injection injection. capisce u statu di curazione per ottene una bona cunnessione cù u overmolding termoplasticu ", spiega l'ingegnere di ricerca AZL Richard Schares. "In u futuru, u prucessu pò esse adattatu È intelligente, a rotazione di u prucessu hè attivata da i segnali di sensori".
Tuttavia, ci hè un prublema fundamentale, dice Järveläinen, "è questu hè a mancanza di capiscitura da i clienti nantu à cumu integrà sti sensori diffirenti in i so prucessi. A maiò parte di l'imprese ùn anu micca esperti di sensori ". Attualmente, u modu avanti richiede i pruduttori di sensori è i clienti Scambià l'infurmazioni avanti è avanti. L'urganisazioni cum'è AZL, DLR (Augsburg, Germany) è NCC sò sviluppati sapè multi-sensori.Sause hà dettu chì ci sò gruppi in UNA, è ancu spin-off. cumpagnii chì offrenu integrazione di sensori è servizii di gemelli digitale. Hà aghjustatu chì a reta di produzzione Augsburg AI hà allughjatu un stabilimentu di 7 000 metri quadrati per questu scopu, "espansione u pianu di sviluppu di CosiMo à un scopu assai largu, cumprese cellule d'automatizazione ligati, induve i partenarii industriali. pò Pone e macchine, eseguisce prughjetti è amparà cumu integrà e novi suluzioni AI ".
Carapappas hà dettu chì a dimostrazione di sensori dielettrici di Meggitt à l'NCC hè stata solu u primu passu in questu. "In ultimamente, vogliu monitorà i mo prucessi è i flussi di travagliu è l'alimenta in u nostru sistema ERP per sapè in anticipu quali cumpunenti fabricà, quali persone aghju. bisognu è quali materiali à cumanda. L'automatizazione digitale si sviluppa".
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Tempu di post: 20-May-2022
