ஹைட்ரஜன் சேமிப்பை அதிகரிப்பதற்காக, கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளைப் பயன்படுத்தி, வடிவத்திற்கேற்ற கனசதுரத் தொட்டிகளை மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் உருவாக்குகிறது | கலவைகளின் உலகம்

பேட்டரி மின்சார வாகனங்கள் (BEV) மற்றும் எரிபொருள் செல் மின்சார வாகனங்களுக்கான (FCEV) வழக்கமான தட்டையான தளத் தொட்டிகள், 25% கூடுதல் H2 சேமிப்பை வழங்கும் எலும்புக்கூடு அமைப்புடன் கூடிய தெர்மோபிளாஸ்டிக் மற்றும் தெர்மோசெட் கலவைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. #ஹைட்ரஜன் #போக்குகள்
பல சிறிய உருளைகளை விட ஒரு கனசதுரத் தொட்டி அதிக கொள்ளளவுத் திறனை வழங்க முடியும் என்பதை BMW உடனான ஒரு கூட்டு முயற்சி காட்டிய பிறகு, மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம், தொடர் உற்பத்திக்காக ஒரு கலப்புக் கட்டமைப்பையும் விரிவாக்கக்கூடிய உற்பத்திச் செயல்முறையையும் உருவாக்கும் ஒரு திட்டத்தைத் தொடங்கியது. பட உதவி: TU டிரெஸ்டன் (மேலே) இடது), மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம், கார்பன் கலப்புப் பொருட்கள் துறை (LCC)
பூஜ்ஜிய-உமிழ்வு (H2) ஹைட்ரஜனால் இயங்கும் எரிபொருள் செல் மின்சார வாகனங்கள் (FCEVs), பூஜ்ஜிய சுற்றுச்சூழல் இலக்குகளை அடைவதற்கு கூடுதல் வழிகளை வழங்குகின்றன. H2 இன்ஜின் கொண்ட ஒரு எரிபொருள் செல் பயணிகள் காரை 5-7 நிமிடங்களில் நிரப்ப முடியும், மேலும் இது 500 கி.மீ. தூரம் வரை பயணிக்கக்கூடியது. ஆனால், குறைந்த உற்பத்தி அளவுகள் காரணமாக தற்போது இதன் விலை அதிகமாக உள்ளது. செலவுகளைக் குறைப்பதற்கான ஒரு வழி, பேட்டரி மின்சார வாகனங்கள் (BEV) மற்றும் எரிபொருள் செல் மின்சார வாகன (FCEV) மாடல்களுக்கு ஒரு பொதுவான தளத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும். தற்போது இது சாத்தியமில்லை, ஏனெனில் எரிபொருள் செல் மின்சார வாகனங்களில் 700 பார் அழுத்தத்தில் சுருக்கப்பட்ட H2 வாயுவை (CGH2) சேமிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் வகை 4 உருளை வடிவ தொட்டிகள், மின்சார வாகனங்களுக்காக கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்ட அடிப்பாக பேட்டரி பெட்டிகளுக்குப் பொருத்தமானவை அல்ல. இருப்பினும், தலையணைகள் மற்றும் கனசதுரங்கள் வடிவிலான அழுத்தக் கலன்களை இந்த தட்டையான பேக்கேஜிங் இடத்தில் பொருத்த முடியும்.
“கூட்டு இணக்க அழுத்தக் கலன்” என்பதற்கான காப்புரிமை US5577630A, 1995-ல் தியோகோல் கார்ப்பரேஷனால் தாக்கல் செய்யப்பட்ட விண்ணப்பம் (இடதுபுறம்) மற்றும் 2009-ல் BMW-ஆல் காப்புரிமை பெறப்பட்ட செவ்வக அழுத்தக் கலன் (வலதுபுறம்).
மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகத்தின் (TUM, மியூனிக், ஜெர்மனி) கார்பன் கலவைகள் துறை (LCC), இந்தக் கருத்தாக்கத்தை மேம்படுத்துவதற்காக இரண்டு திட்டங்களில் ஈடுபட்டுள்ளது. முதலாவது, லியோபென் பாலிமர் திறன் மையத்தால் (PCCL, லியோபென், ஆஸ்திரியா) வழிநடத்தப்படும் பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன் (P4H) ஆகும். LCC-யின் இந்தப் பணித் தொகுப்பிற்கு ஃபெலோ எலிசபெத் கிளேஸ் தலைமை தாங்குகிறார்.
இரண்டாவது திட்டம் ஹைட்ரஜன் செயல்விளக்கம் மற்றும் மேம்பாட்டுச் சூழல் (HyDDen) ஆகும், இதற்கு LCC-ஐ ஆய்வாளர் கிறிஸ்டியன் ஜேகர் வழிநடத்துகிறார். கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளைப் பயன்படுத்தி பொருத்தமான CGH2 தொட்டியை உருவாக்கும் உற்பத்தி செயல்முறையின் ஒரு பெரிய அளவிலான செயல்விளக்கத்தை உருவாக்குவதே இவ்விரண்டின் நோக்கமாகும்.
தட்டையான மின்கலங்களில் (இடதுபுறம்) மற்றும் எஃகு உள்வரிகள் மற்றும் கார்பன் ஃபைபர்/எப்பாக்சி கலப்பு வெளிப்புற ஓட்டினால் செய்யப்பட்ட கனசதுர வகை 2 அழுத்தக் கலன்களில் (வலதுபுறம்) சிறிய விட்டம் கொண்ட உருளைகள் பொருத்தப்படும்போது, ​​வரையறுக்கப்பட்ட கனஅளவுத் திறன் காணப்படுகிறது. பட ஆதாரம்: படங்கள் 3 மற்றும் 6, ரூஃப் மற்றும் ஜரெம்பா குழுவினரால் எழுதப்பட்ட “உள் இழுவிசைக் கால்களுடன் கூடிய வகை II அழுத்தப் பெட்டிக் கலனுக்கான எண்முறை வடிவமைப்பு அணுகுமுறை” என்ற நூலிலிருந்து எடுக்கப்பட்டவை.
P4H, கார்பன் ஃபைபர் வலுவூட்டப்பட்ட எப்பாக்ஸியால் சுற்றப்பட்ட கலவைப் இழுவைப் பட்டைகள்/தாங்கிகளுடன் கூடிய ஒரு தெர்மோபிளாஸ்டிக் சட்டகத்தைப் பயன்படுத்தும் ஒரு சோதனை கனசதுரத் தொட்டியை உருவாக்கியுள்ளது. HyDDen இதேபோன்ற வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்தும், ஆனால் அனைத்து தெர்மோபிளாஸ்டிக் கலவைத் தொட்டிகளையும் உற்பத்தி செய்ய தானியங்கி ஃபைபர் லேஅப் (AFP) முறையைப் பயன்படுத்தும்.
1995-ல் தியோகோல் கார்ப்பரேஷனின் “கலப்பு இணக்க அழுத்தக் கலன்” என்ற காப்புரிமை விண்ணப்பத்திலிருந்து, 1997-ல் ஜெர்மன் காப்புரிமை DE19749950C2 வரை, அழுத்தப்பட்ட வாயு கலன்கள் “எந்தவொரு வடிவியல் கட்டமைப்பையும் கொண்டிருக்கலாம்”, ஆனால் குறிப்பாக தட்டையான மற்றும் ஒழுங்கற்ற வடிவங்களைக் கொண்டிருக்கலாம். இவற்றின் உறை ஆதரவுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு குழிக்குள், வாயுவின் விரிவாக்க விசையைத் தாங்கும் வகையில் கூறுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
2006 ஆம் ஆண்டு லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் (LLNL) ஒரு ஆய்வறிக்கை மூன்று அணுகுமுறைகளை விவரிக்கிறது: இழை சுற்றப்பட்ட இணக்க அழுத்தக் கலன், மெல்லிய சுவருடைய H2 கொள்கலனால் சூழப்பட்ட, உள்ளக செங்கோண பின்னல் அமைப்பைக் (2 செ.மீ அல்லது அதற்கும் குறைவான சிறிய செல்கள்) கொண்ட நுண்பின்னல் அழுத்தக் கலன், மற்றும் ஒட்டப்பட்ட சிறிய பாகங்களைக் (எ.கா., அறுகோண நெகிழி வளையங்கள்) கொண்ட உள்ளக அமைப்பு மற்றும் மெல்லிய வெளிப்புற ஓட்டுத் தோலின் கலவையைக் கொண்ட ஒரு நகல் கொள்கலன். பாரம்பரிய முறைகளைப் பயன்படுத்துவது கடினமாக இருக்கும் பெரிய கொள்கலன்களுக்கு நகல் கொள்கலன்கள் மிகவும் பொருத்தமானவை.
2009-ல் ஃபோக்ஸ்வேகனால் தாக்கல் செய்யப்பட்ட DE102009057170A என்ற காப்புரிமையானது, அதிக எடைத் திறனை வழங்குவதோடு இடப் பயன்பாட்டையும் மேம்படுத்தும் ஒரு வாகனத்தில் பொருத்தப்படும் அழுத்தக் கலனை விவரிக்கிறது. செவ்வக வடிவத் தொட்டிகள், இரண்டு செவ்வக எதிர்ச் சுவர்களுக்கு இடையில் இழுவிசை இணைப்பான்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் அவற்றின் மூலைகள் வட்டமாக உள்ளன.
மேற்கூறிய மற்றும் பிற கருத்துருக்கள், ECCM20 மாநாட்டில் (ஜூன் 26-30, 2022, லோசான், சுவிட்சர்லாந்து) கிளைஸ் மற்றும் குழுவினரால் சமர்ப்பிக்கப்பட்ட “நீட்சித் தண்டுகளுடன் கூடிய கனசதுர அழுத்தக் கலன்களுக்கான செயல்முறை மேம்பாடு” என்ற ஆய்வுக் கட்டுரையில் கிளைஸால் மேற்கோள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்தக் கட்டுரையில், மைக்கேல் ரூஃப் மற்றும் ஸ்வென் ஜரெம்பா ஆகியோரால் வெளியிடப்பட்ட ஒரு TUM ஆய்வை அவர் மேற்கோள் காட்டுகிறார். அந்த ஆய்வில், ஒரு தட்டையான மின்கலத்தின் இடத்தில் பொருந்தக்கூடிய பல சிறிய உருளைகளை விட, செவ்வகப் பக்கங்களை இணைக்கும் இழுவிசைத் தாங்கிகளைக் கொண்ட ஒரு கனசதுர அழுத்தக் கலன் அதிக செயல்திறன் மிக்கது என்றும், இது ஏறத்தாழ 25% கூடுதல் சேமிப்பு இடத்தை வழங்குகிறது என்றும் கண்டறியப்பட்டது.
கிளைஸின் கூற்றுப்படி, ஒரு தட்டையான பெட்டியில் அதிக எண்ணிக்கையிலான சிறிய வகை 4 சிலிண்டர்களைப் பொருத்துவதில் உள்ள சிக்கல் என்னவென்றால், “சிலிண்டர்களுக்கு இடையேயான கன அளவு பெருமளவில் குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் அந்த அமைப்பில் H2 வாயு ஊடுருவலுக்கான மேற்பரப்பும் மிக அதிகமாக உள்ளது. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த அமைப்பு கனசதுர ஜாடிகளை விடக் குறைவான சேமிப்புத் திறனையே வழங்குகிறது.”
இருப்பினும், தொட்டியின் கனசதுர வடிவமைப்பில் வேறு சில சிக்கல்களும் உள்ளன. "வெளிப்படையாக, அழுத்தப்பட்ட வாயுவின் காரணமாக, தட்டையான சுவர்களில் ஏற்படும் வளைவு விசைகளை நீங்கள் சமன் செய்ய வேண்டும்," என்று கிளைஸ் கூறினார். "இதற்கு, தொட்டியின் சுவர்களுடன் உள் பக்கமாக இணையும் ஒரு வலுவூட்டப்பட்ட கட்டமைப்பு தேவை. ஆனால் கலவைப் பொருட்களைக் கொண்டு அதைச் செய்வது கடினம்."
ஃபிலமென்ட் வைண்டிங் செயல்முறைக்கு ஏற்ற வகையில், கிளேஸும் அவரது குழுவும் அழுத்தக் கலனில் வலுவூட்டும் இழுவைக் கம்பிகளை இணைக்க முயன்றனர். "அதிக அளவிலான உற்பத்திக்கு இது முக்கியமானது," என்று அவர் விளக்குகிறார், "மேலும், மண்டலத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு சுமைக்கும் ஃபைபர் திசையை உகந்ததாக்க, கலன் சுவர்களின் வைண்டிங் வடிவத்தை வடிவமைக்கவும் இது எங்களை அனுமதிக்கிறது."
P4H திட்டத்திற்கான ஒரு சோதனை கனசதுர கலப்புத் தொட்டியை உருவாக்குவதற்கான நான்கு படிகள். பட உதவி: “தாங்கியுடன் கூடிய கனசதுர அழுத்தக் கலன்களுக்கான உற்பத்திச் செயல்முறையின் உருவாக்கம்”, மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம், பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன் திட்டம், ECCM20, ஜூன் 2022.
ஆன்-செயின் முறையை அடைவதற்காக, மேலே காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நான்கு முக்கிய படிகளைக் கொண்ட ஒரு புதிய கருத்தாக்கத்தை இந்தக் குழு உருவாக்கியுள்ளது. இந்தப் படிகளில் கருப்பு நிறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள இழுவிசைத் தாங்கிகள், MAI ஸ்கெலெட் திட்டத்திலிருந்து எடுக்கப்பட்ட முறைகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு முன்-தயாரிக்கப்பட்ட சட்டகக் கட்டமைப்பாகும். இந்தத் திட்டத்திற்காக, BMW நிறுவனம் நான்கு இழை வலுவூட்டப்பட்ட புல்ட்ரூஷன் தண்டுகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு விண்ட்ஷீல்ட் சட்டக "கட்டமைப்பை" உருவாக்கியது, அவை பின்னர் ஒரு பிளாஸ்டிக் சட்டகமாக வார்க்கப்பட்டன.
ஒரு சோதனை கனசதுர தொட்டியின் கட்டமைப்பு. வலுவூட்டப்படாத PLA இழையைப் பயன்படுத்தி TUM-ஆல் 3D அச்சிடப்பட்ட அறுகோண எலும்புக்கூடு பகுதிகள் (மேலே), இழுவிசைத் தாங்கிகளாக CF/PA6 புல்ட்ரூஷன் கம்பிகளைச் செருகி (நடுவில்), பின்னர் அந்தத் தாங்கிகளைச் சுற்றி இழையைச் சுற்றுதல் (கீழே). பட உதவி: மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் LCC.
"ஒரு கனசதுர தொட்டியின் சட்டகத்தை ஒரு மாடுலர் கட்டமைப்பாக உருவாக்கலாம் என்பதே இதன் யோசனை," என்று கிளேஸ் கூறினார். "இந்த மாடுல்கள் பின்னர் ஒரு வார்ப்புக் கருவியில் வைக்கப்படுகின்றன, இழுவிசைத் தாங்கிகள் சட்டக மாடுல்களில் பொருத்தப்படுகின்றன, பின்னர் அவற்றை சட்டகப் பாகங்களுடன் ஒருங்கிணைக்க, MAI ஸ்கெலெட்டின் முறை அந்தத் தாங்கிகளைச் சுற்றிப் பயன்படுத்தப்படுகிறது." இது ஒரு பெருமளவு உற்பத்தி முறையாகும், இதன் விளைவாக உருவாகும் கட்டமைப்பு, பின்னர் சேமிப்புத் தொட்டியின் கூட்டு உறையைச் சுற்றுவதற்கு ஒரு அச்சு அல்லது மையமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
TUM, தொட்டியின் சட்டகத்தை திடமான பக்கங்கள், வட்டமான மூலைகள் மற்றும் மேலும் கீழும் அறுகோண வடிவமைப்புடன் கூடிய ஒரு கனசதுர “மெத்தையாக” வடிவமைத்தது. இதன் வழியாகக் கட்டுகளைச் செருகி இணைக்க முடியும். இந்த ரேக்குகளுக்கான துளைகளும் 3D பிரிண்ட் செய்யப்பட்டன. “எங்களின் ஆரம்பகட்ட சோதனைத் தொட்டிக்காக, அறுகோண சட்டகப் பகுதிகளை பாலி லாக்டிக் அமிலத்தைப் [PLA, ஒரு உயிரி அடிப்படையிலான வெப்ப நெகிழி] பயன்படுத்தி 3D பிரிண்ட் செய்தோம், ஏனெனில் அது எளிதாகவும் மலிவாகவும் இருந்தது,” என்று கிளேஸ் கூறினார்.
கட்டுகளாகப் பயன்படுத்துவதற்காக, அந்தக் குழு SGL கார்பன் (மெய்டிங்கன், ஜெர்மனி) நிறுவனத்திடமிருந்து 68 புல்ட்ரூடட் கார்பன் ஃபைபர் வலுவூட்டப்பட்ட பாலிஅமைடு 6 (PA6) கம்பிகளை வாங்கியது. "இந்தக் கருத்தைச் சோதிப்பதற்காக, நாங்கள் எந்த வார்ப்பும் செய்யவில்லை," என்கிறார் கிளைஸ், "மாறாக, ஒரு 3D அச்சிடப்பட்ட தேன்கூடு வடிவ மையச் சட்டகத்தில் இடைவெளிகளைச் செருகி, அவற்றை எப்பாக்சி பசை கொண்டு ஒட்டினோம். இது பின்னர், டாங்கியைச் சுற்றுவதற்கான ஒரு அச்சுக் கம்பியாகச் செயல்படுகிறது." இந்தக் கம்பிகளைச் சுற்றுவது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது என்றாலும், பின்னர் விவரிக்கப்படவிருக்கும் சில குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்கள் உள்ளன என்றும் அவர் குறிப்பிடுகிறார்.
"முதல் கட்டத்தில், வடிவமைப்பின் உற்பத்தித்திறனை நிரூபிப்பதும், உற்பத்தி கருத்தாக்கத்தில் உள்ள சிக்கல்களைக் கண்டறிவதுமே எங்கள் நோக்கமாக இருந்தது," என்று கிளைஸ் விளக்கினார். "எனவே, இழுவிசைத் தாங்கிகள் எலும்புக்கூடு கட்டமைப்பின் வெளிப்புறப் பரப்பிலிருந்து வெளியே நீட்டிக்கொண்டிருக்கின்றன, மேலும் ஈரமான இழைச் சுற்றலைப் பயன்படுத்தி இந்தக் கருவுடன் கார்பன் இழைகளை நாங்கள் இணைக்கிறோம். அதற்குப் பிறகு, மூன்றாவது படியில், ஒவ்வொரு இணைப்புத் தண்டின் தலையையும் நாங்கள் வளைக்கிறோம். தெர்மோபிளாஸ்டிக் என்பதால், தலையைத் தட்டையாக்கி, சுற்றும் முதல் அடுக்கில் அது பொருந்துமாறு செய்ய வெப்பத்தை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறோம். பின்னர், தட்டையான உந்துத் தலையானது தொட்டிக்குள் வடிவியல் ரீதியாக உள்ளடக்கப்படும் வகையில் கட்டமைப்பை மீண்டும் சுற்றுகிறோம். சுவர்களில் லேமினேட் பூசப்படுகிறது."
சுருட்டுவதற்கான இடைவெளி மூடி. இழையைச் சுருட்டும்போது நார்கள் சிக்காமல் தடுப்பதற்காக, TUM இழுவிசைக் கம்பிகளின் முனைகளில் நெகிழி மூடிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. பட உதவி: மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் LCC.
இந்த முதல் தொட்டி ஒரு கருத்தாக்கச் சோதனையே என்று கிளேஸ் மீண்டும் வலியுறுத்தினார். “முப்பரிமாண அச்சிடுதல் மற்றும் பசை ஆகியவற்றின் பயன்பாடு ஆரம்பகட்ட சோதனைக்கு மட்டுமேயானது. அது நாங்கள் சந்தித்த சில சிக்கல்களைப் பற்றிய ஒரு புரிதலை எங்களுக்கு அளித்தது. உதாரணமாக, சுற்றும் போது, ​​இழைகள் இழுவிசைக் கம்பிகளின் முனைகளில் சிக்கிக்கொண்டன. இதனால் இழைகள் அறுந்து, சேதமடைந்தன. இதைச் சரிசெய்ய, முதல் சுற்றும் படிக்கு முன்பு, கம்பங்களில் சில பிளாஸ்டிக் மூடிகளை உற்பத்திக்கு உதவியாகப் பயன்படுத்தினோம். பின்னர், உட்புற லேமினேட்டுகள் தயாரிக்கப்பட்டதும், இந்தப் பாதுகாப்பு மூடிகளை அகற்றி, இறுதியாகச் சுற்றுவதற்கு முன்பு கம்பங்களின் முனைகளை மறுவடிவமைத்தோம்.”
அந்தக் குழு பல்வேறு மறுசீரமைப்புச் சாத்தியக்கூறுகளுடன் பரிசோதனை செய்தது. “சுற்றிப் பார்ப்பவர்களே மிகச் சிறப்பாகச் செயல்படுகிறார்கள்,” என்கிறார் கிரேஸ். “மேலும், முன்மாதிரி உருவாக்கும் கட்டத்தின் போது, ​​டை ராட் முனைகளுக்கு வெப்பத்தை அளித்து அவற்றை மறுவடிவமைக்க, நாங்கள் மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஒரு பற்றவைப்புக் கருவியைப் பயன்படுத்தினோம். ஒரு பெருமளவு உற்பத்தித் திட்டத்தில், ஒரே நேரத்தில் அனைத்து ஸ்ட்ரட்களின் முனைகளையும் ஒரு உட்புறப் பூச்சு லேமினேட்டாக வடிவமைத்து உருவாக்கக்கூடிய ஒரு பெரிய கருவி உங்களிடம் இருக்கும்.”
இழுவைப் பட்டைகளின் தலைகள் மறுவடிவமைக்கப்பட்டன. TUM பல்வேறு கருத்தாக்கங்களுடன் பரிசோதனை செய்து, தொட்டியின் சுவர் லேமினேட்டுடன் இணைப்பதற்காகக் கூட்டுப் பிணைப்புகளின் முனைகளை நேர்க்கோட்டில் அமைக்க பற்றவைப்புகளை மாற்றியமைத்தது. பட உதவி: “தாங்கியுடன் கூடிய கனசதுர அழுத்தக் கலன்களுக்கான உற்பத்திச் செயல்முறையின் உருவாக்கம்”, மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம், பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன் திட்டம், ECCM20, ஜூன் 2022.
இவ்வாறு, முதல் சுற்றும் படிக்குப் பிறகு லேமினேட் பதப்படுத்தப்படுகிறது, தூண்கள் மறுவடிவமைக்கப்படுகின்றன, TUM இழைகளின் இரண்டாவது சுற்றை நிறைவு செய்கிறது, அதன் பிறகு வெளிப்புறத் தொட்டிச் சுவர் லேமினேட் இரண்டாவது முறையாகப் பதப்படுத்தப்படுகிறது. இது ஒரு வகை 5 தொட்டி வடிவமைப்பு என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ளவும், அதாவது இதில் வாயுத் தடுப்பாக பிளாஸ்டிக் லைனர் இல்லை. கீழே உள்ள 'அடுத்த படிகள்' பிரிவில் உள்ள விவாதத்தைப் பார்க்கவும்.
"நாங்கள் முதல் மாதிரியை குறுக்குவெட்டுத் துண்டுகளாக வெட்டி, இணைக்கப்பட்ட பகுதியை வரைபடமாக்கினோம்," என்று கிளேஸ் கூறினார். "உட்புற லேமினேட்டில் ஸ்ட்ரட் தலைகள் தட்டையாகப் படியாததால், லேமினேட்டில் சில தரக்குறைபாடுகள் இருந்ததை ஒரு நெருக்கமான பார்வை காட்டுகிறது."
தொட்டியின் உள் மற்றும் வெளிச் சுவர்களின் லேமினேட்டிற்கு இடையேயான இடைவெளிகளில் உள்ள சிக்கல்களைத் தீர்ப்பது. மாற்றியமைக்கப்பட்ட டை ராட் ஹெட், சோதனைத் தொட்டியின் முதல் மற்றும் இரண்டாவது சுற்றுகளுக்கு இடையில் ஒரு இடைவெளியை உருவாக்குகிறது. பட உதவி: மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் LCC.
450 x 290 x 80 மிமீ அளவுள்ள இந்த ஆரம்பகட்ட தொட்டி கடந்த கோடையில் கட்டி முடிக்கப்பட்டது. "அதற்குப் பிறகு நாங்கள் நிறைய முன்னேற்றம் அடைந்துள்ளோம், ஆனால் உட்புற மற்றும் வெளிப்புற லேமினேட்டிற்கு இடையில் இன்னும் ஒரு இடைவெளி உள்ளது," என்று கிளேஸ் கூறினார். "எனவே, அந்த இடைவெளிகளை ஒரு தூய்மையான, அதிக பாகுத்தன்மை கொண்ட ரெசின் கொண்டு நிரப்ப முயன்றோம். இது உண்மையில் ஸ்டட்களுக்கும் லேமினேட்டிற்கும் இடையிலான இணைப்பை மேம்படுத்துகிறது, இது இயந்திரவியல் அழுத்தத்தை பெருமளவில் அதிகரிக்கிறது."
விரும்பிய சுருள் முறைக்கான தீர்வுகள் உட்பட, குழு தொட்டியின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்முறையைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்தியது. "இந்த வடிவவியலில் ஒரு சுருள் பாதையை உருவாக்குவது கடினமாக இருந்ததால், சோதனைத் தொட்டியின் பக்கங்கள் முழுமையாகச் சுருட்டப்படவில்லை," என்று கிளேஸ் விளக்கினார். "எங்களின் ஆரம்ப சுருள் கோணம் 75° ஆக இருந்தது, ஆனால் இந்த அழுத்தக் கலனில் உள்ள சுமையைச் சமாளிக்க பல சுற்றுகள் தேவைப்படும் என்பதை நாங்கள் அறிந்திருந்தோம். இந்தப் பிரச்சனைக்கு நாங்கள் இன்னும் ஒரு தீர்வைக் தேடிக்கொண்டிருக்கிறோம், ஆனால் தற்போது சந்தையில் உள்ள மென்பொருளைக் கொண்டு அது எளிதல்ல. இது ஒரு தொடர் திட்டமாக மாறக்கூடும்."
"இந்த உற்பத்தித் திட்டத்தின் சாத்தியக்கூற்றை நாங்கள் நிரூபித்துள்ளோம்," என்கிறார் கிளைஸ், "ஆனால் லேமினேட்டிற்கும் டை ராடுகளுக்கும் இடையிலான இணைப்பை மேம்படுத்த நாங்கள் மேலும் பணியாற்ற வேண்டும். ஒரு சோதனை இயந்திரத்தில் வெளிப்புற சோதனை செய்ய வேண்டும். லேமினேட்டிலிருந்து ஸ்பேசர்களை வெளியே எடுத்து, அந்த இணைப்புகள் தாங்கக்கூடிய இயந்திரவியல் சுமைகளைச் சோதிக்க வேண்டும்."
பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன் திட்டத்தின் இந்தப் பகுதி 2023-ஆம் ஆண்டின் இறுதியில் நிறைவடையும், அதற்குள் இரண்டாவது செயல்விளக்கத் தொட்டியை முடித்துவிடலாம் என கிளைஸ் நம்புகிறார். சுவாரஸ்யமாக, தற்போதைய வடிவமைப்புகள் சட்டகத்தில் நேர்த்தியான வலுவூட்டப்பட்ட தெர்மோபிளாஸ்டிக்குகளையும், தொட்டியின் சுவர்களில் தெர்மோசெட் கலவைகளையும் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த கலப்பின அணுகுமுறை இறுதி செயல்விளக்கத் தொட்டியில் பயன்படுத்தப்படுமா? "ஆம்," என்று கிரேஸ் கூறினார். "பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன் திட்டத்தில் உள்ள எங்கள் கூட்டாளிகள், சிறந்த ஹைட்ரஜன் தடுப்புப் பண்புகளைக் கொண்ட எப்பாக்சி ரெசின்கள் மற்றும் பிற கலவை மேட்ரிக்ஸ் பொருட்களை உருவாக்கி வருகின்றனர்." இந்தப் பணியில் ஈடுபட்டுள்ள இரண்டு கூட்டாளிகளான PCCL மற்றும் டம்பேர் பல்கலைக்கழகம் (டம்பேர், பின்லாந்து) ஆகியவற்றை அவர் குறிப்பிடுகிறார்.
கிளைஸும் அவரது குழுவினரும், LCC கன்ஃபார்மல் காம்போசிட் டேங்கிலிருந்து செயல்படும் இரண்டாவது HyDDen திட்டம் குறித்து ஜேகருடன் தகவல்களைப் பரிமாறிக்கொண்டு, யோசனைகளையும் விவாதித்தனர்.
"ஆராய்ச்சி ட்ரோன்களுக்காக ஒரு இணக்கமான கலப்பு அழுத்தக் கலனை நாங்கள் தயாரிக்க உள்ளோம்," என்று ஜேகர் கூறுகிறார். "இது TUM – LCC-யின் விண்வெளி மற்றும் புவி அளவியல் துறை மற்றும் ஹெலிகாப்டர் தொழில்நுட்பத் துறை (HT) ஆகிய இரண்டு துறைகளுக்கு இடையேயான ஒரு கூட்டு முயற்சியாகும். இந்தத் திட்டம் 2024-ஆம் ஆண்டின் இறுதிக்குள் நிறைவடையும், மேலும் நாங்கள் தற்போது அழுத்தக் கலனை முழுமையாக்கி வருகிறோம். இது பெரும்பாலும் விண்வெளி மற்றும் வாகனத் துறை சார்ந்த ஒரு வடிவமைப்பாகும். இந்த ஆரம்பகட்ட கருத்தாக்க நிலைக்குப் பிறகு, அடுத்த கட்டமாக விரிவான கட்டமைப்பு மாதிரியாக்கத்தைச் செய்து, சுவர் கட்டமைப்பின் தடுப்புச் செயல்திறனைக் கணிக்க வேண்டும்."
"கலப்பின எரிபொருள் மின்கலம் மற்றும் பேட்டரி உந்துவிசை அமைப்புடன் கூடிய ஒரு ஆய்வு ட்ரோனை உருவாக்குவதே இதன் முழு நோக்கமாகும்," என்று அவர் தொடர்ந்தார். அது அதிக சக்தி தேவைகளின் போது (அதாவது, புறப்படும்போதும் தரையிறங்கும்போதும்) பேட்டரியைப் பயன்படுத்தும், பின்னர் குறைந்த சக்தி தேவையின் போது எரிபொருள் மின்கலத்திற்கு மாறும். "HT குழுவிடம் ஏற்கனவே ஒரு ஆராய்ச்சி ட்ரோன் இருந்தது, மேலும் அவர்கள் பேட்டரிகள் மற்றும் எரிபொருள் மின்கலங்கள் இரண்டையும் பயன்படுத்தும் வகையில் அதன் பவர்டிரெயினை மறுவடிவமைப்பு செய்தனர்," என்று யேகர் கூறினார். "இந்த டிரான்ஸ்மிஷனைச் சோதிப்பதற்காக அவர்கள் ஒரு CGH2 டாங்கையும் வாங்கியுள்ளனர்."
"உருளை வடிவத் தொட்டியால் ஏற்படக்கூடிய இட அமைவுச் சிக்கல்களுக்காக அல்ல, மாறாகப் பொருந்தக்கூடிய ஒரு அழுத்தத் தொட்டியின் முன்மாதிரியை உருவாக்கும் பணி என் குழுவிடம் ஒப்படைக்கப்பட்டது," என்று அவர் விளக்குகிறார். "தட்டையான தொட்டி அதிகக் காற்றுத் தடையை ஏற்படுத்தாது. அதனால், சிறந்த பறக்கும் செயல்திறன் கிடைக்கும்." தொட்டியின் பரிமாணங்கள் தோராயமாக 830 x 350 x 173 மி.மீ.
முழுவதும் வெப்ப நெகிழியால் ஆன, AFP இணக்கமான தொட்டி. HyDDen திட்டத்திற்காக, TUM-இல் உள்ள LCC குழு, ஆரம்பத்தில் Glace (மேலே) பயன்படுத்தியதைப் போன்ற ஒரு அணுகுமுறையை ஆராய்ந்தது, ஆனால் பின்னர் பல கட்டமைப்புத் தொகுதிகளின் கலவையைப் பயன்படுத்தும் ஒரு அணுகுமுறைக்கு மாறியது, அவை பின்னர் AFP-ஐப் பயன்படுத்தி (கீழே) மிகையாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. பட உதவி: மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழக LCC.
"அதிகரித்த வளைவு விசைகளை ஈடுசெய்வதற்காக, கலனின் சுவரில் இழுவிசைத் தாங்கிகளைப் பொருத்தும் ஒரு யோசனை, எலிசபெத் [கிளைஸின்] அணுகுமுறையைப் போன்றது," என்கிறார் யாகர். "இருப்பினும், தொட்டியை உருவாக்கச் சுருட்டும் செயல்முறைக்குப் பதிலாக, நாங்கள் AFP-ஐப் பயன்படுத்துகிறோம். எனவே, அழுத்தக் கலனில் ஒரு தனிப் பகுதியை உருவாக்குவது பற்றி நாங்கள் சிந்தித்தோம், அதில் தாங்கிகள் ஏற்கனவே ஒருங்கிணைக்கப்பட்டிருந்தன. இந்த அணுகுமுறை, இந்த ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட பல தொகுதிகளை ஒன்றிணைக்கவும், பின்னர் இறுதி AFP சுருட்டலுக்கு முன்பு அனைத்தையும் மூடி முத்திரையிட ஒரு இறுதி மூடியைப் பொருத்தவும் எனக்கு உதவியது."
"நாங்கள் அத்தகைய ஒரு கருத்தாக்கத்தை இறுதி செய்ய முயற்சிக்கிறோம்," என்று அவர் தொடர்ந்தார், "மேலும், H2 வாயு ஊடுருவலுக்குத் தேவையான எதிர்ப்பை உறுதி செய்வதற்கு மிகவும் முக்கியமான, மூலப்பொருட்களின் தேர்வைச் சோதிக்கவும் தொடங்கியுள்ளோம். இதற்காக, நாங்கள் முக்கியமாக வெப்ப நெகிழிப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறோம். மேலும், AFP இயந்திரத்தில் இந்த ஊடுருவல் நடத்தை மற்றும் செயலாக்கத்தை அந்தப் பொருள் எவ்வாறு பாதிக்கும் என்பது குறித்து பல்வேறு வழிகளில் ஆய்வு செய்து வருகிறோம். இந்தச் செயல்முறை ஒரு தாக்கத்தை ஏற்படுத்துமா என்பதையும், ஏதேனும் பிந்தைய செயலாக்கம் தேவைப்படுமா என்பதையும் புரிந்துகொள்வது முக்கியம். வெவ்வேறு அடுக்குகள், அழுத்தக் கலனின் வழியாக ஹைட்ரஜன் ஊடுருவலைப் பாதிக்குமா என்பதையும் நாங்கள் அறிய விரும்புகிறோம்."
இந்தத் தொட்டி முழுவதுமாக தெர்மோபிளாஸ்டிக்கால் செய்யப்படும், மேலும் அதற்கான பட்டைகள் டெய்ஜின் கார்பன் ஐரோப்பா ஜிஎம்பிஹெச் (வூப்பர்டால், ஜெர்மனி) நிறுவனத்தால் வழங்கப்படும். "நாங்கள் அவர்களின் பிபிஎஸ் [பாலிஃபினைலீன் சல்பைடு], பிஈஈகே [பாலிஈதர் கீட்டோன்] மற்றும் எல்எம் பிஏஈகே [குறைந்த உருகுநிலை பாலிஅரைல் கீட்டோன்] ஆகிய பொருட்களைப் பயன்படுத்துவோம்," என்று யாகர் கூறினார். "ஊடுருவல் பாதுகாப்பிற்கும், சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட பாகங்களைத் தயாரிப்பதற்கும் எது சிறந்தது என்பதைப் பார்க்க, பின்னர் ஒப்பீடுகள் செய்யப்படும்." அடுத்த ஆண்டுக்குள் சோதனை, கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்முறை மாதிரியாக்கம் மற்றும் முதல் செயல்விளக்கங்களை முடிக்க அவர் நம்புகிறார்.
காலநிலை மாற்றம், சுற்றுச்சூழல், ஆற்றல், போக்குவரத்து, புத்தாக்கம் மற்றும் தொழில்நுட்பத்திற்கான கூட்டாட்சி அமைச்சகம் மற்றும் டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பம் மற்றும் பொருளாதாரத்திற்கான கூட்டாட்சி அமைச்சகம் ஆகியவற்றின் COMET திட்டத்தின் கீழ், “பாலிமர்ஸ்4ஹைட்ரஜன்” (ID 21647053) என்ற COMET தொகுதிக்குள் இந்த ஆராய்ச்சிப் பணி மேற்கொள்ளப்பட்டது. பங்கேற்ற கூட்டாளிகளான பாலிமர் காம்பிடென்ஸ் சென்டர் லியோபென் ஜிஎம்பிஹெச் (PCCL, ஆஸ்திரியா), மாண்டன்யுனிவர்சிடேட் லியோபென் (பாலிமர் பொறியியல் மற்றும் அறிவியல் பீடம், பாலிமர் பொருட்களின் வேதியியல் துறை, பொருள் அறிவியல் மற்றும் பாலிமர் சோதனைத் துறை), டம்பேர் பல்கலைக்கழகம் (பொறியியல் பொருள் பீடம்) ஆகியோருக்கு ஆசிரியர்கள் நன்றி தெரிவிக்கின்றனர். பீக் டெக்னாலஜி மற்றும் ஃபாரேசியா ஆகியவை இந்த ஆராய்ச்சிப் பணிக்கு பங்களித்தன. COMET-தொகுதிக்கு ஆஸ்திரியா அரசாங்கமும், ஸ்டைரியா மாநில அரசாங்கமும் நிதியளிக்கின்றன.
சுமை தாங்கும் கட்டமைப்புகளுக்கான முன்-வலுவூட்டப்பட்ட தகடுகள், கண்ணாடியிலிருந்து மட்டுமல்லாமல், கார்பன் மற்றும் அரமைடு ஆகியவற்றிலிருந்தும் தொடர்ச்சியான இழைகளைக் கொண்டுள்ளன.
கூட்டுப் பாகங்களைத் தயாரிக்க பல வழிகள் உள்ளன. எனவே, ஒரு குறிப்பிட்ட பாகத்திற்கான முறையின் தேர்வு, பயன்படுத்தப்படும் பொருள், பாகத்தின் வடிவமைப்பு மற்றும் அதன் இறுதிப் பயன்பாடு அல்லது உபயோகம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து அமையும். இதோ ஒரு தேர்வு வழிகாட்டி.
ஷாக்கர் காம்போசிட்ஸ் மற்றும் ஆர்&எம் இன்டர்நேஷனல் நிறுவனங்கள், விலங்குகளைப் பெருமளவில் கொல்லாத, புதிய இழையை விடக் குறைந்த விலையில் கிடைக்கும், மற்றும் காலப்போக்கில் கட்டமைப்புப் பண்புகளில் தொடர் இழைக்கு நிகரான நீளங்களை வழங்கக்கூடிய ஒரு மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட கார்பன் இழை விநியோகச் சங்கிலியை உருவாக்கி வருகின்றன.