BEV һәм FCEVлар өчен стандарт яссы платформа танклары термопластик һәм термосет композитларын скелет төзелеше белән кулланалар, алар H2 саклауны 25% күбрәк тәэмин итә.# водород # трендлар
BMW белән хезмәттәшлек куб танкның берничә кечкенә цилиндрга караганда зуррак күләмле эффективлык китерә алуын күрсәткәннән соң, Мюнхен Техник Университеты композицион структураны һәм серияле җитештерү өчен масштаблы җитештерү процессын үстерү проектына кереште.Рәсем кредиты: Т. Дрезден (өстә сулда), Мюнхен техник университеты, углерод композитлары бүлеге (LCC)
Нуль-эмиссия (H2) водород белән эшләнгән ягулык күзәнәк электр машиналары (FCEV) экологик максатларга ирешү өчен өстәмә чаралар бирә.H2 двигателе булган ягулык кәрәзле пассажир машинасы 5-7 минут эчендә тутырылырга мөмкин һәм диапазоны 500 км, ләкин аз җитештерү күләме аркасында хәзерге вакытта кыйммәтрәк.Чыгымнарны киметүнең бер ысулы - BEV һәм FCEV модельләре өчен стандарт платформа куллану.Бу хәзерге вакытта мөмкин түгел, чөнки кысылган H2 газын (CGH2) 700 барда FCEVларда саклау өчен кулланылган 4 типтагы цилиндрик танклар электр машиналары өчен җентекләп эшләнгән батарея бүлмәләренә яраксыз.Ләкин, мендәр һәм куб формасындагы басым савытлары бу яссы упаковка мәйданына туры килә ала.
"Композицион конформаль басым савыты" өчен US5577630A патенты, 1995-нче елда Thiokol Corp. тарафыннан бирелгән гариза (сулда) һәм BMW тарафыннан 2009-нчы елда патентланган турыпочмаклы басым корабы (уңда).
Мюнхен Техник Университетының углерод композитлары бүлеге (TUM, Мюнхен, Германия) бу концепцияне үстерү өчен ике проектта катнаша.Беренчесе - Полимер4 Гидроген (P4H), Леобен Полимер компетенция үзәге (PCCL, Леобен, Австрия) җитәкчелегендә.LCC эш пакетын хезмәттәш Элизабет Глейс җитәкли.
Икенче проект - водород күрсәтү һәм үсеш мохите (HyDDen), анда LCC тикшерүче Кристиан Джейгер җитәкчелегендә.Икесе дә углерод җепсел композитларын кулланып яраклы CGH2 танкы ясау өчен җитештерү процессының зур масштаблы күрсәтүен булдырырга уйлыйлар.
Тигез батарея күзәнәкләренә (сулда) һәм куб типтагы 2 басымлы корабльләргә һәм углерод җепселләре / эпокси составлы тышкы кабыкка (уңда) кечкенә диаметрлы цилиндрлар куелганда чикләнгән күләмле эффективлык бар.Рәсем чыганагы: 3 һәм 6 нчы рәсемнәр Руф һәм Заремба һ.б.ның "Эчке киеренке аяклары белән II типтагы басым тартмасы савытына санлы дизайн алымы" ннан.
P4H эксперименталь куб танкы ясады, ул термопластик рамканы куллана, углерод җепселләре белән ныгытылган эпокси белән төрелгән композицион киеренкелек каешлары / каешлар.HyDDen охшаш дизайн кулланачак, ләкин барлык термопластик композит танклар җитештерү өчен автоматик җепсел урнаштыру (AFP) кулланачак.
Thiokol Corp. компаниясенең патент гаризасыннан 1995-нче елда "Композит конформаль басым савытына" кадәр, 1997-нче елда Германия DE19749950C2 патентына кадәр, кысылган газ суднолары "теләсә нинди геометрик конфигурациягә ия булырга мөмкин", ләкин аеруча яссы һәм тәртипсез формалар, кабык таягы белән бәйләнгән куышта. .элементлар газның киңәю көченә каршы торырлык итеп кулланыла.
2006-нчы Лоренс Ливермор Милли Лабораториясе (LLNL) кәгазендә өч алым сурәтләнә: филамент ярасы конформаль басым корабы, эчке орторомбик тактасы структурасы булган микролаттиц басым корабы (2 см яки аннан да азрак күзәнәкләр), нечкә диварлы H2 контейнеры белән уратып алынган, һәм репликатор контейнер, ябыштырылган кечкенә өлешләрдән (мәсәлән, алты почмаклы пластик боҗралар) һәм нечкә тышкы кабык тиресеннән торган эчке структурадан тора.Күчерелгән контейнерлар традицион контейнерлар өчен иң кулай, анда традицион ысулларны куллану кыен булырга мөмкин.
2009-нчы елда Volkswagen тарафыннан бирелгән DE102009057170A патенты машинага куелган басым корабын тасвирлый, ул космик куллануны яхшыртканда югары авырлык эффективлыгын тәэмин итәчәк.Турыпочмаклы танклар ике турыпочмаклы капма-каршы диварлар арасындагы киеренке тоташтыргычларны кулланалар, почмаклары түгәрәкләнә.
Aboveгарыда һәм башка төшенчәләрдә Глейс Глейс һ.б.ның "Кубик басым савытлары өчен сузылган барлар өчен процесс үсеше" кәгазендә китерелгән.ECCM20 (2622, 26-30 июнь, Лозанна, Швейцария).Бу мәкаләдә ул Майкл Руф һәм Свен Заремба тарафыннан бастырылган TUM тикшеренүләрен китерә, турыпочмаклы якларны тоташтыручы киеренкелектән торган куб басым корабы яссы батарея киңлегенә туры килгән берничә кечкенә цилиндрга караганда эффективрак булуын ачыклый, якынча 25 тәэмин итә. % Күбрәк.саклау урыны.
Глейс сүзләре буенча, яссы корпуска күп санлы кечкенә 4 цилиндр урнаштыру проблемасы шунда: “цилиндрлар арасындагы күләм бик кими һәм система шулай ук H2 газ үткәрү өслегенә ия.Гомумән алганда, система куб савытларга караганда азрак саклауны тәэмин итә. "
Ләкин, танкның куб дизайны белән башка проблемалар бар."Билгеле, кысылган газ аркасында сезгә яссы стеналардагы бөкләү көчләренә каршы торырга кирәк", диде Глис.“Моның өчен сезгә танк стеналарына тоташкан ныгытылган структура кирәк.Ләкин композитлар белән эш итү авыр. "
Глейс һәм аның командасы ныгыту киеренкелеген басым савытына филамент әйләнеше процессына яраклы итеп кертергә тырыштылар."Бу югары күләмле җитештерү өчен бик мөһим, - дип аңлата ул, - һәм шулай ук зонадагы һәр йөк өчен җепсел ориентациясен оптимальләштерү өчен контейнер диварларының әйләнү үрнәген эшләргә мөмкинлек бирә."
P4H проекты өчен куб композит танк ясау өчен дүрт адым.Рәсем кредиты: "Кублы басымлы суднолар өчен производство процессын үстерү", Мюнхен Техник Университеты, Полимерс4 Гидроген проекты, ECCM20, 2022 июнь.
Чылбырга ирешү өчен, команда югарыда күрсәтелгәнчә дүрт төп адымнан торган яңа концепция уйлап тапты.Баскычларда кара төстә күрсәтелгән киеренкелек сызыклары - MAI Скелет проектыннан алынган ысуллар ярдәмендә ясалган префабрикацияләнгән рам структурасы.Бу проект өчен BMW дүрт җепселле-ныгытылган пультрузия чыбыкларын кулланып, тәрәзә плиткасы рамкасын эшләде, аннары пластик рамкага формалаштылар.
Эксперименталь куб танк рамкасы.Алты почмаклы скелет бүлекчәләре TUM тарафыннан бастырылмаган PLA филаментын кулланып (өскә), CF / PA6 пультрузия чыбыкларын киеренкелек кашыклары (урта) итеп куялар, аннары филаментны кашыкларга (аскы) уралар.Рәсем кредиты: Мюнхен техник университеты LCC.
"Идея - сез куб танкның рамкасын модульле структура итеп төзи аласыз", диде Глейс."Аннары бу модульләр формалаштыру коралына урнаштырыла, киеренкелек каешлары рам модулларына урнаштырыла, аннары MAI Скелет ысулы аларны кадр өлешләре белән интеграцияләү өчен кулланыла."масса җитештерү ысулы, нәтиҗәдә, саклагычның композицион кабыгын урау өчен мандель яки үзәк буларак кулланыла торган структура.
TUM танк рамкасын куб "ястык" итеп эшләде, каты яклары, түгәрәк почмаклары һәм өске һәм аскы өлешендә алты почмаклы үрнәк, бәйләнешләр кертеп һәм бәйләп була.Бу стеналар өчен тишекләр дә 3D басылган."Беренче эксперименталь танк өчен без полилактик кислотаны кулланып 3D почмаклы алты почмаклы рамка бүлекләрен бастырдык, чөнки җиңел һәм арзан булганга," Глейс әйтте.
Коллектив бәйләү өчен куллану өчен SGL Carbon (Мейтинген, Германия) 68 пультрудлы углерод җепселле ныгытылган полиамид 6 (PA6) чыбыкларын сатып алды."Концепцияне сынап карау өчен, без бернинди форма ясамадык, - дип әйтә Глис, - ләкин спакерларны 3D басма бал кортының төп рамкасына кертте һәм аларны эпокси клей белән ябыштырды.Аннары бу танкны әйләндерү өчен мандрель белән тәэмин итә. "Ул әйтә, бу чыбыклар җил белән чагыштырмача җиңел булса да, соңрак сурәтләнәчәк кайбер мөһим проблемалар бар.
"Беренче этапта безнең максат - дизайнның җитештерүчәнлеген күрсәтү һәм җитештерү концепциясендә проблемаларны ачыклау", - дип аңлатты Глис."Димәк, киеренкелек скелет структурасының тышкы өслегеннән чыга, һәм без углерод җепселләрен бу үзәккә дымлы филамент белән бәйлибез.Аннан соң, өченче адымда, без һәр галстук таягының башын иеләбез.термопластик, шуңа күрә без башны үзгәртеп кору өчен җылылык кулланабыз, ул тигезләнү һәм беренче төрү катламына ябылу.Аннары без структураны кабат урап алдык, яссы ыргыту башы танк эчендә геометрик рәвештә урнаштырылган.стеналарда ламинат.
Күчерү өчен спасер капка.TUM пластик капкаларны киеренке чыбыкларның очларында куллана, филамент әйләнеше вакытында җепселләр каушап калмасын.Рәсем кредиты: Мюнхен техник университеты LCC.
Глейс бу беренче танкның концепция дәлиле булуын кабатлады.“3D басма һәм клей куллану башлангыч сынау өчен генә булды, һәм без очраткан берничә проблема турында идея бирде.Мисал өчен, әйләндерү вакытында филаментлар киеренке чыбыкларның очлары белән тотылды, җепсел өзелүенә, җепселнең зарарлануына һәм моңа каршы тору өчен җепсел күләмен киметүгә китерде.без берничә пластик капка кулландык, алар беренче әйләндергеч адым алдыннан баганаларга куелган. Аннары, эчке ламинатлар ясалгач, без бу саклагыч капкаларны алып, соңгы төрү алдыннан баганаларның очларын үзгәрттек. "
Коллектив төрле реконструкция сценарийлары белән тәҗрибә ясады."Тирә-якка караган кешеләр иң яхшы эшли", ди Грейс.“Шулай ук, прототиплаштыру этабында без җылылык куллану һәм галстук таяк очларын үзгәртү өчен үзгәртелгән эретеп ябыштыру коралын кулландык.Масса-күләм производство концепциясендә сезнең бер зур корал булыр иде, ул бер үк вакытта эчке бетү ламинатына структураларның барлык очларын формалаштыра һәм формалаштыра ала.."
Сызу башлары үзгәртелде.TUM төрле төшенчәләр белән тәҗрибә ясады һәм танк стенасы ламинатына бәйләнү өчен композицион бәйләнешнең очларын тигезләү өчен эретеп ябыштырды.Рәсем кредиты: "Кублы басымлы суднолар өчен производство процессын үстерү", Мюнхен Техник Университеты, Полимерс4 Гидроген проекты, ECCM20, 2022 июнь.
Шулай итеп, ламинат беренче әйләнү адымыннан соң дәвалана, постлар үзгәртелә, TUM филаментларның икенче әйләнешен тәмамлый, аннары тышкы танк стенасы ламинат икенче тапкыр дәвалана.Зинһар, онытмагыз, бу 5 типтагы танк дизайны, димәк, аның газ киртәсе кебек пластик лайнеры юк.Фикер алышуны түбәндәге адымнар бүлегендә карагыз.
"Без беренче демоны кисемтәләргә бүлеп, бәйләнгән мәйданны ясадык", диде Глейс."Якынча күрсәтү шуны күрсәтә: безнең ламинат белән сыйфатлы проблемалар булган, струт башлары эчке ламинатка тигез түгел."
Танкның эчке һәм тышкы диварлары ламинаты арасындагы кимчелекләр белән проблемаларны чишү.Galifiedзгәртелгән галстук таягы башы эксперимент танкның беренче һәм икенче борылышлары арасында аерма тудыра.Рәсем кредиты: Мюнхен техник университеты LCC.
Бу башлангыч 450 x 290 x 80 мм танк узган җәйдә тәмамланган."Без ул вакыттан бирле бик зур уңышларга ирештек, ләкин эчке һәм тышкы ламинат арасында әле дә аерма бар", диде Глейс.“Шуңа күрә без бу бушлыкларны чиста, югары ябышлыклы резиналар белән тутырырга тырыштык.Бу чыннан да аркан белән ламинат арасындагы бәйләнешне яхшырта, бу механик стрессны сизелерлек арттыра. "
Коллектив танк дизайнын һәм процессын, шул исәптән кирәкле әйләндерү үрнәген чишү юлларын эшләүне дәвам итте."Сынау танкының яклары тулысынча кысылмады, чөнки бу геометриягә әйләнү юлы ясау кыен иде", - дип аңлатты Глейс."Безнең башлангыч почмак 75 ° иде, ләкин без бу басым корабындагы йөкне каплар өчен берничә схема кирәклеген белә идек.Без әле дә бу проблеманы чишү юлларын эзлибез, ләкин хәзерге вакытта базардагы программа тәэминаты белән җиңел түгел.Бу алга таба проект булырга мөмкин.
"Без бу производство концепциясенең мөмкинлеген күрсәттек, - дип әйтә Глис, - ләкин ламинат арасындагы бәйләнешне яхшырту һәм галстук таякларын үзгәртү өчен тагын да эшләргә кирәк.“Тест машинасында тышкы тест.Сез спакерларны ламинаттан чыгарасыз һәм бу буыннар каршы тора алырлык механик йөкләрне сынап карыйсыз. "
Полимерс4 Гидроген проектының бу өлеше 2023 ел ахырында тәмамланачак, ул вакытта Глейс икенче күрсәтү танкын тәмамларга өметләнә.Кызык, бүгенге көндә конструкцияләр рамдагы чиста ныгытылган термопластиканы һәм танк диварларында термосет композитларын кулланалар.Бу гибрид алым соңгы күрсәтү танкында кулланылырмы?- Әйе, - диде Грейс."Полимерс4 Гидроген проектында безнең партнерлар эпокси резиналарны һәм водород барьеры яхшырак булган башка составлы матрица материалларын эшләп чыгаралар."Ул бу эштә эшләүче ике партнерны күрсәтә, PCCL һәм Тампере университеты (Тампере, Финляндия).
Глис һәм аның командасы шулай ук мәгълүмат алмаштылар һәм Jaeger белән LCC конформаль композит танкыннан икенче HyDDen проекты турында фикер алыштылар.
"Без тикшерү дроннары өчен конформаль композит басым корабы җитештерәчәкбез", ди Джейгер.“Бу TUM - LCC аэрокосмик һәм геодезик бүлекнең ике бүлеге һәм вертолет технологияләре бүлеге (HT) арасында хезмәттәшлек.Проект 2024 ел ахырына тәмамланачак һәм без хәзерге вакытта басым корабын тәмамлыйбыз.аэрокосмос һәм автомобиль алымы булган дизайн.Бу башлангыч концепция этабыннан соң, чираттагы адым - җентекле структур модельләштерү һәм стена структурасының барьер эшләвен фаразлау. "
"Бөтен идея - гибрид ягулык күзәнәге һәм батареяны этәргеч системасы булган дрон-дрон булдыру", - дип дәвам итте ул.Ул батареяны югары көчле йөк вакытында кулланачак (ягъни очып төшү һәм төшү), аннары җиңел йөк круизы вакытында ягулык күзәнәгенә күчәчәк."HT командасы инде тикшерү дроны булган һәм батарейканы да, ягулык күзәнәкләрен дә куллану өчен электр энергиясен яңадан эшләгән", диде Йагер."Алар шулай ук тапшыруны сынау өчен CGH2 танкы сатып алдылар."
"Минем командага басым танк прототибы төзү бурычы куелды, ләкин цилиндрик танк барлыкка китерә торган әйберләр аркасында түгел", - дип аңлата ул.“Ялган танк җилгә каршы торуны тәкъдим итми.Шуңа күрә сез очышның яхшырак булуын күрәсез. "Танк үлчәмнәре якынча.830 x 350 x 173 мм.
Термопластик AFP тулы танк.HyDDen проекты өчен, TUMдагы LCC командасы башта Глейс (өстә) кулланган охшаш ысулны өйрәнде, ләкин соңыннан берничә структур модуль комбинациясе ярдәмендә алымга күчте, аннары AFP (аста) кулланылды.Рәсем кредиты: Мюнхен техник университеты LCC.
"Бер идея Элизабет [Глейс] карашына охшаган," Ягер әйтә, "биек бөкләнү көчләрен компенсацияләү өчен суднолар стенасына киеренкелек кашыкларын куллану.Ләкин, танк ясау өчен әйләндергеч процесс куллану урынына, без AFP кулланабыз.Шуңа күрә, басым корабының аерым бүлеген булдыру турында уйладык, анда стеналар интеграцияләнгән.Бу ысул миңа бу интеграль модульләрнең берничәсен берләштерергә, аннары AFP әйләнеше алдыннан барысын мөһерләп куярга мөмкинлек бирде. "
"Без мондый концепцияне төгәлләргә тырышабыз," - дип дәвам итте ул, - һәм шулай ук H2 газының үтеп керүенә кирәкле каршылыкны тәэмин итү өчен бик мөһим булган материаллар сайлау сынавын башлыйбыз.Моның өчен без, нигездә, термопластик материалларны кулланабыз һәм AFP машинасында бу үткәрү тәртибенә һәм эшкәртүгә материалның ничек тәэсир итәчәге өстендә эшлибез.Дәвалауның эффектлы булу-булмавын һәм посттан соң эшкәртү кирәклеген аңлау мөһим.Без шулай ук төрле сенажларның басым корабы аша водород үткәрүенә йогынты ясаячагын белергә телибез. "
Танк тулысынча термопластиктан эшләнәчәк һәм полосалар Teijin Carbon Europe GmbH (Вуппертал, Германия) белән тәэмин ителәчәк."Без аларның PPS [полифенилен сульфид], PEEK [полиэтер кетон] һәм LM PAEK [аз эри торган полярил кетон] материалларын кулланачакбыз", диде Ягер."Шуннан соң чагыштырулар ясала, кайсысы үтеп керүдән саклау һәм яхшырак җитештерүчән өлешләр җитештерү өчен иң яхшысы."Киләсе елда сынау, структур һәм процесс модельләштерү һәм беренче демонстрацияләрне тәмамларга өметләнә.
Тикшеренү эшләре Климат үзгәреше, әйләнә-тирә мохит, энергетика, хәрәкәт, инновацияләр һәм технологияләр Федераль министрлыгының COMET программасы кысаларында "Полимерс4 Гидроген" (ID 21647053) COMET модулында алып барылды..Авторлар катнашучы партнерларга Leoben GmbH полимер компетенция үзәге (PCCL, Австрия), Монтануниверситает Леобен (полимер инженерия һәм фән факультеты, полимер материаллар химиясе кафедрасы, материаллар фәннәре һәм полимер тестлары бүлеге), Тампере университеты (инженерлык факультеты) рәхмәт белдерәләр. Материаллар).) Фән), Peak Technology һәм Faurecia бу тикшеренү эшенә үз өлешләрен керттеләр.COMET-Modul Австрия хөкүмәте һәм Стирия штаты хөкүмәте тарафыннан финанслана.
Йөкле корылмалар өчен алдан ныгытылган таблицаларда өзлексез җепселләр бар - пыяладан гына түгел, углерод һәм арамидтан да.
Композицион өлешләр ясауның күп ысуллары бар.Шуңа күрә, билгеле бер өлеш өчен метод сайлау материалга, өлешнең дизайнына, ахырда куллану яки куллануга бәйле булачак.Менә сайлау өчен кулланма.
Шокер Композитлары һәм R&M International эшкәртелгән углерод җепселләре белән тәэмин итү чылбырын эшләп чыгаралар, ул нуль суюны тәэмин итә, гыйффәтле җепселгә караганда арзанрак һәм ахыр чиктә структур үзлекләрдә өзлексез җепселгә якынлык тәкъдим итәчәк.
Пост вакыты: 15-2023 март