एयरबस ने सफलतापूर्वक H135 हेलीकाप्टर के मूल एल्यूमीनियम मिश्र धातु रिंग फ्रेम को कार्बन फाइबर प्रबलित बहुलक (CFRP) के साथ बहु टुकड़ा संयुक्त प्रीफॉर्म और एक बार डालने की प्रक्रिया का उपयोग करके कच्चे माल के रूप में बदल दिया।
एक आपातकालीन चिकित्सा सेवा / एयर एम्बुलेंस हेलीकाप्टर के रूप में, एयरबस H135 हल्के जुड़वां इंजन हेलीकाप्टर अपनी उच्च विश्वसनीयता, बहु-कार्य और लागत लाभों के कारण एयरबस के समान उत्पादों के बीच सबसे कम संचालन और रखरखाव लागत के साथ हेलीकॉप्टर बन गया है। वर्तमान में, 1350 से अधिक H135 से अधिक 60 से अधिक देशों या क्षेत्रों में सेवा में हैं, जो 300 से अधिक ऑपरेटरों को सेवाएं प्रदान करते हैं। हालांकि, H135 की उड़ान के समय में वृद्धि के साथ, प्रासंगिक नियमित संचालन और रखरखाव डेटा से पता चलता है कि CFRP पूंछ बीम और CFRP पूंछ रोटर ढाल को जोड़ने वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु कुंडलाकार फ्रेम थकान और जंग के लिए प्रवण है, जो सीधे ऑपरेशन और रखरखाव का पता लगाने की लागत में वृद्धि की ओर जाता है। लागत को कम करने और शरीर की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, एयरबस ने कुंडलाकार फ्रेम के जंग और थकान प्रतिरोध के लिए एक नई प्रक्रिया डिजाइन योजना का अध्ययन करना शुरू कर दिया।
एयरबस ने पहली बार टाइटेनियम मिश्र धातु पर आधारित योजना पर विचार किया, लेकिन मशीनिंग प्रक्रिया और टाइटेनियम मिश्र धातु योजना के कच्चे माल एल्यूमीनियम योजना की तुलना में अधिक महंगे हैं। इसलिए, बहु-विषयक आर एंड डी टीम ने प्रीप्रेग, वैक्यूम असिस्टेड परफ्यूजन (वीएपी) और राल ट्रांसफर मोल्डिंग (आरटीएम) प्रक्रियाओं का उपयोग करके सीएफआरपी पर आधारित एक नई डिजाइन योजना विकसित की। गणना के बाद, एल्यूमीनियम योजना की तुलना में नई योजना का वजन 25% तक कम हो जाता है, और टाइटेनियम मिश्र धातु योजना की तुलना में लागत 50% तक कम हो जाती है, जो पता लगाने और रखरखाव की लागत को काफी कम कर देती है।
इंजीनियर पूंछ बीम और पूंछ रोटर ढाल के मौजूदा डिजाइन को नहीं बदल सकते हैं, और कुंडलाकार फ्रेम पूंछ बीम और पूंछ रोटर ढाल को जोड़ने वाली मुख्य संरचना है। इसलिए, CFRP कुंडलाकार फ्रेम में मूल एल्यूमीनियम फ्रेम के समान कनेक्शन सतह और ज्यामितीय आयाम होने चाहिए, जो डिजाइन योजना की स्वतंत्रता को बहुत सीमित करता है। संचार और मूल्यांकन के माध्यम से, इंजीनियरिंग टीम और डिजाइन, तनाव और उत्पादन इंजीनियर अंततः मानक विनिर्देश सामग्री का उपयोग करने के लिए निर्धारित करते हैं जो वास्तविक उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, ताकि आर एंड डी लागत और बाद में बैच विनिर्माण लागत को कम किया जा सके। उनमें से, नई योजना में उपयोग की जाने वाली अमेरिकी हेक्ससेल कंपनी के g0986 twill कार्बन फाइबर का व्यापक रूप से एयरबस की अन्य हेलीकाप्टर परियोजनाओं के मोल्डिंग डालने में उपयोग किया गया है; डालने के लिए राल हैच कंपनी का एक घटक rtm6 epoxy राल है, जो पहले से ही राल डालने और एयरबस हेलीकाप्टर कंपनी के RTM प्रमाणन पारित कर दिया है.
रिंग फ्रेम ज्यामिति की चरम गैर-तैनाती के कारण, इंजीनियरों ने मोल्डिंग के दौरान झुर्रियों से बचने के लिए प्रीफॉर्म में अतिरिक्त कटौती और नोच डिजाइन किए। इसके बाद, इंजीनियरों ने आंतरिक निकला हुआ किनारा की संपीड़न शक्ति का परीक्षण किया, सीएफआरपी कुंडलाकार फ्रेम की तैनाती क्षमता और सीएफआरपी कुंडलाकार फ्रेम और स्थिर और गतिशील तन्यता परीक्षणों के माध्यम से अप्रबलित बहुलक गसेट प्लेट के बीच इंटरफ़ेस को सत्यापित किया। परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि नया सीएफआरपी रिंग फ्रेम डिज़ाइन बहुत मजबूत है और अपेक्षित लोड को सुरक्षित रूप से संभाल सकता है।
राल डालने के लिए, इंजीनियरिंग टीम ने चार प्रीफॉर्म विकसित किए, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। उनमें से, नंबर 3 प्रीफॉर्म में दो भाग ए और बी शामिल हैं; प्रीफॉर्म नंबर 4 टी-क्षेत्र के कनेक्शन को सुनिश्चित करने के लिए एक गैर प्रबलित बहुलक गसेट प्लेट है।
चार preforms के लिए, इंजीनियरिंग टीम ने अपने संबंधित विशेष टूलींग विकसित की, और फिर अंतिम इलाज उपकरण में सभी preforms और कुंडलाकार gusset प्लेटों को एक साथ इकट्ठा किया। अंतिम पूर्ण इलाज उपकरण एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं, जिसमें ग्रे बेस प्लेट पर तय नीली टूलींग, कई हिस्सों द्वारा spliced हरी अंगूठी टूलींग, और नारंगी और पीले रंग की शीर्ष अंगूठी टूलींग शामिल हैं। मल्टी-पार्ट स्प्लिसिंग टूलींग का डिज़ाइन उद्देश्य इलाज और शीतलन के दौरान टूलिंग कूलिंग के कारण होने वाले संकोचन बल को रोकना है।
टुकड़े टुकड़े और टूलींग की असेंबली को पूरा करने के बाद, इंजीनियरिंग टीम राल डालने के लिए सबसे विशिष्ट और लागत प्रभावी वीएपी प्रक्रिया योजना का उपयोग करती है। इलाज, ठंडा करने और डिमोल्डिंग चरणों के बाद, टीम भागों के किनारों के लिए परिष्करण मशीनिंग करती है, और फिर बाद के रिवेटिंग कार्य के लिए उच्च-परिशुद्धता ड्रिलिंग करती है। कुंडलाकार फ्रेम और पूंछ बीम और पूंछ रोटर ढाल के बीच कनेक्शन सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, कनेक्शन की डिजाइन सहिष्णुता को भीतर नियंत्रित किया जाएगा±0.4mm. परिमित तत्व विश्लेषण परिणामों से पता चलता है कि नई योजना के मरने डिजाइन परिणाम "एक बार सफलता" हैं और सहिष्णुता आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।
सीएफआरपी रिंग फ्रेम के लिए एयरबस का नया डिजाइन लगभग एक साल पहले पूरा हो गया था, लेकिन एल्यूमीनियम मिश्र धातु से समग्र सामग्री में बदलने में लंबा समय लगा। कंपनी को कई समस्याओं पर विचार करना चाहिए, जैसे कि डिजाइन की तर्कसंगतता, प्रक्रिया चरणों का सत्यापन और पुष्टि, बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिरता और इसी तरह। इसके अलावा, नई प्रक्रिया के लिए स्टाफ प्रशिक्षण भी बहुत महत्वपूर्ण है। यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि प्रत्येक लिंक में इंजीनियरिंग कर्मी नई डिजाइन योजना के अनुकूल होने के लिए तैयार हैं। एयरबस का मानना है कि एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रक्रिया से सीएफआरपी प्रक्रिया में रिंग फ्रेम विनिर्माण का रूपांतरण न केवल मौजूदा भागों का एक सरल संशोधन है, बल्कि एयरबस हेलीकॉप्टर विभाग में एक तकनीकी परिवर्तन है; उनमें से, सबसे चुनौतीपूर्ण काम ज्यामितीय सहिष्णुता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नहीं है, लेकिन preforms के सफल विकास।
वर्तमान में, सभी नए उत्पादित H135 हेलीकाप्टर नए CFRP रिंग फ्रेम से सुसज्जित हैं। नए सीएफआरपी रिंग फ्रेम के उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध के कारण, एयरबस ने लगभग 0.5 kg के उत्पाद वजन को कम कर दिया है, सुरक्षा प्रदर्शन में काफी सुधार किया है और पता लगाने के समय और लागत को कम कर दिया है।
