Ces trois sociétés pensent, Les composites thermoplastiques constituent la prochaine génération de matériaux légers, de l'électronique à l'automobile, en passant par les applications aérospatiales Les compétences numériques de Siemens renforcent encore l'expérience d'Airborne dans le développement de composants composites et l'industrialisation de processus incluant la chaîne composite CAD-CAE-CAM complète, des solutions d'usine numériques. . et double plate-forme de SABIC Innovative Plastics numérique offre sa bande unidirectionnelle composite thermoplastique UDMAX, ainsi que des connaissances approfondies des matériaux et de leur propre recherche et le développement dans le traitement des matériaux composites et des objectifs de conception de produits: la production de masse à faible coût des composites thermoplastiques.
SABIC son de l'utilisation opérationnelle du « HPFIT exclusive » FRT technologie UDMAX pour produire une bande thermoplastique, cette technologie à grande vitesse, de haute précision, peut transmettre des milliers de fibres de verre ou des fibres de carbone, et elles sont combinées avec la matrice polymère est rapportée la bande résultante ayant une teneur élevée en fibres, l'imprégnation à haute teneur en fibres et vide minimal et des fibres cassées moins (note :. UDMAX SABIC et ses filiales HPFIT sont des noms commerciaux).
Contexte de coopération
Airborne est devenu un important fabricant de tuyaux en composite thermoplastique pétrole et du gaz. Il a développé et mis en place un processus de production entièrement automatisée, la mise en service d'une nouvelle usine en 2012, deux ans après la mise en place des compagnies pétrolières et gazières en vol, il a attiré des participants de Shell, Chevron, Arabie Saoudite Actionnaires d'Ami et d'Evonik.
« Nous avons rencontré SABIC dans le développement du pétrole et du gaz dans le processus, » van Mourik a dit. « Pour ces tubes enroulés en continu composite, nous avons mis au point des logiciels et des procédés industriels, peuvent maintenant produire 40-50 tonnes de produits une seule fois, pas de travail supplémentaire '
John O'Connor de Siemens a déclaré: «C'est un exemple classique de l'industrialisation complète des composites, où les technologies les plus avancées atteignent le même niveau de matériaux composites que tout autre matériau industriel.La compétitivité des composites a été un facteur limitant de la productivité C'est pourquoi nous pensons que Siemens est unique et que nous mettons l'accent sur la numérisation. Nous pouvons utiliser les produits CAO-CAE-FAO pour concevoir et simuler l'atelier. Nous pouvons également utiliser des solutions d'usine numériques telles que le contrôle Conduire et conduire le système de production, et notre technologie jumelle numérique.
Matériaux et pièces
«Chez SABIC Innovative Plastics, nous avons beaucoup de résine thermoplastique», a déclaré M. Francato. «Chez SABIC Innovative Plastics, nous croyons que le thermoplastique peut amener les composites vers de nouveaux sommets grâce à des temps de cycle plus courts. par rapport aux matériaux thermodurcissables, répétabilité moins de problèmes. il y a quelques années, nous avons commencé à se concentrer sur les composites thermoplastiques, sur la base du ruban UD, nous pensons que c'est la meilleure forme matérielle. « il a souligné que les composites thermodurcissables ont déjà commencé application des propriétés finales désirées bande unidirectionnelle de placement automatique « nous utilisons notre bande UDMAX et les stratifiés de feuille préparée, puis moulage selon les exigences du client et de son moulé dans des assemblages complexes « Francato dit: ». ce n'est pas le cycle faible Temps, faible coût et fonctionnalités supplémentaires intégrées dans la pièce.
Il a poursuivi: « Nous pensons que cela permettra la production à grande échelle, l'industrie automobile peut utiliser plus largement les avantages des matériaux composites thermoplastiques. » Par conséquent, la voiture est l'une des cibles Nous pensons que des applications de masse automobiles nécessaires faible. la cohérence entre les temps de cycle et le type de pièce peut se produire, dit Francato. autres marchés cibles, notamment l'aérospatiale, le commerce électronique, les véhicules utilitaires (camions) et les tuyaux. 'une partie de l'espace disponible est très large. »dit-il, l'espace matériel de large, on commence à regarder des fibres de verre et de carbone, du nylon (polyamide ou PA), polypropylène (PP) et polycarbonate (PC), sont disposés à joindre les polymères à hautes performances, tels que PEEK (cétone polyéther éther) , PEKK (polyéther cétone cétone), PEI, (polyétherimide), etc.
Automation
Francato réalisé par Airborne et dit Siemens Automation est la clé. « Commençons par l'Automatiser matériel, 2016 achat FRT, donc nous à une vitesse appropriée de haute qualité, la production parfaite de grande largeur de la bande, il est pas facile à réaliser. Mais maintenant, nous exigent des stratifiés de fabrication à grande vitesse de différentes couches dans des directions différentes. « il a dit que, bien que de nombreux systèmes sont dans des projets pilotes, mais très peu produisent en réalité. » en utilisant des techniques de Engel et d'automatisation surmoulage KraussMaffei ont fait mené encore plus, dit Francato. mais il croit très rapide, l'équipement de production à grande échelle fait encore défaut. »qui est la raison pour laquelle nous voulons trouver la bonne compagnie de coopérer. de la capacité aéroportée et Siemens pour atteindre un niveau particulier de produits d'utilisation finale Automatisation de la platine Les machines que nous assemblons atteindront l'objectif de produire des centaines de milliers à des millions de pièces par an.
Airborne est flexible pour répondre aux besoins. Nous achetons du matériel, mais aussi établir notre propre et la combinaison de la technologie. Nous essayons de ne pas réinventer, mais d'intégrer la machine d'une autre apporter des industries innovantes. Par exemple, Nous avons étudié l'industrie du papier, l'industrie des enroulements de câbles, etc. pour répondre à nos besoins de fabrication de produits, et nous développons également des équipements ATL (pose de bande automatisée) prêts à entrer dans un marché inexploité.
O'Connor a déclaré: « Nous voyons la grande productivité de l'entreprise, mais pas les systèmes de matériaux avancés, et vice versa. » « Leaders de l'industrie doivent mettre en œuvre les capacités multi-machine, la capacité matérielle et la capacité de processus » at-il dit, avec Siemens. Le grand nombre de parapluies numériques qui couvrent tous ces domaines combinés avec leurs propres données pour atteindre des niveaux de performance plus élevés tout au long de la chaîne d'approvisionnement et de la chaîne de processus.
Fabrication zéro défaut
O « Connor a déclaré que Siemens a autorisé la production numérique et le son est appelé très ZAero fabrication zéro défaut similaire. Van Mourik a souligné que ce type d'optimisation des matériaux et de la chaîne de processus est que les gens veulent voir, at-il dit : "Les deux méthodes sont les mêmes, et nous l'avons fait dans les oléoducs et les gazoducs: lorsque vous construisez un produit lourd de 3kt, 50t, vous avez du mal à produire renoncer. mais vous devez répondre à l'évolution des matériaux et de l'environnement, et toujours être en mesure de produire des produits qualifiés. afin de le faire, nous avons développé une technologie qui peut être basée sur les processus de fabrication de pointe et un modèle en ligne.
la modélisation des processus de pensée Francato accomplira beaucoup à cet égard, il a dit: «. Les défauts de matériaux ou de joints Quel impact peut-on espérer pour compléter l'ajustement de la matière pendant le vol, cependant, pour convaincre l'OEM exige une grande quantité de données si pas complètement automatisé chaîne d'approvisionnement et de la chaîne de processus, il est incapable de le faire. « Francato a souligné qu'un grand nombre d'applications de simulation dans le processus de moulage par injection, mais en termes de matériau continu composite de fibres n'a pas grand-chose à faire. Cependant, SABIC en deux ans à cet égard a fait avant beaucoup de travail, utiliser du ruban UDMAX produit un faisceau composite universel à certains endroits. Je ne ai pris moins d'une minute pour remplir cette section, et utiliser cette section pour tester et Pour valider notre modèle de simulation, nous devons savoir comment une bande se transforme en pièce finale, tout en comprenant comment les pièces sont intégrées et façonnées.
O « Connor dit que le processus peut être numérisé par Siemens. » Nous avons en interne les produits mis au point, il y a aussi des partenaires pour fournir des fonctionnalités supplémentaires peuvent être utilisées pour nous.
Ligne de production flexible a d'abord été utilisé dans la production de voitures
Van Mourik croit aussi que les lignes de production sont devenus si flexibles, nous pouvons lancer une petite série entre la série de concept de fabrication numérique reconfigurer la chaîne de production pour chaque produit des réglages précis, optimisés. "État idéal est un petit Il a ajouté: "La station de consolidation sera la moins flexible, et les blocs de construction communs deviendront encore plus omniprésents."
Francato a déclaré: «La ligne de production n'est pas aussi longue que l'aérospatiale pour les produits électroniques automobiles et grand public, nous pouvons donc avoir un système très robuste d'un modèle à l'autre, d'un modèle à l'autre. TPC joue certainement un rôle important dans la conduite autonome et les capteurs, reconnaît-il, "mais TPC joue un rôle très important dans les intérieurs automobiles car il nécessite beaucoup de fonctionnalités." Comparé aux matériaux traditionnels, Les coûts peuvent être réduits ici et SABIC est un expert dans les intérieurs automobiles et nous pensons que travailler avec Airborne et Siemens aidera les clients de SABIC à fabriquer des pièces de manière très fiable et cohérente. "
Contrôle des coûts
Ce modèle de coopération contraste fortement avec la chaîne de valeur du portefeuille fragmentée de Van Mourik: «Dans les années 1990, vous pouviez dépenser beaucoup d'argent en tissu de fibre de carbone (plastique renforcé de fibres de carbone) pour les avions parce que Cela permet d'économiser sur le poids et la valeur de performance offerts, mais le coût et le délai de conversion de la fibre de carbone en pièces d'avion sont très élevés, il est donc impératif de réduire considérablement les coûts et le temps.
Pour Airborne, cela signifie que les entreprises chimiques comme SABIC doivent être impliquées. "Parce que dans le passé les recettes n'ont pas toujours été optimisées pour la production rentable de pièces spécifiques, parce que nous travaillons avec SABIC, nous pouvons Divulguer aux fournisseurs de matériaux l'objectif d'augmenter la performance matérielle ou de réduire les coûts, ce qui est sans précédent dans le monde. "Francato a également convenu avec l'opinion que« la production légère à un coût raisonnable.
Van Mourik a déclaré: «Maintenant, nous optimisons les matériaux et les procédés de fabrication pour réduire fondamentalement les coûts et les cycles de production dans les produits électroniques grand public, le développement de composants dans deux ou trois ans est inacceptable, la situation réelle sur le marché Plus proche de 6-9 mois.
L'apprentissage automatique accélère le développement des lignes de production
Van Mourik a reconnu qu'il y a encore beaucoup de travail à faire pour connecter tous les facteurs de cette chaîne de production numérique, et il explique: «Nous allons essayer de numériser ce processus d'abord, et l'apprentissage automatique peut fonctionner localement, par exemple seulement Nous utilisons ce procédé partiel pour toutes les étapes du processus global. Ensuite, les paramètres matériels seront également modifiés, et à l'avenir, nous voulons être en mesure de se connecter automatiquement à la production de bande, mais nous allons aller étape par étape.
O Connor a déclaré: «C'est le début de notre programme industrie 4.0 et nous avons la capacité d'intégrer des éléments tout au long de la chaîne de processus.Les gens prennent des décisions millions de dollars chaque jour, mais souvent sans le support des données et des vues, c'est beaucoup Phénomène irrationnel
"Le potentiel pour les composites thermoplastiques est énorme, et cette collaboration va accélérer le développement et l'application de composites thermoplastiques", a déclaré Francato, ajoutant que la ligne de production numérique elle-même permettra de raccourcir le cycle de développement. "Nous n'avons pas besoin Faites vous-même toutes les analyses, ces systèmes numérisés rempliront la plupart des données et des détails.
Van Mourik cite un exemple: «Pour que le processus de fabrication des composites ne présente aucune erreur, il faut surveiller des dizaines de paramètres, nos ingénieurs remarquent souvent certaines des pièces les plus compréhensibles et contrôlables. Après avoir déterminé les fenêtres pour les 2-3 paramètres clés qui sont acceptables, cependant, en utilisant l'analyse de données avancée tout au long du processus, nous sommes surpris de trouver que les combinaisons alternatives de paramètres en dehors de cette fenêtre sont moins logiques, mais en fait ils Nous avons obtenu de meilleurs résultats. »Il a souligné qu'il a fallu un certain temps aux deux chimistes pour comprendre pourquoi, mais maintenant nous avons une compréhension et une compréhension très profondes du processus, ainsi que de la performance et de l'efficacité. Nouvelle amélioration.
O « Connor a dit: » exemple simple, les contrôleurs Siemens dans l'usine ont des centaines installations d'optimisation pour rendre la production de composites plus rapide, flexible et intelligente industrie est au niveau de pointe pour tirer profit de ce niveau d'automatisation et de contrôle. .
Van Mourik a déclaré: « Si nous pouvons mettre Siemens et SABIC connaissances et nous avons démontré que les résultats peuvent être obtenus dans le développement des composants composites et processus combiné, alors nous pouvons réussir dans le développement des matériaux composites et des processus, ainsi que Accéléré d'une manière que nous ne pouvions pas faire dans le passé, nous avons commencé petit et avait un grand potentiel.
Stimulation de l'ensemble de l'industrie
Francato a déclaré: « Nous voulons permettre à nos clients de profiter pleinement des matériaux thermoplastiques en continu de fibres, mais peut aussi apporter de nouvelles solutions sur le marché plus rapidement que jamais, » il croit, en raison de la réduction des émissions de carbone et la consommation d'énergie augmentation de la demande, les possibilités de développement des matériaux composites se développe. « tenir compte de la taille et de l'expérience des trois partenaires. nous pouvons inspirer d'autres acteurs de ce marché, de sorte que plus de gens impliqués, jusqu'à présent, ce marché est trop Petit