Plataforma laua estandarrak BAVS eta FCEVs-ek konposatu termoplastikoak eta termosetak erabiltzen dituzte eskeleto eraikuntzarekin% 25 gehiago H2 gordetzeko. #hidrogenoa #strends
BMW-rekin lankidetzaren ostean, depositu kubiko batek eraginkortasun bolumetriko handiagoa eman zuela erakutsi zuen zilindro txiki ugariek baino, Municheko Unibertsitate Teknikoak egitura konposatu bat eta serieko produkziorako fabrikazio prozesu eskalagarria garatzeko proiektu bat abiatu zuen. Irudi kreditua: Tu Dresden (Goiko) Ezkerra), Municheko Unibertsitate Teknikoa, Karbono Konposatuen Saila (LCC)
Erregai-zelulen ibilgailu elektrikoak (FCEVS) zero-emisioek (H2) hidrogenoak elikatzen dituzte zero ingurumeneko helburuak lortzeko. H2 motor bat duen erregai zelulen bidaiarien autoa 5-7 minututan bete daiteke eta 500 km-koa da, baina gaur egun garestiagoa da ekoizpen baxuko bolumenengatik. Kostuak murrizteko modu bat Beav eta FCEV ereduetarako plataforma estandar bat erabiltzea da. Gaur egun ez da posible H2 konprimituaren gasa (CGH2) gordetzeko erabiltzen diren 4 motako depositu zilindrikoak FCEV-en 700 barra ez dira egokiak ibilgailu elektrikoetarako arretaz diseinatu diren bateria konpartimentuetarako. Hala ere, burko eta kubo moduan presio ontziak ontzi lauko espazio honetan sartu daitezke.
US5577630A patentea "Konformalen Konformalen Ontziaren", Tiokol Corp-ek aurkeztutako aplikazioa 1995ean (ezkerrean) eta BMW-k 2009an (eskuinean) patentatu zuen presio laukizuzeneko ontzia.
Municheko Unibertsitate Teknikoko (Tum, Munich, Alemania) Carbon Composites (LCC) sailak kontzeptu hau garatzeko bi proiektutan parte hartzen du. Lehena Polymers4hydrogen (P4H) da, Leoben Polymer Competence Center-ek zuzenduta (PCCl, Leoben, Austria). LCC lan paketea Elizabeth glace lagunak zuzentzen du.
Bigarren proiektua hidrogeno erakustaldi eta garapen ingurunea da (Hydden), non LCC kristau jaeger ikertzaileak zuzentzen duen. Biek, CHARGH2 Zuntz konposatuak erabiliz CGHH2 depositu egokia egiteko fabrikazio prozesuaren eskala handiko manifestazioa sortzea dute helburu.
Eraginkortasun bolumetriko mugatua dago diametro txikiko zilindroak bateria lauko zeluletan instalatuta daudenean (ezkerreko) eta kubikoko 2 presio-ontziak eta karbono zuntzak / epoxi kanpoko maskor konposatua (eskuinean). Irudiaren iturria: 3. eta 6 irudiak "II Presio Kutxa II. Presio-kaxa ontzirako numerikoen ikuspegia da, RUF eta Zaremba et al.
P4H-k kubo-depositu esperimentala fabrikatu du marko termoplastikoa erabiltzen duena, karbono-zuntz indartutako epoxiarekin bildutako tentsio-uhal konposatuekin. Hydden-ek antzeko diseinua erabiliko du, baina zuntz automatikoen grafikoa (AFP) erabiliko du tanke konposatu termoplastiko guztiak fabrikatzeko.
Tiokol Corp-ek egindako patentearen aplikaziotik 1995ean 1995ean, 1995ean, 1997an, Gas Ontziak Alemaniako patentearen "konprimituak" izan dira. Elementuak erabiltzen dira gasaren hedapen indarra jasan dezaten.
2006ko Lawrence Livermore Laborategi Nazionalak (LLNL) deskribatzen du. Presioaren barneko pusu-ontzia. eta kanpoko maskorraren azal mehearen konposizioa. Bikoiztutako edukiontziak egokienak dira edukiontzi handienetarako, metodo tradizionalak aplikatzeko zailak izan daitezkeenak.
Volkswagen-ek 2009an aurkeztu zuen de102009057170A-k Pisu-eraginkortasun handia emango duen ibilgailuen muntatutako presio ontzia deskribatu du espazioaren erabilera hobetzen duen bitartean. Tanke angeluzuzenek tentsio konektoreak erabiltzen dituzte kontrako bi horma angeluzuzenen artean, eta txokoak biribilduta daude.
Aurreko eta beste kontzeptuak Gleiss-ek aipatzen ditu "Prozesuen Garapena Presio Kubikoen Presio Kubikoko Ontziak" Gleiss et al-ek. ECCM20-n (2022ko ekainaren 26an, Lausanne, Suitzan). Artikulu honetan, Michael teilatua eta Sven Zaremba-k argitaratutako Tum azterketa bat aipatzen du. Alde laukizuzenak lotzen dituen tentsio-estalkiak dituzten presio kubikoko itsasontzi batek bateria laukiko baten espazioan sartzen diren hainbat zilindro baino eraginkorragoak direla ikusi zuen. biltegiratze espazioa.
Gleiss-en arabera, 4 motako zilindro txiki bat instalatzearen arazoa kasu lauan "Zilindroen arteko bolumena asko murrizten da eta sistemak H2 gasaren omenaldi azalera oso handia du. Oro har, sistemak kubo poteak baino biltegiratze ahalmen gutxiago ematen du. "
Hala ere, deposituaren diseinu kubikoarekin beste arazo batzuk daude. "Bistan denez, konprimitutako gasarengatik, horma lauen gainean tolesteko indarrei aurre egin behar diezu", esan du Gleissek. "Horretarako, barrutik konektatzen den egitura indartua behar duzu deposituaren hormetara. Baina zaila da konposatuekin egitea. "
Glace eta bere taldea presio-ontzian indartzeko tentsio-barrak sartzen saiatu ziren, filamentuen bihurketa prozesurako egokia izango litzatekeen modu batean. "Bolumen handiko produkziorako garrantzitsua da", azaldu du ", eta, gainera, edukiontzi hormen eredu bihurriak diseinatzeko aukera ematen digu zuntz bakoitzeko zuntz orientazioa optimizatzeko."
P4H proiekturako epaiketa kubikoko depositu kubiko bat egiteko lau pauso. Irudi kreditua: "Presio kubikoko ontziak garatzea", Municheko Unibertsitate Teknikoa, Polymers4hydrogen Proiektua, ECCM20, 2022ko ekainean.
On-katea lortzeko, taldeak lau urrats nagusitan osatutako kontzeptu berria garatu du, goian erakusten den moduan. Urratsetan beltzetan agertzen diren tentsio-estuak, marko aurrefabrikatutako egitura da, Mai Skelett proiektutik ateratako metodoak erabiliz. Proiektu honetarako, BMW-k haizetako markoaren "esparrua" garatu zuen, lau zuntzek indartutako lau hagaxkak erabiliz, eta gero plastikozko marko batean moldatuta zeuden.
Depositu kubiko esperimental baten markoa. Eskeletal hexagonalak 3D-k inprimatutako 3D inprimatutako Pla filamentua (goian) erabiliz, CF / PA6 pultrusioaren hagaxkak tentsio giltza gisa txertatuz (erdikoa) eta, ondoren, giltza azpian (behean) filamentua biltzen du. Irudi kreditua: Municheko Unibertsitate Teknikoa LCC.
"Ideia da depositu kubiko baten markoa egitura modular gisa eraiki dezakezula", esan zuen Glace-k. "Modulu hauek moldaketa-tresna batean jartzen dira, tentsioko estutuak marko moduluetan kokatzen dira eta, ondoren, Mai Skelett-en metodoa estutzen inguruan erabiltzen da markoaren zatiekin integratzeko." Ekoizpen masiboko metodoa, eta gero mandril gisa edo maindire gisa erabiltzen den egitura bat da, biltegiratze depositu konposatua biltzeko.
Tum-ek deposituaren markoa "kuxin" kubiko gisa diseinatu zuen alde sendoak, txoko biribilak eta eredu hexagonala goiko eta beheko aldean loturak txertatu eta erantsi ahal izateko. Erraustegi horien zuloak ere 3d inprimatuta zeuden. "Gure hasierako depositu esperimentalerako, 3D inprimatutako marko hexagonalaren atalak azido polilaktikoa [PLA, bio-oinarritutako termoplastikoa] erabilita, erraza eta merkea zenez, esan zuen Glace-k.
Taldeak 68 Karbono Zuntz Beldurrezko Poliamida 68 (PA6) hagaxkak erosi zituen SGl Carbon-en (Meitingen, Alemania) lotura gisa erabiltzeko. "Kontzeptua probatzeko, ez dugu moldurarik egin", dio Gleiss-ek, ", besterik gabe, espazioak sartu besterik ez ditu 3D inprimatutako ezti-nukleoaren marko batean sartu eta epoxi kola itsatsi zien. Orduan, depositua bihurritzeko mandra bat eskaintzen du. " Ohartzen da hagaxka hauek haizeak nahiko errazak diren arren, badira geroago deskribatuko diren arazo garrantzitsuak.
"Lehenengo fasean, gure helburua diseinuaren fabrikazioa erakustea eta produkzio kontzeptuan arazoak identifikatzea izan zen", azaldu du Gleissek. "Beraz, tentsio-estutzen hezurdura-egituraren kanpoko azaletik irteten da eta karbono zuntzak nukleo horretara eransten ditugu filamentu bustia erabiliz. Horren ostean, hirugarren urratsean, gorbata bakoitzaren burua okertuko dugu. Termoplastikoa, beraz, beroa erabiltzen dugu burua berriro moldatzeko, lehen biltzeko geruza leuntzeko eta blokeatzeko. Ondoren, egitura berriro estaltzen jarraituko dugu, bultzada laua deposituaren barruan geometrikoki itxita egon dadin. hormetan laminatu.
Spacer txano bihurtzeko. Tum-ek tentsio hagaxken muturretan plastikozko txapelak erabiltzen ditu, filamentuak bihurritu bitartean tangling-ak ez eragiteko. Irudi kreditua: Municheko Unibertsitate Teknikoa LCC.
Glace-k berretsi zuen lehen depositu hau kontzeptu froga zela. "3D inprimaketa eta kola erabiltzea hasierako probetarako soilik izan da eta topatu ditugun arazo batzuen ideia eman zigun. Adibidez, haizeak tentsio hagaxken muturrek harrapatu zituzten, zuntz haustura, zuntz kalteak eraginez eta zuntz kopurua murrizteko. Paperezko txano batzuk erabili genituen lehen urrats bihurrien aurrean poloetan jarri ziren fabrikaziorako laguntza gisa. Barruko laminatak egin zirenean, babes-txano horiek kendu genituen eta zutoinen muturrak berriro aldatu ditugu azken bilketa baino lehen. "
Taldeak berreraikuntza hainbat eszenatokirekin esperimentatu zuen. "Ingurura begiratzen dutenek onena da", dio Gracek. "Prototipatze fasean ere, soldadura tresna aldatua erabili genuen beroa aplikatzeko eta berdinketa berdina bukatzeko. Ekoizpen masiboko kontzeptuan, tentsio handiago bat izango zenuke, aldi berean, barneko akabera laminatu batean moldatu eta osatzeko tresna handiagoa izango zenuke. . "
Marradun buruak berriro aldatu dira. Tum kontzeptu ezberdinekin esperimentatu eta soldadurak aldatu zituzten tankeen hormaren ijezketari lotzeko konposatuaren muturrak lerrokatzeko. Irudi kreditua: "Presio kubikoko ontziak garatzea", Municheko Unibertsitate Teknikoa, Polymers4hydrogen Proiektua, ECCM20, 2022ko ekainean.
Horrela, lamina lehen urrats bihurrikoaren ondoren sendatzen da, mezuak berriro moldatzen dira, tumak filamentuko bigarren bihurgailua osatzen du eta, ondoren, kanpoko deposituaren hormaren lamina bigarren aldiz sendatzen da. Kontuan izan hau 5 motako depositua diseinatzea dela, horrek esan nahi du ez duela plastikozko estalkirik gas-hesi gisa. Ikusi eztabaida beheko hurrengo pausoetan.
"Lehenengo demo sekzio gurutzatuetan moztu dugu eta konektatutako eremua mapatu dugu", esan du Glace-k. "Itxaropenak laminarekin kalitate arazo batzuk izan ditugula erakusten du, buruko buruak barruko laminatzean ez jartzen."
Deposituaren barruko eta kanpoko hormen ijezketaren arteko hutsuneak konpontzea. Aldatutako berdinketa hagaxkak depositu esperimentalaren lehen eta bigarren txanden artean hutsune bat sortzen du. Irudi kreditua: Municheko Unibertsitate Teknikoa LCC.
Hasierako 450 x 290 x 80 mm-ko depositu hau azken udan amaitu zen. "Ordutik aurrera egin dugu aurrerapen asko, baina barruko eta kanpoko laminaren artean hutsune bat dugu", esan zuen Glace-k. "Beraz, hutsune horiek biskositate erretxina garbi eta garbi batekin betetzen saiatu gara. Benetan zurtoinen eta ijezketaren arteko lotura hobetzen da, eta horrek asko handitzen du estres mekanikoa. "
Taldeak deposituaren diseinua eta prozesua garatzen jarraitu zuen, nahi den haize ereduarentzako irtenbideak barne. "Proba deposituaren aldeak ez ziren erabat kizkurrak izan, zaila delako geometria hau bide bihurri bat sortzea", azaldu du. "Gure hasierako angelu bihurriko 75 ° zen, baina bazekien zirkuitu anitz behar zirela presio ontziko karga betetzeko. Arazo honen konponbidea bilatzen ari gara oraindik, baina ez da erraza merkatuan dagoen softwarearekin. Jarraipen proiektu bihur daiteke.
"Produkzioaren kontzeptu honen bideragarritasuna frogatu dugu", dio Gleiss-ek, "baina gehiago lan egin behar dugu laminatuaren arteko lotura hobetzeko eta gorbata-hagaxkak berriro moldatzeko. "Proba-makina batean kanpoko probak. Espazioak laminatik ateratzen dituzu eta juntura horiek jasan ditzakeen karga mekanikoak probatzen dituzu. "
Polymers4hydrogen proiektuaren zati hau 2023. urtearen amaieran bukatuko da, eta horien bidez, Gleis-ek bigarren manifestazio depositua osatzea espero du. Interesgarria da gaur egun diseinuek termoplastiko sendoak erabiltzen dituzte markoan eta thermoset konposatuak depositu horman. Ikuspegi hibrido hau azken manifestazio deposituan erabiliko al da? "Bai", esan zuen Grawek. "Polimers4hydrogen proiektuko gure bazkideek epoxi erretxinak eta bestelako matrize konposatu materialak garatzen ari dira hidrogeno hesi propietate hobeak dituztenak." Lan honetan, PCCL eta Tampere Unibertsitateko (Tampere, Finlandia) lan egiten duten bi bazkide zerrendatzen ditu.
Gleiss eta bere taldeak ere informazioa trukatu zuen eta Ideiak eztabaidatu zituen Jaeger-ekin Bigarren Hydden proiektuan LCC konformal konposatuaren deposituan.
"Ikerketa dronetarako presio-ontzi konposatu konformala ekoiztuko dugu", dio Jaegerek. "Hau da Tum - LCC eta Helikoptero Teknologia Saileko bi departamentuen arteko lankidetza. Proiektua 2024 amaieran amaituko da eta presio ontzia osatzen ari gara. ikuspegi aeroespaziala eta automobilgintza handiagoa da. Hasierako kontzeptu etapa honen ondoren, hurrengo urratsa egiturazko modelizazio zehatza egitea da eta hormaren egituraren hesia iragartzea da. "
"Ideia osoa erregai zelula hibridoa eta bateriaren propultsio sistema duen drone esploratzailea garatzea da", jarraitu du. Bateria erabiliko du potentzia handiko kargetan (hau da, aireratzea eta lurreratzea) eta, ondoren, erregai-zelulara aldatu karga argian zehar. "HT taldeak dagoeneko ikerketa drone bat izan zuen eta Powertrain berriro diseinatu zuen bateriak eta erregai-zelulak erabiltzeko", esan du Yeagerrek. "CGHH2 depositua ere erosi zuten transmisio hau probatzeko."
"Nire taldea ondo moldatuko litzatekeen presio deposituaren prototipoa eraikitzearekin batera, ez da depositu zilindrikoa sortuko lukeen ontzien gaiengatik", azaldu du. "Depositu flatter batek ez du haize erresistentzia handirik eskaintzen. Beraz, hegaldiaren errendimendu hobea lortzen duzu. " Deposituaren neurriak gutxi gorabehera. 830 x 350 x 173 mm.
Erabat termoplastikoko AFP depositua. Hydden proiektuarentzat, Tum-eko LCC taldeak hasieran glace-k (goian) erabilitakoaren antzeko ikuspegia aztertu zuen, baina gero ikuspegi batera joan zen estruktural modulu batzuen konbinazio bat erabiliz, gero AFP (behean) erabili ziren. Irudi kreditua: Municheko Unibertsitate Teknikoa LCC.
"Ideia bat Elisabeth [Gleiss-en] hurbilketaren antzekoa da", dio Yagerrek, "Yagerrek" tentsio giltza aplikatuz ontzi horman aplikatzeko, tolestura handiko indarrak konpentsatzeko. Hala ere, depositua egiteko prozesu bihurri bat erabili beharrean, AFP erabiltzen dugu. Hori dela eta, presioaren ontziaren atal bereizi bat sortzea pentsatu genuen, eta bertan errailak integratuta daude. Ikuspegi honek modulu integratu horietako hainbat konbinatzeko eta, ondoren, azkeneko txapela aplikatu, azkeneko AFP bihurritu aurretik. "
"Halako kontzeptua amaitzen saiatzen ari gara", jarraitu zuen, eta, gainera, materialen aukeraketa probatzen hasten da, eta hori oso garrantzitsua da H2 gasaren barneratzearekiko beharrezko erresistentzia ziurtatzeko. Horretarako, batez ere material termoplastikoak erabiltzen ditugu eta materialak nola eragingo duen materialak Pentsamenduaren portaera eta prozesatzean eragina izango du AFP makinan. Garrantzitsua da ulertzea tratamenduak eragina izango badu eta postprozesazioren bat beharrezkoa bada. Pila ezberdinek hidrogeno-parazean eragina izango duten jakin nahi dugu presio ontzian. "
Depositua termoplastikoz osatuta egongo da eta zerrendak Teijin Carbon Europe GmbH (Wuppertal, Alemania) hornituko ditu. "Haien pps [polyeryylen sulfide] erabiliko ditugu, Peek [Polyether Ketone] eta LM Paek [urtze baxua poliaryl ketone] materialak", esan zuen Yagerrek. "Alderaketak egiten dira zein den onena zein den penetrazioaren babesarekin eta errendimendu hobea duten piezak ekoizteko." Datorren urteren buruan probak, egiturazko eta prozesuen modelizazioa eta lehen manifestazioak osatzea espero du.
Ikerketa lana "Polymers4hydrogen" kometa moduluaren barruan egin da (ID 21647053) Klima Aldaketarako, Ingurumen, Energia, Mugikortasunerako, Berrikuntza eta Teknologia eta Teknologia Digitaleko Ministerio Federalaren barruan. . Egileek eskerrak ematen dizkiete Parte hartzen duten bazkideei Polimeroen Gmbh (PCCl, Austria), Montaneversitaet Leoben (Polimeroen Ingeniaritza eta Zientzia Fakultatea, Polimeroen Materialen Kimika Saila, Materialen Saila eta Polimeroen Proba (Ingeniaritza Materialak). ) Zientzia), teknologia gailurrak eta Faureciak lagundu dute ikerketa lan honetan. Kometa-moduloa Austriako Gobernuak eta Estiloko Estatuko Gobernuak finantzatzen du.
Karga-egituretarako aurrez onartutako xaflek zuntz etengabeak dituzte - beira ez ezik, karbono eta aramidatik ere.
Pieza konposatuak egiteko modu asko daude. Hori dela eta, zati jakin baterako metodoaren aukera materiala, zatiaren diseinua eta azken erabilera edo aplikazioa izango dira. Hona hemen hautaketa gida.
Shocker Composite eta I + M Nazioartekoak birziklatutako karbono-zuntzezko hornidura-katea garatzen ari dira, zero hiltegian, kostu txikiagoa eskaintzen duena, zuntz birjina baino eta azkenean zuntz jarraian hurbiltzen diren luzerak eskainiko ditu egiturazko propietateetan.
Posta: 2012- 15-15-15