KVE、Daher成功之路

 

 

零件制造商提供的不僅僅是復合材料焊接。CW與首席執行官柯杰爾特范里斯維克(Kjelt van Rijswijk)的對話解釋了KVE與Daher的愿景及其發展方向。

 

(左上,順時針)熱固性復合材料,首席執行官柯杰爾特范 里斯維克(Kjelt van Rijswijk),熱塑性復合材料焊接工作站和KVE在海牙合影。

CW曾經發表過與本文相關的文章--KVE

  • 《驗證LM PAEK焊接-Proving out LM PAEK welding》
  • 《焊接新境界- New horizons in welding》

Daher (達爾)

  • 《工廠參觀:大和沙坪技術中心及復合材料生產廠…- Plant tour: Daher Shap’in TechCenter and composites production plant...》
  • 《達爾CARAC TP項目推進熱塑性復合材料認證方法- Daher CARAC TP project advances thermoplastic composites certification approach》

CW寫了很多關于KVE Composites(荷蘭海牙)及其母公司Daher(法國奧利)的文章。CW還采訪了柯杰爾特范 里斯維克(Kjelt van Rijswijk)——KVE的新任首席執行官——他之前在SAM XL(荷蘭代爾夫特)的職位。然而,本博客重新梳理了這三條線索,與首席執行官范 里斯維克討論了KVE和Daher。這是基于我對他和KVE熱塑性塑料業務經理馬丁·巴赫(Maarten Bach)的采訪,以更好地了解該公司作為熱固性復合材料零件制造商的少報歷史,以及與Daher對未來熱塑性復合材料的愿景。

CW:你之前是SAM XL復合材料自動化制造實驗室的首席執行官。為什么要成為KVE的首席執行官,你是如何適應的?

范里斯維克:我父親是個木匠。所以,我是在做東西的過程中長大的。然后,同樣在代爾夫特大學航空航天系,我繼續我對制造東西的熱情,但要用更先進的材料。我在南非的斯特倫博斯大學(開普敦)實習,為南非國家航天局(SANSA)制造的小型SUNSAT衛星進行結構分析。

我喜歡南非,所以我在代爾夫特完成博士學位后回到那里,在比勒陀利亞的Aerosud公司工作,生產A400M貨機。這是一架軍用飛機,貨運航班需要有彈性和抗濫用能力。因此,Aerosud決定用玻璃纖維增強的熱塑性塑料制造它。他們需要一個人來領導這個項目,而我在那里呆了11年。我組建了一個團隊,在生產中實施了這一點,然后開始生產A350機身框的連接角片。同樣,我的重點是開發和制造產品,包括開發用于制造這些零件的沖壓成型機。

甚至在之前,在我獲得碩士和博士學位的過程中,我一直在制造用于制造復合材料零件的機器。我沒有機電一體化背景,但我一直需要開發制造設備。所以,我從生產的角度學習,從a到Z——從生產到最終交付的采購。

 

 

作為KVE Composite的新任首席執行官,柯杰爾特范 里斯維克(Kjelt van Rijswijk)的背景非常適合荷蘭和南非的復合材料集團,最近擔任SAM XL的首席執行官。SAM XL在清潔航空STUNNING項目中完成了MFFD下機身外殼的自動焊接。

在那之后,我想推動南非復合材料行業的發展。

因此,我們在曼德拉灣地區建立了一個復合材料 集群,重點關注供應鏈發展、合作創新和技能發展。我這樣做了5年,之后我搬回了荷蘭。從那時起,我開始研究后來的SAM XL——一個大學實驗室、工業實驗室和開發機電一體化、編程和機器以及設計和生產復合材料的中心的結合體。TU Delft向我提出了建立一個組織和建立設施的挑戰,所以我就是這么做的。我們建立了一個法人實體,并為其配備了一個大型龍門機器人,然后在清潔航空STUNNING項目中領導了MFFD下機身的自動焊接。我們與行業合作伙伴一起開發和演示的流程確實具有工業規模。當時,我已經準備好重返行業,因為SAM XL的很大一部分仍然是以研究為導向的。就在那時,KVE的機會出現了。

CW:你在KVE的角色是什么?

 

KVE Composites生產熱固性復合材料雷達罩、機器零件、支架、機器設備部件和國防工業專用產品,以及飛機旋翼葉片——它是智能旋翼項目的合作伙伴,該項目旨在為混合動力/電動飛機和無人機開發超高效螺旋槳和旋翼葉片

范里斯維克:首先,這家公司不僅僅是感應焊接,這是大多數人唯一知道的部分。這是一個突出的焦點領域,但還有更多。KVE生產熱固性復合材料零件,如天線罩和轉子葉片。它在馬斯特里赫特還有第二家工廠,專注于復合材料維修。這兩個部門都在增長,但都專注于兩個不同的市場和兩種不同的價值主張。這就是為什么前業主兼總經理Harm van Engelen決定這兩個設施都需要由一名專職人員運營。因此,他領導著馬斯特里赫特的維修業務,我領導著在海牙生產零件的KVE團隊。

此外,Daher于2019年收購了KVE,該公司提供了進一步的支持和專業知識,使增長成為可能,尤其是在熱塑性復合材料方面。因此,我們也在開發和成熟熱塑性復合材料的工藝,并與Daher一起做了大量的測試工作,我們正在相互學習。

如今,很大一部分收入已經來自零部件制造—我們在海牙的KVE擁有生產零部件和工具的所有設備和專業知識——與Daher一起生產的焊接熱塑性復合材料的收入將穩步增長。這就是我們的愿景。

CW:將如何與達爾合作?

范里斯維克:在JEC 2024上,我們與Daher一起展出了一款基于TBM飛機的水平尾翼(HTP)焊接熱塑性復合材料扭轉箱。KVE之前焊接過一個小尺寸扭箱,但這次是全尺寸的。

 

KVE復合材料機器人焊接工作站與熱塑性復合材料扭轉箱。

基本部件由南特的Daher制造,組裝過程由海牙的KVE執行。除了進行焊接,KVE還為其他公司提供工具和設備,使我們的客戶能夠在他們的設施中組裝零件。

巴赫:盡管感應焊接零件已經飛行了多年,但我們的技術越來越成熟。這意味著廣泛的商業實施越來越近。但當你接近這一點時,你作為一家公司的責任也會增加。與Daher一起,我們是一個更強大的部門,可以分擔這一責任,并給主制造商和零、組件供應商信心,使他們也可以使用這項技術開發項目。他們這樣做是因為焊接減輕了重量,最大限度地減少了鉆孔和機械緊固的需要,這大大減少了生產時間和成本。但這也需要你制造專為焊接設計的零件,這也是我們與Daher共同開發的技術。

范里斯維克:達爾專注于熱塑性零件成型。對于這些大型組件,您需要巨大的占地空間和沖壓成型等方面的多樣化能力。您需要所有這些來支持下一代單通道飛機項目,同時我們提供焊接技術并開發應用程序。

CW:KVE在認證中涉及多少?

范里斯維克:很明顯,Daher在認證方面已經有很長的歷史了,無論是作為零件制造商還是作為飛機主制造商。從我們的角度來看,我們生產組件,它們都經過認證,但要么作為非主要結構,要么由客戶作為其組件的一部分。對于這些焊接結構,情況有點不同。這就是我們與Daher合作幫助開發焊接認證的地方,也是我們推進旋翼槳葉技術的地方,因為旋翼槳葉是無人駕駛和先進機動飛機的關鍵結構,這是非常適合我們的巨大市場。

 

 

KVE Composites和Daher在2023年展示了焊接預組件(頂部),并在JEC Word 2024上展示了全尺寸焊接熱塑性復合材料扭矩箱(底部)。

巴赫:我想再加一件關于焊接的事。全尺寸水平尾翼扭矩箱完全按照達爾開發的認證方法設計。它是TRL 5/6演示器,用于證明認證的所有步驟,這將使我們能夠以相同的方式生產零件。這就是我們和達爾的哲學。

范里斯維克:Daher制造TBM飛機,因此擁有其認證的設計授權。這個全尺寸扭矩箱是他們用于TBM的水平尾翼扭矩箱的熱塑性復合材料代表。所以,你有所有真正的要求。你在展覽中看到的許多演示產品并不是為了飛行或服役而設計的。但我們與Daher一起生產的零件包括實際的工程負載、制造和服務考慮因素。

CW:所以這個全尺寸的TPC扭轉箱是一個真實飛機部件?

范里斯維克:下一步是要有一個真實飛機部件。Daher正在與歐洲航空安全局討論這一問題,該行業的其他部門也在與美國聯邦航空局和歐洲航空安全管理局以及波音和空中客車公司進行這些討論。

CW:讓我們回到轉子葉片。你如何看待這個市場,KVE將在哪里發揮作用?

范里斯維克:旋翼槳葉是飛行的關鍵部件。這意味著你需要獲得獨特的專業知識。作為荷蘭的一家小公司,我們不可能在內部全職擁有所有這些專業知識。因此,我們獲得了達爾的專業知識。我們看到了可持續航空和電動飛行的趨勢,在這種情況下,您通常需要多組旋翼葉片。即使轉子有冗余,你仍然必須根據航空航天行業的標準和法規證明一切。

我們也非常擅長短周期原型設計,這是關鍵,因為大多數eVTOL(電動垂直起降)飛機本身仍然是原型。你需要能夠制作原型,但仍然了解所有的航空航天要求。這是我們擅長的。這就是我們作為合作伙伴可以支持的方式,因為這些eVTOL項目需要開發和認證,然后在適當的時候擴大規模。

 

KVE Composites正在與多個無人駕駛和先進的機動飛機平臺合作。High Eye是一家荷蘭公司,開發了Airbox遙控飛機平臺。

CW:你在和先進的空中機動社區交談嗎?你能說出你支持的平臺嗎?

范里斯維克:我們已經在生產用于多個平臺的旋翼槳葉。我們在2024年JEC World上展出了兩件。我們必須小心我們披露的內容,但這些都是熱固性復合材料零件,采用一次性RTM(樹脂傳遞模塑)工藝制成,內部使用編織和UD(單向)增強材料和泡沫芯。客戶設計空氣動力學,但我們做結構工程,并將其與制造工程相結合。

 

 

感應焊接熱塑性復合材料翼梁至蒙皮(頂部)和用于生成認證測試數據的標準L型長桁(底部)。

但這也表明了KVE復合材料的獨特傳統—我們正在幫助發展這個行業。例如,所有這些eVTOL平臺都對有效載荷、速度和射程有特殊要求,這使他們能夠選擇特定的發動機和電池包。為此,您需要一個特定的轉子設計。你需要一個能夠快速設計、原型制作和測試轉子葉片的人,并在認證方面提供幫助,然后能夠提高產量。KVE提供了一套獨特的能力,包括熱固性和熱塑性復合材料的設計和知識以及生產方法。這就是我們所做的。

CW:你能用熱塑性復合材料制造這些轉子葉片嗎?

范里斯維克:在未來,是的。然而,對于這種尺寸,我們仍然認為一次性RTM是最合適的。如果葉片變大,你將需要制造肋骨和翼梁。然后我們可以看到,熱塑性復合材料可以很好地用于沖壓零件,然后使用我們的焊接工藝進行組裝。所以這是未來的事情。但以目前的規模和價格,我們知道并使用某種系統,在這種系統中,我們可以以所需的成本和數量進行生產。我們還在流程中加入了相當多的自動化,這是高度可擴展的。

CW:那么,Kjelt,你的背景真的非常適合KVE Composites的發展方向。

范里斯維克:當然。我們正在尋找這些不同的零件和市場機會,以及如何構建必要的流程和機器。這就是我一直以來所做的。

巴赫:但KVE復合材料公司仍然是研發項目的關鍵合作伙伴。例如,荷蘭增長基金去年12月啟動了一項名為“轉型中的航空航天”的價值數百萬美元的8年計劃,以支持荷蘭工業的可持續航空。這項工作由福克(Fokker)科技公司的Arnt Offringa領導,還包括DTC(柯林斯航空航天公司所有)、東麗(Toray)公司、Airborne、TPRC和KVE復合材料公司。該項目將制造更大、更復雜的熱塑性復合材料結構。因此,我們站在這一發展的組裝方。

該計劃分為兩個部分:前4年和后4年??赡軙幸恍┭菔炯?,但也只是一些市場載體,讓公司的技術成熟起來。例如,一些公司希望材料成熟,而另一些公司則在研究設備和工藝,另一些公司提供傳感器和工藝控制技術。有多個工作包供所有合作伙伴參與并完善其產品,以實現可持續航空。

 

范里斯維克:我現在已經在KVE Composites工作了一年。我們正在成立一家公司,以擴大零件的批量生產,而不僅僅是到處生產一個原型。我們每個月不會生產數千個零件,也不會只做原型,但我們正在加大力度。我們與Daher有著獨特的組合,Daher是一家具有戰略思維的家族企業。我們擁有一支出色的團隊,我很高興能夠成為我們正在取得的成就的一部分。

補充資料

移動感應焊接工作站(MIWC-Mobile Induction Welding Cell)的采購表明Daher致力于將KVE INDUCT焊接技術添加到其制造能力中。這兩家公司——注意到Daher在2019年收購了KVE Composites——正在進行各種項目,使用UD膠帶基層壓板生產焊接熱塑性扭轉箱。

KVE INDUCT焊接工藝由KVE復合材料集團獲得專利,是目前航空航天行業唯一一種合格的連續碳纖維增強熱塑性復合材料的飛行感應焊接工藝。KVE INDUCT可通過許可進入市場

 

過程

KVE INDUCT®是一種基于感應焊接的組裝概念,在感應焊接中,碳纖維增強層壓板中會感應出渦流,從而產生熱量,熔化聚合物并形成牢固的接頭。KVE已于2005年獲得該工藝的專利。

焊接是在剛性模制裝置中進行的,復合材料層壓板固定在適當位置。焊接線圈在組件上移動以在所需位置熔化聚合物。焊接區的溫度由一種稱為散熱器的專有冷卻機制控制。

優勢

該工藝無需鉚釘、緊固件或基座材料即可實現無縫連接。此外,該技術允許新的結構設計概念和制造方法。應用已經表明相對于它們的熱固性對應物提供了20%的成本降低和10%的重量降低。

我們的概念允許焊接厚度和曲率變化的封閉式箱形結構,并且基本上不受部件尺寸的限制。

原文見,《KVE Composites: New CEO, thermoset parts, thermoplastic future 》 2024.5.23

楊超凡 2024.5.25