Nyligen tillkännagav den amerikanska Advanced Composites Manufacturing Innovation Agency (IACMI) att den första fasen av projektet, som leds av DuPont, Fibrtec och Purdue University, har utvecklat en ny kontinuerlig fiberförstärkt termoplastisk kompositproduktionsprocess, tyger. Formbarbarheten förbättras signifikant jämfört med konventionella tyger. Detta är av stor betydelse för den andra fasen av forskning, som effektivt kan minska produktionskostnaden för kolfiberkompositstrukturer, vilket gör den mer lämplig för massproduktion inom fordonsindustrin, flygindustrin och andra områden.
Projektets mål är att minska tillverkningskostnaden för kolfiberförstärkta polymermatriskompositer genom att använda relativt billiga kolfiber / polymertrådsprepregs och nära nätformningsprocesser, såsom automatisk fiberplacering. Nyckelfaktorerna i detta nya genombrott i processen omfattar tre aspekter: För det första en flexibel belagd sladd utvecklad av Fibrtec, Fibrflex ™, som är en partiellt impregnerad kolfiber / polyamidkomposit. Materialet släp, dvs kolfiberet är inte helt fuktat av polyamiden, vilket resulterar i ett dragmaterial som är mjukare än den fullständigt impregnerade polyamiden; Den andra är DuPonts Rapid Fabric Forming (RFF) -teknologi och DuPonts proprietära polyamidharts. RFF-processen möjliggör ultra-snabb produktion av tyger med olika dragdragningar utan att behöva lyfta draget under bearbetningen; den tredje är stöd från Purdue University i modellering och karaktärisering, relaterade experiment, modellering och simuleringsresultat visar att detta Kombinationen av nya formprocesser och materialteknik är en potentiell metod för att producera lågkostnadsstabil kontinuerlig fiberförstärkt polymertermoplast. Jämfört med traditionella metoder förväntas den nya tekniken som utvecklats av projektet minska kolfibermaterialavfallet med 30%.
Det finns för närvarande två vanliga kontinuerliga fiberförstärkta polymer termoplastiska gjutningsprocesser, men på grund av uppenbara brister har den begränsat sin användning inom bilindustrin och flygindustrin. En metod är att väva ett tyg från en torkad kolfiberbana, laga tyget med en termoplastisk hartsfilm och värma sedan och komprimera den i en komposit. Denna metod är långsam och kolfiberet bryts lätt under vävningsprocessen för att producera en bunt av ledande korta fibrer, så det är nödvändigt att säkerställa elektrisk isolering mellan stickmaskinen och relaterad utrustning. Den andra huvudprocessen involverar impregnering och utplåning av kolfiberstrålar med ett termoplastiskt harts för att tillverka ett komplett tejp med fullständigt härdande, fullständigt härdat kompositband, som sedan vävas eller placeras och placeras för att bilda en tyg som sedan snabbt härdas i den slutliga kompositdelen. Huvudproblemet med denna metod är behandlingen av enriktad kompositremsa, som är stel och spröd så att den bryts vid rumstemperatur och böjer sig till en tät radie, vilket resulterar i en långsam och dyr tillverkningsprocess från remsa till tyg.
I den andra fasen av projektet kommer avancerade kolfiberkompositer att vidareutvecklas för att mer fullständigt studera formerna för dessa nya kolfibertermoplastiska prepregs och för att verifiera om dessa material är lämpliga för massproduktion, inklusive minskning av tillverkningskostnader och ökad designfrihet . Möt speciella prestationskrav etc. Dessutom är projektet som ett av de tidigaste projekt som implementeras av IACMI, en modell för att påskynda innovation genom offentlig-privat samarbete.
