예측 도구를 개발, 새로운 경제 및 경량 복합 재료 및 자동차 공학 설계를위한 업계 및 학계 전문가의 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소 팀에 의해 주도.
미국 규정에 따르면, 2025 년까지 평균 연비 기준 자동차는 거의 60 % 증가 갤런 당 현재 35.5 마일에 비해 갤런 당 54.5 마일에 도달해야합니다. 체중 감소는 차량 연료 효율을 개선하고자하는 자동차 제조업체는 것을 의심의 여지가 없다 여러 가지 방법 중 하나를, 탄소 섬유 강화 플라스틱은 가장 유망한 경량 소재 중 하나입니다.
강철보다 강하고 가벼우 긴하지만 탄소 섬유 복합재는 상대적으로 비싸고 따라서 재료 사용은 더욱 압박적입니다. 금속과 비교하여 탄소 섬유 복합 재료의 특성은 탄소 섬유 복합 재료의 특성이 제조에 의존하기 때문에 더욱 복잡합니다 공정에서의 섬유 함량, 섬유 길이 분포 및 섬유 방향.
긴 탄소 섬유 복합 재료의 새로운 경제 개발을 가속화하기 위해 Pacific Northwest National Laboratory의 전문가 팀은 자동차 제조업체 인 Toyota Motor Corp., 1 단계 부품 공급 업체 인 Meg 긴 탄소 섬유 재료 및 기술 제공 업체 인 PlastiComp, Inc.는 일리노이 대학, 퍼듀 및 버지니아 공대의 프로세스 모델링 소프트웨어 및 연구 파트너의 선두 제공 업체입니다.
이 팀은 DOE의 Vehicle Technology Lightweight Materials Program Office가 자금을 지원했으며, 복잡한 탄소 섬유 열가소성 부품의 섬유 방향 및 길이 분포를 성공적으로 예측하는 소프트웨어 도구를 개발했습니다.
복합 부품을 개발하려면 자동차 제조업체가 금형, 부품 및 부품을 제조 및 시험해야하며 자동차 업계에서 새롭고 비용 효율적인 탄소 섬유 복합재의 신속한 개발에 불리한 길고도 힘든 과정이 필요합니다. Northwestern National Laboratory가 주도하는 팀이 검증 한 엔지니어링 개발 소프트웨어를 사용하면 제조 업체는 성형 전에 탄소 섬유 복합 디자인의 구조적 특성을 어떻게 볼 수 있는지 확인할 수 있습니다. "이러한 도구를 사용하면 제조업체 및 자동차 부품 디자이너는보다 신속하게 테스트하고 새로운 아이디어를 탐색 할 수 있습니다.
원래 교수 찰스 터커와 그의 동료에 의해 개발 된 모델을 기반으로 오토 데스크은 Moldflow 소프트웨어를 사용하는 팀은 섬유 방향 및 섬유 길이 분포 예측의 일부를 형성, 함께 개발했다. 도요타, PlastiComp와 마그나의지도 아래, 그들은 PlastiComp 사용 긴 탄소 섬유 복합재를 형성하고 Purdue University 및 Virginia Tech에서 시험용 섬유를 추출하는 재료.
그런 다음, 시뮬레이션 소프트웨어의 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소의 시험 결과는 성능을 예측하고 형성하는 섬유가 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소의 소프트웨어 및 모델의 정확성을 확인하기 위해 비교 하였다 정확하게 (소프트웨어 도구가 성공적으로 섬유 길이 분포를 예측 발견 100 %) 및 섬유 방향 (88 % 정확도).
또한, 프로젝트의 일환으로 Pacifica Northwest National Laboratory는 Magna 및 Toyota와 함께 표준 탄소강 및 유리 섬유 복합재에 대한 탄소 섬유 성분의 성능 이점 및 비용을 분석했습니다. 북태평양 북서부 국립 연구소는 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 기술 중 바디 시스템 중량을 20 %까지 줄일 수 있지만 탄소 섬유 부품 생산 비용은 철강 부품보다 10 배 이상 높습니다. 예측 도구를 사용하여 공정 및 구조를 최적화하면 탄소 섬유의 제조 비용을 크게 줄일 수 있습니다 자동차 산업에서 더 폭넓게 사용할 수있는 길을 열어줍니다.