Технология быстрой прототипирования ткани DuPont использует гибкие гибкие гибкие устройства FibrflexTM с высокими углами сдвига
Институт усовершенствования композиционных материалов Соединенных Штатов («IACMI»), союз с Университетом Теннесси и Департаментом энергетики США, объявил о первом этапе проекта под руководством DuPont в сотрудничестве с Fibrtec и Purdue University. Результаты проекта направлены на улучшение потенциала и возможностей трудоустройства американской промышленности композитов в стране.
В результате первого этапа был создан новый процесс производства композитов из углеродного волокна, который улучшил качество изготовления ткани по сравнению с традиционным тканым материалом. Результаты первого этапа приводят проект в проект. Вторая фаза исследований в конечном итоге снизит стоимость композитных структур из углеродного волокна, сделав их более подходящими для использования в автомобильной и других крупных отраслях промышленности, тем самым снижая потребление неявного потребления энергии (о котором говорится во всем процессе переработки, производства и транспортировки продукта). Общая энергия) и создавать рабочие места непосредственно в отрасли.
Новый материал, созданный проектом IACMI, объединяет гибкий покрытый FibrflexTM гибкий материал Fibrtec с технологией Rapid Fabric Formation (RFF) DuPont и проприетарную полиамидную смолу DuPont. ,
Все это поддерживается обширными возможностями моделирования и характеристики, предлагаемыми Университетом Пердью.
Материал с покрытием покрыт частично пропитанным композитом из углеродного волокна / полиамида. Поскольку углеродное волокно не полностью смачивается полиамидом, получается более гибкий материал для буксировки, чем полностью пропитанный материал.
Процесс RFF представляет собой сверхбыстрый метод изготовления тканей из буксиров, которые могут использоваться в разных направлениях без необходимости подъема буксира.
Тестирование, моделирование и моделирование, все из которых демонстрируют, что эта комбинация процессов / материалов является весьма перспективным методом для производства термопластов с более низкой стоимостью непрерывного армирования волокном (CFRP) с отличной физикой Производительность хорошо адаптирована к требованиям процесса формования.
«Глобально дифференцированные термопластичные композиты Fibrtec способствовали нашему прорыву на первом этапе проекта IACMI в сотрудничестве с DuPont и Университетом Пердью. Организационные инновации посредством продвижения малых и средних предприятий (МСП), таких как Fibrtec И создание партнерских связей между государственным и частным секторами в рамках IACMI, ускорение проникновения структурных композитов в автомобильную промышленность. Для таких компаний, как Fibrtec, это отличный источник ресурсов мирового уровня, которые часто недоступны. Мы с нетерпением ждем продолжения второго этапа совместной разработки », - сказал генеральный директор Fibrtec Роберт Дэвис.
Целью проекта является сокращение производства полимерных композитов, армированных углеродным волокном, с использованием процессов, близких к чистой форме, таких как автоматическое размещение волокон (AFP) относительно недорогих буксиров из углеродного волокна / полимерного препрега. расходы.
Охват с покрытием легко обрабатывается, и полученная таким образом псевдотканевая ткань может быть легко перемещена в процессе формования без необходимости блокировки сдвига.
Партнеры проекта продемонстрировали, что с помощью этой стратегии процесс может использовать дорогостоящее углеродное волокно только там, где это необходимо, тем самым уменьшая отходы углеродного волокна на 30% и создавая предсказуемые деформации во время преформирующего пресса. Волокнистые заготовки.
Первая фаза проекта принесла лучшие результаты, чем ожидалось. С этой схемой обработки предполагаемое потребление энергии сократилось более чем на 40%.
«Этот проект затрагивает некоторые из наиболее сложных проблем, стоящих перед сложным производством и коммерциализацией композитов на больших объемах. Завершение первого этапа является признаком значительного влияния результатов. Одним из шагов вперед является создание недорогих компонентов с высокой свободой дизайна для достижения производительности, требуемой для сложных приложений. Это один из первых проектов, запущенных IACMI, это сотрудничество и сотрудничество. Хороший пример ускорения инноваций. Мы с нетерпением ожидаем продолжения прогресса на втором этапе проекта », - сказал Ян Сауг, менеджер проектов DuPont Transportation и Advanced Polymers.
«Сотрудничество между Университетом Пердью, Fibrtec и DuPont по этому проекту демонстрирует способность партнерских связей между государственным и частным секторами развивать инновационные возможности и предоставлять новые решения для реальных проблем. В этом проекте мы фокусируемся на том, Аспектом «информированного исполнения» является исследование, которое имеет решающее значение для проектирования составных деталей и конструкций ». Майкл Богданор, директор студии композитного дизайна в Purdue Center for Composites Manufacturing and Simulation, сказал:« Проект На первом этапе поучительно разрабатывать новые симуляционные инструменты для прогнозирования поведения технологий RFF и FibrFlex, которые обеспечивают новый способ прогнозирования поведения материальных систем при производстве и конечной производительности компонентов.
«Мы очень довольны результатами, достигнутыми на первом этапе, и с нетерпением ждем продолжения разработки этих передовых композитов из углеродного волокна». Генеральный директор IACMI Джон А. Хопкинс сказал: «Со вторым этапом проекта мы будем более комплексными Опишите новые термопластичные препреги из углеродного волокна и проверьте их использование в процессах формования, подходящих для производства больших объемов и недорогого производства. Это докажет, что они подходят для использования в больших объемах, особенно в автомобильной промышленности.
По сравнению с двумя другими типичными процессами, проект предлагает новый процесс производства CFRP. Эти два типичных процесса имеют значительные недостатки, которые ограничивают их приложения с большими объемами, которые являются основными в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Одна из современных технологий заключается в том, чтобы спрессовать сухие волокна из углеродного волокна в ткань, нанести слой термопластичной полимерной пленкой, затем нагреть и сжать их в хорошо скрепленный композит. Хотя этот метод в конечном счете эффективен Ткани из углеродного волокна изготавливаются, но этот процесс имеет несколько недостатков. Одним из недостатков является то, что углеродные волокна часто ломаются во время процесса ткачества, тем самым высвобождая короткие проводящие нити из углеродного волокна в локальную среду, Окружающие ткацкие станки и оборудование должны быть электрически изолированы. Другим недостатком является то, что скорость относительно медленная, что связано с этим традиционным процессом. Композит из углеродного волокна получают этим методом ткачества со скоростью только около ткани из стекловолокна. 1/3 от скорости. Второй типичный метод заключается в пропитке и сглаживании жгута из углеродного волокна термопластичной смолой, чтобы получить низкую пустоту. Полностью объединенные композитные полосы. Затем эти полосы сплетены или укладываются и фиксируются для образования ткани, которая затем быстро объединяется в конечную составную часть.
Основной проблемой этого процесса является обращение с лентами UD, которые являются жесткими и хрупкими и могут ломаться, когда они изогнуты до небольшого радиуса при комнатной температуре. Это жесткое свойство позволяет формировать полоску в ткань. Это медленный и дорогой процесс.
В результате первой фазы, проведенной DuPont, Fibrtec подтвердил, что этот прогресс может быть достигнут в производстве композитов из углеродного волокна, а также выявить новые возможности для применения композитов из углеродного волокна в автомобильной и аэрокосмической промышленности, поскольку композиты из углеродного волокна Производство становится более простым и безопасным, что делает его более экономичным и выполнимым в производстве большого объема.