Yakın zamanda, American Advanced Composites Manufacturing Innovation Agency (IACMI), DuPont, Fibrtec ve Purdue Üniversitesi tarafından yürütülen projenin ilk aşamasının, yeni bir sürekli fiber takviyeli termoplastik kompozit üretim süreci, kumaşlar geliştirdiğini açıkladı. Biçimlendirilebilirlik, geleneksel kumaşlara kıyasla önemli ölçüde geliştirilmiştir. Bu, karbon fiber kompozit yapıların üretim maliyetini etkili bir şekilde azaltabilen ve otomotiv, havacılık ve diğer alanlarda seri üretim için daha uygun hale getiren araştırmaların ikinci aşamasına büyük önem taşımaktadır.
Projenin amacı, karbon fiber takviyeli polimer matriks kompozitlerinin üretim maliyetini, nispeten ucuz karbon fiber / polimer klişe prepregleri ve otomatik fiber yerleştirme gibi net şekle yakın şekillendirme işlemlerini kullanarak azaltmaktır. Bu yeni sürecin en önemli noktaları üç yönünü kapsamaktadır: Birincisi, kısmen emdirilmiş bir karbon fiber / poliamid kompozit olan Fibrtec, FibrflexTM tarafından geliştirilmiş esnek bir kaplama. Malzeme çekirdeği, yani karbon fiber, tamamen emdirilmiş poliamidden daha yumuşak olan bir çekme materyali ile sonuçlanarak poliamid tarafından tamamen ıslatılmaz; ikincisi DuPont'un Hızlı Kumaş Şekillendirme (RFF) teknolojisi ve DuPont'un tescilli poliamid reçinesidir. RFF prosesi, işlem sırasında çekiciyi kaldırmaya gerek kalmadan, farklı yönlere sahip kumaşların çok hızlı bir şekilde üretilmesini sağlar; üçüncüsü, modelleme ve karakterizasyonda Purdue Üniversitesi'nin desteği, ilgili deneyler, modelleme ve simülasyon sonuçları, bunun yeni kalıplama süreçleri ve malzeme teknolojisinin kombinasyonu, düşük maliyetli sürekli fiber takviyeli polimer termoplastiklerin üretilmesi için potansiyel bir yöntemdir. Geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, projenin geliştirdiği yeni teknolojinin karbon fiber malzeme atığını% 30 oranında azaltması bekleniyor.
Şu anda iki ana sürekli fiber takviyeli polimer termoplastik kalıplama prosesi vardır, ancak bariz kusurlar nedeniyle otomotiv ve havacılık endüstrilerinde kullanımını sınırlamıştır. Bir yöntem, kurutulan bir karbon fiberden bir kumaşı örmek, kumaşı bir termoplastik reçine filmi ile kaplamak ve daha sonra ısıtarak bir kompozit halinde sıkıştırmaktır. Bu yöntem yavaştır ve karbon elyafı, iletken kısa elyaf demetini üretmek için dokuma işlemi sırasında kolayca kırılabilir, bu nedenle örgü makinesi ve ilgili ekipman arasında elektriksel izolasyonun sağlanması gereklidir. İkinci ana işlem, daha sonra son kompozit parçaya hızla sertleşen bir kumaş oluşturmak üzere dokunduktan veya yerleştirildikten sonra yerleştirilen ve konumlandırılan düşük boşluklu, tamamen iyileştirilmiş bir kompozit bant yapmak için bir termoplastik reçine ile karbon fiber tortularının emprenye edilmesini ve düzleştirilmesini içerir. Bu yöntemle ilgili temel problem, sert ve kırılgan olan, oda sıcaklığında kırılması ve sıkı bir yarıçapa doğru bükülmesi, şeritten kumaşa yavaş ve maliyetli bir üretim işlemine yol açan, tek yönlü kompozit şeridin işlenmesidir.
Projenin ikinci aşamasında, bu yeni karbon fiber termoplastik prepreglerin formlarını daha fazla incelemek ve bu malzemelerin üretim maliyetlerini azaltmak ve tasarım özgürlüğünü artırmak da dahil olmak üzere seri üretim için uygun olup olmadığını doğrulamak için gelişmiş karbon fiber kompozitler geliştirilecektir. . Özel performans gereksinimlerini, vb. Ile tanışın. Ayrıca, IACMI tarafından uygulanan en erken projelerden biri olarak, proje aynı zamanda kamu-özel işbirliği yoluyla yeniliği hızlandırmak için bir modeldir.
