Nedavno je američka agencija za inovacije za napredne kompozite (IACMI) priopćila kako je prva faza projekta, koju vode DuPont, Fibrtec i Purdue University, razvila novi kontinuirani proizvodni proces termoplastičnog sloja vlaknima, tkanine. Formabilnost je znatno poboljšana u usporedbi s konvencionalnim tkaninama. To je od velikog značaja za drugu fazu istraživanja koja može učinkovito smanjiti troškove proizvodnje kompozitnih struktura ugljičnih vlakana, što ga čini prikladnijim za masovnu proizvodnju u automobilskoj, zrakoplovnoj i drugim područjima.
Cilj projekta je smanjiti troškove proizvodnje polimernih matričnih kompozita ojačanih ugljenim vlaknima pomoću relativno jeftinih prepregova od ugljičnih vlakana / polimera i približavanja procesima oblikovanja neto oblika kao što je automatsko postavljanje vlakana. Ključne točke ovog novog probojnog postupka uključuju tri aspekta: prvo, fleksibilno presvučeno vuču koju je razvio Fibrtec, FibrflexTM, koji je djelomično impregniran kompozit od karbonskih vlakana / poliamida. Materijal, tj. Ugljični vlakno nije potpuno upijena poliamidom, što rezultira materijalom za vuču koja je mekša od potpuno impregniranog poliamida; drugi je DuPontova Rapid Fabric Forming (RFF) tehnologija i DuPontova vlasnička poliamidna smola. RFF proces omogućava iznimno brzu proizvodnju tkanina s različitim smjerovima vuče, bez potrebe za dizanjem vuče tijekom obrade; treća je podrška Sveučilišta Purdue u modeliranju i karakterizaciji, povezani eksperimenti, modeliranje i simulacijski rezultati pokazuju da je ova kombinacija novih procesa kalupljenja i tehnologije materijala potencijalna metoda za proizvodnju nižih troškova kontinuiranog vlaknastog polimernog termoplasta. U usporedbi s tradicionalnim metodama, očekuje se da će nova tehnologija razvijena projektom smanjiti otpad od materijala od ugljičnog vlakna za 30%.
Trenutačno postoje dva glavna termoplastična polimerna termoplastična postupka kalupljenja polimeriziranih s kontinuiranim vlaknima, ali zbog očitih nedostataka, ograničila je njegovo korištenje u automobilskoj i zrakoplovnoj industriji. Jedna metoda je tkanje tkanine iz sušenog trakca od ugljičnog vlakna, sloj tkanine s termoplastičnom smolom, zatim se zagrijava i komprimira u kompozit. Ova metoda je spora, a ugljična vlakna se lako slomiti tijekom procesa tkanja kako bi se stvorilo snop vodljivih kratkih vlakana pa je potrebno osigurati električnu izolaciju između stroja za pletenje i pripadajuće opreme. Drugi glavni proces obuhvaća impregniranje i ravnanje grličnih vlakana s termoplastičnom smolom kako bi se stvorila niska praznina, potpuno izlivena kompozitna traka koja se zatim tkala ili postavlja i postavlja tako da oblikuje tkaninu koja se zatim brzo izliječi u konačni kompozitni dio. Glavni problem s ovom metodom je tretiranje jednosmjerne kompozitne trake, koje je kruto i krhko, tako da se prekida pri sobnoj temperaturi i naginje se tijesnom radijusu, što rezultira sporim i skupim proizvodnim procesom od trake do tkanine.
U drugoj fazi projekta razvijati će se napredni kompoziti od karbonskih vlakana radi potpunijeg proučavanja oblika tih termoplastičnih prepregova s novim ugljikovim vlaknima i provjeriti jesu li ti materijali prikladni za masovnu proizvodnju, uključujući smanjenje troškova proizvodnje i povećanje slobode dizajna , U skladu s posebnim zahtjevima za performanse, itd. Osim toga, kao jedan od najranijih projekata koje provodi IACMI, projekt je također model za ubrzavanje inovacija kroz javno-privatnu suradnju.
