Lepsza produkacja kompozytów

Zapotrzebowanie na kompozyty wzmocnione włóknem węglowym rośnie w takich branżach, jak sektor lotniczy ze względu na ich doskonałą wytrzymałość w połączeniu z niską wagą. Ich mniejszy ciężar przełoży się w wielu zastosowaniach na niższe zużycie paliwa oraz mniejsze emisje.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu COMPAIR (Development of a manufacturing process for the production of small size complex-shaped structural aircraft components) opracowano obróbkę wstępniaków z włókien węglowych i procesy formowania wtryskowego do ich nadformowania (ang. over-mould) za pomocą termoplastycznych kompozytów (siarczek fenylenu, PPS). Stanowi to znaczny postęp w odniesieniu do stosowanych obecnie metod, gdzie wzmocnienia z włókna szklanego wstępnie impregnowane materiałem żywicowej matrycy są umieszczane w formach ręcznie.

Nadformowanie zapewnia izolację elektryczną przewodzących włókien węglowych od metalowego kadłuba lotniczego w zastosowaniach lotniczych. Integracja z procesem formowania wtryskowego znacząco zwiększa wydajność, zmniejsza koszty produkcji oraz umożliwia wytwarzanie części o ulepszonych właściwościach, które mogą zastępować elementy metalowe. Ponadto, wykorzystanie nadających się do ponownego użytku materiałów termoplastycznych zamiast materiałów termoutwardzalnych oznacza większe możliwości recyklingu. System projektu COMPAIR eliminuje również popularne nieprawidłowości geometryczne i jest kompatybilny z różnymi materiałami i grubościami wstępniaka.

Naukowcy stosowali obróbkę wstępniaków dla powtarzalnej produkcji wysokojakościowych, jednoelementowych wstępniaków z włókien węglowych PPS. Zwiększenie skali dla produkcji jednoelementowych wsporników o różnych kształtach może przynieść istotne oszczędności na wadze. Zespół produkował kompozyty stosując prototyp narzędzia do formowania wtryskowego pojedynczej wnęki, robota podgrzewającego i obsługującego wstępniaka oraz wstępniak z włókna węglowego/PPS.

Technologia ta jest adresowana do przemysłu lotniczego. Niemniej, oferuje wiele korzyści również w szeregu innych dziedzin, coraz bardziej zainteresowanych zaletami stosowania lekkich kompozytów. Zastosowania obejmują morskie instalacje naftowe i gazowe, wszystkie rodzaje transportu lądowego i morskiego, a nawet sektory niszowe, takie jak wyścigi samochodowe.