최근 미국의 Advanced Composites Manufacturing Innovation Agency (IACMI)는 DuPont, Fibrtec 및 Purdue University가 이끄는이 프로젝트의 첫 단계가 새로운 연속 섬유 강화 열가소성 복합 재료 생산 공정 인 직물을 개발했다고 발표했습니다. 성형 성은 종래의 직물에 비해 현저하게 개선된다. 이는 탄소 섬유 복합 구조의 생산 원가를 효과적으로 줄여 자동차, 우주 항공 및 기타 분야의 대량 생산에 더 적합하게 만드는 연구의 두 번째 단계에서 큰 의미가 있습니다.
이 프로젝트의 목표는 상대적으로 저렴한 탄소 섬유 / 폴리머 토우 프리프 레그 및 자동 섬유 배치와 같은 거의 순수한 형상 형성 공정을 사용하여 탄소 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합재의 제조 비용을 줄이는 것입니다. 이 새로운 공정 혁신의 요점은 세 가지 측면을 포함합니다. 첫째, 부분적으로 함침 된 탄소 섬유 / 폴리 아미드 복합체 인 Fibrtec이 개발 한 유연 코팅 된 토우. 물질 견인, 즉 탄소 섬유가 폴리 아미드에 의해 완전히 습윤되지 않아 완전히 함침 된 폴리 아미드보다 부드럽다. 두 번째는 DuPont의 Rapid Fabric Forming (RFF) 기술과 DuPont의 독점적 인 폴리 아미드 수지입니다. RFF 공정은 가공 중에 토우를 들어 올릴 필요없이 견인 방향이 다른 직물을 초고속으로 생산할 수 있습니다. 세 번째는 퍼듀 대학교 (Purdue University)의 모델링 및 특성화, 관련 실험, 모델링 및 시뮬레이션 결과의 지원입니다. 새로운 성형 공정 및 재료 기술의 결합은 저비용의 연속 섬유 강화 고분자 열가소성 플라스틱을 생산하는 잠재적 인 방법입니다. 이 기술로 개발 된 새로운 기술은 전통적인 방법과 비교하여 탄소 섬유 폐기물을 30 % 줄여 줄 것으로 예상됩니다.
현재 주류 인 연속 섬유 강화 열가소성 성형 공정이 있지만 명백한 결함으로 인해 자동차 및 우주 항공 산업에서의 사용이 제한적입니다. 하나의 방법은 건조 된 탄소 섬유 토우 (tow)로부터 직물을 짜고, 열가소성 수지 필름으로 직물을 겹친 다음 열을 가하여 복합체로 압축하는 것이다. 이 방법은 느리고 탄소 섬유는 직조 과정에서 쉽게 단락되어 전도성 단 섬유 다발을 생성하므로 편물 기계와 관련 장비 사이의 전기적 절연을 보장해야합니다. 제 2 주류 공정은 탄소 섬유 토우를 열가소성 수지로 함침시키고 평평하게하여 저 빈 공극 완전하게 경화 된 복합 테이프를 제조 한 다음이를 제직 또는 배치하고 직물을 형성하여 최종 복합체 부분으로 신속하게 경화시킨다. 이 방법의 가장 큰 문제점은 단단하고 부서지기 쉬운 단방향 복합 스트립의 처리로 실내 온도에서 파손되고 좁은 반경으로 구부러져 스트립에서 직물로의 생산 공정이 느리고 비용이 많이 든다는 것입니다.
프로젝트의 두 번째 단계에서는 고급 탄소 섬유 복합 재료가 개발되어 새로운 탄소 섬유 열가소성 프리프 레그의 형태를보다 자세히 연구하고 제조 비용 절감 및 설계 자유도 증대 등 대량 생산에 적합한 지 여부를 검증합니다. . 특별 성과 요구 사항 등을 충족합니다. 또한 IACMI가 수행 한 초기 프로젝트 중 하나 인이 프로젝트는 공공 - 민간 협력을 통한 혁신 가속화 모델이기도합니다.
