化學(xué)品和食品原料制造商Adeka和帝人集團(tuán)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)子公司GH Craft宣布,共同研發(fā)出了全新的Fiber-to-Composite(FtoC)模壓成型工藝,能夠在開(kāi)放模具中制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)層壓板。
FtoC模壓工藝能夠自動(dòng)進(jìn)行樹(shù)脂浸漬、固化和層壓工序,同時(shí)獲得高取向度的纖維排列方式。Adeka所開(kāi)發(fā)的一種特殊的快速固化環(huán)氧樹(shù)脂能夠在GH Craft開(kāi)發(fā)的紅外輻射成型工藝條件下經(jīng)幾十秒快速固化。工藝過(guò)程無(wú)需固化爐、壓力模具等大型設(shè)備,只需在開(kāi)放模具中層壓完成。
與傳統(tǒng)復(fù)合材料生產(chǎn)工藝相比,由于FtoC模壓工藝通過(guò)直接將纖維模壓到復(fù)合材料上省略了中間過(guò)程,因此大幅減少了纖維廢料。另外,通過(guò)纖維的延展和取向化,該工藝能夠顯著提高玻纖復(fù)合材料(GFRP)的性能,與傳統(tǒng)樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝(RTM)制備的GFRP相比,彎曲強(qiáng)度提高100%,拉伸強(qiáng)度提高40%,層間剪切強(qiáng)度提高75%。
未來(lái),Adeka將為FtoC模壓工藝開(kāi)發(fā)系列專用樹(shù)脂,GH Craft也將開(kāi)發(fā)該工藝的實(shí)際應(yīng)用。雙方將通過(guò)實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)來(lái)驗(yàn)證FtoC模壓工藝的效果。另外,雙方的共同目標(biāo)是通過(guò)將FtoC模壓工藝設(shè)立為復(fù)合材料生產(chǎn)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),而創(chuàng)造出一個(gè)新的復(fù)合材料市場(chǎng)領(lǐng)域。
FRP由具有一定取向度的單向纖維浸漬基體樹(shù)脂后經(jīng)加熱模壓成型。熱壓罐、RTM等傳統(tǒng)熱固性樹(shù)脂成型工藝具有制造周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn),需要固化爐、壓力模具等設(shè)備才能生產(chǎn)大型部件,同時(shí)由于存在中間剪裁步驟而造成大量的纖維浪費(fèi)。另外,傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)脂成型工藝會(huì)使纖維在基體樹(shù)脂中發(fā)生扭曲而失去高取向性,從而很難獲得高強(qiáng)FRP。