空客為何專註於熱塑性複合材料研發

06-17

碳纖維複合材料之於現代航空工業已是不可或缺的存在，歐洲空客公司自然也花了大氣力去研究如何更好地加以利用。而在眾所周知的「熱固性」和「熱塑性」複合材料二者之中，空客顯然更偏好後者。這其中有好多原因，也能列出個一二三。

熱塑也好，熱固也罷，製造的基本原理都是一個，即將千萬根碳絲編織成一束後再與基體（一般是樹脂基體）結合，形成複合材料。單一的複合材料片層通過不斷累加重疊，直到其載荷達到設計需要。通常情況下，在纖維增強複合材料中，纖維和樹脂的配比大致是6：4。

然而熱塑得以超越熱固的原因在於：其一，更加優秀的抗疲勞抗打擊性能；其二，更短的生產周期；其三，更不易吸濕；其四，甚至可以熔融焊接。這些都是熱固性複合材料難以望其項背的地方。

在空客的工程師們看來，除去以上分析的優勢，熱塑與熱固最大的差異在於它們的固化工藝。如果把熱固性材料加熱會產生化學反應，改變其化學成分；如果對象是熱塑性材料，即使將其熔融再造，其自身的化學組成不會發生任何變化。

這一特性為熱塑性複合材料帶來了無與倫比的魅力。要知道，空客及其供應商每年生產帶來的複合材料廢料數以百噸。想像一下，如果是熱固性的，想要循環利用只能採用燃燒法，最終得到的將只是60%的纖維而失去了佔比40%的樹脂。一旦換做熱塑性複合材料，幾乎可以實現100%再生利用，用以生產各種結構件和內飾部件。

另外，熱塑性複合材料在固化過程中無需熱壓設備，更可以室溫下儲藏，免去了冷藏的能源消耗和費用。之所以近些年熱固性複合材料曾經風靡一時，只是因為人們認為它更加廉價。當然這種「認為」或許根本就是錯誤的。

熱固性複合材料之所以被認為廉價，可能是因為市場上供應商很多，拉低了銷售價格。如今，隨著越來越多熱塑性複合材料產商進入市場，可以預見熱塑的價格也會下跌。在A350 XWB問世之前，空客公司已有超過1500個不同的飛機零部件採用熱塑性複合材料生產。當然，這個數字未來還會繼續升高。