樹脂基碳纖維複合材料成型工藝進展(下4) -復材在線

(6) 絲束鋪放技術

絲束鋪放(Tow Placement)相對較新並在近年格外受到關注。它兼顧了自動鋪疊與纖維纏繞的優點。能夠製造複雜形狀結構件,對纖維角度不限制。而且有極大減少生產成本的潛力。在空軍的MANTECH和NASA的ACT項目中,該技術的價值已得到證實。未來的開發包括最佳化控制系統、鋪放頭位置反饋、在線快速檢測、準確和高質量產品。

(7)其他

在以上技術基礎上,國外還開展了複合材料快步成形法(採用快步成形法將取消熱壓罐,代之以浮動模和流動振動的流體進行固化。從而將固化時間從24h降至1h。所需壓力從傳統熱壓罐法的60~ 200psi降至1~4psi1MPa=145psi)。)、流動成形法(是用熱塑性複合材料來製造大型零件的一個突破,是一種低成本生產技術,可制出高比強度的複合材料。)、新注塑成形法等技術。隔膜成形原是一種為熱塑性複合材料開發的成形工藝,後發現用於熱固性複合材料具有很廣泛的用途。它具有成形過程中纖維不易滑動、從而不易產生皺摺的特殊功效,非常適用於加工大型飛機機翼前梁的C型截面。在近年推出的A400M等大型飛機前梁C 型截面中,已廣泛採用了這種工藝方法。

另外還開發了複合材料連接件、低成本工裝、用磨擦發光材料檢測複合材料結構損傷、應用高溫感測器檢測碳-碳複合材料的結構完整性以及層合複合材料斷裂及失效的預測技術等。隨著納米技術的發展,在美國國防預先研究局的資助下,得克薩斯大學和都柏林的Trinity學院的研究人員,已成功製備出連續碳納米管複合材料纖維,該種纖維可吸收的能量是目前用於製作防彈背心的Kevlar纖維的17倍。其他潛在的軍事用途還包括儲能「電子紡織品」,人工肌肉以及能製造微型飛行器的多功能纖維。此外,美國LVH塗層公司應用納米複合材料技術來實現航空航天工業用的透明電沉積層,其耐磨性據稱是傳統有機塗層的10倍以上。它是在電脈塗層工藝中加入陶瓷基納米複合材料來實現的,具有抗金屬劃傷及磨損能力。納米複合材料技術應用了陶瓷球、晶體、非晶體物質、管子或其它小於100納米的形體與有機樹脂組合而成。這種納米複合材料塗層雖是傳統工藝,但採用電泳進行沉積對LVH公司帶來許多難點。這種技術在保留塗層透明性等裝飾性能的同時,使塗層耐劃傷及耐磨損。

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