采用熱塑性復合材料來制造航空領域的大型結構部件,下一個決定性的步驟現在已經實現。利用其對自動纖維鋪放(AFP)工藝技術的改善,經驗豐富的工廠自動化和模具解決方案供應商Electroimpact,現在能夠將熱塑性單向(TP UDT)的鋪放速度提高到4000inch/min。
與全球領先的高性能聚合物解決方案創新者英國威格斯公司合作,依靠該公司性能獨特的Victrex AE 250 LMPAEK 單向帶,令這一高速成為可能。
目前,航空領域的大型復合材料結構如機翼和機身等,基本上都是熱固性的,而使用熱固性復合材料的挑戰在于,需要在一個尺寸足以容納大型結構的熱壓罐中進行長時間的固化,因此,熱壓罐就是一個生產瓶頸,而且需要消耗大量的能源。

首次,熱塑性單向帶達到了熱固性的鋪層速度
此外,可持續性是航空工業發展的重要推動力,OEM及其一級供應商們不僅希望提高飛機的燃油效率,還希望提高整個供應鏈的效率,而熱塑性復合材料的巨大優勢已在相當長的時間內得到了證實,并引發了小型部件的生產越來越多地采用這種材料。不僅如此,熱塑性復合材料還可以采用非熱壓罐(OoA)的方式加工,生產工藝也已被開發出來以利用其高速生產的潛力。
此外,可回收性也是熱塑性復合材料的一大優勢。
相關人員解釋說:“采用可變光斑大?。╒SS)的激光器,以4000 inch/min的鋪層速度加工熱塑性單向帶的意義在于,據我們所知,這是第一次熱塑性復合材料達到了熱固性復合材料的鋪層速度,這一進展有助于消除熱壓罐固化,為熱塑性塑料提供重要的和新的產出優勢。”
通過部署一種新的能徹底改變航空工業熱處理的激光加熱系統,已改善了現有的 AFP工藝技術。
相關人員補充道:“我們很高興能提供這種新的激光技術,從而能夠將威格斯的高性能LMPAEK復合材料用于更廣泛的領域,以滿足尚未被滿足的客戶需求。我確信,基于威格斯在項目各階段提供的持續而深入的支持,未來幾年,先進的Victrex AE 250 單向帶材料所具有的高速生產和高性能優勢,將使大型航空熱塑性結構部件的生產成為可能。”
為此,Electroimpact已向前邁進了一步:采用Victrex AE 250 單向帶進行了現場試生產。通過開展一項使用幾種不同材料的對比性試驗項目,證明了Victrex LMPAEK單向帶能夠為生產無孔隙率的疊層而提供最佳性能,包括最均勻的尺寸以及纖維在樹脂中的均勻分布。因此,在鋪層后,無需額外的加工步驟即可生產出高質量的部件,取消了加熱爐固化。值得一提的是,現場制造一直被認為是生產航空復合材料結構的圣杯。
兩家公司合作的重點是聯合提供優化的AFP工藝。與另一種用于類似用途的聚酮UD帶相比,這項工藝為現場制造和非熱壓罐(OoA)固化提供了令人印象深刻的省時、省能耗優勢。由威格斯(Victrex)開發的Victrex AE 250 單向帶是一種新型、高性能的熱塑性復合材料預浸帶,擁有PAEK聚合物家族如PEEK所具有的典型的力學性能、物理性能和化學性能。