【航空航天】歐洲“潔凈天空”2計劃為輕量化產品開發集成制造工藝

據報道,“潔凈天空”2計劃IMCOLOR項目已經開發出一種新的制造工藝,將多針注塑工藝與集成連續碳纖維增強材料相結合,并使用消耗性鹽芯材料(可以承受注射載荷),可用于輕型、環保的空氣循環機器部件的生產。
  據相關合作伙伴介紹,注塑成型+熱塑性自動纖維鋪放+原位固化(TP-AFPisc)之間形成的協同效應將推動未來的設計,即輕量化、高機械性能、自動化、易于復制的生產技術。此外,合作伙伴注意到,通過采用TP-AFPisc制造的零件,纖維結構精確地適應了用戶的需求,減少了修剪復合材料部件的工作量,減少了廢料的產生。
  據悉,這種新技術還帶來了一些額外的好處。例如,在生產過程中不需要六價鉻離子(Cr6+)處理——鉻的毒性大,對環境有負面影響。此外,隨著熱塑性材料的引入,通過這種工藝生產的零部件將提高效率、減少能耗和排放、可回收利用。
  IMCOLOR項目面臨的一些挑戰包括尋找合適的腔體設計和注射參數,以便將CFRP嵌入到注射成型聚合物中。根據項目合作伙伴的說法,很難找到合適的材料組合來促進CFRP增強體和聚合物之間的良好結合。在高壓注入過程中,CFRP增強體也必須正確固定,這樣才不會發生變形或錯位。
  一個意想不到的發現是在模型零件上的23層鋪層(3毫米厚度)上出現了平面外褶皺缺陷。然而,這種效果沒有發生在70層鋪層(10毫米厚度)的樣品上。
  項目下一步將進行新材料開發和內部新工藝評估。該研究團隊還將在內部和后續項目中研究鹽芯用于復合材料生產和金屬鑄造工藝的潛力。
  參與該項目的合作伙伴包括法國勃海爾航空航天圖盧茲SAS、德國慕尼黑工業大學、荷蘭熱塑性復合材料研究中心、德國Apppex公司和奧地利FACC高級復合材料組件公司。歐盟的資助總額為254775歐元。