了解美國赫氏：碳纖維預浸料在超輕飛機領域典型應用
美國Hexcel（赫氏）公司成立于1948年，主要業務包括碳纖維、復合材料和結構部件，現有全職員工4800余人，在各地擁有23個生產、研發基地，而目前Hexcel也是美國大的碳纖維生產商。本文主要介紹了Hexcel公司的HexPlyM79預浸料在超輕飛機領域的應用。
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Hexcel產品超輕飛機應用概述
70多年以來，Hexcel公司一直是航空航天市場先進復合材料的主要供應商，為美國波音787和歐洲空客A350 XWB等上大的復合材料商用飛機項目提供支持。
德國專業的超輕型飛機Flight Design 公司選擇Hexcel公司作為其主要供應商，在超輕型飛機中采用了公司HexPlyM79低溫固化環氧樹脂基體預浸料，雖然應用規模稍小，但在復合材料技術方面卻同樣重要。
Flight Design 公司架CT輕型運動類飛機于1996年升空，迄今為止已成功制造了2000多架CT飛機。自那以后，Flight Design推出了超輕型Ultralight Super 系列和F2機型，為私人和機構所有者提供了一系列完整的飛機選擇方案。
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Hexcel低溫固化碳纖維預浸料
Flight Design 公司在設計飛機的超輕結構時一直依賴復合材料，通過采用真空固化層壓碳纖維復合材料結構可以將機身重量保持在小，同時提供大強度和乘客保護。
2017年末，Flight Design 公司一項內部技術總結得出結論，預浸料可通過確保穩定的材料質量和加工參數，從而保證終產品的一致性，并可以用更具競爭力的總體成本生產更輕、更強的飛機。
Flight Design 公司開始尋找市場上可用的材料選項，其關鍵部分是尋找已經通過鑒定的預浸料系統，而且該系統不用于傳統航空航天應用的高成本高壓釜生產。
自1993年以來，Lange+Ritter GmbH便作為Flight Design公司的長期復合材料供應商，它也是Hexcel公司在歐洲的經銷商之一。Lange+Ritter GmbH率先提出了基于該項目的低溫固化HexPly?M79預浸料解決方案。
HexPlyM79預浸料采用了一種熱熔性、熱固性、低放熱的環氧樹脂基體，專門設計用于需要低于100°C的短固化周期的預浸料應用。M79預浸料可用于制造大型工業部件，適用于薄截面和厚截面的固化。M79預浸料可在低至70℃下8小時或80℃下4小時固化，降低了模具成本，提高了制造速度，縮短了加熱和冷卻時間。
通過與Hexcel公司創新的排氣格柵技術相結合時，HexPly?M79 碳纖維單向預浸帶也可以通過減少去膠步驟進行層壓，產生的空隙含量<1%。憑借一致的低孔隙含量和優化的機械性能，設計師和工程師能夠進一步優化高載荷復合材料氣動結構。
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Hexcel材料在超輕飛機中應用驗證
Lange+Ritter GmbH團隊與Hexcel公司合作，創建了幾個專門用于飛行設計的新產品，并為初始結構的試驗和原型定型提供了材料。當批層壓板進行測試時，飛行設計工程師興奮地發現，其機械性能超過了初的預期，從而進一步優化了新F2飛機的結構設計。
HexPly?M79預浸料先用于F2原型的飛行設計，該原型機在公司位于捷克的復合材料原型工廠完成，同時還制造了歐洲和美國認證機構材料測試所需的試板和試樣。隨后是確保Flight Design公司位于烏克蘭赫爾松的復合材料生產設施具備這款預浸料產品所需的所有技術支持。
作為材料供應包的一部分，Lange+Ritter于2018年1月派遣了一個技術團隊進行現場培訓和技術支持，使赫爾松的團隊能夠盡快掌握預浸料的情況。
隨著越來越多的復合材料飛機部件采用了預浸料技術，Flight Design公司看到了改用HexPly?M79預浸料的優勢：鋪層更干凈、更精確，低溫烘箱固化速度快且節能，制造過程始終能產出非常高質量的層壓板和組件。
Flight Design公司后續的長期戰略是通過將HexPly?M79預浸料集成到公司整個系列的超輕飛機中，而且隨著Hexcel公司材料的應用，有助于進一步減輕超輕飛行設計的重量。
