國際新研發:采用鹽芯簡化碳纖維部件生產
來自拜羅伊特大學和弗勞恩霍夫生產自動化技術研究所的科學家們利用3D打印技術,從鹽中生產出形芯,并利用鹽芯來制造碳纖維增強塑料件。
在高壓釜中,并借助形芯,可以成形復雜的纖維復合材料部件。德國拜羅伊特大學的環境兼容生產技術主席和德國弗勞恩霍夫生產自動化技術研究所的工藝創新項目組已經開發出一種工藝,簡化了采用添加劑制造鹽芯的程序,并保護了環境。
為了在高壓釜中生產具有復雜內部結構的纖維增強塑料件,預浸料被包裹在形芯上,在部件中形成內部結構,如凹槽。預浸料在高壓和高溫下固化數小時,然后,形芯被破壞,并從成品部件中取出。
對于傳統的金屬鑄件來說,由石英砂制成的形芯可以在鑄件中敲碎并取出。然而,對于纖維復合材料來說,這種機械去除芯子的方法幾乎是不可能的,因為可能會損壞纖維增強塑料件本身。因此,可以融化或溶解的形芯更適合用于纖維增強塑料件。
德國拜羅伊特大學和弗勞恩霍夫生產自動化技術研究所已經開發出一種用于碳纖維增強塑料件的新型鹽基形芯,鹽芯既是水溶性的,又易于制造。鹽芯可以在5小時內承受高達120℃的溫度和高達6巴的壓力。
科學家們使用粉末粘結劑工藝生產形芯,這是一種增材制造的方法。在這個過程中,打印頭將粘合劑涂在鹽粉床上,逐層創造出形芯的三維結構。在烘箱中干燥后,用特氟隆膠帶或用液體密封劑和脫模劑的組合來保護形芯,以防止基體材料的滲透。
碳纖維增強塑料構件制造完成并固化后,鹽芯可以在幾分鐘內用水從構件中釋放出來。科學家們利用各種預浸料和纏繞工藝與高壓釜固化對制造工藝進行了驗證,包括典型的航空航天通風管道的例子。與已有的工藝相比,大大縮短了工藝時間。研究人員認為,在樹脂注射和灌注工藝領域,或在生產大型部件方面,可能會有進一步的應用,因為可以將幾個形芯連接在一起。










































