目前，纖維增強酚醛樹脂復合材料是一種經常用于火車內飾的材料。但是，由于酚醛樹脂的生產會產生有害的蒸汽，因此人們正在努力減少這種樹脂系統的使用。

在一項公共資助的IraSME項目支持下，德國亞琛工業大學紡織技術研究院(ITA)正在開發一種用于火車內飾的新材料——InnoSandwich。為了成功地取代現有材料，這種新材料必須以低成本同時滿足剛度、低密度、絕緣性和可持續性的要求。熱塑性纖維增強夾層結構具有很高的潛力，類似的熱塑性復合材材料用于核芯結構和作為覆蓋層的基體材料。為了滿足防火要求，夾層結構增加了功能層。

這種夾芯板的加工不同于目前使用的酚醛樹脂基體的加工工藝。因此，研究人員正在開發一種將面板材料成型為部件幾何形狀的工藝。研究的目的是確定使用沖壓成形工藝形成夾層材料的參數，明確材料中出現的缺陷，并與項目合作伙伴共同擴大工業應用的工藝鏈。為此，正在開發一種用于沖壓成形壓力機的歐米茄Ω形工具(見圖1)。該工具可以集成到壓力機中，材料在上游對流烘箱中加熱。

 

 

圖 1 成型工具的概念（上圖），成型得到的夾芯層試樣（下圖）

研究發現，在成形過程中發生的成形效應可歸結為兩類。在材料壓實程度較高的區域，會發生材料壓縮和相關的芯壓破碎，這與機械性能的急劇下降有關，應盡可能避免。除了芯壓外，還觀察到芯部位移(見圖2)。當塑料加熱到接近熔點時，芯位移發生得特別頻繁。因此，這種轉變可以用芯材的軟化來解釋。因此，在成形過程中產生的剪切力通過芯內的變形所耗散。

 

圖2 成形過程中產生的材料效應

在成型過程中，材料樣品被加熱約15分鐘，并在取出后10秒內形成幾何形狀。綜上所述，將夾芯試樣成型為具有彎曲幾何形狀是可能的。所研究的模具半徑足以滿足以后的應用，在接下來的步驟中，研究人員將進行工藝升級和演示組件的生產。