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東麗熱塑性復合材料產(chǎn)品
東麗公司的Cetex®熱塑性復合材料四十多年來始終處于行業(yè)創(chuàng)新前沿，持續(xù)引領該領域的技術發(fā)展。作為一家能夠滿足嚴苛要求的高品質(zhì)復合材料制造商，該公司憑借其豐富的技術成果贏得了客戶的高度認可。其高性能熱塑性輕量化材料Cetex®具備優(yōu)異的機械性能、耐久性和強度，符合主要飛機制造商的規(guī)范要求，并在極端條件與環(huán)境下完成了耐久性驗證。Cetex®產(chǎn)品系列不斷演進，適用于批量生產(chǎn)，并以多種纖維與樹脂組合形態(tài)向客戶提供，主要包括：單向(UD)纖維帶、織物預浸料、層壓材料以及塊狀模塑料(BMC)。
以下詳細介紹東麗公司的熱塑性復合材料在航空領域中的先進制造案例：
空客A400M熱塑性防冰板
新型空客A400M飛機配備了由TenCate Cetex®玻璃纖維PPS半預浸料(semipreg)制成的防冰板。位于荷蘭奈弗達爾的TenCate Advanced Composites公司為各種飛機結(jié)構部件和半結(jié)構部件供應這種熱塑性復合材料。
Fokker Aerostructures公司（位于荷蘭霍赫芬）將材料加工成成品面板。這些面板用于保護機身側(cè)面靠近螺旋槳尖端的部分，防止在某些天氣條件下，軍用運輸機螺旋槳甩出的冰塊對其造成損壞。選擇TenCate Cetex®半預浸料是因為它具有優(yōu)異的抗沖擊性和非常好的耐化學性（除冰和液壓/凈化液）。這種材料也用于空客A380的固定翼前緣，并已獲得空客和波音公司多種結(jié)構應用的認證。
TenCate Cetex®熱塑性塑料具有以下特點：出色的防火安全性能，OSU < 15/15；快速生產(chǎn)加工<3分鐘；符合空客和波音規(guī)格認證；通過焊接組裝；與TenCate防雷材料結(jié)合。
空客A380發(fā)動機吊架蓋
航空航天業(yè)的飛行部件超過一百萬個，TenCate Cetex®復合材料的應用范圍包括結(jié)構部件，如機翼前緣、發(fā)動機吊架結(jié)構、貨艙地板、機身結(jié)構的夾子和夾板、聲學結(jié)構以及內(nèi)部廚房和座椅。
空客A380發(fā)動機吊架罩由Daher公司（位于法國南特）采用TenCate Cetex® PPS/碳纖維層壓板制造。TenCate Cetex® TC1100因其出色的韌性以及優(yōu)異的耐化學性和耐溶劑性而被選中。該材料本身具有阻燃性，煙塵排放量低，并已獲得空客和波音公司多種結(jié)構應用的認證。它還可以通過沖壓成型進行加工，這正是吊架罩生產(chǎn)的要求。該部件是兩個發(fā)動機吊架上50塊面板之一，其頂層采用青銅網(wǎng)，具有防雷擊功能。
熱塑性廚房推車
復合材料正在逐步取代商用飛機中的鋁和其他金屬合金，以減輕重量并降低運營成本。作為此趨勢的一部分，TenCate最近向Driessen(Zodiac集團旗下公司)供應了其TenCate Cetex® TC1000熱塑性復合材料層壓板，用于全新Hybrite輕型手推車系列。Driessen Hybrite產(chǎn)品系列旨在融入最時尚、最現(xiàn)代、最尖端的客艙內(nèi)飾，同時超越嚴格的航空航天安全和防火要求。
TenCate產(chǎn)品開發(fā)流程的一部分是尋求在產(chǎn)品生命周期內(nèi)最大程度降低環(huán)境足跡的方法，同時又不損害安全性或增加重量。TenCate Cetex®層壓板的另一個優(yōu)勢在于能夠通過熱升華打印技術集成表面裝飾。這種創(chuàng)新的圖像轉(zhuǎn)印技術幾乎可以復制所有圖形，質(zhì)量接近照片級，無需貼花，從而節(jié)省時間和成本。
TenCate Cetex®用于飛機內(nèi)飾的優(yōu)勢包括：優(yōu)異的防火安全性能；無需冷凍儲存；處理速度快，循環(huán)時間少于3分鐘；吸濕性極低；耐溶劑性好；非常適合客戶認證的設計項目；有光澤、啞光、拉絲和防滑等多種紋理可供選擇；豐富的色彩選擇，包括白色、藍色調(diào)、淺灰色和深灰色。
飛機發(fā)動機吊架的熱塑性上梁
作為荷蘭創(chuàng)新計劃TAPAS 2（熱塑性經(jīng)濟型飛機主結(jié)構2，Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structures 2）的一部分，NLR開發(fā)了一種使用先進纖維鋪放技術(AFP)制造大型厚熱塑性復合材料部件的技術。
該部件采用TenCate Cetex® TC1320 C/PEKK單向帶制成，長6米，厚28毫米。使用復合材料替代鋼材制成的吊架上梁，可以幫助飛機制造商降低生產(chǎn)成本和重量，從而節(jié)省飛機的燃油消耗。
TenCate Cetex® TC1320 C/PEKK單向膠帶：耐溶劑和化學品；良好的抗沖擊性和韌性；吸濕性低，熱/濕強度保持性好；阻燃；沖擊后壓縮性能良好。TenCate Cetex® C/PEKK單向帶適用于自動化纖維鋪放，結(jié)合優(yōu)異的機械性能，可實現(xiàn)高性能航空航天結(jié)構的高效自動化生產(chǎn)。
NLR使用先進的纖維鋪放機，將細長的熱塑性軌道并排鋪設，隨后在Fokker的高壓釜中將它們“熔合”形成塔架上梁。使用AFP纖維鋪放機，材料的“購買飛行比”很高，因為可以在不產(chǎn)生廢料邊緣的情況下進行現(xiàn)場搭建。
復合材料吊架上梁的制造比鋼結(jié)構更具可持續(xù)性。切割幾乎不會留下任何殘余材料，剩余材料可回收利用。吊架上梁本身在使用壽命結(jié)束后也可以完全粉碎并重新利用。NLR研發(fā)的技術也適用于其他飛機部件，例如機翼梁、穩(wěn)定翼梁和地板梁，并且在航空領域之外也有應用。
首個熱塑性后部壓力隔板
Premium AEROTEC最近開發(fā)了一種創(chuàng)新型熱塑性后部壓力隔板，采用TenCate Cetex®熱塑性復合材料，解決了提高建造速度的挑戰(zhàn)，同時減輕了現(xiàn)有單通道飛機的重量。后部壓力隔板在客艙和尾部之間形成氣密屏障，保持正確的氣壓并確保安全飛行。它還承載結(jié)構載荷，例如來自垂直尾翼的扭轉(zhuǎn)載荷。
該技術演示項目由Premium AEROTEC設計，由8個大小相同的段組成，在凱澤斯勞滕（聯(lián)邦德國西部城市）的萊布尼茨復合材料研究所（IVW）使用TenCate Cetex® TC1100 C/PPS增強熱塑性層壓板制造，并在DLR輕量化生產(chǎn)技術中心采用尖端電阻焊接技術組裝。
通過利用熱塑性復合材料技術，Premium Aerotec已生產(chǎn)出具有以下特點的零件：顯著減輕重量（35公斤，而鋁制部件為41公斤）；加工和裝配時間減少75%；提高生產(chǎn)效率，每月可生產(chǎn)超過一百件；總成本降低幅度>10%；與鋁相比，復合材料解決方案更具有競爭力。
此外，所采用的焊接技術可確保：整個表面、物質(zhì)與物質(zhì)之間的結(jié)合；無需鉚釘，從而減少生產(chǎn)時間、重量和成本；高度的工藝可靠性；適合自動化加工和高效批量生產(chǎn)。這一概念是下一代飛機機身的重要組成部分，具有很高的生產(chǎn)率。
本項目技術成果：適用于大型復雜形狀（3D形狀部件）的前沿熱成型工藝；采用均質(zhì)復合結(jié)構（無多余材料）的創(chuàng)新焊接技術；首次在此應用中使用熱塑性復合材料（大型主結(jié)構）。
混合熱塑性尾舵技術演示項目
該技術演示項目由Aerosud制造和設計，展示了用于制造輕質(zhì)、高強度尾舵的混合材料解決方案.該部件采用TenCate Cetex® TC1100 C/PPS增強熱塑性層壓板和MC1100塊狀模塑料，并采用3D打印材料和增材激光制造的鈦合金鉸鏈。復合材料與復合材料、以及復合材料與金屬接口的連接技術包括感應焊接和超聲波點焊，并輔以鉚接和螺栓連接。
該舵的分析結(jié)果與靜態(tài)試驗結(jié)果高度相關，設計載荷為304公斤，綜合系數(shù)為2.6，斷裂載荷為760公斤。TenCate Cetex®增強熱塑性層壓板的鋪層（方向、層壓板厚度）采用先進的復合材料成型模擬軟件AniForm進行優(yōu)化。AniForm軟件可預測織物的成形性，包括起皺跡象、纖維路徑和新的層厚。軟件可以輕松研究鋪層、坯料形狀以及坯料保持器和張緊裝置的影響。實際成形結(jié)果與模擬結(jié)果高度相關，這確實表明此類模擬工具能夠?qū)崿F(xiàn)成功的工藝設計。
TenCate Cetex® TC1100因其出色的材料特性而適用于航空結(jié)構應用，包括：高抗沖擊性能；優(yōu)異的耐化學性和耐溶劑性；固有阻燃性，煙霧排放量低；已獲得空客和波音的多種結(jié)構應用認證。
參考：
[1] Airbus A400M Thermoplastic Ice Protection Plates
[2] Airbus A380 Engine Pylon Covers
[3] Thermoplastic Galley Trolley for Aircraft Interiors
[4] Thermoplastic Upper Spar for an Aircraft Engine Pylon
[5] World's First Thermoplastic Rear Pressure Bulkhead
[6] Hybrid Thermoplastic Tail Rudder Technology Demonstrator