熱塑性復合材料發展迅速
一種大型隔膜成型樣機已在英國研制成功。這種設備可以在高生產速度下運行,用便宜的工具生產出高質量模塑產品,同時還能大幅度降低能耗。
SUSTCOMP項目的目的在于,使更多的制造商能從熱固性復合材料轉向生產能完全回收的熱塑性復合材料。項目合作方包括德國IKV Aachen公司;項目管理方Europrojects LTTC公司(EPL),一家專門研究熱塑性復合材料的咨詢公司,負責機械和工藝設計;以及三家終端用戶:Security復合材料公司、Clarechill塑料公司和VT Halmatic公司。倫敦Queen Mary大學和技術服務組織TUV NEL也參與其中。IAL公司(Industrial Automation Ltd)負責生產機器設備。
在隔膜成型工藝中,把一種熱塑性預浸料坯夾在兩片薄而富有彈性的硅橡膠片中間,然后抽真空并直接加熱隔膜。在便宜的模具內對熔融的物料施加壓力,利用壓縮空氣制造模塑產品。
據說,這種工藝比主流的真空袋和模壓成型工藝更具有優越性。真空袋成型時,把預浸料坯放在袋子中,然后將袋子抽真空并放在爐子內加熱。加熱和冷卻過程需要4.5小時。另外,模壓成型需要昂貴的成型模具,這就限制了其在大批量生產中的應用。
EPL公司的復合材料工程師Matthew Turner博士說:“我們想加快整個工藝過程,從而提高生產過程的可持續性。我們的樣機比真空包裝成型工藝快16倍,生產標準FRP部件僅需15分鐘,而非4個小時或更長時間。相比而言,能耗很小,因為成型時僅需要對復合材料加熱,而不是同時對復合材料和模具加熱。
研究者說,大量實驗表明該工藝的生產成本與手糊工藝不相上下。今后生產速度將會進一步提高,這就使該工藝更具有競爭性。另外,模具成本也較低。
倫敦Queen Mary大學進行的生命周期分析表明,加工過程中沒有溶劑揮發,且節省勞力。邊角料可被循環利用做成熱塑性板材,大約20%能再次用于制造新產品,且不影響性能。他們在儲油罐蓋子和風力發電機葉片上進行了試驗。
Turner說:“工業合作方對實驗結果非常滿意,我們正在討論繼續研究和未來生產的一些取舍問題。”研究者說,英國每年大約成型24萬噸FRP,但增長率僅為3.7%。其中85%的FRP是用不可回收的熱固性樹脂做成的,這不符合新的法規要求,如歐盟的機動車輛報廢處理指令。當大部分熱固性復合材料到達使用壽命終點時,必須掩埋或焚燒。
Turner 認為,“可持續性已成為復合材料行業的關鍵因素。復合材料部件重量輕,為用戶帶來高燃料效率,但傳統復合材料不可循環使用。這也就是熱塑性復合材料的優越性所在?!?/P>
uroprojects LTTC公司; www.europrojects.co.uk
新工藝的開發得益于可持續技術倡議(STI),一個合作研究和發展計劃,目的是提高英國商業的可持續性。這項計劃的目的是保持高度的經濟增長水平和就業水平,同時保護環境,更好地利用自然資源,為社會的整體利益而努力。該計劃鼓勵公司在科學的基礎上開發和采用新的可持續技術。STI計劃已得到英國貿易與工業部(DTI)、工程與自然科學研究委員會、環境部、糧食和農村事業部、生物技術和生物科學研究委員會、經濟和社會研究委員會的贊助。










































