熱塑性連續(xù)纖維復(fù)合材料(Thermoplastic continuous fiber composites,TPC)是一種常用于制造結(jié)構(gòu)的材料。這些材料重量輕、耐沖擊、易于成型。 熱塑性復(fù)合材料可以由許多不同類型的樹脂基體制成,并且可以針對(duì)各種應(yīng)用進(jìn)行改性。在本文中,將帶大家了解熱塑性復(fù)合材料的最新創(chuàng)新,以及哪些因素正在推動(dòng)熱塑性復(fù)合材料增長(zhǎng)? 可持續(xù)性 當(dāng)模制熱塑性復(fù)合材料零件完成其生命周期時(shí),例如,當(dāng)下一代灣流飛機(jī)機(jī)身達(dá)到其壽命極限時(shí),可以將其切碎,放入料斗中,然后注射成型成性能損失很小的其他零件。 相比之下,使用熱固性復(fù)合材料回收時(shí),在纖維提取后會(huì)出現(xiàn)化學(xué)結(jié)構(gòu)變化,并且在重復(fù)使用中會(huì)導(dǎo)致基體損失。雖然熱塑性預(yù)浸料和熱固性預(yù)浸料都可以回收,但前者是完全可回收的,回收使用的能源更少,并且有可能不會(huì)產(chǎn)生廢料。 易于儲(chǔ)存 熱塑性預(yù)浸料不需要冷藏。中型熱固性預(yù)處理廠需要維持大型冷凍柜以及長(zhǎng)期電力成本的情況并不少見。熱塑性塑料的消除了上述所有成本,只要把它們存放在袋子里,它們就會(huì)一直保存到你需要的時(shí)候。 熱塑性預(yù)浸料通常有5-10年的保質(zhì)期,如果存放在干燥環(huán)境中,達(dá)到保質(zhì)期的風(fēng)險(xiǎn)較低。 節(jié)能 相關(guān)研究結(jié)果表明,與熱固性塑料相比,非高壓釜(OOA)工藝使用的熱塑性塑料工藝可以節(jié)省超過30%的成本。 為了在商用飛機(jī)上發(fā)揮更大的作用,使用熱塑性復(fù)合材料還有幾個(gè)額外的好處,使其在整個(gè)航空航天行業(yè)中具有吸引力。 可修復(fù)性/自愈性 由熱塑性聚合物復(fù)合材料制成的自愈合材料具有特殊的性能。傳統(tǒng)聚合物具有單調(diào)的鏈結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)聚合物相比,它們具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),并且可以通過熱(疲勞)和機(jī)械方式自愈(無需人工干預(yù))。 斷裂、腐蝕等具有自然啟發(fā)的自我修復(fù)的內(nèi)在特性,這增加了材料的使用壽命和安全性,且減少了維護(hù)。此外,開發(fā)具有仿生特性的競(jìng)爭(zhēng)性材料,可能是一個(gè)令人興奮的研究領(lǐng)域,這些材料有可能在包括電子、能源、裝甲和空間等領(lǐng)域應(yīng)用。 易于加工生產(chǎn) 熱塑性復(fù)合材料原材料,即長(zhǎng)纖維和膠帶在市場(chǎng)上很容易買到。這些原材料可以被送入連續(xù)纖維3D打印機(jī)或自動(dòng)纖維放置(AFP)機(jī)器,以數(shù)字化方式生產(chǎn)結(jié)構(gòu)零件。 自動(dòng)化和過程數(shù)字化可以在最少的人為干預(yù)下為特定應(yīng)用定制設(shè)計(jì)。尤其是采用AFP工藝,層與層之間的粘合空隙率小于1%,消除了后固化。 |
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