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東麗為CFRP開發了新的高壓滅菌技術

瀏覽: 作者: 來源: 時間:2022-04-20 分類:

東麗工業株式會社宣布成功開發碳纖維增強塑料(CFRP)的新型制造技術,從而提高尺寸精度和節能。

展望未來,東麗將進一步成熟這項新技術,并將其廣泛部署到主要針對持續要求更高生產力和更多能源節省的飛機應用中。此外,該技術預計也將受益于汽車和一般工業應用,并將有助于CFRP材料的開發。

通常使用高壓釜(高溫高壓爐)或將預浸料坯(片狀中間材料)放置在預定形狀的模具上并使用加熱空氣來固化預浸料中的樹脂來制造CFRP的烘箱來制造CFRP。傳統的制造技術的缺點是由于熱空氣的低效傳熱和模具的大熱容量,需要很長時間來加熱和固化。 特別是對于厚度可變的大型復雜形狀的零件,還存在尺寸精度問題,特別是要解決的問題。這是由于零件溫度分布控制困難,反過來又會產生多種殘余應力,有時會使零件明顯變形。由于這個原因,在飛機主翼的多個部件的最終組裝過程中需要大量的勞動,這是通過手動插入稱為墊片的填充材料來實現的,所述填充材料比用于制造的組裝時間更長。

新開發的制造技術為模具表面上的多個嵌入式板式加熱器提供了解決方案,使得每個加熱器都被單獨控制。真空部分與加熱器直接接觸可有效加熱,從而實現節能。控制各個加熱器并允許在每個位置處的最佳熱量分布在整個制造部件中提供均勻的殘余應力。結果,部件可以盡可能接近原始設計地制造,最小尺寸不一致和尺寸解決了上述問題,并且期望降低部件組裝的勞動成本和持續時間。 為了有效地控制這種供暖系統,東麗與愛媛大學和東京科技大學聯合開展了一項研究項目,以創建模擬技術來預測零件變形并優化加熱器溫度。東麗將它們組合成一個程序,用于設計加熱條件,從而有效地減少零件的制造時間和尺寸誤差。東麗公司安裝了原型制造設備,目前正在進行示范試驗。

根據部件的形狀和尺寸,用傳統的高壓釜和烘箱等制造飛機的大型CFRP部件大約需要9個小時。另一方面,新開發的制造技術預計將制造時間減少到大約四小時。而且,與傳統的制造方法相比,該技術實現了大約50%的節能,因為不需要諸如加熱空氣的壓力和加熱介質。由于提高了制造的尺寸精度,因此也期望在組裝期間節省使用墊片進行矯正工作的時間。

本文基于跨部門戰略創新促進計劃(SIP)為“創新結構材料”(由日本科學技術局管理)所取得的成果。該計劃由科學,技術和創新委員會(CSTI)領導。

東麗日前宣布,在2017年4月推出的中期管理計劃“Project AP-G 2019”中,將新產品作為碳纖維復合材料業務的重要任務開發新產品,拓展增長領域并創造新需求。東麗將繼續通過提高碳纖維復合材料的性能和提高用戶工藝能力來從事新產品的開發。

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