新開發之CFRP成型時間可望減半且維持同等強度

 

刊登日期:2018/5/8
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日本TORAY公司於日前發表開發了一項碳纖維強化塑膠(Carbon Fiber Reinforced Plastic;CFRP)成型技術,能夠應用熱壓釜(Autoclave)成型方法中所使用的預浸體(Prepreg)或壓鑄模,不僅可以大幅降低設備投資費用,亦能減少約一半的能源使用成本與成型所需次數,且具有與熱壓釜成型製品同等程度的強度物性,新成型技術的高精度化也讓最終製品在組合作業流程中更形簡易。

TORAY的新技術是將既定數量的面狀加熱器配置於壓鑄模表面,在真空壓下透過與部材的接觸加熱進行成型。藉由對成型品的直接加熱,將可減少能源的浪費,且TORAY對各加熱器進行個別溫度控制,透過將成型品各部位的溫度進行加熱條件最適化調整,使其殘留應力(Residual Stress)達到均一化。由於控制了成型後的變形狀況,故可減少或直接省略填隙片(Shim)的加工或安裝作業。

此外,過去大型零組件需花費9小時的成型時間,應用新技術將能夠縮短至4小時左右,因此具有50%左右的省能源效果。且相對於一般熱壓釜成型方法需要7氣壓左右的加壓,TORAY透過抽真空的處理方式,且結合了即使低壓也不殘留氣泡於成型製品中之材料技術。加熱器的形狀或位置亦能因應成型品的複雜形狀需求進行調整,加熱器本身厚度薄,不至於影響成型製品的尺寸,僅須稍微改良既有壓鑄模即可適用。另外,大型化成型也將變得更為容易,相對於需耗資數十億日圓的大型成型用熱壓釜,新成型技術將可望降低設備投資至數分之一以下。若是結合快速固化型材料的話,將可望在更短時間內完成成型作業。

TORAY計畫在2019年內完成新成型技術的實證實驗,並在其後展開包括技術授權等業務提案,預計將可望應用於大多使用熱壓釜成型製品的航空產業,以及汽車或一般產業之複合材料零件用途。


資料來源: 化學工業日報/材料世界網編譯
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