技术资讯·在注射成型中集成连续碳纤维增强材料
本文摘要：（由ai生成）
IMCoLoR项目成功将连续碳纤维增强材料与注射成型结合，开发出轻质、环保的空气循环机部件。该工艺避免了六价铬离子的使用，提高了飞行速度，降低了油耗和排放，且易于回收。项目面临的挑战包括型腔设计、材料选择和嵌件固定。下一步将研究新材料组合，评估新工艺，并探索盐芯在其他工艺中的应用。项目由Liebherr Aerospace等合作伙伴参与，获得欧盟资助。
一个名为“连续纤维局部增强注射成型”（简称IMCoLoR）的项目，开发了一种新的生产工艺，该工艺将一种多次注射成型制程与连续碳纤维增强材料的集成组合在一起，并使用了一种可融化的芯材，从而生产出轻质、生态友好的空气循环机部件。
这种在注射成型与采用原位固结的热塑性自动纤维铺放（简称TP-AFPisc）之间形成的协同效应，将推动轻质且力学性能高的未来设计通过易于再现的自动化生产技术而得以实现。采用原位固结的热塑性自动纤维铺放（简称TP-AFPisc）不同于目前最先进的制程，在这些制程中，复合材料结构通常是在工艺链中构建出来的。迄今为止，虽然注射成型已在热塑性塑料的加工中得到广泛应用，但仅限于短纤维材料，传统上，连续纤维尚未用于注射成型。IMCoLoR项目则成功地缩小了这一差距，实现了对这种材料的高效利用。通过使用由TP-AFPisc工艺制成的嵌入物，这种纤维结构完全适合客户的需求，带来的额外好处是，最大程度地减少了复合材料部件的修边工作，同时也减少了废料。重要的是，这项新工艺还具有环保优势：生产过程中，无需处理六价铬离子（Cr6+）。Cr6+是毒性最强的铬，在许多工业生产中都会产生，对环境具有很大的负面影响。此外，采用这种新工艺制成的轻质结构，还提升了飞机的飞行速度，同时降低了油耗和排放。同样重要的是，由于使用的是热塑性塑料以及环保型工艺辅料，因此成型部件易于回收。IMCoLoR项目面临的挑战包括：找到合适的型腔设计和注射参数，以便将碳纤维增强聚合物（CFRP）的嵌件包覆到注射成型的聚合物中。此外，找到合适的材料组合以使CFRP嵌件与聚合物之间良好粘接也是一件困难的事情。CFRP嵌件还必须在高压注射期间正确固定，以避免变形或错位。
在PEEK注射成型中还使用了盐芯。PEEK是用途最为广泛的注射成型材料之一，而盐芯的使用则更加完美，因为它既可融化又环境友好。使用盐芯的结果非常令人鼓舞，因为质量优良的盐芯令横截面能够承受注射载荷。最终，该项目完成了概念验证。意想不到的是，在模型部件的23层嵌件（厚3mm）上发现了面外起皱缺陷，这可能是因为模芯与嵌件之间的配合问题导致的。然而，在示范部件的70层嵌件（厚10mm）上却没有出现这种现象。下一步，该项目联盟将进一步研究新的材料组合，并对这项新工艺进行内部评估。此外，还将研究盐芯在复合材料生产和金属铸造工艺中应用的潜力。参与该项目的合作伙伴包括：Liebherr Aerospace Toulouse SAS、慕尼黑工业大学、ThermoPlastic复合材料研究中心、Apppex Gmbh和Fischer Advanced Composite Components。欧盟为此提供了€254 775的资助。特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络，发布的目的在于传递更多信息及分享，并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。版权归原作者所有，任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议，请第一时间联系我们，我们会及时修改或删除。
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