关注·新的TFP技术实现碳纤维预成型件的低成本高效率生产

现在，德国订制化的纤维铺放（简称“TFP”）机器制造商ZSK公司最新开发的技术，令TFP生产过程得以改善，这意味着碳纤维复合材料能够在许多领域得到应用。

“该TFP技术完全改变了我们对‘碳纤维复合材料如何有助于减重降本’的认知。” Elemental Motor公司的复合材料经理Peter Kent说，“我们发现，它很快就创造出了预成型件，成本低廉且非常耐用，这使得用在Elemental RP1汽车上的后车身结构足够坚韧，能够承受诸如各种石击带来的冲击，同时还拥有复杂的三维曲线形状。”

目前，Shape集团已采用ZSK公司的技术开发了其自己的TFP设备，ZSK公司开发的诸多创新允许实现大批量的生产。

以用于纺织行业的技术为基础，Shape集团的TFP设备可以将碳纤维丝线或粗纱铺放到一个基体上，以制成一个“净形状”的二维预成型件。

与依靠手工操作逐步构建碳纤维毡层的传统方法相比，该设备减少了浪费、操作步骤和复杂性。

TFP设备的另一个优点是，在制作预成型件时，通过巧妙的纤维铺放和缝合，允许在模具中呈现出复杂的三维形状。

RP1车身部件及其TFP预成型件

Shape集团专注于碳纤维复合材料的加工，并拥有一个专门设计和制造TFP部件的部门。该公司董事总经理Peter McCool介绍说，在他本人作为一级方程式赛车首席设计师的时代，该公司就有了使用TFP的动力。

“传统的方法可能非常有限，这不仅体现在设计和成本方面，还体现在材料性能上——它易碎，不能承受冲击和磨损。我确信，一定会有更好的方法。” McCool发现，ZSK公司的TFP解决方案是完全适合的方法：“这是一种可扩展的、灵活的且低成本的技术，它为碳纤维复合材料带来了很多新的应用机遇。ZSK力求使工艺高效，生产再现性好并实现内在的质量控制。”

传统的碳纤维复合材料生产方法涉及复杂的切割和手工铺层过程，这使得碳纤维在被使用前就浪费了1/3。由于碳纤维在纤维方向上最强，因此准确的定位对于获得强大的部件至关重要。

“手工铺层属于劳动密集型操作，且易于出错，因此，当考虑部件的强度时，结果是次优的，这导致了使用超多层的过度设计。”McCool解释说，“然而，TFP 允许我们准确地排列纤维以优化强度，从而能够承受作用在部件上的载荷，同时加速开发和制造过程。”

Peter Kent赞成说：“与Shape集团一起，我们已经能够利用TFP来设计一种车身部件，它可以是一种结构件、搬运车身和后置行李箱，而且提供了非常好的空气动力性能。”

该TFP技术包括使用一种热塑性树脂，它有助于克服传统上与碳纤维相关的脆性。

当提及生命周期结束后的回收利用时，该树脂还提供了显著的优势，因为碳纤维可以在大约300℃下熔化而从受热的部件中分离出来并得到回收利用，而不是进入垃圾填埋场。

由TFP制成的复合材料后车身承载了包括来自RP1后翼的下压力在内的许多载荷

正如Peter Kent所证明的，这项技术能够创造出比热固性材料更坚韧的材料。“我们从一款开发的汽车中取出一个部件进行检查，其上没有产生印痕。” 他总结说，“在Elemental公司，令我们印象非常深刻的是，利用TFP，可以制造许多碳纤维的零部件，这真是太激动人心了。”

来源：PT现代塑料

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