『技术』东丽开发新型非热压罐技术

东丽公司宣布，它成功地开发了一种碳纤维增强塑料(CFRP)的新制造技术，该技术既能提高尺寸精度，又能节省能耗。

展望未来，Toray将进一步完善这项新技术，并将其广泛应用于航空航天领域，不断要求提高生产率和更加的节能。此外，该技术也将有利于汽车和一般工业应用，并将有助于CFRP材料的发展。

CFRP通常是用高温高压炉热压罐成型制造的，或者是用预浸料放置在预先确定形状的模具上，用加热的空气来固化预浸胶中的树脂。这一传统的制造技术有一定的缺陷，由于加热空气的传热效率低和模具的热容量大，需要消耗比较长的时间实现升温和固化。

还有一个尺寸精度问题需要解决，特别是对于一个大的，形状复杂，各位置厚度不一的部件。这是由于控制温度分布的困难，进而产生可变的残余应力，有时还有显著地变形。由于这种情况，在飞机的主翼等多个部件的最终组装过程中需要大量的人工工作，这些部件需要手工插入垫片这种填充材料，导致装配时间比制造时间长。

新开发的制造技术提供了一个解决方案，在模具表面上有许多嵌入式的板加热器，这样每个加热器都是单独控制的。真空下的部分可以通过与加热器的直接接触而得到有效的加热，这样可以节省能源。控制单个加热器和允许每个位置的最佳热量分布。其结果是，零件的制作与原设计接近，解决了尺寸不一致，尺寸小的问题，预计会降低零件装配的人工成本和工期。 

为了有效地控制这一加热系统，东丽与Ehime大学和东京科学大学联合开展了一项研究项目，建立了模拟技术来预测局部变形和优化加热器温度。东丽把它们组合成一个设计加热条件的程序，可以有效地减少零件的制造时间和尺寸误差。东丽安装了一个原型制造设备，目前正在进行演示试验。

根据零件形状和尺寸的不同，用传统的热压罐和烘箱制作一个大型的CFRP部件需要大约9个小时的时间，而另一方面，新开发的制造技术预计会将制造时间减少到大约4个小时。此外，与传统的制造方法相比，这种技术达到了约50%的节能效果，而不需要类似加热空气的热媒介和压力。由于制造的尺寸精度的提高，在采用薄垫片实现精准作业的装配时间也可以缩短。 

这篇文章是基于“创新结构材料”(由日本科技署管理)的跨部门战略创新促进计划(SIP)所获得的结果。该项目由科学、技术和创新理事会(CSTI)牵头。 

东丽宣布了其增长领域的业务扩张和开发新产品以创造新需求。并将开发新产品作为2017年4月启动的中期管理项目“apg - 2019”中碳纤维复合材料重要任务。东丽将继续致力于通过提高碳纤维复合材料的性能和提高用户的加工能力来投身新产品开发。

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