Nyheter

Home/Nyheter/Detaljer

Toray utvikler ny autoklavteknologi for CFRP

Toray kunngjorde at de lyktes i å utvikle en ny fabrikasjonsteknologi for CFRP som den sier muliggjør både forbedret dimensjonsnøyaktighet og energibesparelser. Fremover vil Toray modne denne nye teknologien videre og distribuere den bredt til hovedsakelig flyapplikasjoner som kontinuerlig krever høyere produktivitet og flere energibesparelser. Dessuten forventes denne teknologien også å være til fordel for biler og generelle industrielle applikasjoner, og vil bidra til utviklingen av CFRP-materialer.


image001


Som Toray forklarer, fremstilles CFRP vanligvis ved hjelp av en autoklav (høytemperatur- og høytrykksovn) eller en ovn hvor prepreg (mellommateriale i arkform) plasseres på en form med forhåndsbestemt form og harpiksen i prepregen herdes med oppvarmet luft for fabrikasjon. Den konvensjonelle fabrikasjonsteknologien har en ulempe som krever lang tid for oppvarming og herding på grunn av ineffektiv varmeoverføring av oppvarmet luft og stor varmekapasitet i formen.


Toray bemerker at det også er dimensjonsnøyaktighetsproblem for delen som skal løses, spesielt for en stor, kompleks med variabel tykkelse fra sted til sted. Dette skyldes vanskeligheten med å kontrollere temperaturfordelingen i delen, som igjen kan generere variable restspenninger og noen ganger deformere delen betydelig. På grunn av dette kreves omfattende arbeidsarbeid under sluttmontering av flere deler, for eksempel flyets hovedvinge, ved manuelt å sette inn fyllmaterialer kalt shims, noe som resulterer i lengre monteringstid enn for fabrikasjon.


Den nyutviklede fabrikasjonsteknologien, ifølge selskapet, gir en løsning på problemet med en rekke innebygde arkvarmere på modens overflate, slik at hver varmeovn styres individuelt. Delen under vakuum varmes effektivt opp fra direkte kontakt med varmeovnene, noe som kan oppnå energibesparelser. Kontroll av individuelle varmeovner og tillater optimal varmefordeling på hvert sted gir jevn restspenning gjennom hele den fremstilte delen. Som et resultat kan delen fremstilles så nær den opprinnelige designen med minimale dimensjonelle inkonsekvenser og dimensjoner som løser det nevnte problemet, og det forventes å redusere arbeidskostnadene og varigheten av delens montering.


For å effektivt kontrollere dette varmesystemet, gjennomførte Toray et felles forskningsprogram med Ehime University og Tokyo University of Science for å etablere simuleringsteknologier for å forutsi deldeformasjon og optimalisere varmeapparatets temperatur. Toray kombinerte dem til et program for utforming av varmeforhold som effektivt ville minimere produksjonstid og dimensjonsfeil på delene. Toray installerte en prototypefabrikasjonsenhet og gjennomfører for tiden demonstrasjonsforsøk.


Avhengig av delens form og dimensjon, tar det ca. ni timer å fremstille en stor CFRP-del for fly ved bruk av konvensjonelle autoklaver og ovner osv. Den nyutviklede fabrikasjonsteknologien forventes derimot å redusere fabrikasjonstiden til ca. fire timer. Dessuten oppnår denne teknologien omtrent 50 prosent energibesparelse sammenlignet med konvensjonelle fremstillingsmetoder, da trykk- og varmemedier som oppvarmet luft ikke er nødvendig. Det forventes også å spare tid under montering for korrigerende arbeid ved bruk av shims på grunn av den forbedrede dimensjonsnøyaktigheten for fabrikasjon.