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多用途高性能的新型预浸料

导读: 预浸料——用树脂预先浸渍的增强材料,可直接用于生产复合材料部件凭借多功能性、高纤维含量和选择范围广等特点在各种复合材料领域内的应用逐渐增多。

  预浸料——用树脂预先浸渍的增强材料,可直接用于生产复合材料部件凭借多功能性、高纤维含量和选择范围广等特点在各种复合材料领域内的应用逐渐增多。Richard Stewart介绍了预浸料技术及其应用领域的最新进展。

  预浸料技术的进步产生了一种无需冷藏的材料(预浸料保存时间较长),制成的产品可以在低温下固化。增强材料和聚合物基体树脂的多种选择使得预浸料制成的复合材料制品比以往更加丰富。

  Lucintel的《全球预浸料市场:趋势、预测和机遇分析(2008-2013)》报告指出,自从2002年,全球的预浸料运输量一直以10%以上的年增长率增长,产量从2002年到2007年增加了一倍多。预浸料的需求量随着复合材料工业应用的增加而稳定增加。

  Lucintel说 :“从航空航天到运动制品再到风能,预浸料作为一种高性能材料正迅速得到认可。”

  成本优势

  虽然预浸料的初始成本高于传统湿法手糊和喷涂工艺中所用的材料,而更低的制造成本、更快的生产速度和其他优势却使得这种差距逐渐减小甚至消除了。预浸料的成本优势包括:通过取消手工浸渍过程减少了劳动量;减少了反复铺放的重复性工作;减少了湿法工艺中的清洗程序。

  预浸料生产商提供的成卷的预浸料是由增强纤维和树脂基体制成的特定固化形态的材料。热固性树脂是最普遍的,其中最主要的三种是环氧树脂、酚醛树脂和双马来酰亚胺树脂。

  高性能热塑性塑料也用于生产预浸料。

  计算机驱动的切割机以及自动的铺带和纤维铺放系统减少了人力和浪费。美国科罗拉多州的Fiberforge公司专业生产先进的热塑性复合材料,他们开发了一种采用热塑性预浸带复合材料的专利生产系统,产量很高。自动铺放工艺可以生产出形状几乎一致的定制料坯,然后在高压热成型压力机中加热成型为最终的部件。

  Fiberforge的RelayTM生产系统可以经济高效地生产出轻质复合材料结构,废品率低。3月份,该公司宣布许可Oribi制造公司使用RelayTM工作站生产复合材料部件,用于户外、运动、医疗和工业制品市场。

  预浸料可以根据单位面积纤维重量(g/m2)来分类,也可以根据固化温度来分类:室温、250℃和350℃。将预浸料放在模具内或芯轴上后,可以用真空袋、压力袋和高压釜工艺进行固化。

  预浸料供应商

  领先的预浸料供应商包括Hexcel、ACG、Cytec、Gurit、Toray和TenCate。去年Hexcel获得了为空客A350 XWB供应主要的结构预浸料的合同,合同将持续到2025年,总值40亿美元。

  航空咨询公司AeroStrategy说,Cytec和Hexcel是航空航天业内最大的碳纤维预浸料供应商,尽管自从波音787梦幻飞机采用碳纤维预浸料后,市场份额也随之流向产量剧增的东丽。

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