SMC 替代材料經(jīng)過變熱壓循環(huán)后，實現(xiàn)了厚度 1.2 毫米、形狀復(fù)雜的門殼，證明了其作為未來航空航天部件的可行性。

#片狀模塑料 #碳纖維 #熱塑性塑料 #航天

來源（所有圖片）| Fraunhofer IGCV

弗勞恩霍夫鑄造、復(fù)合材料和加工技術(shù)研究所 IGCV（Fraunhofer IGCV，德國奧格斯堡）致力于創(chuàng)新下一代直升機的輕量化、高性能內(nèi)門殼，成功開發(fā)出厚度僅為 1.2 毫米的薄壁、形狀復(fù)雜的復(fù)合材料門殼。

此次研發(fā)是弗勞恩霍夫 IGCV 與德國航空航天中心(DLR，奧格斯堡)聯(lián)合開展的一項名為 LIGHT 的研究項目的后續(xù)成果，該項目由巴伐利亞州經(jīng)濟事務(wù)、區(qū)域發(fā)展和能源部資助。LIGHT 涉及直升機艙門設(shè)計和開發(fā)的壓模，由空中客車直升機公司 (Donauwoerth) 提供。

這里提到的完成的門殼是由 Fraunhofer IGCV 開發(fā)的。該工藝采用濕法無紡布材料，由碳纖維增強熱塑性纖維混合物組成，經(jīng)過增強可實現(xiàn)最佳性能和懸垂性。增強材料使用德國航天中心奧格斯堡輕量化生產(chǎn)技術(shù)中心 (ZLP) 的變熱壓制循環(huán)進行進一步加工。這些進步共同證明了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的可行性。

該項目的核心是開發(fā)片狀模塑面紗 (SMV)，這是一種旨在取代傳統(tǒng)片狀模塑料 (SMC) 的復(fù)合材料。SMV 的特點是在無紡布基材內(nèi)選擇性地創(chuàng)建纖維團聚體，復(fù)制了 SMC 的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，同時加入了再生纖維以增強可持續(xù)性。

完成的直升機門

SMV 濕法無紡布由 12 毫米長的碳纖維組成。其固結(jié)層厚度為 0.2 毫米，纖維體積含量可在 30-42% 之間調(diào)節(jié)。據(jù) Fraunhofer IGCV 稱，這種輕質(zhì)而堅固的材料可確保最佳性能，包括各向同性的機械性能以及與熱固性和熱塑性基質(zhì)的更好兼容性。

SMV 材料的制造工藝兼具精度和效率。由六層無紡布制成的預(yù)制件經(jīng)過變熱壓制循環(huán)，包括在定制模具中進行加熱、壓制和冷卻。該工藝使材料能夠無縫貼合復(fù)雜的幾何形狀，同時保持均勻的質(zhì)量和高性能特性。SMV 濕法無紡布確保成型過程中的平滑和一致，使其成為直升機門部件等復(fù)雜航空航天應(yīng)用的理想材料。

值得注意的是，SMV 兼具高機械性能、可持續(xù)性和功能多樣性。使用再生纖維可實現(xiàn)完全回收并減少對環(huán)境的影響，而無紡布基材則具有隔音、隔振、電磁屏蔽和改善熱管理等優(yōu)點。

工程師們通過實現(xiàn)材料層面的定制，進一步增強了材料的適應(yīng)性。纖維混合物、添加劑和克重等屬性可以進行微調(diào)，以滿足特定的應(yīng)用要求，使 SMV 成為適用于不同行業(yè)的多功能解決方案。