“洁净天空”2计划为轻量化产品设计开发集成制造工艺

据报道,“洁净天空”2计划IMCOLOR项目已经开发出一种新的制造工艺,将多针注塑工艺与集成连续碳纤维增强材料相结合,并使用消耗性盐芯材料(可以承受注射载荷),可用于轻型、环保的空气循环机器部件生产。

据相关合作伙伴介绍,注塑成型和热塑性自动纤维放置与原位固化(TP-AFPisc)之间形成的协同效应将推动未来的设计,即轻量化、高机械性能、自动化、易于复制的生产技术。TP-AFPisc据说不同于目前最先进的工艺,复合材料结构通常建立在工艺链中。此外,合作伙伴注意到,通过采用TP-AFPisc制造的零件,纤维结构精确地适应了用户的需求,减少了修剪复合材料部件的努力,减少了报废。

据悉,这种新技术还带来了一些额外的好处。例如,在生产过程中不需要六价铬离子(Cr6+)处理——铬的毒性最大,对环境有负面影响。此外,随着热塑性材料的整合,通过这种工艺生产的零部件将提高效率,减少燃料和排放,可回收利用,并保留环境友好型工艺辅助材料。

IMCOLOR项目面临的一些挑战包括寻找合适的腔体设计和注射参数,以便将碳纤维增强聚合物(CFRP)嵌入到注射成型聚合物中。根据项目合作伙伴的说法,很难找到合适的材料组合来促进CFRP衬垫和聚合物之间的良好结合。在高压注入过程中,CFRP衬垫也必须正确固定,这样才不会发生变形或错位。

一个意想不到的发现是在模型零件上的23层铺层(3毫米厚度)上出现了平面外褶皱缺陷。合作伙伴认为,这可能是由于发挥之间的模具核心和插入物。然而,这种效果没有发生在70层插入(10毫米厚度)的演示部分。

项目下一步将是对新材料组合的进一步调查和内部新工艺的评估。该研究团队还将在内部和后续项目中研究盐芯用于复合材料生产和金属铸造工艺的潜力。

参与该项目的合作伙伴包括利法国勃海尔航空航天图卢兹SAS、德国慕尼黑工业大学、荷兰热塑性复合材料研究中心、德国Apppex GmbH和奥地利FACC高级复合材料组件公司。欧盟的资助总额为254775欧元。