复合材料用高级非织造布
Web行业对热塑性复合材料狭缝胶带宽度的测试

Web Industries表示,随着热塑性塑料复合材料的商业化生产已经成熟,材料一致性和均匀性的改善提高了产量,并减少了质量保证测试负担。这里显示的是热塑性复合材料狭缝胶带的宽度测试。图片来源,所有图片:网络产业

航空结构生产受到2019冠状病毒病大流行的严重影响,但航空航天工作不一定会跟上,至少对航空航天来说是这样网络产业(美国马萨诸塞州马尔伯勒),一家为各种客户应用提供热塑性胶带分切服务的公司。据航空航天全球研究与技术总监Grand Hou称,太空、城市航空机动性(UAM)和军事领域的研究工作一直在全速进行,以实现下一代飞机,而复合材料,特别是热塑性胶带,是其中许多工作的关键。

热塑性胶带当然不是新的(参见连续波杰夫·斯隆的主编“我想对你们说两个词:‘热塑性胶带’”但在过去的几年里,他们的兴趣有所增加,特别是在商业航空航天和其他高性能应用(如肋明日之翼计划多功能机身演示程序等)。与热固性胶带相比,热塑性塑料具有更高的韧性,更容易回收,能够从高压釜(OOA)中加工出来,而且可以在室温下储存。

Web Industries处于热塑性塑料开发和应用的前沿,最显著的是它的多种格式化功能,包括 将供应商提供的热固性和热塑性胶带分切成不同形状和格式,以满足特定客户要求。通过美国和欧洲工厂的胶带分切生产线,Web的功能包括格式化高性能聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚酮酮(PEKK)和聚芳醚酮(PAEK)热塑性胶带,这些胶带最常用于航空航天应用。

用于二次航空结构的TP磁带-和主要结构的挑战

Hou指出,目前,热塑性预浸料中的大多数航空结构活动都集中在次要结构上,如夹具、访问面板或子结构,而关键飞行结构,如机翼和机身,则由热固性复合材料或金属制成。

来自Web Industries的热塑性磁带格式

热塑性预浸料可用于多种自动化制造技术,包括用于AFP的卷绕狭缝带、用于ATL的垫绕带和用于添加剂制造的卷绕长丝。

他表示:“很多挑战都与风险管理有关。”历史上,问题的一部分一直是供应商对热塑性预浸料日益增长的烦恼。热塑性材料比热固性胶带不成熟。侯教授表示,尽管热固性胶带已经进行了几十年的大规模生产,达到了规模化和完善的程度,但热塑性材料在大规模生产的自动化过程中还处于初级阶段。

然而,Web Industries与多种复合材料供应商合作,侯说,在过去几年里,整体材料的一致性和规模都有了很大的提高。他说,如今的材料宽度、长度、厚度、纤维张力和树脂均匀性都更加一致,质量也更高。

制造较大热塑性初级结构的另一个阻碍因素是,热塑性材料往往比热固性材料更昂贵。“如果没有整体的成本优势,它不会被更广泛地采用,”侯承认,并指出合作和技术帮助是帮助降低过程成本的关键。“当每个人从项目的早期阶段到最终实现共同目标时,我们可以达成更好的解决方案。”

工艺灵活性和材料定制

总的来说,Hou认为现在和将来热塑性塑料胶带有很大的潜力和越来越多的活动,灵活性是客户的主要关键点之一。

目前,热固性胶带主要局限于自动纤维铺设(AFP),受高压釜固化和储存温度要求的限制。侯说,热塑性塑料可以实现更灵活的工艺方法和OOA处理,包括用于自动铺带(ATL)的胶带格式和用于附加制造的长丝。

网工业热塑性复合狭缝胶带

根据Web Industries的说法,商业规模的格式化和供应链解决方案对于向航空结构制造商提供支持预计工业建造率所需的热塑性狭缝胶带至关重要。

热塑性预浸料也可用于特定的应用。侯教授表示,终端用户希望为每个应用程序匹配材料。他说,由于热塑性塑料的适应性很强,可以针对特定的部件开发特定的格式,从而最大限度地提高材料的利用率,并降低客户的下游成本。由于UAM、航天和军事领域是业务活动的主要领域,销售和新业务开发总监阿什利·格雷伯(Ashley Graeber)指出,业务活动是根据每个项目而不是每个飞机项目量身定制的。

航空航天销售副总裁Jason Surman说,为特定应用格式化热塑性材料也有助于减少浪费。在航空航天工业中,买飞比是一个关键问题,即原材料与成品质量之比。我们的目标是使“买飞比”尽可能接近1:1,这意味着几乎没有废料。Surman指出,对于正确的应用,正确格式的正确材料可以大大减少浪费。他说,在航空航天工业中,30%的废物是“非常普遍的”,要使废物低于这一水平,需要各方共同努力。

“将材料与工艺结合起来是至关重要的,”Surman补充道,“热塑性胶带正在成为航空结构制造商的有利解决方案。”

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