ITA RWTH Aachen University meluncurkan lini pelapisan serat, penelitian serat karbon

Catatan editor:CompositesWorld menerima beberapa pengumuman produk dan teknologi baru menjelang JEC World 2020, yang telah dijadwalkan pada 3-5 Maret. Meskipun pameran itu ditunda hingga Mei, CW sekarang menerbitkan pengumuman yang kami terima. Ini salah satunya.

Institut für Textiltechnik dari RWTH Aachen University (ITA, Aachen, Jerman) mempresentasikan inovasi dalam produksi kaca dan serat karbon di stand bersama Aachen Center for Integrative Lightweight Construction.

Demonstrasi langsung sistem pelapisan multi-serat

Langsung di stan, ITA mendemonstrasikan bagaimana garis pelapis serat multi-material melapisi atau menghamili roving yang terbuat dari berbagai bahan, menghasilkan towpregs, juga dikenal sebagai roving pra-impregnasi, dari termoplastik dan serat karbon. Towpregs dapat diproses dengan cara dililitkan atau dikepang. Contoh penggunaan termasuk dalam poros penggerak di otomotif atau industri dirgantara.

Sistem ini, kata ITA, memiliki berbagai aplikasi dan memungkinkan keluaran yang cepat. Dengan suhu pemrosesan maksimum 400 °C, ini juga memungkinkan termoplastik suhu tinggi untuk diproses, dan pengujian cepat dengan berbagai bahan pada skala laboratorium. Kecepatan produksi saat ini adalah 5 m/mnt, tergantung pada bahan yang digunakan dan konfigurasi sistem, dan ITA mengatakan bahwa peningkatan ke skala industri dimungkinkan. Pabrik dapat memproses termoset dan termoplastik.

Dengan garis ini, towpreg dengan penampang melingkar dengan diameter hingga 5 mm dan geometri seperti pita dengan lebar hingga 20 mm dapat diproduksi pada kecepatan produksi 5 m/menit, tergantung pada bahan yang digunakan dan konfigurasi. dari garis.

Penelitian produksi serat karbon

Selain itu, ITA memamerkan produksi serat karbonnya, salah satu bidang penelitian intinya. ITA memiliki pabrik produksi serat karbon skala pilot berkelanjutan dengan kapasitas produksi kurang dari satu ton per tahun. Karena ukurannya yang relatif kecil dan input material yang dihasilkan rendah, pabrik ini secara ideal cocok untuk pengembangan profil stabilisasi dan karbonisasi baru serta pengujian ukuran serat baru, kata ITA.

Tujuan utama penelitian saat ini dalam produksi serat karbon adalah untuk mempersingkat waktu stabilisasi dari awal 50 menit menjadi sekitar 21 menit. Serat yang dihasilkan berada pada level serat karbon Toray T700.

Pendekatan lain untuk mengurangi biaya serat karbon adalah penggunaan bahan baku alternatif seperti polietilen (PE). Ini dapat mengurangi harga serat karbon sekitar 50%, kata ITA. Karena pabrik pemintalan dan sulfonasi yang ada, ITA adalah salah satu lembaga penelitian terkemuka yang berurusan dengan produksi serat karbon yang hemat biaya berdasarkan poliolefin.

Teknologi tekstil dan fotonik

Komponen yang diperkuat serat karbon (CFRP) sering dirakit dengan pengencang yang direkatkan ke dalam komponen CFRP yang diawetkan dan dibor. Menurut ITA, integrasi pengencang ke dalam bentuk awal tekstil dan proses pengawetan tambahan untuk menghasilkan komponen CFRP akhir dapat memperpendek rantai proses produksi dan dapat meningkatkan kinerja sambungan setidaknya 50%. Ini membutuhkan guntingan presisi tinggi pada tekstil untuk pengencang.

Dalam proyek berbasis NRW CarboLase, yang didanai oleh OP.EFRE, pemrosesan bahan laser diintegrasikan untuk pertama kalinya ke dalam proses pembentukan awal otomatis. Hal baru dalam prosesnya adalah penggunaan laser berdenyut ultrashort yang ramah-bahan, yang memproses tekstil tanpa merusaknya secara termal.

Dengan menggabungkan teknologi dalam sel robot yang fleksibel, produksi komponen CFRP yang tepat waktu dengan pengencang terintegrasi sekarang dimungkinkan terlepas dari geometri komponen dan ukuran batch. Dengan rantai proses baru, demonstran diproduksi sepenuhnya secara otomatis. Demonstran berupa segmen pilar B dengan pengencang terintegrasi ditunjukkan pada gambar berikut.

Teknologi ini dikembangkan oleh Institut für Textiltechnik dari RWTH Aachen University, short ITA, bekerja sama dengan mitranya AMPHOS GmbH, Kohlhage Fasteners GmbH &Co. KG, LUNOVU Integrated Laser Solutions GmbH dan Institut Fraunhofer untuk Teknologi Laser ILT.

Penggulungan filamen prepreg berkecepatan tinggi

ITA bekerja sama dengan banyak industri dalam teknologi penggulungan filamen, termasuk teknologi penggulungan multi-filamen barunya. Keuntungan utama dari metode ini, kata ITA, adalah banyak serat (fasilitas di ITA dengan 48 serat) dapat digulung secara bersamaan, meningkatkan kecepatan pemrosesan dengan faktor 50 dan memungkinkan cakupan 100% dalam satu lintasan.

Kecepatan kerja telah ditingkatkan lebih lanjut dengan pengembangan prepreg berkualitas tinggi melalui proyek ZIM MFWOptiPreg dengan perusahaan F.A. Kümpers GmbH &Co. KG. Paku yang dioptimalkan (kelengketan) dan kerusakan serat, kecepatan belitan tinggi, dan produk berkualitas dapat dicapai. Gulungan filamen memiliki keuntungan dalam mengarahkan serat ke arah yang diinginkan (0°≤θ<90°).

Sebagai contoh untuk produk berkualitas, prepreg ini telah diuji untuk pembuatan bejana tekan dan poros torsi, kata ITA. Prepreg yang dikembangkan sudah tersedia di pasar.