Toray a anunțat că a reușit să dezvolte o nouă tehnologie de fabricație pentru CFRP despre care spune că permite atât acuratețe dimensională îmbunătățită, cât și economii de energie. În viitor, Toray va maturiza în continuare această nouă tehnologie și o va implementa pe scară largă în principal aplicațiilor aeronautice care necesită în mod continuu productivitate mai mare și mai multe economii de energie. Mai mult decât atât, se anticipează că această tehnologie va aduce beneficii și aplicațiilor auto și industriale generale și va contribui la dezvoltarea materialelor CFRP.
După cum explică Toray, CFRP este fabricat de obicei folosind o autoclavă (cuptor de temperatură înaltă și de înaltă presiune) sau un cuptor în care preimpregnatul (material intermediar sub formă de foaie) este plasat pe o matriță de formă predeterminată, iar rășina din preimpregnat este întărită folosind încălzire. aer pentru fabricare. Tehnologia de fabricație convențională are un dezavantaj care necesită timp îndelungat pentru încălzire și întărire din cauza transferului ineficient de căldură al aerului încălzit și a capacității mari de căldură a matriței.
Toray observă că există, de asemenea, o problemă de acuratețe dimensională a piesei care trebuie rezolvată, în special pentru una mare, de formă complexă, cu grosime variabilă de la locație la locație. Acest lucru se datorează dificultății în controlul distribuției temperaturii în piesă, care ar putea, la rândul său, să genereze tensiuni reziduale variabile și uneori să deformeze semnificativ piesa. Datorită acestui fapt, este necesară muncă extinsă în timpul asamblarii finale a mai multor piese, cum ar fi aripa principală a aeronavei, prin introducerea manuală a materialelor de umplutură numite lame, ceea ce duce la un timp de asamblare mai lung decât cel pentru fabricare.
Potrivit companiei, tehnologia de fabricație nou dezvoltată oferă o soluție la problema cu un număr de încălzitoare de foi încorporate pe suprafața modului, astfel încât fiecare încălzitor este controlat individual. Piesa sub vid este încălzită eficient din contactele directe cu încălzitoarele, ceea ce ar putea realiza economii de energie. Controlul încălzitoarelor individuale și permiterea unei distribuții optime a căldurii în fiecare locație asigură chiar stresul rezidual în întreaga piesă fabricată. Ca rezultat, piesa poate fi fabricată cât mai aproape de proiectul original, cu inconsecvențe dimensionale și dimensiuni minime, rezolvând problema menționată mai sus și este de așteptat să reducă costul forței de muncă și durata asamblarii piesei.
Pentru a controla eficient acest sistem de încălzire, Toray a desfășurat un program de cercetare comun cu Universitatea Ehime și Universitatea de Știință din Tokyo pentru a stabili tehnologii de simulare pentru a prezice deformarea pieselor și a optimiza temperatura încălzitorului. Toray le-a combinat într-un program pentru proiectarea condițiilor de încălzire care ar minimiza în mod eficient timpul de fabricație și erorile dimensionale ale pieselor. Toray a instalat un dispozitiv de fabricare a prototipului și în prezent efectuează teste demonstrative.
În funcție de forma și dimensiunea piesei, este nevoie de aproximativ nouă ore pentru a fabrica o piesă CFRP mare pentru aeronave care utilizează autoclave și cuptoare convenționale, etc. Tehnologia de fabricație recent dezvoltată, pe de altă parte, este de așteptat să reducă timpul de fabricație la aproximativ patru. ore. În plus, această tehnologie realizează o economie de energie de aproximativ 50% în comparație cu metodele convenționale de fabricație, deoarece presiunea și mediile de încălzire, cum ar fi aerul încălzit, nu sunt necesare. De asemenea, se așteaptă să economisească timp în timpul asamblarii pentru lucrări de corecție folosind lamele datorită preciziei dimensionale îmbunătățite pentru fabricare.
