A new generation of composite materials improves the economics of enterprise

Z dvouleté spolupráce výzkumného institutu Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH a spoleènosti New Era Materials vznikl nový kompozitní materiál, které zmìnil pohled na výrobu kompozitních dílù. Jeho základem je unikátní jednosložková pryskyøice s podobným chováním, jako mají termoplasty. Tento materiál rozšiøuje možnosti vyrábìt kvalitní kompozitní díly s použitím jednoduchých nástrojù a technologických postupù. Velkou výhodou je podstatné zkrácení výrobního èasu. Materiál za své unikátní vlastnosti již sklidil nìkolik mezinárodních ocenìní.  Mezi to nejcennìjší patøí AVK Innovation Award z veletrhu Composite Europe 2014 v Düsseldorfu.

Hlavní výhody A.S.SET

Hlavní výhody nového materiálu jsou uvedeny pøímo v jeho názvu Adjustable Simple ThermoSET. První výhodou je možnost upravovat vlastnosti v závislosti na výrobním prostupu a aplikaci vyrobeného kompozitního dílu. Druhou výhodou je jednoduché zpracování materiálu. Pøi výrobì se používá pryskyøice v podobì prášku, tzv. A.S.SET Powder, nebo pøipravený polotovar „prepreg“ A.S.SET Sheet s pøed-nasycenou výztuží.

Pryskyøice A.S.SET Powder a tkanina z uhlíkového vlákna

Inovace výrobního procesu

Pryskyøice A.S.SET Powder se aplikuje pøímo na textilní výztuž. Tento zpùsob výroby se nazývá RPM (Rersin Powder Moulding). Pøi zahøátí materiálu na teplotu sycení, se práškový základ rozpustí a prosytí tak vlákna výztuže. Bìhem tohoto procesu nedochází k žádné vytvrzovací reakci a po ochlazení lze takto pøipravený „polotovar“ skladovat pøi pokojové teplotì i nìkolik mìsícù a to bez nutnosti chladícího zaøízení.  Již zde je patrná velká ekonomická výhoda nové generace materiálu A.S.SET.

Pøi následném zpracování a zahøátí materiálu na vytvrzovací teplotu, dojde k velmi rychlé reakci a vytvrzení kompozitního dílu.

Pøi výrobì není potøeba nový materiál složitì mísit nebo používat dávkovací zaøízení. K vytvarování dílu do koneèné podoby plnì dostaèuje již existující zaøízení, bez nutnosti mìnit stroj, nebo nástroj.

Detail materiálu A.S.SET Sheet s výztuží z uhlíkových vláken

Materiál A.S.SET Sheet umožòuje jednoduchou a rychlou výrobu dílù, z pøedpøipravených polotovarù ve formì termosetických desek s  tkaninovou výztuží. Polotovary lze jednoduše po zahøátí tvarovat a ve zrychleném cyklu vytvrzovat. Vytvrzený pak získává výborné mechanické a tepelné vlastnosti. Metoda se nazývá TSF (Thermoset Sheet Forming).

Výroba složitých dílù a konstrukcí

Výjimeènou vlastností materiálu je možnost tvarování a vytvrzování dílu v nìkolika stupních. Této vlastnosti se využívá pøi výroby obzvláštì složitých a velkých dílù. K dispozici jsou v souèasnosti dvì možné varianty:

A)     Bìhem postupného tvarování dochází k vytvrzení pouze na definovaných místech dílu, a to v nìkolika krocích, až je v závìru finální výrobek kompletnì vytvarován a vytvrzen

B)     Jednotlivé díly výrobku jsou postupnì tvarovány a v posledním kroku jsou spoleènì finálnì vytvrzeny. Tento postup je nejen rychlejší, ale také umožòuje dosáhnout mnohem vyšší pevnosti.

A.S.SET Sheet – pøíklad prosycené výztuže z uhlíkové, skelné a basaltové tkaniny

A.S. SET pøíklady použití

Pøíkladem 1) výroba nosníku letadla, Obr.1. Bez zmìny technologie nebo výrobního postupu byla navýšena sériová produkce a zkrácen èas výroby. Pøi dodržení všech pevnostních a bezpeènostních standardù, bylo dosaženo vyšší pøidané hodnoty.

Obr. 1, CFRP – prototypový nosník konstrukce letadla Airbus

Pøíklad 2) vnitøní díl sedadla kolejových vozidel, Obr. 2. U tohoto dílu jsou do základního materiálu pøidány aditiva, jmenovitì retardéry hoøení. Materiál tak splòuje pøísné bezpeènostní normy, poskytuje zvýšenou bezpeènost cestujících a navíc zlevòuje výrobu.

Obr. 2, Sedadla pro kolejová vozidla vyrobena firmou Taps S.Z.T.K.

Pøíklad 3) díly s požadavkem na vysokou kvalitu povrchu, Obr. 3. Materiál A.S.SET je v tomto pøípadì charakterizován nejen levnìjší výrobou, ale i skvìlou kvalitou pohledové plochy s charakteristickou strukturou. Typické pøíklady aplikací jsou viditelné konstrukèní díly a kryty spotøební elektroniky.

Obr. 3, CFRP panely vyrobeny pro použití na místech s vysokými požadavky na kvalitu povrchu

Zaujali Vás možnosti materiálu nové generace A.S.SET a usilujete o zlepšení ekonomické bilance Vaší firmy? Kontaktujte naše techniky z vývojového týmu pro bližší informace.

Ing. Jan Tesaø

tesar@neweramaterials.cz

www.neweramaterials.cz

V rámci podpory startup studentù, najdete Jana Tesaøe a ukázky materiálu  na stánku JAN SVOBODA s.r.o. v Brnì na MSV 2016, na stánku 51a v pavilonu G1.