對于復(fù)合材料行業(yè)中的新產(chǎn)品來說，2022年是重要的一年，美國復(fù)合材料世界網(wǎng)站根據(jù)Google Analytics提供的數(shù)據(jù)，總結(jié)整理了2022年度瀏覽量最高，最受關(guān)注的十大產(chǎn)品。
10. Cygnet Texkimp公司推出零度纖維纏繞解決方案
零度纏繞也稱作軸向、單向或縱向纏繞，描述了平行于心軸軸方向鋪設(shè)纖維的動作。是一項在航空航天、汽車、建筑行業(yè)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件制造商中廣受歡迎的技術(shù)。該技術(shù)利用了當(dāng)纖維沿著軸向載荷路徑或縱軸直線纏繞時產(chǎn)生的固有機械強度。纖維處理和轉(zhuǎn)換技術(shù)公司英國Cygnet Texkimp，使用3D卷繞機和多軸卷繞機開發(fā)了該工藝，開發(fā)了一種以零度角纏繞復(fù)合材料纖維的方法，以使用最少量的纖維，制造具有增強機械強度結(jié)構(gòu)部件，從而進一步減輕結(jié)構(gòu)重量。其中可以制造的不僅包括平直部件，還可以制造彎曲部件，如飛機燃油管等。
圖 1 零度纏繞工藝(圖片來源：Cygnet Texkimp)
9.Conagen開發(fā)出高性能可剝離膠粘劑
來自美國的合成生物學(xué)研發(fā)公司Conagen，宣布開發(fā)出由可持續(xù)天然生物分子制成的高性能材料制成的具有專利技術(shù)的可剝離粘熱熔膠。這種可剝離粘合劑性能優(yōu)于傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品，與反應(yīng)性熱熔膠不同，后者依靠后固化化學(xué)成分來提高粘合強度，這是一種幾乎完全阻礙清除或剝離膠粘劑的不可逆過程。受自愈材料的啟發(fā)，Conagen的生物基膠粘劑的設(shè)計考慮了可逆性，既能擁有傳統(tǒng)固化膠粘劑的粘合強度，同時又展現(xiàn)了經(jīng)過加熱后轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪鲃硬牧蠈崿F(xiàn)清除剝離的優(yōu)勢。
8.Evident風(fēng)力葉片檢測系統(tǒng)可自動進行無損超聲波檢測
風(fēng)力葉片的完整性在很大程度上取決于其抗剪腹板和翼梁帽之間的粘合質(zhì)量。由于抗剪腹板和翼梁帽通過一層不同厚度的粘合劑粘合在一起，因此須檢查翼梁帽和粘合劑之間的界面，以及粘合劑和抗剪腹板之間的界面。需要檢查的區(qū)域大約幾十平方米，需要快速可靠的檢測方案。日本Evident是奧林巴斯的全資子公司，2022年4月由后者的前科學(xué)解決方案部門獨立組建而成，該公司利用工業(yè)4.0技術(shù)開發(fā)了風(fēng)力葉片檢測系統(tǒng)(WBIS)，利用協(xié)作機器人(cobot)、自主導(dǎo)引車(AGV)及全局系統(tǒng)架構(gòu)中自動化的交互通信能力，通過對傳統(tǒng)耗時、勞動密集型手動工作流程的數(shù)字化升級，實現(xiàn)了復(fù)合材料風(fēng)力葉片等大型部件的自動化無損檢測(NDT)。
7.PRF復(fù)合材料公司推出Q.tool預(yù)浸料模具系統(tǒng)
英國PRF復(fù)合材料公司推出的一款全新預(yù)浸料加工系統(tǒng)Q.tool。由PRF設(shè)計、開發(fā)和制造的Q.tool系統(tǒng)顯著減少了加工制造的時間和成本，同時還帶來了更好的材料表面光潔度，充分考慮了可持續(xù)性。使用該公司BR800環(huán)氧樹脂加工系統(tǒng)，Q.tool可以實現(xiàn)全新的材料表面以及1020g/m2的單層預(yù)浸料基重，同時可將后續(xù)壓實去除折皺的過程減少到1次。此外，鋪層速度大幅度提高，壓實過程減少，最多可以節(jié)省搞到50%的成本和勞動力，同時新系統(tǒng)顯著減少了耗材的用量。
6.Swancor推出可回收熱固性環(huán)氧樹脂
中國臺灣企業(yè)Swancor推出兩款新產(chǎn)品和技術(shù)，EzCiclo和CleaVER，提供回收和再利用風(fēng)力渦輪機葉片的新解決方案。EzCiclo是一種可回收和可重復(fù)使用的熱固性環(huán)氧樹脂，當(dāng)與碳纖維或玻璃纖維增強材料一起使用時，可以通過該公司的CleaVER技術(shù)進行回收和降解。CleaVER技術(shù)可以將廢物轉(zhuǎn)化為可回收的玻璃、碳纖維和低聚物，通過閉合回路使增強材料和樹脂實現(xiàn)重復(fù)應(yīng)用，且回收過程不會產(chǎn)生廢棄溶劑和其他污染。除了風(fēng)能領(lǐng)域，該產(chǎn)品和技術(shù)還可以應(yīng)用于一系列行業(yè)和制造過程，例如體育用品和汽車等。
圖 2 CleaVER技術(shù)回收示意圖。(圖片來源：Swancor)
5.赫氏海洋中應(yīng)用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)引入G-Vent技術(shù)
美國著名復(fù)合材料制造商赫氏公司，利用其在航空航天和風(fēng)電能源領(lǐng)域的研發(fā)經(jīng)驗和技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)了一種適用于非熱壓罐(OOA)工藝的新技術(shù)，名為G-Vent。該技術(shù)主要針對高載荷、厚截面的艦船結(jié)構(gòu)，如桅桿、水翼及風(fēng)力輔助推進(WASP)組件等，進行OOA處理，可以在不影響機械性能的情況下，可為船舶制造商顯著減少工藝周期和成本。赫氏公司全系船用預(yù)浸料現(xiàn)已集成了G-Vent技術(shù)，減少了層壓板壓實減積的步驟要求，無論層壓板厚度，都能確保非常低的孔隙率(<1%)。
4.西門子NX軟件加入智能化設(shè)計、高級仿真功能
位于美國的西門子數(shù)字工業(yè)軟件公司，推出了最新版本的Siemens NX CAD/CAM/CAE軟件，這是西門子公司Xcelerator軟件和服務(wù)組合的一部分。最新版本的NX軟件增加了人工智能(AI)和高級仿真功能等先進技術(shù)，同時繼續(xù)致力于于生產(chǎn)力和其他功能增強完善。
3.帝人公司推出新型絲束鋪展碳纖維機織物
日本帝人公司推出了一種輕質(zhì)、高強耐用且具有成本效益的碳纖維機織物，該機織物采用該公司專有的絲束鋪展技術(shù)開發(fā)。這種新型機織織物由3K規(guī)格碳纖維長絲制成，適用于需要低重量和設(shè)計靈活性的應(yīng)用，例如汽車內(nèi)飾材料和體育用品。帝人利用其專有的絲束鋪展(tow-spreading)技術(shù)，成功地將基于3K機織物成形的碳纖維復(fù)合材料從0.2毫米的成型厚度減薄到約0.15毫米，與使用1K機織物相當(dāng)，且表面具有更好的光滑平整度。除此之外，與使用1K碳纖維機織物制成的復(fù)合材料相比，依托新織物開發(fā)的復(fù)合材料強度更穩(wěn)定，絲束鋪展技術(shù)的運用使得制造成本低于傳統(tǒng)使用1K碳纖維織物，重量則進一步減輕了35%。
2.Porcher推出用于汽車的亞麻纖維基熱塑性復(fù)合材料新系列
法國Porcher工業(yè)宣布推出一系列全新的汽車工業(yè)級熱塑性復(fù)合材料加強件，主要由在法國種植、遴選、混合和編織的亞麻纖維制成。這些產(chǎn)品將作為可熱壓和注塑成型的織物出售?？苫厥站郾?/span>(PP)、生物來源的聚乳酸(PLA)和聚酰胺(PA11)是三種熱塑性樹脂選項。除了重量輕、成本低、抗沖擊性和吸音性高之外，該材料系列還提供高性能、可追溯性、100%可回收性，進一步減少對環(huán)境影響。
1.可快速熔化熱塑性復(fù)合材料的焊機
FlatJet Welder是一項正在申請專利的設(shè)計，可為熱塑性復(fù)合材料部件提供快速表面熔化，在表面接觸處或任何尺寸組件間的縫隙中噴出薄而定向的均勻高溫氣體射流，在幾秒鐘內(nèi)迅速液化整個表面。可以在間隙周圍放置多個焊機以提供無限且一致的熱供應(yīng)，從而實現(xiàn)快速、完整的焊接。但是，該焊機對熱塑性復(fù)合材料使用也有部分限制，雖然優(yōu)化了機械性能，但低表面能使得粘合劑粘合幾乎無法實現(xiàn)。目前的焊接也往往局限于小面積，是一個緩慢發(fā)展的過程。
