三井化學(xué)開發(fā)TAFNEX碳纖維增強(qiáng)聚丙烯（CF/PP）單向（UD）膠帶用于制造汽車保險(xiǎn)杠來梁 ，并與ARRK合作進(jìn)行CFRTP結(jié)構(gòu)分層失效優(yōu)化方案

三井化學(xué)（日本東京）近期開發(fā)了一種TAFNEX碳纖維增強(qiáng)聚丙烯（CF / PP）單向（UD）的膠帶。TAFNEX采用新的PP配方和特殊的纖維界面技術(shù)，使全浸漬膠帶能夠比金屬和塑料減輕重量，同時(shí)還具備出色的加工性能、低吸濕性和短循環(huán)時(shí)間等特點(diǎn)。TAFNEX還可以通過低工藝溫度、良好的回收性能和較低碳足跡結(jié)構(gòu)部件的高潛力來提高可持續(xù)性。

ARRK Engineering（德國(guó)）與三井化學(xué)合作，研究使用TAFNEX制造的汽車保險(xiǎn)杠梁的仿真方法。此類安全相關(guān)部件的一個(gè)關(guān)鍵問題是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料中的分層。這種分析是必要的，因?yàn)榉謱涌赡軙?huì)顯著降低強(qiáng)度并提供早期失效模式。但是，使用標(biāo)準(zhǔn)有限元建模（FEM）無法預(yù)測(cè)分層，因?yàn)樗菍⒔Y(jié)構(gòu)建模成為沒有厚度的殼或表面。

ARRK Engineering 開發(fā)的堆疊殼模型模擬技術(shù)，提高了分層預(yù)測(cè)精度，以幫助優(yōu)化包覆成型 TAFNEX CF/PP UD 膠帶保險(xiǎn)杠梁的吸收能量/故障負(fù)載。預(yù)測(cè)能力比傳統(tǒng)仿真技術(shù)強(qiáng)大。

歐洲雷神項(xiàng)目開發(fā)可量產(chǎn)的CFRTP氫氣罐

為期三年的歐洲雷神項(xiàng)目（由法國(guó)機(jī)械工業(yè)技術(shù)中心Cetim、弗吉亞、液化空氣集團(tuán)、麗娜咨詢公司-CSM spA、Sirris、NTNU大學(xué)、CNRS Prime等合作）于2022 年結(jié)束，并得到了整個(gè)儲(chǔ)氫供應(yīng)鏈合作伙伴的協(xié)助，測(cè)試并生產(chǎn)了15 個(gè)熱塑性塑料儲(chǔ)氫罐，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更廣泛的市場(chǎng)推廣。

該項(xiàng)目旨在開發(fā)一種具有成本效益的高壓容器，該容器可大規(guī)模生產(chǎn)用于車輛和運(yùn)輸應(yīng)用的儲(chǔ)氫，也可以環(huán)?；厥?。因?yàn)?/span>IV型儲(chǔ)氫瓶容器受到一些限制，暫時(shí)還未能實(shí)現(xiàn)更好地市場(chǎng)推廣。

三年期間，該項(xiàng)目與AFPT（德國(guó)）合作生產(chǎn)了15個(gè)熱塑性儲(chǔ)罐，其中包括兩個(gè)可以承受1500bar爆破壓力的參考罐。并在雷神項(xiàng)目進(jìn)行了初步?jīng)Q定性測(cè)試之后，Cetim投資了一臺(tái)針對(duì)制造熱塑型塑料罐進(jìn)行優(yōu)化的新機(jī)器。交付時(shí)間2023年初。

德國(guó)航天中心完成碳纖維熱塑性復(fù)合材料制備的MFFD復(fù)合材料機(jī)身蒙皮鋪設(shè)

2023年1月，德國(guó)DLR結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)研究所完成了多功能機(jī)身演示器（MFFD）上殼的全尺寸8米長(zhǎng)的機(jī)身蒙皮鋪層。該項(xiàng)目是打算制備完全由碳纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物（CFRTP）復(fù)合材料建造一個(gè)8米長(zhǎng)，4米直徑的機(jī)身部分，使每月生產(chǎn)60-100架飛機(jī)，機(jī)身重量減少10%，經(jīng)常性成本降低20%。

由清潔航空資助，焊接MFFD機(jī)身演示器據(jù)說代表了由熱塑性復(fù)合材料制成的最大的已知航空結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目合作伙伴空中客車公司（法國(guó)）、Aernnova Aerospace（西班牙）和Premium AEROTEC（德國(guó)）于2014年開始，旨在大幅減輕重量，同時(shí)減少浪費(fèi)和成本。

上殼表皮是來自東麗先進(jìn)復(fù)合材料（荷蘭）的 Cetex TC1225 低熔點(diǎn)聚芳醚酮（LM-PAEK）碳纖維熱塑性預(yù)浸料，放置在用相同 LM-PAEK基體浸漬的 TC1225 LSP 薄膜上。由Laserline?GmbH（德國(guó)）提供的LDM二極管激光器和AFPT GmbH（德國(guó)）的多絲束鋪設(shè)頭進(jìn)行了激光加熱的原位固結(jié)，以在上殼的Grunewald GmbH & Co. KG（Bocholt）放置工具上實(shí)現(xiàn)光滑的蒙皮。

CFRTP 用于電動(dòng)自行車車架

英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心（NCC）與山地自行車制造商Starling Cycles和熱塑性復(fù)合材料編織技術(shù)公司復(fù)合編織（布里斯托爾）已經(jīng)證明碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（CFRTP）可用于制造電動(dòng)山地自行車車架。

NCC表示，這種能力將使使用CFRTP的自行車車架在使用壽命結(jié)束時(shí)（EOL）更容易修復(fù)和回收，抵消使用熱固性環(huán)氧樹脂的現(xiàn)成復(fù)合材料自行車 - 熱塑性塑料在加熱時(shí)會(huì)軟化。這一點(diǎn)意義重大，因?yàn)闅W洲對(duì)電動(dòng)自行車的需求預(yù)計(jì)將在未來幾年增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)銷量將從 2019年的3.7 萬(wàn)輛增加到 2030 年的 17 萬(wàn)輛。

當(dāng)前，Starling Cycles用鋼制造其手工制作的電動(dòng)自行車車架。然而，使用輕質(zhì)熱塑性復(fù)合材料車架將增加自行車的續(xù)航里程并提供更具可持續(xù)性的產(chǎn)品。

CFTRP用于吉普車車頂支架

耐候性彩色模壓 （MIC） 碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料 （CFRTP） 中的第一個(gè)大批量結(jié)構(gòu)車身應(yīng)用首次出現(xiàn)在一系列車頂接支架上，以固定 2021 年吉普牧馬人 SUV（如上所示）和Stellantis 的角斗士皮卡的硬頂和軟頂。該復(fù)合材料具有與基準(zhǔn)鋼相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，重量明顯低于基準(zhǔn)鋼。

數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，增強(qiáng)體纖維越長(zhǎng)，所得復(fù)合材料的機(jī)械性能就越高。但納米復(fù)合添加劑的引入在一定程度上挑戰(zhàn)了這一說法，設(shè)計(jì)用于注塑成型的超短（但非納米級(jí)）碳纖維（USCF）增強(qiáng)熱塑性塑料（CFRTP）系列已被證明始終優(yōu)于短纖維和長(zhǎng)纖維（玻璃或碳纖維）熱塑性塑料。在復(fù)雜的幾何形狀中尤其如此，在這些幾何形狀中，很難在精細(xì)或高大的零件細(xì)節(jié)中實(shí)現(xiàn)良好的纖維穿透。這些被稱為KyronMax的化合物，可從三菱化學(xué)先進(jìn)材料公司（美國(guó)）獲得。其優(yōu)于傳統(tǒng)的熱塑性復(fù)合材料，而且還優(yōu)于金屬。一個(gè)很好的例子是一系列車頂支架，用于固定 2021 年吉普牧馬人運(yùn)動(dòng)型多功能車 （SUV） 和來自斯特蘭蒂斯（美國(guó)）的角斗士皮卡上的可拆卸軟頂或硬頂。

KyronMax 化合物最初是為航空航天開發(fā)的，后來擴(kuò)展到高性能體育用品應(yīng)用，其中高溫?zé)崴苄曰w是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，并且在復(fù)雜的幾何形狀中實(shí)現(xiàn)高纖維滲透的能力對(duì)于以低重量滿足苛刻的機(jī)械要求至關(guān)重要。毫不奇怪，這些材料在汽車領(lǐng)域越來越受到關(guān)注，因?yàn)樽⑺芄に?