一年前,日本TohoTenax歐洲公司贏得了龐巴迪公司的項(xiàng)目合同,計(jì)劃為其新的C系列飛機(jī)項(xiàng)目的主要一級(jí)和二級(jí)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)提供碳纖維材料。TohoTenax公司預(yù)計(jì),在未來(lái)10年內(nèi),該合同將價(jià)值約1.3億歐元。TohoTenax公司將為C系列飛機(jī)項(xiàng)目采用的干的織物和預(yù)浸料,提供各種系列的碳纖維。
據(jù)TohoTenax公司介紹,龐巴迪公司在C系列飛機(jī)項(xiàng)目使用其碳纖維材料,是因?yàn)門(mén)ohoTenax公司最新的Tenax碳纖維材料達(dá)到了飛機(jī)先進(jìn)設(shè)計(jì)的要求,并且支持龐巴迪公司新開(kāi)發(fā)的制造工藝。
金屬合金材料的替代品
減輕重量以節(jié)省燃料和系統(tǒng)成本一直是航空行業(yè)的一項(xiàng)長(zhǎng)期戰(zhàn)略,其中碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料將成為航空航天工業(yè)用新材料最重要的增長(zhǎng)點(diǎn)。
沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料利用航空碳纖維技術(shù)和Ultem聚醚酰亞胺(PEI)樹(shù)脂制成了一款新型高性能復(fù)合材料,通過(guò)把部件質(zhì)量減輕50%,從而為如今的太空時(shí)代提供了代替重量更大的航空規(guī)格壓鑄鋁和機(jī)加工鋁材料的解決方案用于制造飛機(jī)內(nèi)飾部件。Vaupell是一家擁有60年經(jīng)驗(yàn)的定制注塑成型部件和組件的全球性代加工制造商,該公司現(xiàn)正與沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料合作,研究將這款新型Ultem樹(shù)脂材料用于飛機(jī)座椅部件的可行性。
沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料在飛機(jī)內(nèi)飾展(AircraftInteriorsExpo)展出Vaupell制造的桌板支架。這些概念部件展現(xiàn)了使用碳纖維填充Ultem樹(shù)脂與壓鑄鋁相比,可將重量減輕50%,強(qiáng)度提高40%。
碳纖維填充Ultem樹(shù)脂基于久經(jīng)驗(yàn)證的高性能Ultem樹(shù)脂基礎(chǔ)上專(zhuān)為飛機(jī)內(nèi)飾開(kāi)發(fā),符合FAA可燃性標(biāo)準(zhǔn)FAR25.85及OSU65/65中對(duì)于煙霧密度和熱量釋放的要求。除桌板支架外,新型碳纖維填充Ultem樹(shù)脂規(guī)格的潛在應(yīng)用領(lǐng)域還包括扶手、擱腳板以及咖啡機(jī)底座等廚房用具。Vaupell并進(jìn)行了進(jìn)一步的負(fù)荷性能測(cè)試和疲勞測(cè)試。
沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料已開(kāi)發(fā)出了一系列填充了不同碳纖維含量的Ultem樹(shù)脂技術(shù),從而滿(mǎn)足對(duì)于高端性能特性的各種特殊要求。這一新方案是該公司的LNP特種復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)與Ultem樹(shù)脂技術(shù)團(tuán)隊(duì)緊密協(xié)作的結(jié)果,旨在幫助航空公司應(yīng)對(duì)輕質(zhì)的迫切需求,另外與鋁材相比,該材料解決方案的強(qiáng)度還提高了40%。航空規(guī)格的碳纖維具有高達(dá)38.3PSI的出色拉伸強(qiáng)度,相比之下,2024-0規(guī)格的壓鑄鋁和7075-0規(guī)格的機(jī)加工(鋼化)鋁的抗拉強(qiáng)度僅分別為27PSI和33.1PSI。連續(xù)長(zhǎng)纖維具有出色的剛性和抗沖擊性能。
與航空規(guī)格的鋁材相比,Ultem樹(shù)脂材料具有更好的拉伸性能,且比重(SG)比前者低50%左右(2024-0規(guī)格的比重為2.78;7075-0規(guī)格的比重為2.81;碳纖維填充Ultem樹(shù)脂的比重為1.44)。除了比鋁材重量更輕之外,碳纖維填充Ultem樹(shù)脂規(guī)格還省去了機(jī)械加工及其他二次處理,從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程,降低了總系統(tǒng)成本。與金屬材料相比,該規(guī)格材料還有助于實(shí)現(xiàn)部件整合,減少故障點(diǎn),擴(kuò)大設(shè)計(jì)自由度。在加工過(guò)程中,這些樹(shù)脂可提供雙倍的流動(dòng)性,從而提高了生產(chǎn)效率,并可生產(chǎn)出薄壁注塑件來(lái)進(jìn)一步減輕重量。