Испытан быстрый метод создания углеволоконных композитов

Существенного повышения скорости производства углеволоконных изделий при одновременном снижении затрат удалось добиться инженерам и учёным из германского института производственных технологий Фраунгофера (Fraunhofer IPT).

Запас исходной непрерывной ленты в установке измеряется километрами (фото Fraunhofer IPT).

Конструкционные материалы на основе углеволокна (Carbon fiber-reinforced polymer) находят всё большее применение в технике из-за своей высокой прочности при малом весе, но они слишком дороги, чтобы стать по-настоящему массовыми. Возможно, технология, разработанная в институте Фраунгофера, поспособствует распространению таких деталей.

При обычном методе их изготовления требуется сплести основу из углеволоконных нитей, насытить её жидкой эпоксидной смолой или иным связующим, равномерно распределить этот полимер, несколько раз повторить весь процесс для новых слоёв, поместить сырую деталь в вакуумную камеру (мешок) для удаления малейших пузырьков воздуха и, наконец, "выпечь" готовое изделие в большой "духовке".

Технология Фраунгофера устраняет практически все эти шаги: необходимость в плетении, возню с жидким полимером, вакуумную обработку и выпекание. Вместо этого придуманный немцами автомат непрерывно выкладывает на поверхность формы "бесконечную" тонкую ленту, в которой совмещены углеродные нити и плавкая смола.

Аппарат совмещает ленты стык в стык, плотно прижимая их (а потом также подаёт новые слои сверху) и каждый раз лазерный луч синхронно с выкладкой почти мгновенно расплавляет смолу так, что ленты свариваются, тут же и остывая. Излучение проникает сквозь верхний слой материала в точку контакта и, по словам авторов технологии, так образуются стабильные связи, обеспечивающие должную прочность всей детали.

Свою разработку немецкие учёные представят на международной выставке композитных материалов JEC Composites 2010, которая пройдёт в Париже с 13 по 15 апреля. Некоторые детали можно найти в пресс-релизе института. Читайте также о большом полотне из углеродных нанотрубок и методе выпуска длинных нанотрубочных нитей.