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德国科学家正努力研究PU新型轻质高性能混合夹层复合材料工艺
来源: 中国德富塑料网 时间: 2017-11-09 浏览: 3008

PU新型轻质高性能混合夹层复合材料工艺将有助于夹层复合材料生产,为实现批量化生产奠定基础。

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单步制成高性能夹层复合材料

德国萨克森州贝恩斯多夫的科学家Leichtform GmbH,正在开发某种用于生产轻质高性能混合夹层复合材料的工艺。他与德国德累斯顿应用科技大学ILK轻工程与聚合物技术研究所的科学家合作致力于此项工艺的研究开发。此外,该项目由同一研究所的Maik Gude教授指导,主要研究目前生产条件十分苛刻且具有复杂几何形状的夹层结构,而且项目的经费由联邦经济和能源部提供,目的在于短时间内完成新工艺开发,确保制造过程的高效进行,为批量生产做准备。

简单的过程操控可提高生产率

新型加工工艺的灵感源于封闭模具中发泡聚氨酯(PU)的膨胀反应,经过膨胀反应后的反应性PU混合物成为渗透半成纺织品。通过此方式,模具靠近轮廓填充。泡沫芯的生产和夹层覆盖层的最终浸渍在同阶段进行。此外,除了纯泡沫芯外,这种新型加工工艺还可整合未经层压的蜂窝纸结构。

在聚氨酯喷涂工艺中生产的具有聚合物芯和半成纺织品(左侧,中心)以及集成的非层状纸蜂窝(中心)的覆盖层的高性能夹层复合材料,与具有切割尺寸长纤维(右)的覆盖层的结构的比较。(©TUD / ILK)

截止目前,特别是对于具有复杂形状的结构材料,只能通过在单独步骤下制造芯,随后通过粘合来添加层状以满足材料的结构需求。而现在新的工艺方法大大改观了此种局面,毫无疑问存在优势,因为它可以在同一模具中制造夹层结构的纤维增强覆盖层和泡沫芯。

根据相应的泡沫体系,新工艺生产大概在几分钟之内完成。如果在工艺过程中将热塑性薄膜一起整合,则可获得具有优异表面质量的组分,这也是为什么在后续步骤中无需对该部分进行清漆的原因。此外,插入件也可以通过该工艺来使用泡沫塑料进行嵌件成型,便可直接集成子部件,而无需任何复杂的加工步骤。

整合纺织增强结构和热塑性薄膜

由工程师OliverWei?enborn领导的Shape项目框架下进行的科学工作,是关于在聚氨酯喷涂与RIM反应注射成型工艺的基础上建立起来的可以进行连续生产的工艺。科学家团队正在开发整合纺织增强结构和热塑性薄膜,以及适合各种材料的载荷引入元件。

科学家计划通过综合机械测试继续研究夹层复合材料的性能范围。根据相应的载荷去定义覆盖层数量、泡沫密度和层的厚度,来获得对于复杂几何形状所必需的定制结构。

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