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空客為何專注于熱塑性復合材料研發(fā)

 haosunzhe 2015-01-30

碳纖維復合材料之于現(xiàn)代航空工業(yè)已是不可或缺的存在,,歐洲空客公司自然也花了大氣力去研究如何更好地加以利用。而在眾所周知的“熱固性”和“熱塑性”復合材料二者之中,,空客顯然更偏好后者,。這其中有好多原因,也能列出個一二三,。

熱塑也好,,熱固也罷,制造的基本原理都是一個,,即將千萬根碳絲編織成一束后再與基體(一般是樹脂基體)結合,,形成復合材料。單一的復合材料片層通過不斷累加重疊,,直到其載荷達到設計需要,。通常情況下,在纖維增強復合材料中,,纖維和樹脂的配比大致是6:4,。

然而熱塑得以超越熱固的原因在于:其一,更加優(yōu)秀的抗疲勞抗打擊性能,;其二,,更短的生產(chǎn)周期;其三,,更不易吸濕,;其四,甚至可以熔融焊接,。這些都是熱固性復合材料難以望其項背的地方,。

在空客的工程師們看來,除去以上分析的優(yōu)勢,熱塑與熱固最大的差異在于它們的固化工藝,。如果把熱固性材料加熱會產(chǎn)生化學反應,,改變其化學成分;如果對象是熱塑性材料,,即使將其熔融再造,,其自身的化學組成不會發(fā)生任何變化。

這一特性為熱塑性復合材料帶來了無與倫比的魅力,。要知道,,空客及其供應商每年生產(chǎn)帶來的復合材料廢料數(shù)以百噸。想象一下,,如果是熱固性的,,想要循環(huán)利用只能采用燃燒法,最終得到的將只是60%的纖維而失去了占比40%的樹脂,。一旦換做熱塑性復合材料,,幾乎可以實現(xiàn)100%再生利用,用以生產(chǎn)各種結構件和內(nèi)飾部件,。

另外,,熱塑性復合材料在固化過程中無需熱壓設備,更可以室溫下儲藏,,免去了冷藏的能源消耗和費用,。之所以近些年熱固性復合材料曾經(jīng)風靡一時,只是因為人們認為它更加廉價,。當然這種“認為”或許根本就是錯誤的,。

熱固性復合材料之所以被認為廉價,可能是因為市場上供應商很多,,拉低了銷售價格,。如今,隨著越來越多熱塑性復合材料產(chǎn)商進入市場,,可以預見熱塑的價格也會下跌,。在A350 XWB問世之前,空客公司已有超過1500個不同的飛機零部件采用熱塑性復合材料生產(chǎn),。當然,,這個數(shù)字未來還會繼續(xù)升高。



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