Under de senaste fyra åren har Montana State Universitys forskargrupp utvecklat en innovativ metod för att producera kolfiber med metoden Stretch Break, enligt en rapport från Composites World den 5 december. Denna kolfiber är lättare att hantera gjutning av flygplans komplexa former och kan avsevärt minska tillverkningskostnaderna. Projektet finansierades av den amerikanska armén med en total investering på 25,8 miljoner dollar.
Montana State University säger att forskare har investerat mycket i relevanta forskningsområden och närmar sig nu en stor milstolpe. Forskare planerar att validera småskaliga faktiska tillverkningsmöjligheter innan tekniken helt industrialiseras. Traditionell kolfiber används ofta inom flyg- och rymdindustrin på grund av sin höga hållfasthet, låga vikt och hållbarhet. Men dessa fibrer är inte lätta att böja, så att göra en snäv kurva som passar perfekt in i ett flygplans vingar kräver komplexa och dyra produktionsverktyg och ofta metallkonstruktioner som hjälpstöd, vilket kostar den amerikanska militären miljarder dollar om året att underhålla och reparera. Däremot är nya kolfibermaterial -- som utvecklats vid Montana State University -- huvudsakligen gjorda av exakt sträckta material, där vissa fibrer har brutits ner på naturligt svaga punkter. Studier har visat att kolfiber som "sträcker sig och går sönder" kan bildas med ungefär 8 gånger mer med ungefär samma intensitet. Detta gör att material kan formas med enklare utrustning utan hjälp av metallkonstruktioner. Eftersom fibern är lättare att forma, förväntar sig konservativa att sänka tillverkningskostnaderna med en fjärdedel, sa forskarna. Även om konceptet att förbättra formbarheten av kolfiber genom att förstöra delar av strukturen harfunnits i decennier har några av de metoder som använts tidigare (som slumpmässigt skärmaterial etc.) visat sig användas. Det kommer att minska materialets styrka avsevärt. Tanken med dragbrott är inte heller en ny innovation, men hittills har det inte funnits något effektivt sätt att konsekvent och effektivt dra brott på ett sätt som kan utvidgas till industriell produktion. Man kan säga att begreppet 'sträcka ochbryta kolfiber låter enkelt, men väldigt svårt att kontrollera.
Forskargruppen från Montana State University samarbetade med mer än 20 företag från Montana för att designa och bearbeta ett nytt dragbrottverktyg kallat Bobcat Head. När en platt stråle av tråd som innehåller tusentals kolfibermonofilament passerar snabbt genom en serie rullar, appliceras exakt kraft för att förstöra de defekta fibrerna. Forskare noterade att endast cirka 2 procent av fiberbrotten gjordes inom ett givet intervall. Därefter analyserade forskarna egenskaperna hos det erhållna materialet, böjde fibrerna efter att ha "sträckts och bryts" till komplexa former och fixerat dem med hartser, med fokus på att testa hur svårt det är att forma. Experiment har visat att fibern har samma mekaniska egenskaper som materialet av kontinuerliga fibrer, men är lättare att forma. Därefter planerar forskarna att skala upp produktionen av denna "stretchbreak" tillverkningsenhet och lansera pilotdemonstrationsapplikationer för att validera dess förmåga att användas i faktisk tillverkning. Detta kommer att lägga grunden för teknisk auktorisation för flygbolag som tillverkar militära och civila flygplan. Forskare säger att de tror att materialet förväntas börja användas i industrin under de närmaste åren. För närvarande har programmet fångat ögat hos avancerade materialleverantörer och flygtillverkare, och relevanta forskare och ingenjörer har kommit till Montana State University för att se materialen personligen och ivriga att få prover på materialen som forskargruppen tillhandahåller. Både flygtillverkare och materialleverantörer har visat stort intresse för forskningen och tror att när villkoren för användning är på plats kommer det att ha en betydande inverkan på tillverkningen av flygutrustning, sa forskarna.
**Uttalande: Vissa av artiklarna och bilderna som publiceras i detta offentliga konto är från Internet och används endast för utbyte och delning av sammansatt expertis och marknadsinformation, inte för kommersiella ändamål. Ange källan för nytryckning. Om någon individ eller organisation har tvivel om äktheten eller riktigheten av upphovsrätten till artikeln eller dess innehåll, vänligen kontakta oss så snart som möjligt. Vi tar hand om det i tid.
