德國薩克森州貝恩斯多夫的科學(xué)家Leichtform GmbH，正在開發(fā)某種用于生產(chǎn)輕質(zhì)高性能混合夾層復(fù)合材料的工藝。他與德國德累斯頓應(yīng)用科技大學(xué)ILK輕工程與聚合物技術(shù)研究所的科學(xué)家合作致力于此項(xiàng)工藝的研究開發(fā)。此外，該項(xiàng)目由同一研究所的Maik Gude教授指導(dǎo)，主要研究目前生產(chǎn)條件十分苛刻且具有復(fù)雜幾何形狀的夾層結(jié)構(gòu)，而且項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)由聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和能源部提供，目的在于短時(shí)間內(nèi)完成新工藝開發(fā)，確保制造過程的高效進(jìn)行，為批量生產(chǎn)做準(zhǔn)備。
簡單的過程操控可提高生產(chǎn)率
新型加工工藝的靈感源于封閉模具中發(fā)泡聚氨酯(PU)的膨脹反應(yīng)，經(jīng)過膨脹反應(yīng)后的反應(yīng)性PU混合物成為滲透半成紡織品。通過此方式，模具靠近輪廓填充。泡沫芯的生產(chǎn)和夾層覆蓋層的最終浸漬在同階段進(jìn)行。此外，除了純泡沫芯外，這種新型加工工藝還可整合未經(jīng)層壓的蜂窩紙結(jié)構(gòu)。
在聚氨酯噴涂工藝中生產(chǎn)的具有聚合物芯和半成紡織品(左側(cè)，中心)以及集成的非層狀紙蜂窩(中心)的覆蓋層的高性能夾層復(fù)合材料，與具有切割尺寸長纖維(右)的覆蓋層的結(jié)構(gòu)的比較。(?TUD / ILK)
截止目前，特別是對于具有復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)材料，只能通過在單獨(dú)步驟下制造芯，隨后通過粘合來添加層狀以滿足材料的結(jié)構(gòu)需求。而現(xiàn)在新的工藝方法大大改觀了此種局面，毫無疑問存在優(yōu)勢，因?yàn)樗梢栽谕荒＞咧兄圃鞀A層結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)覆蓋層和泡沫芯。
根據(jù)相應(yīng)的泡沫體系，新工藝生產(chǎn)大概在幾分鐘之內(nèi)完成。如果在工藝過程中將熱塑性薄膜一起整合，則可獲得具有優(yōu)異表面質(zhì)量的組分，這也是為什么在后續(xù)步驟中無需對該部分進(jìn)行清漆的原因。此外，插入件也可以通過該工藝來使用泡沫塑料進(jìn)行嵌件成型，便可直接集成子部件，而無需任何復(fù)雜的加工步驟。
整合紡織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和熱塑性薄膜
由工程師OliverWei?enborn領(lǐng)導(dǎo)的Shape項(xiàng)目框架下進(jìn)行的科學(xué)工作，是關(guān)于在聚氨酯噴涂與RIM反應(yīng)注射成型工藝的基礎(chǔ)上建立起來的可以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的工藝?？茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)整合紡織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和熱塑性薄膜，以及適合各種材料的載荷引入元件。
科學(xué)家計(jì)劃通過綜合機(jī)械測試?yán)^續(xù)研究夾層復(fù)合材料的性能范圍。根據(jù)相應(yīng)的載荷去定義覆蓋層數(shù)量、泡沫密度和層的厚度，來獲得對于復(fù)雜幾何形狀所必需的定制結(jié)構(gòu)。
