Recientemente, American Advanced Composites Manufacturing Innovation Agency (IACMI) anunció que la primera fase del proyecto, liderada por DuPont, Fibrtec y Purdue University, ha desarrollado un nuevo proceso de producción de compuestos termoplásticos reforzados con fibras continuas, las telas. La formabilidad se mejora significativamente en comparación con las telas convencionales. Esto es de gran importancia para la segunda fase de investigación, que puede reducir efectivamente el costo de producción de las estructuras de fibra de carbono compuestas, por lo que es más adecuado para la producción en masa en la industria automotriz, aeroespacial y otros campos.
El objetivo del proyecto es reducir el costo de fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibra de carbono mediante el uso de materiales preimpregnados de fibra de carbono / polímero relativamente económicos y procesos de formación de forma casi neta, como la colocación automática de fibra. Los puntos clave de este nuevo avance en el proceso incluyen tres aspectos: en primer lugar, una estopa revestida flexible desarrollada por Fibrtec, FibrflexTM, que es un compuesto de fibra de carbono / poliamida parcialmente impregnado. La estopa del material, es decir, la fibra de carbono no está completamente mojada por la poliamida, lo que da como resultado un material de estopa que es más suave que la poliamida completamente impregnada; el segundo es la tecnología Rapid Fabric Forming (RFF) de DuPont y la resina de poliamida patentada por DuPont. El proceso RFF permite la producción ultrarrápida de telas con diferentes direcciones de remolque, sin la necesidad de levantar el remolque durante el procesamiento; el tercero es el apoyo de la Universidad de Purdue en modelado y caracterización, experimentos relacionados, modelos y resultados de simulación muestran que esto La combinación de nuevos procesos de moldeo y tecnología de materiales es un método potencial para producir termoplásticos de polímeros reforzados con fibras continuas de bajo costo. En comparación con los métodos tradicionales, se espera que la nueva tecnología desarrollada por el proyecto reduzca el desperdicio de material de fibra de carbono en un 30%.
En la actualidad, hay dos procesos principales de moldeo termoplástico de polímeros reforzados con fibra, pero debido a defectos obvios, ha limitado su uso en las industrias automotriz y aeroespacial. Un método es tejer una tela a partir de una estopa de fibra de carbono seca, extender la tela con una película de resina termoplástica y luego calentarla y comprimirla en un compuesto. Este método es lento y la fibra de carbono se rompe fácilmente durante el proceso de tejido para producir un haz de fibras cortas conductoras, por lo que es necesario asegurar el aislamiento eléctrico entre la máquina de tricotar y el equipo relacionado. El segundo proceso convencional implica impregnar y aplanar cables de fibra de carbono con una resina termoplástica para hacer una cinta compuesta de bajo vacío y completamente curada que luego se teje o se coloca y se coloca para formar una tela que luego se cura rápidamente en la parte compuesta final. El principal problema de este método es el tratamiento de la tira compuesta unidireccional, que es rígida y quebradiza, por lo que se rompe a temperatura ambiente y se curva a un radio reducido, lo que resulta en un proceso de fabricación lento y costoso de la tira al tejido.
En la segunda fase del proyecto, los compuestos avanzados de fibra de carbono se desarrollarán para estudiar más a fondo las formas de estos nuevos preimpregnados termoplásticos de fibra de carbono y para verificar si estos materiales son adecuados para la producción en masa, incluyendo la reducción de costos de fabricación y el aumento de la libertad de diseño . Cumpla los requisitos especiales de rendimiento, etc. Además, como uno de los primeros proyectos implementados por IACMI, el proyecto también es un modelo para acelerar la innovación a través de la colaboración público-privada.
