За останні чотири роки дослідницька група Університету штату Монтана розробила інноваційний метод виробництва вуглецевого волокна за методом Stretch Break, згідно зі звітом Composites World від 5 грудня. Це вуглецеве волокно легше обробляти для формування складних форм літаків і може значно знизити витрати на виробництво. Проект фінансувався армією США із загальними інвестиціями в 25,8 мільйонів доларів.
Університет штату Монтана каже, що дослідники вклали значні кошти у відповідні галузі досліджень і зараз наближаються до важливої віхи. Дослідники планують підтвердити реальні можливості невеликого виробництва перед повною індустріалізацією технології. Традиційне вуглецеве волокно широко використовується в аерокосмічній галузі завдяки своїй високій міцності, легкій вазі та довговічності. Але ці волокна нелегко згинати, тому для створення щільної кривої, яка ідеально підходить до крил літака, потрібні складні та дорогі виробничі інструменти, а часто й металеві конструкції як допоміжна опора, обслуговування та ремонт яких коштує військовим США мільярди доларів на рік. Навпаки, нові матеріали з вуглецевого волокна --, розроблені в Університеті штату Монтана --, в основному виготовлені з точно розтягнутих матеріалів, у яких деякі волокна руйнуються в природних слабких місцях. Дослідження показали, що «розтягування та ламання» вуглецевого волокна може утворюватися приблизно у 8 разів більше з приблизно такою ж інтенсивністю. Це означає, що матеріали можна формувати на більш простому обладнанні без допомоги металоконструкцій. Оскільки волокно легше формувати, консерватори очікують скоротити витрати на виробництво на чверть, кажуть дослідники. Хоча концепція покращення формуваності вуглецевого волокна шляхом руйнування частин конструкції єіснували десятиліттями, деякі з методів, які використовувалися в минулому (наприклад, довільне різання матеріалів тощо), виявилися застосовними. Це значно знизить міцність матеріалу. Ідея руйнування при розтягуванні також не є нещодавньою інновацією, але досі не було ефективного способу послідовного та ефективного руйнування, який можна було б поширити на промислове виробництво. Можна сказати, що поняття «розтягування ізламати вуглецеве волокно звучить легко, але дуже важко контролювати.
Дослідницька група Університету штату Монтана співпрацювала з більш ніж 20 компаніями з Монтани, щоб розробити та обробити новий інструмент для руйнування на розтяг під назвою Bobcat Head. Коли плоский пучок дроту, що містить тисячі моноволокон вуглецевого волокна, швидко проходить через ряд роликів, точна сила руйнує дефектні волокна. Дослідники відзначили, що лише близько 2 відсотків розривів волокон було зроблено в заданому діапазоні. Згодом дослідники проаналізували властивості отриманого матеріалу, згинаючи волокна після «розтягування та розриву» у складні форми та фіксуючи їх смолами, зосереджуючись на тому, наскільки складно його сформувати. Експерименти довели, що волокно має такі ж механічні властивості, як і матеріал із безперервних волокон, але його легше формувати. Далі дослідники планують розширити виробництво цього виробничого пристрою з розтягуванням, запустивши пілотні демонстраційні додатки, щоб підтвердити його здатність використовуватись у реальному виробництві. Це закладе основу для отримання технічного дозволу для аерокосмічних компаній, які виробляють військові та цивільні літаки. Дослідники кажуть, що вони вважають, що матеріал почнуть використовувати в промисловості протягом наступних кількох років. Наразі програма привернула увагу постачальників передових матеріалів і виробників аерокосмічної галузі, і відповідні вчені та інженери приїхали до Університету штату Монтана, щоб особисто побачити матеріали та прагнути отримати зразки матеріалів, наданих дослідницькою групою. Як виробники аерокосмічної техніки, так і постачальники матеріалів виявили значний інтерес до дослідження та вважають, що коли будуть створені умови для використання, це матиме значний вплив на виробництво аерокосмічного обладнання, кажуть дослідники.
**Заява: Деякі статті та зображення, опубліковані в цьому загальнодоступному обліковому записі, взяті з Інтернету та використовуються лише для обміну та спільного використання складного досвіду та ринкової інформації, а не для будь-яких комерційних цілей. Просимо вказати джерело для передруку. Якщо будь-яка особа чи організація має сумніви щодо автентичності чи точності авторських прав на статтю чи її вміст, будь ласка, зв’яжіться з нами якнайшвидше. Ми подбаємо про це вчасно.
