1. Toray vyvíja technológiu tepelného zvárania a rýchlej integrácie CFRP
1. februára 2023 japonská spoločnosť Toray oznámila úspešný vývoj technológie vysokorýchlostného tepelného zvárania pre plasty vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP). Cieľom tejto technológie je dosiahnuť vysokorýchlostnú výrobu a odľahčenie leteckých konštrukcií z CFRP. Technológia tepelného zvárania Toray umožňuje rýchle a robustné spájanie termosetových komponentov CFRP na lietadlách, podobne ako tradičné zváranie. Tento jednoduchý spôsob spájania zahŕňa vytvorenie tepelne zvárateľnej vrstvy na povrchu termosetového CFRP a okamžité zahrievanie povrchov dielov, aby sa spojili. Umožňuje rýchlu montáž termosetových komponentov CFRP alebo kombináciu termosetových a termoplastických komponentov CFRP bez potreby lepenia alebo skrutkovania.
Aplikáciou tejto technológie na termosetový CFRP s tepelne zvárateľnou vrstvou možno dosiahnuť mechanický výkon ekvivalentný CFRP, ktorý sa v súčasnosti používa v leteckých konštrukciách. Toray uvádza, že pevnosť spoja štruktúry tepelného zvárania je porovnateľná so spoluvytvrdzovanými štruktúrami CFRP v súčasných modeloch lietadiel, čo zaisťuje spoľahlivosť technológie spájania v praktických aplikáciách. V porovnaní s konštrukciami z hliníkových zliatin môžu konštrukcie CFRP využívajúce túto technológiu znižovať emisie oxidu uhličitého počas celého životného cyklu. Zníženie hmotnosti skrutiek môže odľahčiť celkovú konštrukciu, čím sa ďalej znížia tieto emisie. Toray spolupracuje s Boeingom na riadení viacerých technologických projektov v oblasti výroby lietadiel a materiálov.
16. februára 2023 spoločnosť Toray oznámila úspešný vývoj technológie rýchleho integrovania pre pohyblivé komponenty z CFRP. Tento materiál je umiestnený medzi ľahkou poréznou penou vystuženou uhlíkovými vláknami (CFRF) a termosetovou predimpregnovanou kožou a poskytuje vynikajúce mechanické vlastnosti. Táto nová technológia umožňuje lisovanie pohyblivých komponentov z CFRP, ako sú napríklad strechy automobilov, desaťkrát rýchlejšie ako tradičné vysokotlakové lisovacie systémy v autokláve. Hmotnosť takýchto výrobkov je len polovičná v porovnaní s oceľovými výrobkami. Toray sa bude aj naďalej zameriavať na výskum a vývoj tejto technológie s cieľom urýchliť jej aplikáciu v komponentoch elektrických vozidiel, kde je rozhodujúca ľahká a rýchla výroba.
2. Dcérska spoločnosť Teijin vyvíja sendvičové produkty pre automobilovú výrobu
V marci 2023 Teijin Automotive Technologies, dcérska spoločnosť Teijin Group v Japonsku, oznámila úspešný vývoj dvoch kľúčových produktov zameraných na splnenie požiadaviek súčasných a budúcich automobilových aplikácií. Hexacore je produkt s voštinovým jadrom navrhnutý pre vysokorýchlostný proces lisovania spoločnosti Teijin Automotive, ktorý sa používa na výrobu ľahkých panelov karosérie triedy A, strešných panelov a uzáverov. Materiál Hexacore je kompatibilný s celým radom vlákien a živíc, vrátane uhlíkových alebo sklenených vlákien, aramidových vlákien alebo prírodných vlákien. Tvrdí sa, že použitie materiálu Hexacore môže ušetriť 25 % hmotnosti v porovnaní s podobnými dvojdielnymi dielmi SMC.
Okrem toho spoločnosť Teijin Automotive vyvinula technológiu Foam-A-Core ako riešenie s pevným jadrom pre automobilové panely triedy A, ktoré ponúka vysokú pevnosť a odolnosť proti vlhkosti. Táto technológia využíva rovnaký 30-45 druhý proces lisovania na tvarovanie, čo umožňuje funkciu tvarovania aj rýchle vytvrdzovanie. Podobne ako Hexacore, Foam-A-Core je vhodný pre panely vyrobené z rôznych vlákien, termosetových alebo termoplastických živíc a pomocou procesov SMC alebo RTM. Tento proces tiež produkuje diely v tvare takmer siete, čím sa znižuje výrobný odpad v porovnaní s inými metódami.
3. SGL Carbon vyvíja vysokovýkonné karbónové vlákno s veľkým ťahom
Koncom marca 2023 oznámila spoločnosť SGL Carbon, nemecký priemyselný výrobca uhlíkových vlákien s veľkými ťažnými vláknami, vývoj nového uhlíkového vlákna so špecifikáciou 50 000. Toto karbónové vlákno SIGRAFIL®CT50-4.9/235 sa môže pochváliť vysokou pevnosťou v ťahu 4,9 GPa (porovnateľné s uhlíkovými vláknami pre malé ťažné vlákna, ako je trieda Toray T700) a predĺžením 2,0 %. Spĺňa požiadavky na vysokú pevnosť konvenčných konštrukcií tlakových nádob a zároveň ponúka vysoké predĺženie, vďaka čomu je vhodný pre špecializované trhy, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť aj vysoké predĺženie.
Uhlíkové vlákno SIGRAFIL®CT{{0}}.9/235 je vyvinuté na základe existujúcej rozsiahlej výroby 50 000 vláknitého produktového portfólia, ktoré sa úspešne používa v odvetviach, ako je veterná energetika a automobilový priemysel. Nový SIGRAFIL®CT50-4.9/235 vykazuje vysokú pevnosť (4,9 GPa) a predĺženie (2,0 %) a v súčasnosti má kapacitu na výrobu podľa špecifikácie 50 000. Doteraz bol takýto vynikajúci výkon dosiahnuteľný len s uhlíkovými vláknami s malým ťahom. To ďalej dopĺňa produktové portfólio SGL s uhlíkovými vláknami so špecifikáciou 50 000.
4. TeXtreme predstavuje vysokopermeabilný jednosmerný výstužný materiál z uhlíkových vlákien
Začiatkom apríla 2023 spoločnosť TeXtreme®, globálny líder v oblasti tenkovrstvových materiálov z uhlíkových vlákien, oznámila spustenie svojho najnovšieho inovatívneho produktu TeXtreme® Gapped UD. Ide o suchý výstužný materiál z uhlíkových vlákien špeciálne navrhnutý pre procesy infúzie živice. Ako prelomový produkt ponúka vynikajúci výkon, jednoduchosť použitia a nákladovú efektívnosť pre širokú škálu aplikácií.
TeXtreme® Gapped UD je plochý jednosmerný výstužný materiál s dobre kontrolovanými 0,3 mm medzerami medzi vláknami. Tieto medzery slúžia ako kanály na odvádzanie živice a vzduchu, čo umožňuje rýchle a rovnomerné zmáčanie materiálu bez ohrozenia jeho mechanických vlastností. S objemovým podielom vlákna presahujúcim 60% poskytuje TeXtreme® Gapped UD konzistentný mechanický výkon porovnateľný s jednosmernými predimpregnovanými laminátmi z uhlíkových vlákien.
5. Francúzska spoločnosť vyvíja 3D nanomateriál na báze uhlíkových vlákien prepreg
Koncom apríla 2023 spoločnosť NAWA so sídlom v Rousset vo Francúzsku vyvinula revolučný 3D uhlíkový nanomateriál. Využitím ich technológie NAWAStitch™, ktorá zahŕňa vertikálne zarovnané uhlíkové nanorúrky (VACNT), zlepšujú kompozity z uhlíkových vlákien, účinne znižujú medzilaminárne praskanie alebo delamináciu a minimalizujú iniciáciu a šírenie trhlín. Výsledkom je 100-násobné zvýšenie pevnosti v šmyku a 10-násobné zlepšenie odolnosti proti nárazu pre kompozitný materiál. Táto technológia je prísľubom pre aplikácie v rôznych oblastiach, od skladovania energie a katalyzátorov vodíkových palivových článkov novej generácie až po letecký priemysel a automobilový priemysel novej generácie.
Technologická inovácia NAWA viedla k pevnejšiemu, ľahšiemu a pokročilejšiemu materiálu. Technológia NAWAStitch™ rieši jeden z najbežnejších problémov pri kompozitných materiáloch – interlaminárne praskanie alebo delaminácia. Pôsobí ako univerzálny alebo lokalizovaný interlaminárny výstužný materiál pre predimpregnované lamináty z uhlíkových vlákien, NAWAStitch™ funguje ako „nano suchý zips“, bráni premosteniu trhlín na rozhraní a poskytuje dvojciferný pozitívny prírastok v mechanickej výstuži, čím vytvára takmer nerozbitný materiál. NAWAStitch™ výrazne zvyšuje výkon kompozitov z uhlíkových vlákien, zvyšuje 100-násobnú pevnosť v šmyku a 10-násobne zlepšuje odolnosť proti nárazu, pričom znižuje hmotnosť o 20-30%. To vedie k zlepšeniu výkonu rôznych produktov, ako sú športové potreby, nádrže na skladovanie vodíka a letecké komponenty.
6. Mitsubishi vyvíja novú značku častíc z uhlíkových vlákien
V máji 2023 spoločnosť Mitsubishi Chemical Corporation na svojej oficiálnej webovej stránke oznámila, že vyvinula novú značku častíc z uhlíkových vlákien šetrných k životnému prostrediu s názvom Pyrofil™ NEO. Tento produkt sa môže pochváliť nasledujúcimi vynikajúcimi vlastnosťami:
●Nižšia hmotnosť: Vďaka svojej vysokej špecifickej pevnosti a vysokej špecifickej tuhosti sa môže použiť ako náhrada za termoplastické materiály vystužené kovom a sklenenými vláknami, čo vedie k výraznému zníženiu hmotnosti.
●Vysoký výkon: Ponúka vynikajúce klzné vlastnosti, antistatické vlastnosti a tienenie elektromagnetických vĺn. Môže byť prispôsobený tak, aby spĺňal špecifické požiadavky, ako je tepelná odolnosť a chemická odolnosť, na základe rôznych noriem.
●Vysoká kvalita: Zahŕňa opätovné spracovanie vedľajších produktov z uhlíkových vlákien (predimpregnovaných laminátov) v zariadeniach na výrobu uhlíkových vlákien.
●Ohľady na životné prostredie: V porovnaní s tradičnými výrobkami má menšiu uhlíkovú stopu, vďaka čomu je šetrnejší k životnému prostrediu.
Podľa interných výpočtov v rámci Mitsubishi Chemical Group častice uhlíkových vlákien Pyrofil™ NEO znížili uhlíkovú stopu o 50 % v porovnaní s bežnými časticami spoločnosti.
7. Teijin a Kumagai Group vyvíjajú ohňovzdorné kompozitné materiály z uhlíkových vlákien pre stavebníctvo
Dňa 13. júla 2023 spoločnosť Teijin Limited oznámila spoluprácu so spoločnosťou Kumagai Group Co., Ltd. pri vývoji integrovaných materiálov s vysokými vláknami vystuženými vláknami pre budovy odolné voči ohňu. Teijin má vysokovýkonný materiál vystužený vláknami s názvom „LIVELY WOODⓇ“, ktorý je integrovaným materiálom vystuženým použitím existujúcich materiálov z uhlíkových vlákien. Zvýšením tuhosti a pevnosti pomocou vystuženia uhlíkovými vláknami prispieva integrovaný materiál k rozšíreniu aplikácií drevených konštrukcií. Charakteristickým znakom „LIVELY WOODⓇ“ je začlenenie plastu vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP) medzi integrované materiály, čo umožňuje ľahký, izolačný drevený kompozitný materiál s vysokou tuhosťou a pevnosťou. Pri použití ako nosníky uľahčuje výstavbu veľkorozponových drevostavieb. Okrem toho, hoci má Japonsko bohaté zdroje cédrových stromov, ich nízka sila obmedzuje ich použitie ako stavebných materiálov. Vystuženie CFRP však túto situáciu účinne zlepšuje. Na druhej strane „ŽIVÉ DREVOⓇ“ nemá požiarnu odolnosť a nedá sa použiť v drevostavbách, ktoré vyžadujú požiarnu odolnosť.
Kumagai Group predstavuje "Eco-friendly λ-WOODⅡ," ohňovzdornú technológiu drevených komponentov, ktorá zaisťuje požiarnu odolnosť pridaním ohňovzdornej izolačnej (krycej) vrstvy okolo materiálu jadra. Táto technológia umožňuje použitie dreva v protipožiarnych konštrukciách. Spojením „ŽIVÉHO DREVAⓇ“ od spoločnosti Teijin a „Eco-friendly λ-WOODⅡ“ od Kumagai Group sa zameriavajú na vývoj nových vysokovýkonných integrovaných materiálov vystužených vláknami pre budovy odolné voči ohňu, ktoré vzájomne kompenzujú svoje výkonnostné charakteristiky.
8. Japonská spoločnosť vyvíja zobrazovaciu technológiu z kompozitného materiálu z uhlíkových vlákien
Dňa 26. septembra 2023 spoločnosť Konica Minolta so sídlom v Chiyoda-ku, Tokio, Japonsko, na svojej oficiálnej webovej stránke oznámila, že jej röntgenové zobrazovacie zariadenie Talbot s nízkou interferenciou „XtraLINQ Talbot®“ získalo ocenenie „Produkt/Technológia“. Award“ od SAMPE Japan, renomovaného priemyselného združenia súvisiaceho s pokročilou materiálovou technológiou.
Toto zariadenie ako špičkové röntgenové zobrazovacie zariadenie využívajúce nízku interferenciu Talbot vyvinuté spoločnosťou Konica Minolta dokáže extrahovať stav vnútorných vlákien plastov vystužených uhlíkovými vláknami (CFRP) v krátkom čase, na veľkej ploche a s vysokou precíznosť bez toho, aby došlo k poškodeniu. Vyniká najmä pri získavaní informácií o lokálnom obsahu vlákien, disperzii vlákien a orientácii vlákien vo vnútri CFRP, najmä v CFRP s nespojitými vláknami a náhodnými orientáciami. Tieto charakteristiky úzko súvisia s fyzikálno-chemickými vlastnosťami kompozitných materiálov. Okrem toho toto zariadenie umožňuje predpovedať potenciálne správanie zlyhania CFRP, čím významne prispieva k výskumu CFRP.
9. Toray Industries of Japan dosiahla prelom v technológii ultravysokých uhlíkových vlákien T1200
Dňa 29. októbra 2023 spoločnosť Toray Industries, Inc. oznámila vývoj TORAYCA™ T1200, ultra vysoko pevného uhlíkového vlákna s pevnosťou v ťahu 8,0 GPa, modulom v ťahu 315 GPa a lomové predĺženie 2,5 %. Toto uhlíkové vlákno sa môže pochváliť najvyššou pevnosťou v ťahu na celom svete a nachádza uplatnenie v rôznych oblastiach, od športových a voľnočasových produktov až po lietadlá.
Na prekonanie limitu pevnosti uhlíkových vlákien sa spoločnosť Toray Industries zamerala na vylepšenie svojej patentovanej technológie riadenia štruktúry nanometrov s cieľom navrhnúť a dosiahnuť veľmi pevnú vnútornú štruktúru. Využitím tejto technológie spoločnosť Toray Industries úspešne vyvinula TORAYCA™ T1200 s pevnosťou v ťahu 8,0 GPa, čím prekonala TORAYCA™ T1100 o viac ako 10 % (T1100 má pevnosť v ťahu 7,0 GPa). Tento produkt bol vyvinutý v továrni Toray v Ehime v Japonsku.
10. Teijin z Japonska vyvíja uhlíkové vlákno na bio báze
Dňa 21. decembra 2023 japonská spoločnosť Teijin Corporation oznámila na svojej oficiálnej webovej stránke, že začala s výrobou a predajom uhlíkových vlákien s použitím ekologických surovín (akrylonitril na bio báze, AN), aby aktívne prispela k znižovaniu emisií skleníkových plynov. . Teijin použije metódu vyváženia kvality založenú na medzinárodne uznávanej certifikácii trvalo udržateľných produktov na výrobu a predaj uhlíkových vlákien Tenax™ s použitím surovín šetrných k životnému prostrediu.
Prekurzorové vlákno PAN je vyrobené z udržateľného akrylonitrilu (AN) získaného z biologických produktov alebo odpadu a zvyškov z recyklácie a vyrába sa metódou vyváženia kvality. Prostredníctvom tejto metódy možno materiál spätne overiť v rámci komplexného hodnotového reťazca, napríklad keď sa suroviny získané z biomasy zmiešajú so surovinami získanými z ropy na výrobu produktu.
29. júna, pred týmto oznámením, oficiálna webová stránka spoločnosti Teijin Limited uviedla, že uhlíkové vlákna Tenax™ a prekurzorové vlákna polyakrylonitrilu (PAN) vyrábané v jej továrni v Mishime, Shizuoka, Japonsko, získali certifikáciu ISCC PLUS (medzinárodná certifikácia udržateľnosti a uhlíka). , čo je medzinárodný systém certifikácie udržateľného rozvoja a uhlíka.