TPRC onderzoekt in-situ consolidatie via AFP voor thermoplastische composieten

Figuur 1. Verschillende luchtverwijderingsmechanismen zoals in-planaat permeatie en door-dikte diffusie voor, respectievelijk, ruwe tape (boven) en gladde tape (onder). Bron | TPRC

Het ThermoPlastics composites Research Center (TPRC, Enschede, Nederland), onderzoekt momenteel een tweestapsbenadering voor de productie van thermoplastische composietstructuren, betreffende de snelle depositie van voor-geïmpregneerde thermoplastische tape, met behulp van geautomatiseerde vezelplaatsing (AFP) gevolgd door vacuümzak-alleen (VBO) consolidatie. Vergeleken met de AFP met in-situ consolidatie-alternatief, zegt TPRC dat zijn AFP + VBO-project de neerlegging van bandmateriaal tegen een kosteneffectieve snelheid combineert met een betaalbare na-verwerkingsstap om de vereiste consolidatiekwaliteit te garanderen.

Figuur 2. Laminaten geconsolideerd onder vacuümdruk met vrije (links) en gebonden (rechts) in-planaat permeatie; de laatste werd bereikt door de randen van de laminaatstapel af te dichten met tape. Bron | TPRC

De hoofddoel van het project, zegt TPRC, is het mogelijk maken van de kostenefficiënte out-of-autoclave (OOA) productie van geavanceerde componenten door materiaalrichtlijnen en procesmodellen te ontwikkelen. Dit vereist een grondig begrip van de fysische mechanismen die de OOA-consolidatie van vezel-geplaatste thermoplastische laminaten controleren – bijvoorbeeld, de in-planaat permeatie en diffusie van ingesloten lucht tijdens verschillende stadia van het consolidatieproces voor diverse materiaalconfiguraties (Figuur 1). TPRC zegt dat de mechanismen kwalitatief zijn verkend, zoals te zien is door het effect van het afdichten van de randen van een stapel op luchtverwijdering (Figuur 2).

TPRC merkt op dat het onderzoek nog gaande is, en meetopstellingen worden ontwikkeld voor de kwantitatieve bepaling van zowel diffusie- als permeatie-gerelateerde materiaaleigenschappen.