CAMX 2018:tweede blik, meer nieuwe ontwikkelingen

Ik ga deze CAMX 2018-hoogtepunten eigenlijk buiten de juiste volgorde behandelen, te beginnen met een nieuw tentoongesteld thermoplastisch composietmateriaal.

BRON:CW

TEXIM thermoplastische prepreg

Inman Mills (Inman, SC, VS) toonde TEXIM thermoplastische prepreg, die is gemaakt van het gepatenteerde kerngaren producten, waarbij een kern van versterkingsvezels (bijv. glasvezel) is omhuld met gesponnen thermoplastische (TP) stapelvezels. Op de foto hierboven rechts kunt u zien waar de TP-mantel fysiek is teruggeduwd, waarbij de glasvezelkern wordt benadrukt. De TP-mantel kan gemaakt zijn van polypropyleen, polyethyleen, polyester, nylon, polycarbonaat, polyetherimide, polyfenyleensulfide of elk ander TP-polymeer dat kan worden geëxtrudeerd tot een fijne stapelvezel. De verhouding van TP-omhulsel tot versterkende vezel kan worden aangepast aan de composietbehoeften en de composietkerngarens kunnen eenvoudig worden verwerkt via weef-, brei- of andere textielprocessen.

TEXIM zou lagere kosten kunnen bieden in vergelijking met andere thermoplastische prepregs vanwege minder verwerkingsstappen - die alleen vezelproductie en textielverwerking omvatten - en maakt naar verluidt een goede consolidatie mogelijk met verbeterde drapeerbaarheid en dieptrekvormconformiteit. TEXIM-glas en thermoplastische prepreg-stoffen kunnen op maat worden besteld voor een specifieke dikte, dankzij de mogelijkheid om meerdere lagen te weven, en zijn ook verkrijgbaar met derde of vierde componenten, zoals aramidefilamenten voor slagvastheid.

Gebogen pultrusie voor auto's

In mijn vorige blog over CAMX 2018 toonde ik L&L Products' lancering van Continuous Composite Structures (CCS) pultrusies voor auto-onderdelen. Dit rapport is een tweede knipoog naar groei in pultrusies voor automotive, maar via gebogen structuren. Thomas Technik &Innovation toonde zijn Radius Pultrusion-systemen op CAMX 2018, met de nadruk op de eerste operationele eenheid in de VS bij Shape Corp (Grand Haven, MI). Zoals beschreven in de CW van juni 2017 artikel, "Curved pultrusion?", Shape Corp is een wereldwijde Tier 1-leverancier van metalen en plastic auto-onderdelen, maar het Radius Pultrusion-systeem is gekocht "om de fabricage van bumperbalken voor auto's mogelijk te maken." Het bedrijf was een CAMX ACE Award-finalist 2017 in de categorie Oneindige mogelijkheid voor marktgroei vanwege het gebruik van gebogen pultrusie om hoogtechnologische holle en gesloten profielen te creëren. Zoals hierboven getoond, maakt de Radius Pultrusion-technologie het ook mogelijk om meerdere soorten wapening in een enkel, op maat gemaakt laminaat te gebruiken.

BRON:Heatcon

Heatcon Smart Susceptors

Heatcon levert apparatuur en diensten voor composietreparatie. Het bedrijf toonde zijn Smart Susceptor warmtedekentechnologie op CAMX 2018, die een revolutie biedt in warmtetoepassing voor composietreparatie en -uitharding door indirecte inductieve verwarming . Elektrisch resistieve warmtedekens zijn al tientallen jaren het werkpaard in composietreparatie. Hoewel relatief robuust en eenvoudig, kunnen ze vaak niet voldoende temperatuuruniformiteit bereiken op thermisch complexe structuren. Ze genereren gelijkmatig warmte over het dekengebied, maar complexe constructies absorberen de warmte niet gelijkmatig vanwege verschillende materiaaldichtheden en koellichamen in de onderliggende onderconstructie. Smart Susceptor-technologie daarentegen transformeert warmtedekens in een actieve technologie, waardoor het vermogen (warmte) wordt verminderd naar gebieden die de gewenste temperatuur hebben bereikt, terwijl warmte wordt toegevoerd aan koelere gebieden. Zo worden koellichamen beperkt, waardoor een hogere temperatuuruniformiteit wordt gegarandeerd en de oorspronkelijke fabricagevoorwaarden van onderdelen worden gedupliceerd voor reparaties en secundaire hechtbewerkingen om het vereiste niveau van structurele integriteit te bieden.

BRON:Heatcon

Hoe werkt het? In plaats van dat de primaire draad van de warmtedeken wordt aangesloten op een stroombron voor resistieve verwarming, wordt deze in het Smart Susceptor-systeem aangesloten op een hoogfrequente inductieve stroombron. Energie wordt dan elektromagnetisch overgebracht naar een secundaire verwarmingsdraad. Deze secundaire draad maakt gebruik van een metaallegering die is ontworpen om een ​​Curietemperatuur te hebben bij de gewenste uithardingstemperatuur. De Curietemperatuur is de temperatuur waarbij de metaallegering zijn magnetische eigenschappen verliest, en dus zijn vermogen om warmte te genereren via inductie. Dus, bij de gewenste uithardings- of verblijfstemperatuur, stoppen de hotspots met verwarmen en beginnen ze opnieuw als de temperatuur daalt, volgens het uithardingsprogramma dat is ingevoerd in de Smart Susceptor hot bonder-eenheid. In een demonstratietest met een complex samengesteld huidpaneel versterkt met hoedenbanden, was het temperatuurverschil tussen de heetste en koudste punten tijdens het uitharden slechts 5°C vergeleken met 14°C bij gebruik van een resistieve warmtedeken.

BRON:CW

Huntsman bevordert bladveren, wielen, dunlaagse rolroeren en nanotechnologie

Op de stand van Huntsman Advanced Materials was een grote verscheidenheid aan intrigerende composietonderdelen te zien. Een bladveer voor auto's geproduceerd door MBHA Composites - ook bekend als ZIUR Composite Solutions (Villareal, Spanje) - wordt gebruikt voor zware vrachtwagens en gemaakt met Huntsman epoxyhars in een hogedrukharsoverdrachtgietproces (HP-RTM). CW heeft gerapporteerd over bladveren van glasvezel gemaakt met epoxy prepreg en HP-RTM met polyurethaanhars, maar nog niet over bladveren gemaakt met epoxy en HP-RTM. "We hebben meer dan een jaar met hen samengewerkt om de epoxyformule te verfijnen om de beste prestaties te krijgen met HP-RTM", zegt Matt Pogue, business development manager bij Huntsman. Hij merkt op dat in dit product Tg werd overwogen, maar niet kritisch. "Maar we hebben een nieuwer, hoger Tg-systeem voor composiettoepassingen dat zich dichter bij uitlaatsystemen bevindt", voegt hij eraan toe.

BRON:CW

Een andere autocomposiettoepassing die tentoongesteld werd, was een volledig met koolstofvezel versterkt polymeer (CFRP), een wiel uit één stuk geproduceerd door ESE Carbon. "Koolstofcomposietwielen zijn gewenst voor betere prestaties en een lager brandstofverbruik, maar ze zijn ook duurder, wat een belangrijk probleem is geweest voor wijdverbreide acceptatie", legt Carlos Hermida, CEO van ESE Carbon, uit. "Ons wiel is doordrenkt, wat ons meer flexibiliteit geeft bij het selecteren van een hars om te gebruiken, terwijl het ook kosteneffectiever is voor de auto-industrie. We zullen in staat zijn om elke 3 uur 25 wielen te produceren zodra we klaar zijn met het opschalen van onze fabriek in Jasper, Georgia.” ESE Carbon gebruikt Huntsman Araldite epoxyhars. "We wilden een Tg van meer dan 200°C", legt hij uit, "evenals een goede doorstroming voor infusie en het vermogen om een ​​goede cosmetische oppervlakteafwerking te bereiken."

"Er is veel belangstelling voor wielen van koolstofcomposiet, maar het is een zeer uitdagend product omdat het hoge temperatuur- en structurele vereisten heeft", zegt Hermida. ESE Carbon voltooit momenteel structurele en prestatietests, inclusief verwarmde tests. "We zullen begin 2019 wielen testen op de weg", voegt hij eraan toe. Het bedrijf richt zich eerst op de aftermarket en high-end/low-volume performance automodellen. "We zullen blijven evolueren naar modellen met een hogere productie naarmate we onze productie opschalen", zegt Hermida. Hij legt uit dat lichtere wielen een multiplicatoreffect hebben op de gewichtsvermindering:"vanwege de rotatietraagheid is elke pond die aan de wielen wordt bespaard gelijk aan ongeveer 4 pond die ergens anders in de auto wordt bespaard." Hij merkt op dat deze aantrekkingskracht nog steeds geldt voor elektrische voertuigen vanwege hun hoge batterijgewicht en dat dit elders in het voertuig moet worden gecompenseerd.

BRON:CW

Een ander in het oog springend onderdeel was een CFRP-rolroer met logo's van Airbus, North Thin Ply Technology (NTPT), Decision SA, RUAG, École Polytechnique Fédérale de Lausanne en University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland. "NTPT vroeg ons om een ​​epoxyhars die zou werken met hun dunne laag prepreg-productiesysteem voor een demonstratierol voor de productie van commerciële vliegtuigen", vertelt Kyle Ingram, marketingmanager lucht- en ruimtevaart van Huntsman. “We leverden de epoxyformule en de door NTPT geproduceerde prepreg van gespreide koolstofvezel met behulp van zijn eigen methode. Het voltooide onderdeel toonde aan dat je een vliegtuigconstructie van het productietype kunt maken met dunne laag prepreg.” Ingram voegt eraan toe dat de kosten van conventionele prepreg-structuren van koolstofvezel nog steeds te hoog zijn om op grote schaal te worden toegepast in vleugels en rompen voor vliegtuigen met een smalle romp. "Een dunne laag opent nu deze deur, maar u moet bewijzen dat u de doelstellingen voor productiekosten en snelheid kunt halen."

CW sprak ook met Huntsman VP van innovatie David Hatrick over de overname van Nanocomp Technologies door het bedrijf. "Het integratieproces van Nanocomp in Huntsman is bijna voltooid", legt Hatrick uit. Hij merkt op dat Huntsman prioriteit heeft gegeven aan de ontwikkeling van de MIRALON koolstofnanobuisjes (CNT)-vezel van Nancomp Technologies op drie hoofdgebieden:

• Verwarmingssystemen – geleidende en stralingssystemen (bijv. automobieltoepassingen)
• Geleidende lijmen
• Composieten, waaronder het NASA-programma om een ​​tweede generatie, meer uitgelijnde "supervezel" te ontwikkelen met nog betere eigenschappen dan de huidige MIRALON CNT-vezel.

Er is ook technologie die gebruikmaakt van MIRALON-platen als tussenblad in composietlaminaten, maar Hatrick zegt dat dit geen hoge prioriteit heeft. "De R&D-teams van Huntsman en Nanocomp zijn goed samengekomen", zegt hij, "en we hebben zeer duidelijke mijlpalen vastgesteld." Hatrick merkt op dat het feit dat MIRALON-vezel CNT-technologie in een vezelachtige vorm biedt aantrekkelijk was in vergelijking met het werken met deeltjes. "Onze bedoeling is om het in hars of in gelamineerde vorm in te kapselen." Hij merkt op dat Huntsman ook met Haydale en grafeenmaterialen werkt. Nogmaals, de aanpak zal zijn om het grafeen in te kapselen en het al in hars te verkopen. "De uitdaging is om een ​​goede spreiding te krijgen die stabiel is gedurende de hele toeleveringsketen", zegt Hatrick. “Je moet een goede materiaalkennis hebben en kunnen schalen in de productie, en daarnaast een goede productondersteuning kunnen bieden.”