2025年,全球高端復(fù)合材料正迎來(lái)一場(chǎng)“效率革命”。近日,日本帝人碳素(Teijin Carbon)與美國(guó)A&P Technology聯(lián)合發(fā)布了一款名為 IMS65 PAEK Bimax 的新型碳纖維雙軸織物,再次將熱塑性復(fù)合材料推向行業(yè)焦點(diǎn)。這款材料不僅性能強(qiáng)勁,更關(guān)鍵的是——它能“不用熱壓罐,僅靠真空袋就能成型”,為航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域的高速制造提供了全新可能。
圖片來(lái)源:帝人網(wǎng)站
這背后,是聚芳醚酮(PAEK)基體材料的又一次勝利,也標(biāo)志著全球熱塑性復(fù)合材料技術(shù)正從“高性能”邁向“高效率+可規(guī)?;钡男码A段。
聽(tīng)起來(lái)像“布”,其實(shí)它是未來(lái)飛機(jī)的“骨架”。
帝人這次推出的 IMS65 PAEK Bimax,本質(zhì)上是一種碳纖維增強(qiáng)PAEK樹(shù)脂的雙軸編織預(yù)浸織物。它的核心構(gòu)成是:
基體材料:PAEK(聚芳醚酮)——一種耐高溫、高強(qiáng)度、抗沖擊的特種工程塑料;
增強(qiáng)體:碳纖維單向帶(UD Tape);
結(jié)構(gòu):將UD帶切成窄條,編織成寬達(dá)65英寸(約1.66米)、±45°方向的雙軸織物。
傳統(tǒng)復(fù)合材料制造依賴昂貴的熱壓罐設(shè)備,耗時(shí)長(zhǎng)、成本高。而這款材料利用PAEK的優(yōu)異熔融流動(dòng)性,可在常壓下實(shí)現(xiàn)良好固結(jié),大幅降低制造門檻和周期。鋪層快、效率高。寬幅織物一次性鋪設(shè)雙軸增強(qiáng)層,減少鋪層次數(shù),提升自動(dòng)化生產(chǎn)速度,特別適合大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件?!?5°編織結(jié)構(gòu)卷曲少,能貼合復(fù)雜曲面,適用于機(jī)翼、艙體等異形部件。
據(jù)稱,其機(jī)械性能已達(dá)到甚至超過(guò)美國(guó)國(guó)家先進(jìn)材料性能中心(NCAMP)認(rèn)證的PAEK預(yù)浸料,具備上機(jī)應(yīng)用潛力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),帝人這套方案,是把“高性能”和“高效率”同時(shí)做到了極致——這正是下一代航空制造的核心需求。
帝人的動(dòng)作并非孤例。近年來(lái),歐美在熱塑性復(fù)合材料領(lǐng)域的布局早已全面展開(kāi)??湛驮贏350上已部分采用PEEK基熱塑性復(fù)合材料;波音正推動(dòng)熱塑性材料在機(jī)身、機(jī)翼中的應(yīng)用;
而PAEK類樹(shù)脂(包括PEEK、PEKK、PEK等)因其優(yōu)異的耐溫性(長(zhǎng)期使用可達(dá)250°C以上)、抗沖擊性和可焊接性,成為高端熱塑性復(fù)合材料的“黃金基體”。
在國(guó)內(nèi),熱塑性復(fù)合材料起步較晚,但在航空航天自主可控的大背景下,一批企業(yè)正加速突圍。其中,智上新材料科技有限公司已成為該領(lǐng)域不可忽視的力量。智上新材料專注碳纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸料研發(fā),產(chǎn)品涵蓋PEEK、PAEK、PPS等高性能樹(shù)脂體系;掌握熱塑性UD帶連續(xù)化制備技術(shù),具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);產(chǎn)品已應(yīng)用于無(wú)人機(jī)、航天結(jié)構(gòu)件、高端工業(yè)裝備等領(lǐng)域。
更重要的是,智上也在探索非熱壓罐成型、快速固結(jié)、自動(dòng)化鋪放等前沿工藝,技術(shù)路線與國(guó)際同步。這是一場(chǎng)材料技術(shù)的較量,更是一場(chǎng)關(guān)乎高端制造自主權(quán)的深層博弈。
這場(chǎng)“靜悄悄的材料革命”,值得我們每一個(gè)人關(guān)注。
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