1. Toray razvija CFRP termičko zavarivanje i tehnologiju oblikovanja brze integracije
Japanska kompanija Toray objavila je 1. februara 2023. uspješan razvoj tehnologije termičkog zavarivanja velike brzine za plastiku ojačanu karbonskim vlaknima (CFRP). Ova tehnologija ima za cilj postizanje velike brzine proizvodnje i lagane strukture CFRP aviona. Toray-jeva tehnologija termičkog zavarivanja omogućava brzo i robusno spajanje termoreaktivnih CFRP komponenti na avionima, slično tradicionalnom zavarivanju. Ova jednostavna metoda spajanja uključuje formiranje toplotno zavarljivog sloja na površini termoreaktivnog CFRP-a i trenutno zagrijavanje površina dijelova kako bi se spojile. Omogućava brzu montažu termoreaktivnih CFRP komponenti ili kombinaciju termoreaktivnih i termoplastičnih CFRP komponenti bez potrebe za lijepljenjem ili pričvršćivanjem vijcima.
Primjenom ove tehnologije na termoreaktivni CFRP sa slojem koji se može zavariti toplinom, mogu se postići mehaničke performanse ekvivalentne CFRP-u koji se trenutno koristi u konstrukcijama aviona. Toray navodi da je čvrstoća spoja strukture za termičko zavarivanje uporediva sa ko-očvrsnutim CFRP strukturama u trenutnim modelima aviona, osiguravajući pouzdanost tehnologije vezivanja u praktičnim primjenama. U poređenju sa strukturama od aluminijskih legura, CFRP strukture koje koriste ovu tehnologiju mogu smanjiti emisije ugljičnog dioksida tokom svog životnog ciklusa. Smanjenje težine zatvarača može olakšati cjelokupnu strukturu, dodatno smanjujući ove emisije. Toray sarađuje sa Boeingom na pokretanju višestrukih projekata razvoja tehnologije u proizvodnji aviona i tehnologiji materijala.
Dana 16. februara 2023. godine, Toray je najavio uspješan razvoj tehnologije brzog integracijskog oblikovanja za CFRP pokretne komponente. Ovaj materijal je pozicioniran između lagane porozne pjene ojačane karbonskim vlaknima (CFRF) i termoreaktivne prepreg kože, pružajući odlične mehaničke performanse. Ova nova tehnologija omogućava oblikovanje pokretnih komponenti od CFRP-a, kao što su krovovi automobila, deset puta brže od tradicionalnih sistema za autoklavno oblikovanje pod visokim pritiskom. Težina takvih proizvoda je samo upola manja od težine proizvoda od čelika. Toray će nastaviti da se fokusira na istraživanje i razvoj ove tehnologije kako bi ubrzao njenu primjenu u komponentama električnih vozila, gdje su lagana i brza proizvodnja od ključne važnosti.
2. Teijin podružnica razvija sendvič proizvode za automobilsku proizvodnju
U martu 2023. godine, Teijin Automotive Technologies, podružnica Teijin grupe u Japanu, objavila je uspješan razvoj dva osnovna proizvoda usmjerena na ispunjavanje zahtjeva trenutnih i budućih automobilskih aplikacija. Hexacore je proizvod u obliku saća dizajniran za Teijin Automotive proces brzog presovanja, koji se koristi za proizvodnju laganih panela karoserije A klase, krovnih panela i zatvarača. Hexacore materijal je kompatibilan sa nizom vlakana i smola, uključujući karbonska ili staklena vlakna, aramidna vlakna ili prirodna vlakna. Tvrdi se da korištenjem Hexacore materijala može se uštedjeti 25% težine u poređenju sa sličnim dvodijelnim SMC dijelovima.
Osim toga, Teijin Automotive je razvio Foam-A-Core tehnologiju kao kruto rješenje za jezgro za A-klasu automobilskih panela, nudeći visoku čvrstoću i otpornost na vlagu. Ova tehnologija koristi isti 30-45 drugi proces kompresijskog oblikovanja za oblikovanje, omogućavajući i funkcionalnost oblikovanja i brzo očvršćavanje. Slično kao i Hexacore, Foam-A-Core je pogodan za ploče napravljene od različitih vlakana, termoreaktivnih ili termoplastičnih smola, i korištenjem SMC ili RTM procesa. Proces također proizvodi dijelove u obliku mreže, čime se smanjuje proizvodni otpad u usporedbi s drugim metodama.
3. SGL Carbon razvija karbonska vlakna visokih performansi sa velikim vučenjem
Krajem 2023. marta, SGL Carbon, njemački industrijski proizvođač velikih karbonskih vlakana za vuču, najavio je razvoj novih 50k specifikacijskih karbonskih vlakana. Ovo SIGRAFIL®CT50-4.9/235 karbonsko vlakno ima visoku zateznu čvrstoću od 4,9 GPa (uporedivo sa malim vučnim karbonskim vlaknima kao što je Toray T700) i izduženje od 2,0%. Zadovoljava zahtjeve visoke čvrstoće konvencionalnih dizajna posuda pod pritiskom, a istovremeno nudi veliko istezanje, što ga čini pogodnim za niša tržišta koja zahtijevaju i visoku čvrstoću i veliko istezanje.
SIGRAFIL®CT{{0}}.9/235 karbonska vlakna razvijena su na osnovu postojeće velike proizvodnje od 50.000 proizvoda od vlakana, koja se uspješno koriste u industrijama kao što su energija vjetra i automobilska industrija. Novi SIGRAFIL®CT50-4.9/235 pokazuje visoku čvrstoću (4,9 GPa) i istezanje (2,0%) i trenutno ima kapacitet za proizvodnju 50k specifikacije. Do sada su se tako odlične performanse mogle postići samo s malim vučnim karbonskim vlaknima. Ovo dodatno nadopunjuje SGL-ov portfelj proizvoda od 50k specifikacija velikih karbonskih vlakana.
4. TeXtreme uvodi visokopropusni jednosmjerni materijal za ojačanje od karbonskih vlakana
Početkom aprila 2023. TeXtreme®, globalni lider u tankoslojnim materijalima od karbonskih vlakana, najavio je lansiranje svog najnovijeg inovativnog proizvoda, TeXtreme® Gapped UD. Ovo je suhi materijal za ojačanje od karbonskih vlakana posebno dizajniran za procese infuzije smole. Kao revolucionarni proizvod, nudi izvanredne performanse, jednostavnu upotrebu i ekonomičnost za širok spektar primjena.
TeXtreme® Gapped UD je ravan jednosmjerni armaturni materijal sa dobro kontroliranim razmacima od 0.3 mm između vlakana. Ovi praznini služe kao kanali za evakuaciju smole i zraka, omogućavajući brzo i ravnomjerno vlaženje materijala bez ugrožavanja njegovih mehaničkih svojstava. Sa volumnim udjelom vlakana koji prelazi 60%, TeXtreme® Gapped UD pruža dosljedne mehaničke performanse uporedive sa jednosmjernim prepregovima od karbonskih vlakana.
5. Francuska kompanija razvija 3D nanomaterijal baziran na prepregu od karbonskih vlakana
Krajem aprila 2023. godine, NAWA, sa sjedištem u Roussetu, Francuska, razvila je revolucionarni 3D nanomaterijal baziran na ugljiku. Koristeći svoju NAWAStitch™ tehnologiju, koja uključuje vertikalno poređane ugljične nanocijevi (VACNT), oni poboljšavaju kompozite od karbonskih vlakana, efikasno smanjujući međulaminarne pukotine ili raslojavanje i minimizirajući nastanak i širenje pukotina. Ovo rezultira 100-putostrukim povećanjem čvrstoće na smicanje i 10-putostrukim poboljšanjem otpornosti na udar za kompozitni materijal. Tehnologija obećava primjenu u različitim poljima, počevši od skladištenja energije i katalizatora vodikovih gorivnih ćelija sljedeće generacije do svemirske i automobilske industrije sljedeće generacije.
NAWA-ina tehnološka inovacija dovela je do jačeg, lakšeg i naprednijeg materijala. Tehnologija NAWAStitch™ rješava jedan od najčešćih problema u kompozitnim materijalima - interlaminarne pukotine ili raslojavanje. Djelujući kao univerzalni ili lokalizirani interlaminarni materijal za ojačanje za preprege od karbonskih vlakana, NAWAStitch™ djeluje poput "nano čičak trake", sprječavajući premošćavanje pukotina na sučelju i osiguravajući dvoznamenkasti pozitivan prirast u mehaničkom ojačanju, stvarajući gotovo nelomljiv materijal. NAWAStitch™ značajno poboljšava performanse kompozita od karbonskih vlakana, povećavajući čvrstoću na smicanje za 100 puta i poboljšavajući otpornost na udar za 10 puta, dok smanjuje težinu za 20-30%. Ovo dovodi do poboljšanih performansi u različitim proizvodima kao što su sportska oprema, rezervoari za skladištenje vodonika i komponente za vazduhoplovstvo.
6. Mitsubishi razvija novu marku čestica karbonskih vlakana
U maju 2023., Mitsubishi Chemical Corporation je na svojoj službenoj web stranici objavila da je razvila novi brend ekološki prihvatljivih čestica karbonskih vlakana pod nazivom Pyrofil™ NEO. Ovaj proizvod ima sljedeće izvanredne karakteristike:
●Manja težina: Zbog svoje visoke specifične čvrstoće i visoke specifične krutosti, može se koristiti kao zamjena za termoplastične materijale ojačane metalom i staklenim vlaknima, što dovodi do značajnog smanjenja težine.
● Visoke performanse: Nudi izvrsna svojstva klizanja, antistatička svojstva i performanse zaštite od elektromagnetnih valova. Može se prilagoditi prema specifičnim zahtjevima kao što su otpornost na toplinu i kemijsku otpornost, na osnovu različitih standarda.
●Visoki kvalitet: Uključuje ponovnu preradu nusproizvoda od karbonskih vlakana (preprega) u pogonima za proizvodnju karbonskih vlakana.
●Ekološka razmatranja: Ima manji ugljični otisak u poređenju sa tradicionalnim proizvodima, što ga čini ekološki prihvatljivijim.
Prema internim proračunima unutar Mitsubishi Chemical Group, Pyrofil™ NEO čestice karbonskih vlakana su smanjile ugljični otisak za 50% u poređenju sa konvencionalnim proizvodima kompanije od čestica.
7. Teijin i Kumagai Grupa razvijaju kompozitne materijale od karbonskih vlakana otpornih na vatru za izgradnju
Teijin Limited je 13. jula 2023. najavio saradnju sa Kumagai Group Co., Ltd. u razvoju integrisanih materijala ojačanih vlaknima za vatrootporne zgrade. Teijin posjeduje materijal ojačan vlaknima visokih performansi pod nazivom "ŽIVO DRVOⓇ", koji je integrirani materijal ojačan korištenjem postojećih materijala od karbonskih vlakana. Povećanjem krutosti i čvrstoće kroz ojačanje karbonskim vlaknima, integrirani materijal doprinosi proširenju primjene drvenih konstrukcija. Karakteristična karakteristika "ŽIVOG DRVAⓇ" je ugradnja plastike ojačane karbonskim vlaknima (CFRP) između integrisanih materijala, što omogućava lagani, izolacioni drveni kompozitni materijal visoke čvrstoće i čvrstoće. Kada se koristi kao greda, olakšava izgradnju drvenih zgrada velikih raspona. Osim toga, iako Japan ima bogate resurse kedrovine, njihova mala čvrstoća ograničila je njihovu upotrebu kao građevinski materijal. Međutim, CFRP ojačanje efikasno poboljšava ovu situaciju. S druge strane, "ŽIVA DRVAⓇ" nema otpornost na vatru i ne može se koristiti u drvenim zgradama koje zahtijevaju otpornost na vatru.
Kumagai Grupa predstavlja "Eco-friendly λ-WOODⅡ", tehnologiju drvenih komponenti otpornih na vatru koja osigurava otpornost na vatru dodavanjem vatrootpornog izolacionog (pokrivnog) sloja oko materijala jezgre. Ova tehnologija omogućava upotrebu drveta u vatrootpornim konstrukcijama. Kombinacijom Teijinovog "ŽIVOG DRVAⓇ" sa "Eco-friendly λ-WOODⅡ" Kumagai grupe, oni imaju za cilj razviti nove integrirane materijale visokih performansi ojačanih vlaknima za zgrade otporne na vatru, kompenzirajući međusobne karakteristike performansi.
8. Japanska kompanija razvija tehnologiju vizualizacije kompozitnog materijala od karbonskih vlakana
Dana 26. septembra 2023., Konica Minolta, sa sjedištem u Chiyoda-ku, Tokio, Japan, objavila je na svojoj službenoj web stranici da je njen rendgenski Talbot uređaj za snimanje niske interferencije, "XtraLINQ Talbot®", nagrađen "Proizvod/tehnologija Nagrada" od strane SAMPE Japana, renomirane industrijske asocijacije koja se bavi tehnologijom naprednih materijala.
Kao vrhunski uređaj za rendgensko snimanje koji koristi Talbot low-interference razvijen od strane Konica Minolte, ovaj uređaj može izdvojiti stanje unutrašnjih vlakana plastike ojačane karbonskim vlaknima (CFRP) u kratkom vremenu, na velikoj površini i sa visokim preciznost, bez ikakvih oštećenja. Posebno se ističe u dobijanju informacija o lokalnom sadržaju vlakana, disperziji vlakana i orijentaciji vlakana unutar CFRP-a, posebno u CFRP-u sa diskontinuiranim vlaknima i nasumičnim orijentacijama. Ove karakteristike su usko povezane sa fizičko-hemijskim svojstvima kompozitnih materijala. Dodatno, ovaj uređaj omogućava predviđanje potencijalnog ponašanja kvara CFRP-a, dajući značajan doprinos istraživanju CFRP-a.
9. Japanska Toray Industries postigla proboj u tehnologiji T1200 ultra-visoke čvrstoće karbonskih vlakana
Dana 29. oktobra, 2023, Toray Industries, Inc. objavila je razvoj TORAYCA™ T1200, karbonskih vlakana ultra visoke čvrstoće sa vlačnom čvrstoćom od 8,0 GPa, zateznim modulom od 315 GPa i izduženje prijeloma od 2,5%. Ovo karbonsko vlakno može se pohvaliti najvećom zateznom čvrstoćom na globalnom nivou i pronalazi primjenu u različitim poljima, počevši od proizvoda za sport i slobodno vrijeme do aviona.
Kako bi nadmašila granicu čvrstoće karbonskih vlakana, Toray Industries se fokusirala na poboljšanje svoje vlasničke nanorazmjerne tehnologije kontrole strukture kako bi dizajnirala i postigla vrlo čvrstu unutrašnju strukturu. Koristeći ovu tehnologiju, Toray Industries je uspješno razvila TORAYCA™ T1200 sa zateznom čvrstoćom od 8,0 GPa, nadmašujući TORAYCA™ T1100 za više od 10% (T1100 ima zateznu čvrstoću od 7,0 GPa). Ovaj proizvod je razvijen u Torayevoj fabrici u Ehimeu, Japan.
10. Teijin iz Japana razvija karbonska vlakna na bazi biologije
Dana 21. decembra 2023., japanska kompanija Teijin Corporation objavila je na svojoj službenoj web stranici da je započela proizvodnju i prodaju karbonskih vlakana koristeći ekološki prihvatljive sirovine (akrilonitril na bio-bazi, AN) kako bi aktivno doprinijela smanjenju emisije stakleničkih plinova. . Teijin će koristiti metodu ravnoteže kvaliteta zasnovanu na međunarodno priznatom certifikatu održivog proizvoda za proizvodnju i prodaju Tenax™ karbonskih vlakana koristeći ekološki prihvatljive sirovine.
Vlakna prekursora PAN-a napravljena su od održivog akrilonitrila (AN) dobijenog od bioloških proizvoda ili otpada i ostataka od reciklaže, a proizvodi se metodom ravnoteže kvaliteta. Kroz ovu metodu, materijal se može pratiti kroz složeni lanac vrijednosti, na primjer, kada se sirovine dobivene iz biomase pomiješaju sa sirovinama dobivenim iz nafte kako bi se proizveo proizvod.
Dana 29. juna, prije ove objave, službena web stranica Teijin Limited-a je navela da su Tenax™ karbonska vlakna i poliakrilonitrilna (PAN) prekursorska vlakna proizvedena u njegovoj fabrici u Mishimi, Shizuoka, Japan, dobila ISCC PLUS (Međunarodna održivost i karbonski certifikat) certifikat , koji je međunarodni održivi razvoj i sistem certifikacije ugljika.