旭化成正致力于開發(fā)一系列復(fù)合熱塑性樹脂材料,以實(shí)現(xiàn)替代金屬部件的提案。
Asahi Kasei 的單向膠帶(UD 膠帶)是一種膠帶狀材料,由單向編織的碳纖維增強(qiáng)的聚酰胺樹脂組成。如下圖所示,UD-Tape 出色的單位重量強(qiáng)度和剛度以及其他卓越的機(jī)械性能使其非常適合在各種產(chǎn)品中用樹脂替代品替代金屬部件,包括汽車部件、電氣和電子部件、飛機(jī)部件、運(yùn)動(dòng)和休閑產(chǎn)品以及建筑材料——以減輕產(chǎn)品重量并幫助減少運(yùn)輸和使用產(chǎn)品時(shí)的溫室氣體排放。
UD-Tape 還可以焊接到其他熱塑性樹脂材料上,并且當(dāng)與注塑成型提供的出色形狀靈活性相結(jié)合時(shí),可以生產(chǎn)具有足夠強(qiáng)度和剛度的多材料組件結(jié)構(gòu),作為復(fù)雜金屬組件的輕型替代品,特別是在傳統(tǒng)注塑成型無法生產(chǎn)具有足夠強(qiáng)度和剛度的部件的情況下。
Asahi Kasei 的 UD 膠帶:與金屬相比的典型材料特性
纏繞制造技術(shù),其中加熱的 UD 膠帶連續(xù)纏繞在心軸上,可以生產(chǎn)高強(qiáng)度管道和環(huán)形加強(qiáng)件。
UD 膠帶制成的高強(qiáng)度管道
嵌件成型是一種過程,在該過程中,強(qiáng)度增強(qiáng)嵌件——一種由 UD-Tape 通過壓制成型或自動(dòng)鋪帶制成的成型體——在注塑成型之前被放置在模具內(nèi),從而產(chǎn)生具有內(nèi)置整體強(qiáng)度增強(qiáng)劑。
我們測(cè)試了通過上述纏繞方法形成的 UD 環(huán)的嵌件成型性能。在 90°C 和 50% 相對(duì)濕度下的抗拉強(qiáng)度測(cè)量表明,厚度僅為 0.4 毫米的 UD 膠帶增強(qiáng)層的抗拉強(qiáng)度幾乎翻了一番。
在 90°C 和 50% 相對(duì)濕度下的拉伸強(qiáng)度測(cè)試
厚壁部件和帶肋部件可以通過熱壓成型 UD-Tape 切片(通過切片或切割 UD-Tape 產(chǎn)生的矩形碎片)來制造。(熱壓成型的典型條件:熔體溫度260-280°C,提取溫度80-100°C,壓力3-5 MPa,加壓-熔體時(shí)間5-10分鐘)
由 UD 膠帶印章形成的組件