1. Toray vyvíjí technologii tepelného svařování CFRP a technologii rychlé integrace
února 2023 japonská společnost Toray oznámila úspěšný vývoj technologie vysokorychlostního tepelného svařování pro plasty vyztužené uhlíkovými vlákny (CFRP). Tato technologie má za cíl dosáhnout vysokorychlostní výroby a odlehčení konstrukcí letadel z CFRP. Technologie tepelného svařování Toray umožňuje rychlé a robustní spojování termosetových komponentů CFRP na letadlech, podobně jako tradiční svařování. Tato jednoduchá metoda spojování zahrnuje vytvoření teplem svařitelné vrstvy na povrchu termosetového CFRP a okamžité zahřátí povrchů součástí k jejich spojení. Umožňuje rychlou montáž termosetových komponentů CFRP nebo kombinaci termosetových a termoplastických komponentů CFRP bez nutnosti lepení nebo šroubování.
Aplikací této technologie na termosetový CFRP s tepelně svařitelnou vrstvou lze dosáhnout mechanického výkonu ekvivalentního CFRP, který se v současnosti používá v leteckých konstrukcích. Toray uvádí, že pevnost spoje struktury tepelného svařování je srovnatelná se spoluvytvrzenými strukturami CFRP v současných modelech letadel, což zajišťuje spolehlivost technologie spojování v praktických aplikacích. Ve srovnání s konstrukcemi z hliníkových slitin mohou konstrukce z CFRP využívající tuto technologii snížit emise oxidu uhličitého po celou dobu svého životního cyklu. Snížení hmotnosti šroubových spojů může odlehčit celkovou konstrukci a dále snížit tyto emise. Toray spolupracuje s Boeingem na řízení několika technologických rozvojových projektů v oblasti výroby letadel a materiálových technologií.
Dne 16. února 2023 společnost Toray oznámila úspěšný vývoj technologie rychlého integračního lisování pro pohyblivé součásti z CFRP. Tento materiál je umístěn mezi lehkou porézní pěnou vyztuženou uhlíkovými vlákny (CFRF) a termosetovou prepregovou kůží a poskytuje vynikající mechanické vlastnosti. Tato nová technologie umožňuje lisování pohyblivých součástí z CFRP, jako jsou automobilové střechy, desetkrát rychleji než tradiční vysokotlaké lisovací systémy v autoklávu. Hmotnost takových výrobků je pouze poloviční ve srovnání s ocelovými výrobky. Toray se bude i nadále zaměřovat na výzkum a vývoj této technologie, aby urychlil její použití v součástech elektrických vozidel, kde je lehká a rychlá výroba zásadní.
2. Dceřiná společnost Teijin vyvíjí sendvičové produkty pro automobilovou výrobu
V březnu 2023 společnost Teijin Automotive Technologies, dceřiná společnost Teijin Group v Japonsku, oznámila úspěšný vývoj dvou klíčových produktů zaměřených na splnění požadavků současných i budoucích automobilových aplikací. Hexacore je voštinový jádrový produkt navržený pro vysokorychlostní lisovací proces společnosti Teijin Automotive, který se používá k výrobě lehkých panelů karoserie třídy A, střešních panelů a uzávěrů. Materiál Hexacore je kompatibilní s řadou vláken a pryskyřic, včetně uhlíkových nebo skleněných vláken, aramidových vláken nebo přírodních vláken. Tvrdí se, že použití materiálu Hexacore může ušetřit 25 % hmotnosti ve srovnání s podobnými dvoudílnými díly SMC.
Společnost Teijin Automotive navíc vyvinula technologii Foam-A-Core jako řešení s tuhým jádrem pro automobilové panely třídy A, které nabízí vysokou pevnost a odolnost proti vlhkosti. Tato technologie využívá stejný 30-45 druhý proces lisování pro tvarování, což umožňuje jak funkci tvarování, tak rychlé vytvrzování. Podobně jako Hexacore, Foam-A-Core je vhodný pro panely vyrobené z různých vláken, termosetů nebo termoplastických pryskyřic a pomocí procesů SMC nebo RTM. Tento proces také produkuje díly téměř čistého tvaru, což snižuje výrobní odpad ve srovnání s jinými metodami.
3. SGL Carbon vyvíjí vysoce výkonné karbonové vlákno pro velké tažné zařízení
Koncem března 2023 oznámila společnost SGL Carbon, německý průmyslový výrobce uhlíkových vláken s velkými koulemi, vývoj nového uhlíkového vlákna pro velké vleky se specifikací 50 000. Toto uhlíkové vlákno SIGRAFIL®CT50-4.9/235 se může pochlubit vysokou pevností v tahu 4,9 GPa (srovnatelné s uhlíkovými vlákny pro malé vleky, jako je třída Toray T700) a prodloužením 2,0 %. Splňuje požadavky na vysokou pevnost konvenčních konstrukcí tlakových nádob a zároveň nabízí vysokou tažnost, takže je vhodná pro specializované trhy, které požadují jak vysokou pevnost, tak vysokou tažnost.
Karbonové vlákno SIGRAFIL®CT{{0}}.9/235 je vyvinuto na základě stávající rozsáhlé výroby 50 000 vláknového produktového portfolia, které se úspěšně používá v průmyslových odvětvích, jako je větrná energetika a automobilový průmysl. Nový SIGRAFIL®CT50-4.9/235 vykazuje vysokou pevnost (4,9 GPa) a tažnost (2,0 %) a v současné době má kapacitu pro výrobu podle specifikace 50 000. Až dosud bylo možné takto vynikajícího výkonu dosáhnout pouze s karbonovými vlákny s malým tahem. To dále doplňuje produktové portfolio SGL 50k specifikace velkých uhlíkových vláken.
4. TeXtreme představuje vysoce propustný vyztužený jednosměrný materiál z uhlíkových vláken
Začátkem dubna 2023 společnost TeXtreme®, světový lídr v oblasti tenkovrstvých rozprostřených materiálů z uhlíkových vláken, oznámila uvedení svého nejnovějšího inovativního produktu TeXtreme® Gapped UD. Jedná se o suchý vyztužovací materiál z uhlíkových vláken speciálně navržený pro procesy infuze pryskyřice. Jako převratný produkt nabízí vynikající výkon, snadné použití a nákladovou efektivitu pro širokou škálu aplikací.
TeXtreme® Gapped UD je plochý jednosměrný výztužný materiál s dobře ovladatelnými 0,3 mm mezerami mezi vlákny. Tyto mezery slouží jako kanály pro odvádění pryskyřice a vzduchu, což umožňuje rychlé a rovnoměrné smáčení materiálu, aniž by došlo ke zhoršení jeho mechanických vlastností. S objemovým podílem vláken přesahujícím 60 % poskytuje TeXtreme® Gapped UD konzistentní mechanický výkon srovnatelný s jednosměrnými prepregy z uhlíkových vláken.
5. Francouzská společnost vyvíjí 3D nanomateriál založený na prepregu z uhlíkových vláken
Koncem dubna 2023 vyvinula společnost NAWA se sídlem v Roussetu ve Francii revoluční 3D uhlíkový nanomateriál. Využitím jejich technologie NAWAStitch™, která zahrnuje vertikálně uspořádané uhlíkové nanotrubice (VACNT), zlepšují kompozity z uhlíkových vláken, účinně snižují interlaminární praskání nebo delaminaci a minimalizují iniciaci a šíření trhlin. Výsledkem je 100-násobné zvýšení pevnosti ve smyku a 10-násobné zlepšení odolnosti proti nárazu u kompozitního materiálu. Tato technologie je příslibem pro aplikace v různých oblastech, od skladování energie a katalyzátorů pro vodíkové palivové články nové generace až po letecký průmysl a automobilový průmysl nové generace.
Technologická inovace NAWA vedla k pevnějšímu, lehčímu a pokročilejšímu materiálu. Technologie NAWAStitch™ řeší jeden z nejčastějších problémů v kompozitních materiálech – interlaminární praskání nebo delaminaci. NAWAStitch™, který působí jako univerzální nebo lokalizovaný mezilaminární výztužný materiál pro prepregy z uhlíkových vláken, funguje jako „nano suchý zip“, zabraňuje přemostění trhlin na rozhraní a poskytuje dvouciferný kladný přírůstek mechanické výztuže, čímž vytváří téměř nerozbitný materiál. NAWAStitch™ výrazně zvyšuje výkon kompozitů z uhlíkových vláken, zvyšuje 100krát pevnost ve smyku a 10krát zlepšuje odolnost proti nárazu a zároveň snižuje hmotnost o 20-30%. To vede ke zlepšení výkonu u různých produktů, jako jsou sportovní zboží, nádrže na skladování vodíku a součásti leteckého průmyslu.
6. Mitsubishi vyvíjí novou značku částic z uhlíkových vláken
V květnu 2023 Mitsubishi Chemical Corporation na svých oficiálních stránkách oznámila, že vyvinula novou značku ekologicky šetrných částic uhlíkových vláken nazvanou Pyrofil™ NEO. Tento produkt se může pochlubit následujícími vynikajícími vlastnostmi:
●Nízká hmotnost: Díky své vysoké specifické pevnosti a vysoké specifické tuhosti jej lze použít jako náhradu za termoplastické materiály vyztužené kovem a skleněnými vlákny, což vede k výraznému snížení hmotnosti.
●Vysoký výkon: Nabízí vynikající kluzné vlastnosti, antistatické vlastnosti a stínění proti elektromagnetickým vlnám. Může být přizpůsoben tak, aby splňoval specifické požadavky, jako je tepelná odolnost a chemická odolnost, na základě různých norem.
●Vysoká kvalita: Zahrnuje přepracování vedlejších produktů z uhlíkových vláken (prepregů) v zařízeních na výrobu uhlíkových vláken.
●Ohledy na životní prostředí: Má menší uhlíkovou stopu ve srovnání s tradičními produkty, takže je šetrnější k životnímu prostředí.
Podle interních výpočtů v rámci Mitsubishi Chemical Group snížily částice uhlíkových vláken Pyrofil™ NEO uhlíkovou stopu o 50 % ve srovnání s konvenčními částicemi společnosti.
7. Teijin a Kumagai Group vyvíjejí ohnivzdorné kompozitní materiály z uhlíkových vláken pro stavebnictví
Dne 13. července 2023 společnost Teijin Limited oznámila spolupráci s Kumagai Group Co., Ltd. na vývoji integrovaných materiálů s vysokými vlákny vyztužených vlákny pro požárně odolné budovy. Teijin má vysoce výkonný materiál vyztužený vlákny nazvaný „LIVELY WOODⓇ“, což je integrovaný materiál vyztužený pomocí stávajících materiálů z uhlíkových vláken. Zvýšením tuhosti a pevnosti prostřednictvím vyztužení uhlíkovými vlákny přispívá integrovaný materiál k rozšíření aplikací dřevěných konstrukcí. Charakteristickým rysem „LIVELY WOODⓇ“ je začlenění plastu vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP) mezi integrované materiály, což umožňuje lehký, izolační dřevěný kompozitní materiál s vysokou tuhostí a pevností. Při použití jako nosníky usnadňuje výstavbu velkorozponových dřevostaveb. Navíc, ačkoli Japonsko má bohaté zdroje cedrových stromů, jejich nízká síla omezuje jejich použití jako stavebních materiálů. Zpevnění CFRP však tuto situaci účinně zlepšuje. Na druhou stranu „ŽIVÉ DŘEVOⓇ“ postrádá požární odolnost a nelze jej použít v dřevostavbách, které vyžadují požární odolnost.
Kumagai Group představuje „Eco-friendly λ-WOODⅡ“, technologii ohnivzdorných dřevěných komponentů, která zajišťuje požární odolnost přidáním ohnivzdorné izolační (krycí) vrstvy kolem materiálu jádra. Tato technologie umožňuje použití dřeva v požárně odolných konstrukcích. Spojením „ŽIVÉHO DŘEVAⓇ“ společnosti Teijin a „Eco-friendly λ-WOODⅡ“ společnosti Kumagai Group se snaží vyvinout nové vysoce výkonné integrované materiály vyztužené vlákny pro požárně odolné budovy, které vzájemně kompenzují výkonnostní charakteristiky.
8. Japonská společnost vyvíjí zobrazovací technologii z kompozitního materiálu z uhlíkových vláken
Dne 26. září 2023 společnost Konica Minolta se sídlem v Chiyoda-ku, Tokio, Japonsko, na svých oficiálních webových stránkách oznámila, že její rentgenové zobrazovací zařízení Talbot s nízkou interferencí, „XtraLINQ Talbot®“, získalo ocenění „Produkt/Technologie Award“ od SAMPE Japan, renomované průmyslové asociace související s pokročilou technologií materiálů.
Jako špičkové rentgenové zobrazovací zařízení využívající nízké rušení Talbot vyvinuté společností Konica Minolta dokáže toto zařízení extrahovat stav vnitřních vláken z plastů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) v krátkém čase, na velké ploše a s vysokou přesnost, aniž by došlo k poškození. Vyniká zejména při získávání informací o místním obsahu vláken, disperzi vláken a orientaci vláken uvnitř CFRP, zejména u CFRP s nespojitými vlákny a náhodnou orientací. Tyto charakteristiky úzce souvisí s fyzikálně-chemickými vlastnostmi kompozitních materiálů. Toto zařízení navíc umožňuje predikci potenciálního chování při selhání CFRP, čímž významně přispívá k výzkumu CFRP.
9. Toray Industries of Japan dosáhlo průlomu v technologii ultravysokých uhlíkových vláken T1200
Dne 29. října 2023 společnost Toray Industries, Inc. oznámila vývoj TORAYCA™ T1200, ultra-vysokopevnostního uhlíkového vlákna s pevností v tahu 8,0 GPa, modulem v tahu 315 GPa a lomové prodloužení 2,5 %. Toto uhlíkové vlákno se může pochlubit celosvětově nejvyšší pevností v tahu a nachází uplatnění v různých oblastech, od sportovních a rekreačních výrobků až po letadla.
Aby společnost Toray Industries překonala hranici pevnosti uhlíkových vláken, zaměřila se na vylepšení své vlastní technologie řízení struktury v nanoměřítku, aby navrhla a dosáhla vysoce odolné vnitřní struktury. Využitím této technologie společnost Toray Industries úspěšně vyvinula TORAYCA™ T1200 s pevností v tahu 8,0 GPa, čímž překonala TORAYCA™ T1100 o více než 10 % (T1100 má pevnost v tahu 7,0 GPa). Tento produkt byl vyvinut v továrně Toray v Ehime v Japonsku.
10. Teijin z Japonska vyvíjí uhlíková vlákna na bio bázi
prosince 2023 japonská společnost Teijin Corporation oznámila na svých oficiálních stránkách, že zahájila výrobu a prodej uhlíkových vláken za použití surovin šetrných k životnímu prostředí (akrylonitril na biologické bázi, AN), aby aktivně přispěla ke snižování emisí skleníkových plynů. . Společnost Teijin bude používat metodu vyvážení kvality založenou na mezinárodně uznávané certifikaci udržitelných produktů k výrobě a prodeji uhlíkových vláken Tenax™ za použití surovin šetrných k životnímu prostředí.
Prekurzorové vlákno PAN je vyrobeno z udržitelného akrylonitrilu (AN) získaného z biologických produktů nebo odpadu a zbytků z recyklace a je vyráběno metodou vyvážení kvality. Prostřednictvím této metody lze materiál sledovatelně ověřit v celém komplexním hodnotovém řetězci, například když se suroviny získané z biomasy smíchají se surovinami získanými z ropy za účelem výroby produktu.
29. června, před tímto oznámením, oficiální webová stránka společnosti Teijin Limited uvedla, že uhlíková vlákna Tenax™ a polyakrylonitrilová (PAN) prekurzorová vlákna vyrobená v její továrně v Mishimě, Shizuoka, Japonsko, získala certifikaci ISCC PLUS (International Sustainability and Carbon Certification). , což je mezinárodní systém certifikace udržitelného rozvoje a uhlíku.