革新的な堆積技術を使用した複合アイソグリッド構造の開発

機械メーカーのCOMEC（イタリア、キエーティ）は、複合材料のR＆D組織であるCETMA（イタリア、ブリンディジ）の支援を受けて、革新的な堆積技術を使用して複合アイソグリッド構造を構築しました。これは、「先端材料の産業利用に基づく革新的な製品およびプロセスソリューションの研究」というタイトルの研究プロジェクト内で開発されました。 」は、「 POR FESR Abruzzo 2014-2020」の一環として、イタリアのアブルッツォ地方から資金提供を受けています。 プログラム。

アイソグリッド構造は、さまざまなアプリケーションや構成で使用されます。これらの構造は通常、補強格子に一体的に接続された外側の薄いスキンで構成されています。補強要素の繰り返しにより、荷重の効率的な分散が可能になり、衝撃、層間剥離、および欠陥の伝播による損傷の影響を受けにくくなります。グリッドが三角形のパターンである場合、等方性材料と同様の機械的動作を示します。アイソグリッド構造の設計には、外部アルミニウム部品と、まだ固化されていないトウプレグ材料の堆積を実行するためのアイソグリッド構造のインプリントを備えた内部テフロンモールドからなるハイブリッドモールドが必要です。ハイブリッドモールドは、テフロンの異なる熱膨張係数（CTE）を利用すると同時に、剛性のある外部アルミニウム格納構造を提供することにより、トウプレグレイアップを最適に圧縮するために必要です。

COMECによって開発された堆積技術は、主に2つの要素、6軸ロボットとトウプレグ堆積ヘッドで構成されています。このソリューションでは、6つの自由度を持つ擬人化ロボットを使用します。3つは手首に接続された堆積ヘッドの位置決め操作のために腕に割り当てられ、3つは手首自体に割り当てられて頭の向きを調整します。堆積ヘッドに提案された技術ソリューションは、ドライトウを入力し、その後、インラインシステムを介して樹脂を含浸させます。含浸は、繊維をその場で樹脂で濡らすことを可能にするユニットを統合することによって、堆積ヘッドの内部で行われる。インライン含浸システムはコストを削減します—半製品はここで使用される乾式補強材よりもコストが高く、乾式繊維材料では必要とされない凍結/冷蔵も必要です。

堆積ヘッドの末端は、堆積前にトウが通過する最後の領域です。堆積アイからのトウは、ハイブリッドアイソグリッドモールドの表面に含浸されて堆積されます。複合層の良好な圧縮を確実にするために、ローラーを使用して、新しく含浸され配置されたトウに適切な圧力をかけます。

テフロンモールドにトウプレグ層を堆積させた後、CETMAはホットプレスで外部アルミニウムモールドを使用して圧密プロセスを実行しました。重合のサイクルは、トウプレグに使用される樹脂によって異なります。この場合、樹脂はエポキシであり、完全な重合には120°Cの温度が必要です。

複合材料を使用して作成されたアイソグリッド構造は、敵対的な環境で使用されるサンドイッチ構造の潜在的に魅力的な代替手段です。それらの柔軟な構成により、さまざまな業界で高性能のアプリケーションが可能になります。 COMECによって開発された含浸機の汎用性のおかげで、実質的にあらゆる繊維/マトリックスの組み合わせで使用でき、さまざまな複合材料を使用したアイソグリッド構造を簡単に製造できます。

CETMAはこの開発を喜んでサポートし、COMEC R＆Dチームは、このプロジェクトへのCETMAの貢献を高く評価しました。「CETMAとのコラボレーションにより、ノウハウの成長と、イノベーションを目的としたますます強力なパートナーシップの統合が可能になりました。」