ビクトレックスとエレクトロインパクト、熱可塑性コンポジットでAFP速度4,000 IPMを達成

大型航空宇宙部品の熱可塑性コンポジット製造に向けた一歩として、ポリマーソリューションプロバイダーのビクトレックス（英国、クレベリーズ）と自動化・工具スペシャリストのエレクトロインパクト（米国ワシントン州ムキルテオ）は、エレクトロインパクトの自動繊維配置（AFP）技術とビクトレックスAE 250低融点ポリアリルエーテルケトン（LMPAEK）単方向（UD）テープを使用し、積層速度4,000インチ/分（IPM）を達成したと発表しました。

エレクトロインパクトのAFP加工技術は、新しいレーザー加熱システムの導入により強化されました。ビクトレックスAE 250 UDテープは、ポリアリルエーテルケトン（PAEK）ポリマーファミリー（PEEKなど）に典型的な機械的、物理的、化学的耐性特性を持ちながら、結晶融点を40℃低い305℃に設定するようビクトレックスが設計した高性能熱可塑性コンポジットプリプレグテープです。

「熱可塑性UDテープを4,000 IPMの積層速度で処理できた意義は、我々が知る限り初めて、熱可塑性材料が熱硬化性材料と同等の積層速度を達成したことです。これらの開発により、オートクレーブ硬化の必要性を排除し、熱可塑性材料にとって主要かつ新しいスループット優位性を提供できます」と、エレクトロインパクトのチーフエンジニア、マイケル・アサディ氏は説明しています。

ビクトレックスのR&D責任者、ジェームズ・マイヤーズ氏によると、「低融点技術がAFP向け最適化の鍵となる差別化要因です。この製品の305℃融点は、他のPAEKポリマーの高性能特性を、レーザーへの低エネルギー入力で、航空宇宙用途に適した適切な統合レベルで実現します。さらに、UDテープの極めて高い含浸度、幅と厚みの一貫性、スプライスなしの長い連続長が、高速積層に寄与しています。」

マイヤーズ氏によると、この製品はAFP、自動テープ積層（ATL）、連続圧縮成形（CCM）など複数の自動化プロセスでの製造効率向上に向けて最適化されています。「材料プラットフォームはまだ開発段階ですが、迅速な生産/大量生産が重要な要求となる厳しい環境下で動作する大型高性能構造用途への新たな可能性が出てきています。従来のAFP/ATL加工環境において、材料の限界はまだ見つかっていません。」

この速度レベルは現在、オートクレーブフリー（OOA）統合で報告されていますが、マイヤーズ氏によると、チームはエレクトロインパクトの施設でインサイチュ加工も試験中で、「1ステップで無気孔ラミネートを作成する」ことを目指しています。これに対しアサディ氏は、「速度の面では、インサイチュ統合は材料の結晶化と自己接着による必要特性達成によって制限されます。もちろんスループット/効率のメリットは、追加の統合ステップが不要になることです。」

ビクトレックスは、複数の異なる材料を比較する試験プログラムで、ビクトレックスLMPAEK UDテープが最高の性能を発揮し、最も寸法的に均一で繊維の樹脂中分布が均等な、無気孔ラミネートを生成したと報告しています。

ハンツマン、ガブリエル・パフォーマンス・プロダクツを買収し事業拡大 AZLアーヘン、熱可塑性コンポジット軽量設計のエキスパート戦略ウェビナー開催

樹脂