【热点聚焦】国外使用厚度仅0.04英寸的碳纤维热塑性材料开发出超轻高强外壳产品

近日，全球领先的高性能热塑性塑料零部件制造商Tri-Mack Plastics Manufacturing Corporation宣布开发出了新款的超轻、高强度外壳产品，它由八层单向碳纤维增强热塑性复合材料（carbon-fiber reinforced thermoplastic composite ，CFTPC）胶带制成，厚度仅为0.04英寸。 新的外壳产品展示了Tri-Mak在使用单向胶带生产具有深拉功能的大而薄的外壳方面的专业知识。一系列外观尺寸和材料将会在JEC 2023的Tri-Mak R49a展位予以展示，这些结构件使用Tri-Mak经过验证的生产工艺制作：自动化胶带铺放、固化和冲压成型。Tri-Mack的热塑性复合材料工艺可在几分钟内生产零件，而不像热固性塑料那样通常需要几个小时。

总部位于罗德岛的Tri-Mack公司十多年来一直在开发轻质热塑性复合材料自动化铺层和成型的专有方法。 销售和营销副总裁Tom Kneath表示：“我们看到这些新的CFTPC保护壳满足了对坚固、轻质外壳日益增长的需求，这些外壳可以保护飞机、无人机和各种其他工业用途的功能部件。除了最轻的重量外，强度和耐久性是优先考虑的问题，连续纤维CFTPC是首选材料。它比热固性材料更坚韧，强度是注塑件的十倍，而且与6061铝相比，外壳重量减轻了30%。”

新的外壳不局限于碳纤维，它们也可以使用玻璃纤维生产，同样也可以使用不同的基础树脂，包括PAEK、PEEK和PEI，并提供各种可定制的性能和解决方案。

新外壳制造工艺的另一个好处是，它可以增加功能性，通过嵌入EMI屏蔽来创建智能复合材料，或者通过定制的铺层进行局部增强。销售工程师Max McCabe表示：“我们可以在工艺中添加导电层，使EMI屏蔽性能仅为金属重量的一小部分。这也消除了复合材料零件上使用的典型EMI解决方案的电镀和喷漆工艺步骤。”

McCabe指出使用各种耐用的复合材料，可以根据最终用途量身定制电导率和屏蔽效果，进一步拓宽了航空航天、无人机、海底应用以及电动汽车（EV）等领域的潜在应用。

Tri Mack的工艺工程经理Ben Lamm是新外壳项目的负责人，CFTPC形成大而深的外壳是一个技术挑战。他说：“使用单向材料，可以在整个零件上堆叠不同方向的层。以这种方式制造复杂的形状需要在成型过程中各个层相互滑动。要使它们以想要的方式移动，生产出一致、无褶皱的零件，需要战略性的叠层和工具设计，以及微妙地处理加工过程中材料。” 对于这家拥有48年历史的公司来说，这种水平的制造专业知识是自然而然的。Kneath表示：“Tri-Mak在轻质复合材料领域已经深耕了几十年，拥有全面的技术与加工能力。我们生产需要EMI屏蔽的注塑外壳和使用组装件和紧固件取代金属的薄壁TPC外壳。我们的目标是将这一功能打造成一个单一部件，并向行业展示轻量化如何通过燃油效率、电池续航里程或增加有效载荷来提高产品性能。”