Новости

May 23, 2023

Williams Advanced Engineering разрабатывает пару инновационных технологий углепластика: 223 и Racetrak.

Williams Advanced Engineering разработала пару инновационных технологий

Компания Williams Advanced Engineering разработала пару инновационных технологий, которые обещают радикально изменить доступность композитных материалов. Эти технологии, известные как 223 и Racetrak, предлагают производительность, сравнимую с существующими композитными решениями, но с рядом дополнительных преимуществ и по цене, которая делает их доступными для обычных приложений.

Это не просто производственные инновации: это комплексные, универсальные решения, охватывающие все аспекты производства, использования и переработки полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), а также то, как его свойства могут позволить использовать новые подходы к проектирование и производство автомобилей.

Углепластик – это многообещающий материал. Исключительно высокое соотношение прочности к весу, впечатляющая жесткость, отличная устойчивость к усталости и воздействию окружающей среды делают его привлекательным выбором для широкого спектра отраслей и применений.

Это особенно актуально для автомобильной промышленности, где облегчение рассматривается как один из основных инструментов, необходимых для достижения все более жестких целей по экономии топлива и выбросов, а также для поддержки запаса хода, необходимого для электромобилей. Однако преимущества углепластика распространяются на многие отрасли, от железнодорожных вагонов до ветряных турбин.

Несмотря на эти убедительные преимущества и недавние технологические достижения в автомобильной и аэрокосмической промышленности, ряд факторов сдерживает массовое внедрение углепластика. Главной из них является стоимость, поскольку традиционные методы производства композитов включают в себя дорогие материалы и длительную продолжительность процесса.

Они также имеют относительно высокий уровень брака (обычно около 30%), что усугубляется проблемами извлечения углерода из предварительно пропитанных отходов и извлечения пользы из материала в конце срока службы продукта.

Эти проблемы привели к тому, что применение CRFP в основном ограничилось нишевыми приложениями. Например, в автомобильном секторе конструкция «кузов в белом», изготовленная с использованием традиционных композитных технологий, обычно примерно на 60% легче, чем конструкция, изготовленная из стали, но примерно в 20 раз дороже. Это ограничило его применение транспортными средствами с небольшим объемом/высокой стоимостью или в тех случаях, когда производитель транспортных средств субсидирует этот процесс в рамках обучения новым технологиям.

Инновации Williams Advanced Engineering направлены на решение этих проблем и раскрытие преимуществ углепластика.

В основе инновации 223 лежит радикально отличающийся (и, следовательно, конфиденциальный) процесс соединения тканого армирующего листа из сухого волокна с отдельно приготовленной полимерной матрицей.

Процесс 223 был задуман как экономичный способ создания трехмерных композитных структур из двухмерной формы. Он подходит для коробчатых конструкций, таких как аккумуляторные контейнеры для электромобилей или, возможно, даже для целых монококов автомобилей.

Название происходит от одной из определяющих особенностей процесса: в то время как составные компоненты обычно должны быть уложены в их окончательную геометрию, 223 позволяет изначально создавать деталь как двухмерный компонент, прежде чем складывать ее в трехмерную структуру.

Это подходит для широкого спектра применений. В частности, 223 подходит для конструкций, которые в настоящее время собираются из множества отдельных компонентов, и доступ к оснащению которых требует дополнительных затрат времени и средств. Хорошим примером является белый кузов автомобиля, который обычно состоит примерно из 300 металлических штамповок, изготовленных с использованием примерно 600 различных инструментов; капот автомобиля может потребовать четырех различных операций прессования. Используя 223, количество прессов можно сократить примерно до 50, причем все они выполняются на одном станке со значительным сокращением капитальных затрат на оснастку.

Снижение веса автомобиля в белом цвете может составить от 25 до 30% по сравнению с эквивалентной конструкцией из алюминиевого сплава. С 223 это можно будет поставлять в больших объемах и с меньшими затратами, чем традиционное композитное решение. Там, где требуется меньшая прочность, дополнительную экономию средств можно обеспечить за счет использования более дешевых материалов, например стекловолокна, а также использования альтернативных смол для повышения ударной вязкости и термостойкости.