Symulacje pomagają w nowatorskich technikach termoplastycznych
Technologie konwencjonalne wytwarzania dużych elementów kompozytowych dla sektora transportu pochłaniają znaczne ilości energii. Do szybkiego podgrzania form w celu osiągnięcia prawidłowej temperatury procesu, by następnie od razu je schładzać, konieczne jest zapewnienie wysokiego budżetu na energię. Technika taka jest zarówno kosztowna, jak też posiada negatywny wpływ na środowisko. Projekt AMITERM, dzięki któremu opracowano dwie nowe technologie odlewania zapewniające obniżenie ilości zużywanej energii, wypłynął z inicjatywy europejskiej, finansowanej w ramach programu GROWTH. Model cieplno-chemo-mechaniczny opracowany został dla nowego procesu technologicznego JETex, w którym wykorzystano energię mikrofal do szybkiego nagrzewania niemetalicznych form. Opracowano także model do symulacji nowego procesu technologicznego Htex. Proces Htex obejmuje wstępnie impregnowane wkładki tekstylne 2D lub 3D wykonane ze struktur przędzy hybrydowej. Przed nagrzaniem i skompresowaniem są one wstępnie usytuowane w skonstruowanej do tego celu formie. Dwie opisane technologie umożliwiają wysoką wydajność produkcji z czasem cyklu wynoszącym jedynie sześć minut, w porównaniu z cyklem trwającym 60 minut dla konwencjonalnych elementów termoutwardzalnych. Modele opracowane zostały przez partnerów projektu ze Szwedzkiego Instytutu Kompozytów (SICOMP), Instytutu Badań Włókien i Polimerów (IFP). Naukowcy szwedzcy zasymulowali zarówno proces napełniania form, jak też przepływy płynu nieniutonowskiego. Zespół opracował także nową technikę zapewniania kontaktowego przewodzenia ciepła pomiędzy metalowym oprzyrządowaniem a materiałami kompozytowymi. Uzyskane dane wykorzystane zostały zarówno w symulacjach procesu JETex, jak też Htex. Projekt AMITERM dopomógł w zastąpieniu żywic termoutwardzalnych przez matryce termoplastyczne, które zostały ulepszone dzięki zastosowaniu techniki JETex i Htex. Matryce termoplastyczne mogą być produkowane szybciej oraz podwyższyć trwałość stosowanych części. Zastosowanie dwóch nowych technologii odlewów w połączeniu z żywicami termoplastycznymi zmniejszy także niebezpieczne dla zdrowia pracowników warunki narażenia na opary, pyły włókien żywicznych oraz lotne cząsteczki.
