Nowa, efektywna technologia samoczynnego ogrzewania
Kompozyty są coraz powszechniej wykorzystywane w najróżniejszych zastosowaniach, a obecne zapotrzebowanie na te materiały przekracza zdolności produkcyjne. Połączenie wstępnego formowania tekstyliów z technologiami formowania płynnego stanowi obiecujący kierunek zwiększania automatyzacji i produktywności, jednak potrzebne są innowacje w celu przezwyciężenia kilku trudności technicznych. Dofinansowanie UE umożliwiło naukowcom opracowanie odpowiednich rozwiązań w ramach projektu EMBROIDERY . Prace skoncentrowano na wykorzystaniu technologii dostosowanego rozmieszczania włókien (TFP), którą stworzono w latach 90. z myślą o maszynach hafciarskich. Badacze zaadaptowali ją do potrzeb produkcji zaawansowanych kompozytów. Osadzanie włókien węglowych lub metalowych drutów w materiałach elastomerowych lub sztywnych laminatach kompozytowych pozwala uzyskać rezystywną warstwę samoogrzewającą. Na podstawie informacji przekazanych przez małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP) zidentyfikowano następujące obszary zastosowań: samopodgrzewające membrany elastyczne do formowania wstępnego i napraw, samopodgrzewające laminaty sztywne do obróbki narzędziowej (formowania) i samopodgrzewające laminaty sztywne do kompozytów wielofunkcyjnych. Zespół wybrał do testów membrany silikonowe, materiały wstępnie impregnowane (tzw. prepregi), płynną żywicę laminującą i powłokę żelową do laminatów. Poprzez symulacje przenoszenia ciepła poszukiwano konfiguracji laminatów samoogrzewających zapewniającej maksymalnie jednorodną dystrybucję ciepła w formach do formowania przetłocznego żywicy (RTM). Metoda TFP umożliwia prowadzenie włókien w taki sposób, aby ułożyć je zgodnie z polem naprężeń dla optymalnego wzmocnienia i wykorzystania materiałów, a zarazem minimalizacji ciężaru komponentów. Naukowcy przeprowadzili testy integracji w celu sprawdzenia zdatności membran elastycznych i materiałów wstępnie impregnowanych w sztywnych laminatach. Właściwości elektryczne i termiczne próbek wykazały, że opracowana technologia pozwala spełnić wszystkie wymagania. Umożliwiło to opracowanie nowatorskich prototypów o doskonałych parametrach. Dla maksymalizacji korzyści naukowcy opracowali algorytmy komputerowe umożliwiające zautomatyzowane kierowanie włókien poprzez sterowanie wrzecionem podajnika okrężnego. Wykorzystane w projekcie EMBROIDERY koncepcje samoogrzewania z użyciem warstw osadzonych metodą TFP powinny przynieść znaczne ograniczenie kosztów i wzrost sprzedaży w porównaniu z obecnie produkowanymi komponentami. Nowa technologia skraca czas produkcji i zmniejsza zużycie energii przy jednoczesnej poprawie jakości komponentów, dzięki czemu będzie mieć istotny wpływ na konkurencyjność MŚP z branży.
