航空、风能和氢存储的强劲增长需要获得资本和技术来满足需求。带来了类似的规模扩大和工业化挑战。。一架新飞机肯定会有复合材料机翼,也可能有复合材料机身。趋势将远离热压罐所代表的瓶颈,转向液体工艺,如树脂传递模塑(RTM)、树脂注入、压缩模塑和热塑性复合材料。M&P 趋势还将有利于更多的自动化、改进的过程控制、更多的零件集成、更少的人工接触和更少的紧固件。纤维/树脂组合被考虑用于以前从未使用过的结构中。这种创新对复合材料行业是有益的,但它需要资格认证计划来证明这些材料在其预期应用中的可行性。这样的鉴定耗时且昂贵,但如果航空复合材料行业要满足下一代飞机制造的需求,则是必要的。预见到这些趋势,1 级和 2 级航空航天复合材料制造商正在积极努力实现其运营现代化,以满足飞机原始设备制造商的需求。在复合材料制造商开发的一些最新技术和应用中,可以看到这种对M&P 地位的争夺。GKN 公司为明日之翼(WOT-Wing of Tomorrow )整体翼梁切割并准备预成型的帝人(Teijin)无卷曲织物(noncrimp fabric)。一件式、一次性 17 米翼梁,用于高速飞机制造。
在美国Hexcel 的帮助下,英国Victrex AE 250-AS4 单向胶带(UDT-unidirectional tape)已获准在NCAMP- National Center for Advanced Materials Performance许可数据库中发布,用于航空航天项目。NCAMP 与美国联邦航空管理局(FAA- Federal Aviation Administration)和行业合作伙伴密切合作。赫氏(Hexcel)副总裁 Lyndon Smith 表示:“赫氏的未上浆碳纤维是业界首选的高性能热塑性复合材料用碳纤维。”Victrex 是低熔点聚芳醚酮(LMPAEK-low-melt polyaryletherletone)热塑性聚合物的发明者和制造商。与标准 Victrex PEEK(聚醚醚酮)相比,Victrex AE 250-AS4 UDT 高性能热塑性碳纤维复合预浸带的熔化温度低 40°C。PAEK(聚芳醚酮)聚合物家族所具有的机械、物理和化学抗性被认为是航空航天应用性能和加工性能的最佳组合。Victrex AE 250-AS4 聚合物的低熔化温度和流动特性也增强了自动纤维放置(AFP- automated fiber placement )的加工性能。
其他特征包括:
• 优异的韧性和疲劳性能
• 符合公认行业标准的火灾烟雾和毒性(FST-Fire smoke and toxicity)性能
• 低吸湿性
• 在玻璃化转变温度(Tg)或以上运行的能力
• 非常适合用于包覆成型零件
• 优异的耐化学品和溶剂性能
• 表面聚合物流动,以便于叠层焊接
• 优异的分切特性
• 一致的厚度和宽度公差度量
• 无拼接的长长度(>1000 米)
• 室温储存,无需冷冻室。
空客明日之翼(WOT-Wing of Tomorrow )计划采用了几种新的复合材料 M&P 技术,旨在推进机翼制造并减轻重量。WOT 中最大的结构之一是由吉凯恩航空航天公司(英国西进公司)通过 RTM 开发和制造的 17米长的一体式碳纤维复合 spar 平台。C 型梁平台的独特之处在于,对于单个 RTM 零件来说,它的尺寸非常大,并且它使用了日本东京帝人(Teijin)公司的无卷曲织物(NCF-noncrimp fabric),吉凯恩设法将其放置在工具上,而不会切割或缝褶。空客已经组装了第一架 WOT 演示机,并将进行测试,以评估设计和材料的可行性。WOT中的技术是否以及如何在飞机上部署仍有待观察。