Victrex, Electroimpact, 열가소성 수지를 사용하여 열경화성 AFP 속도 달성

사진 제공:빅트렉스

열가소성 복합 재료로부터 대규모 항공우주 부품 생산을 향한 단계에서 폴리머 솔루션 제공업체 Victrex(영국 클리블리스)와 자동화 및 툴링 전문업체 Electroimpact(미국 워싱턴주 머킬테오)는 최근 4,000인치의 레이다운 속도를 달성했다고 발표했습니다. Electroimpact의 자동 섬유 배치(AFP) 기술과 VICTREX AE 250 저용융 폴리아릴에테르케톤(LMPAEK) 단방향(UD) 테이프를 사용한 분당(IPM).

Electroimpact AFP 처리 기술은 새로운 레이저 가열 시스템의 배치로 향상되었습니다. 빅트렉스 AE 250 UD 테이프는 고성능 열가소성 복합 프리프레그 테이프로 빅트렉스가 PEEK와 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK) 폴리머 제품군의 일반적인 기계적, 물리적, 화학적 저항 특성을 가지도록 설계했지만 결정성은 40°C 더 낮습니다. 녹는 온도, 305°C.

“[Electroimpact의] VSS(Variable Spot Size) 레이저를 사용하여 4,000 IPM 레이업 속도로 열가소성 UD 테이프를 처리하는 것의 중요성은 열가소성 수지가 열경화성 레이업 속도를 달성할 수 있다는 사실을 처음으로 알게 된 것입니다. 이러한 개발은 오토클레이브 경화의 필요성을 없애고 열가소성 수지에 대한 새롭고 중요한 처리량 이점을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.” Electroimpact의 수석 엔지니어인 Michael Assadi가 설명합니다.

빅트렉스의 R&D 책임자인 제임스 마이어스(James Myers)에 따르면 "저융점 기술은 AFP 최적화의 핵심 차별화 요소입니다." 특히 이 제품의 용융 온도가 305°C이므로 “항공우주 분야에 적합한 통합 수준과 함께 레이저에서 더 낮은 에너지로 다른 PAEK 폴리머의 고성능 특성을 가능하게 합니다. 또한 UD 테이프의 매우 높은 함침, 폭과 두께의 일관성, 스플라이스가 없는 긴 연속 길이는 빠른 레이업에 기여하는 요소입니다.”

Myers에 따르면 이 제품은 AFP, ATL(자동 테이프 부설) 및 CCM(연속 압축 성형)을 비롯한 여러 자동화 공정에서 제조 효율성을 위해 최적화되고 있습니다. "재료 플랫폼이 아직 개발 중이지만, 빠른 속도/대량 제조가 핵심 요구 사항인 까다로운 환경에서 작동하는 대형 고성능 구조 응용 프로그램에 대한 새로운 가능성이 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. "전통적인 AFP/ATL 처리 환경에서 재료의 한계를 아직 찾지 못했습니다."

이 속도 수준은 현재 OOA(out-of-autoclave) 통합에 대해 보고되지만 Myers에 따르면 팀은 Electroimpact 시설에서 "한 단계로 다공성이 없는 라미네이트를 만들기 위해" 현장 처리도 시도하고 있습니다. 이에 대해 Assadi는 다음과 같이 덧붙였습니다. “속도 측면에서 현장 통합은 필요한 특성을 달성하기 위한 재료 결정화 및 자동 접착에 의해 제한됩니다. 물론 처리량/효율성 이점은 추가 통합 단계가 없다는 것입니다."

빅트렉스는 여러 다른 재료를 비교한 테스트 프로그램에서 빅트렉스 LMPAEK UD 테이프가 최고의 성능을 제공하여 수지에서 가장 치수적으로 균일하고 균일한 섬유 분포를 포함하여 다공성이 없는 라미네이션을 생성한다는 것을 보여주었다고 보고합니다.