Composites World の 12 月 5 日のレポートによると、モンタナ州立大学の研究チームは、過去 4 年間にストレッチ ブレーク法を使用して炭素繊維を製造する革新的な方法を開発しました。 この炭素繊維は、航空機の複雑な形状の成形に対応しやすく、製造コストを大幅に削減できます。 このプロジェクトは、総投資額 2,580 万ドルで米陸軍によって資金提供されました。
モンタナ州立大学は、研究者が関連する研究分野に多額の投資を行っており、現在、重要なマイルストーンに近づいていると述べています。 研究者は、技術を完全に工業化する前に、小規模な実際の製造能力を検証することを計画しています。 従来の炭素繊維は、その高強度、軽量、耐久性により、航空宇宙で広く使用されています。 しかし、これらの繊維は簡単には曲げられないため、航空機の翼に完全にフィットするようにタイトなカーブを作るには、複雑で高価な製造ツールが必要であり、多くの場合、補助サポートとして金属構造が必要であり、米軍は維持と修理に年間数十億ドルの費用がかかります。 対照的に、モンタナ州立大学--で開発された新しい炭素繊維素材 -- は、主に正確に引き伸ばされた素材でできており、一部の繊維は自然に弱い点で壊れています。 研究によると、「伸びて壊れる」炭素繊維は、ほぼ同じ強度で約 8 倍多く形成されることが示されています。 これは、金属構造の助けを借りずに、より単純な機器を使用して材料を成形できることを意味します。 繊維は成形しやすいため、保守派は製造コストを 4 分の 1 に削減できると期待している、と研究者は述べています。 構造の一部を破壊することによって炭素繊維の成形性を向上させるという概念はありますが、何十年もの間存在していましたが、過去に使用された方法のいくつか (ランダムな切断材料など) が使用されていることが証明されています。 材料の強度が著しく低下します。 引張破壊のアイデアも最近の革新ではありませんが、これまで、工業生産に拡張できる方法で破壊を一貫して効果的に引っ張る効果的な方法はありませんでした. 「ストレッチとストレッチ」のコンセプトとも言えます。炭素繊維を壊すのは簡単に聞こえますが、制御するのは非常に困難です。
モンタナ州立大学の研究チームは、モンタナ州の 20 社以上の企業と協力して、ボブキャット ヘッドと呼ばれる新しい引張破壊ツールを設計および処理しました。 数千本の炭素繊維モノフィラメントを含む平らなワイヤのビームが一連のローラーをすばやく通過するとき、欠陥のある繊維を破壊するために正確な力が加えられます。 研究者は、特定の範囲内で発生した繊維破断は約 2% にすぎないと指摘しました。 その後、研究者は得られた材料の特性を分析し、「伸ばして壊す」後に繊維を複雑な形状に曲げ、樹脂で固定し、成形の難しさをテストすることに焦点を当てました。 実験により、繊維は連続繊維でできた材料と同じ機械的特性を持ち、成形がより簡単であることが証明されています。 次に、研究者は、この「ストレッチブレーク」製造装置の生産を拡大し、実際の製造で使用できる能力を検証するためのパイロット デモンストレーション アプリケーションを立ち上げることを計画しています。 これにより、軍用機や民間機を製造する航空宇宙企業への技術的認可の基礎が築かれます。 研究者は、この材料が今後数年間で産業界で使用され始めると予想されていると述べています。 現在、このプログラムは先端材料サプライヤーや航空宇宙メーカーの目に留まり、関連する科学者やエンジニアがモンタナ州立大学に来て材料を直接見たり、研究チームから提供された材料のサンプルを熱心に入手したりしています。 航空宇宙メーカーと材料サプライヤーの両方がこの研究に強い関心を示しており、使用条件が整うと、航空宇宙機器の製造に大きな影響を与えると信じている、と研究者は述べています。
**声明: このパブリック アカウントで公開されている記事や画像の一部はインターネットからのものであり、商業目的ではなく、総合的な専門知識や市場情報の交換と共有にのみ使用されます。 転載の際は出典を明示してください。 個人または組織が記事またはその内容の著作権の信憑性または正確性について疑問を持っている場合は、できるだけ早くご連絡ください。 時間内に対応いたします。
