利用微波和激光焊接获得适用于交通运输行业的可回收热塑性复合材料

作者:本刊编译 发布时间:2021-11-09
通过对微波和激光焊接技术的结合,RECOTRANS项目开发出了新的热塑性复合材料,并用其制成了新的部件,由此还研究了这种热塑性复合材料的可回收性。

于2017年10月启动,并于2021年9月结束的欧洲RECOTRANS项目已经证明,在树脂传递模塑成型(RTM)和拉挤成型工艺中,可以利用微波来优化复合材料的固化过程,以降低能耗并缩短生产时间,同时还有助于生产出更优质的产品。该项目还证明了可以利用激光技术来实现复合材料与金属的可靠连接,从而可以取消导致结构重量增加的铆接接头。

通过对微波和激光焊接技术的结合,RECOTRANS项目开发出了新的热塑性复合材料,并用其制成了新的部件,由此还研究了这种热塑性复合材料的可回收性。

图1

利用微波和激光焊接获得适用于交通运输行业的可回收热塑性复合材料

将非传统的制造技术如微波辐射和激光焊接整合到当前的树脂传递模塑成型(RTM)和拉挤成型生产线上,RECOTRANS项目以高产率获得了适用于交通运输行业的低成本、可回收的多材料体系的复合材料。与目前使用的复合材料相比,这种多材料体系的复合材料凭借2m/min的拉挤速度和2min的RTM循环节拍(聚合时间缩短了50%)而降低了成本和能耗。

通过制造3个真实大小的示范样品,RECOTRANS项目验证了上述结果,具体包括:

在RTM工艺中,通过集成微波技术而获得了由玻璃纤维和热塑性丙烯酸树脂制成的一种热塑性复合材料,同时,利用激光焊接实现了复合材料与金属的连接,这样,就生产出用于货车驾驶舱后悬架系统的样品部件。

在c-RTM 工艺中,通过集成微波技术而获得了由碳纤维增强材料和热塑性丙烯酸树脂制成的一种热塑性复合材料,由此而生产出汽车门板

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在c-RTM 工艺中,通过集成微波技术而获得了由碳纤维增强材料和热塑性丙烯酸树脂制成的一种热塑性复合材料,由此而生产出汽车门板

在拉挤工艺中,通过集成微波技术而获得了由玻璃纤维增强材料和热塑性丙烯酸树脂制成的一种复合材料,由此而生产出一种用于轨道交通行业的内饰面板,复合材料与金属之间的连接通过激光焊接来实现。

此外,该项目还采用50%的回收材料制成一个车门把手示范件,以此验证了其通过微波和激光焊接技术开发的新的热塑性复合材料的可回收性。

RECOTRANS项目获得了来自欧盟H2020 计划框架的资助。13家来自7个国家的合作伙伴参与了该项目。该项目的开发成果还可应用于其他行业。

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