Společnost Toray oznámila, že uspěla ve vývoji nové výrobní technologie pro CFRP, která podle ní umožňuje jak zlepšenou rozměrovou přesnost, tak úsporu energie. V budoucnu bude Toray tuto novou technologii dále vylepšovat a široce ji nasazovat především do leteckých aplikací, které neustále vyžadují vyšší produktivitu a větší úspory energie. Navíc se očekává, že tato technologie bude přínosem také pro automobilové a obecné průmyslové aplikace a přispěje k vývoji materiálů CFRP.
Jak vysvětluje Toray, CFRP se obvykle vyrábí pomocí autoklávu (vysokoteplotní a vysokotlaká pec) nebo pece, kde se prepreg (mezimateriál ve formě listu) umístí na formu předem určeného tvaru a pryskyřice v prepregu se vytvrdí zahřátím. vzduch pro výrobu. Konvenční technologie výroby má nevýhodu, že vyžaduje dlouhou dobu na zahřátí a vytvrzení kvůli neefektivnímu přenosu tepla ohřátého vzduchu a velké tepelné kapacitě formy.
Toray poznamenává, že je zde také problém s rozměrovou přesností dílu, který je třeba vyřešit zejména u velkého, složitého dílu s proměnlivou tloušťkou od místa k místu. To je způsobeno obtížnou kontrolou rozložení teploty v součásti, která by mohla následně generovat proměnná zbytková napětí a někdy významně deformovat součást. Vzhledem k tomu je při konečné montáži více dílů, jako je hlavní křídlo letadla, vyžadována rozsáhlá pracovní práce ručním vkládáním výplňových materiálů nazývaných podložky, což má za následek delší dobu montáže než při výrobě.
Nově vyvinutá výrobní technologie podle společnosti poskytuje řešení problému s řadou zabudovaných topných těles na povrchu modu tak, že každý topný článek je samostatně řízen. Díl ve vakuu je účinně ohříván přímým kontaktem s topnými tělesy, čímž lze dosáhnout úspor energie. Ovládání jednotlivých ohřívačů a umožnění optimální distribuce tepla na každém místě zajišťuje rovnoměrné zbytkové napětí v celém vyrobeném dílu. Výsledkem je, že součást může být vyrobena co nejblíže původnímu návrhu s minimálními rozměrovými nesrovnalostmi a rozměry řešícími výše uvedený problém a očekává se, že se sníží mzdové náklady a doba montáže součásti.
Aby bylo možné efektivně řídit tento topný systém, Toray provedl společný výzkumný program s Ehime University a Tokyo University of Science s cílem vytvořit simulační technologie pro předpovídání deformace součásti a optimalizaci teploty ohřívače. Toray je spojil do programu pro návrh podmínek ohřevu, který by efektivně minimalizoval dobu výroby a rozměrové chyby dílů. Toray nainstaloval prototyp zařízení na výrobu a v současné době provádí demonstrační testy.
V závislosti na tvaru a rozměru dílu trvá výroba velkého dílu z CFRP pro letadla za použití běžných autoklávů a pecí atd. asi devět hodin. Na druhou stranu se očekává, že nově vyvinutá technologie výroby zkrátí dobu výroby na přibližně čtyři hodin. Kromě toho tato technologie dosahuje asi 50procentní úspory energie ve srovnání s konvenčními výrobními metodami, protože není vyžadován tlak a topná média, jako je ohřátý vzduch. Očekává se také, že ušetří čas během montáže pro korekční práce s použitím podložek díky zlepšené rozměrové přesnosti při výrobě.
