Эпизод 29:Джон МакКвиллиам, Prodrive Composites

Пример третичной детали, произведенной с использованием процесса P2T ProDrive. CW фото | Скотт Фрэнсис

В этом выпуске CWTalks старший редактор CW Скотт Фрэнсис берет интервью у Джона Маккуиллиама, главного инженера Prodrive Composites (Милтон Кейнс, Великобритания), разработчика и производителя современных легких композитных материалов для широкого спектра приложений, включая автомобилестроение, автоспорт, аэрокосмическую, морскую и оборонную промышленность. и других специализированных секторах.

Джон - дизайнер автомобилей Формулы-1 из Великобритании, который работал с многочисленными автоспортивными компаниями. Он присоединился к Prodrive в 2017 году в качестве главного инженера подразделения композитов. Джон обсуждает первичный и третичный (P2T) процесс компании, который, по словам компании, упрощает переработку и дает композитному материалу возможность прослужить три или более срока службы.

Вы можете прослушать полный текст CW Talks интервью выше или посетите:

• CW Talks:iTunes
• CW Talks:Google Play

---

Отрывок из серии

CW: Привет, Джон, и добро пожаловать на выступления CW, подкаст о композитах. Думаю, что еще в марте я посетил Prodrive Composites и немного познакомился с вашим процессом P2T, что означает от первичного к третичному.

JM: Верно. Первый этап - это изготовление основного компонента, и это то, чем мы сейчас занимаемся. Итак, это детали, для которых по какой-либо причине требуются первичные волокна, специальная смола или особый тип термореактивной смолы. Так что это то, что я бы назвал традиционными композитными деталями ... это детали, дизайн или производство которых мы особо не меняем, но мы обязательно изменим их, чтобы сделать их более пригодными для вторичной переработки.

CW: Хорошо. И это, как правило, детали с более высокими характеристиками?

JM: да. Таким образом, они будут сделаны из термореактивных материалов ... Мы просто изменим их конструкцию, чтобы из отходов производства деталей и, в конечном итоге, части, отслужившей свой срок, можно было перерабатывать, чтобы мы могли повторно использовать содержащиеся углеродные волокна. в этих частях. Итак, термопласт входит во вторую стадию ... начальные стадии могут быть термореактивными или термопластичными, но важно то, что это позволяет нам регенерировать волокна. Таким образом, чтобы восстановить волокна из первичных частей, как было сказано выше, мы, безусловно, меняем конструкционные материалы на такие, из которых легче восстанавливать волокна, поэтому на самом деле мы говорим о более широком использовании не гофрированных тканей и т. однонаправленные материалы, предметы, в которых производственные отходы и компоненты, проходящие через процесс регенерации волокна, дадут лучший выход более длинных высококачественных волокон.

CW: Можете ли вы немного описать процесс регенерации, который происходит с этим основным компонентом, а затем то, что характеризует полученную второстепенную деталь?

JM: да. Таким образом, переработка или регенерация первичных частей представляет собой процесс сжигания. Таким образом, отработанный препрег - обрезки препрега - или детали с истекшим сроком службы отправляются в печь, и вся смола сгорает, оставляя углеродные волокна. И эти углеродные волокна с помощью ряда процессов превращаются в нетканый мат постоянной толщины и произвольной ориентации - так что в итоге получается квазиизотопная бляшка.

CW: Это тот процесс, который ELG [ELG Carbon Fiber] делает для вас? Они занимаются пиролизом?

JM: Да, ELG делает это. Итак, мы отправляем им наши обрезки отходов и некоторые комплектующие, а затем они превращают их обратно в один из прекурсоров, одну из частей, которые мы используем для изготовления второстепенных деталей.

CW: Не могли бы вы рассказать мне немного об этих второстепенных частях и о том, что их характеризует?

JM: Таким образом, второстепенные части, армирование, в основном, изготавливаются из вторичных углеродных волокон с дискретным использованием первичных волокон, если это необходимо в определенных областях. Но большая часть арматуры - это вторичные волокна. Затем мы вводим реактивный термопласт. Итак, это жидкая смола, которой мы, так сказать, пропитываем арматуру. Затем есть процесс отверждения, и мы получаем готовый компонент, и его процесс выполняется при относительно низких температурах, атмосферном давлении, и мы получаем таким образом хороший компонент.

CW: Частью того, что делает возможным P2T, является эта система смол, которую вы описали как «реактивная термопластичная смола». Не могли бы вы немного подробнее объяснить нашим слушателям, что вы имеете в виду?

JM: Таким образом, реактивный термопласт в некотором смысле очень похож на термореактивную смолу. Поэтому мы перемешиваем его непосредственно перед тем, как сделать компонент. И в смесь входят два-три жидких компонента. Каждый из них - жидкость. И когда они сочетаются со временем и небольшой температурой, они фактически полимеризуются в настоящий термопласт. И именно свойства термопласта позволяют вторичную переработку. И преимуществом того, что он является реактивным термопластом, а не традиционным термопластом, является тот факт, что мы эффективно создаем термопласт, в то же время, когда мы окружаем армирующие волокна, заключается в том, что он имеет очень низкую вязкость, поэтому его можно формировать обычным традиционным способом. Процессы, скажем так, термореактивного типа. Ему не нужны высокая температура и высокое давление, которые вы получите при впрыскивании расплавленного термопласта в волокнистую заготовку или при использовании термопластичного препрега, в котором термопласт и волокна уже были объединены, а затем их повторной установки при высокой температуре и давлении. , как правило, в металлических формах. Таким образом, мы избегаем сложности и стоимости пресс-форм, необходимых для обработки термопластов с температурой плавления выше точки плавления, и избегаем трудностей, связанных с высокой вязкостью расплавленного термопласта с деформацией и перемещением арматуры внутри полости пресс-формы.

CW: И я предполагаю, что это означает экономию средств, экономию времени и, по сути, немало для производства ...

JM: Понятно, да. Таким образом, метод производства схож с тем, что мы делаем в традиционной термореактивной промышленности, но стоимость инструментов намного ниже, чем потребуется для обработки традиционного термопласта. И это большое преимущество для большинства наших клиентов. Вы же не хотите вкладывать деньги заранее в инструменты для форм из термопласта или просто в инструменты для форм из термопластов.

CW: Считаете ли вы, что это средство для увеличения объемов производства?

JM: Конечно, мы считаем, что это способствует увеличению производства. Время цикла может быть короче, чем при традиционном термоотверждении, при этом не требуется подъема до температуры обработки, выдержки и последующего охлаждения, прежде чем вы сможете повернуть форму. Таким образом, мы видим преимущества в скорости использования этого процесса по сравнению с нашими традиционными компонентами, отверждаемыми в печи или автоклаве.

CW: И, конечно же, одна из интересных вещей заключается в том, что оттуда вы можете снова переработать эту второстепенную деталь. Так что же характеризует эту третичную часть жизненного цикла этого материала?

JM: Итак, я бы сказал, что вторичная деталь, являющаяся настоящим термопластом, может быть преобразована в другую форму и обычно разрезается на мелкие кусочки, а затем помещается в полость между нагревательной формой и прессуется для придания новой формы. Таким образом, появится возможность взять все избыточные вторичные детали, все производственные отходы из вторичных деталей и преобразовать их в другой армированный волокном пластиковый компонент или армированный волокном полимерный компонент.

CW: И отсюда эти третичные части не обязательно являются концом пути для этого материала, даже в этом ...

JM: Это верно ... Итак, мы думаем, что эти третичные детали, поскольку они термопластичны, можно преобразовывать почти бесконечное количество раз. Процесс нарезки их на формовочные поддоны, если мы говорим формовочные детали, действительно имеет скорость истирания на волокне ... поэтому некоторые механические свойства упадут, но другие механические свойства, такие как жесткость, степень теплового расширения и деформация температура вполне могла бы сохраниться. Таким образом, вы по-прежнему получаете высококачественный армированный волокном компонент - не с исходной прочностью компонента из непрерывного волокна или даже с относительно длинным волоконным компонентом - но, безусловно, есть преимущества с точки зрения жесткости, теплового расширения и температуры деформации, что делает его очень полезным. повторная обработка третичных частей снова.