Препрег Toray CFRP для аэрокосмической промышленности демонстрирует огнестойкость и механические характеристики

Toray Industries Inc. (Токио, Япония) разработала препрег из углепластика (CFRP) для перспективных аэрокосмических применений. Компания заявляет, что использовала технологию информатики материалов - метод, сочетающий машинное обучение, теоретическую плотность, моделирование и базы данных - для быстрого достижения оптимальной высокой огнестойкости и механических характеристик для этого материала. Компания будет продвигать демонстрационные испытания, чтобы расширить область применения углепластика и спрос на самолеты, автомобили и общепромышленное использование.

По словам Торея, хотя углепластик по своим механическим свойствам превосходит металлы, он имеет некоторые функциональные недостатки, в том числе огнестойкость и электропроводность; в результате считается желательным улучшение этих свойств. Тем не менее, разработка и оптимизация различных огнестойких и механических свойств требует большого количества экспериментальных данных. Кроме того, было трудно сократить сроки разработки, добавляет Торей.

В рамках своих инициатив по цифровой трансформации, которые опираются на данные и цифровые технологии для повышения конкурентоспособности, Toray развернула информатику материалов в проектировании углепластика и создала технологию для быстрой разработки материалов с помощью анализа обратной задачи для уточнения конструкции материалов на основе требуемых свойств. .

Компания использовала самоорганизующуюся карту, развернутую в совместном исследовании с Университетом Тохоку, в качестве инструмента для этого анализа, позволяющего определять подходящие комбинации материалов для достижения желаемых свойств с помощью экспериментов. Это привело к успешной разработке матричной смолы для армирования волокон с целью разработки препрега из углепластика.

Утверждается, что препрег обеспечивает такую ​​же прочность на сжатие, термостойкость и другие механические свойства, что и современные материалы для авиакосмической промышленности. В то же время он обеспечивает на 35% меньшую скорость тепловыделения, которая представляет собой количество тепла, выделяемого при пожаре, по сравнению с этими материалами. Кроме того, Toray планирует применить анализ обратной задачи к теплопроводности, электропроводности и другим элементам, чтобы помочь разработать высокофункциональный препрег, который разнообразит потребности в компонентах самолетов, автомобилей и общепромышленных компонентов.

Некоторый прогресс Toray в этой разработке был частью «Интеграции материалов» для революционной системы проектирования конструкционных материалов в рамках Межведомственной программы продвижения стратегических инноваций (SIP). SIP возглавляет Совет по науке, технологиям и инновациям (CSTI) Кабинета министров Японии, который курирует Японское агентство по науке и технологиям.