ITA RWTH 亚琛大学推出纤维涂层生产线，碳纤维研究

编者注：CompositesWorld 在原定于 3 月 3 日至 5 日举行的 JEC World 2020 之前收到了几项新产品和技术公告。虽然那个展览被推迟到五月，但 CW 现在正在发布我们收到的公告。这是其中之一。

亚琛工业大学（德国亚琛 ITA）的 Institut für Textiltechnik 正在亚琛综合轻质结构中心的联合展台上展示玻璃和碳纤维生产的创新。

多纤维涂层系统现场演示

在展位现场，ITA 展示了其多材料纤维涂层线如何涂覆或浸渍由各种材料制成的粗纱，生产热塑性塑料和碳纤维的丝束浸渍料，也称为预浸粗纱。丝束可以通过缠绕或编织来加工。使用示例包括汽车或航空航天工业的驱动轴。

ITA 表示，该系统具有广泛的应用，并允许快速输出。最高加工温度为 400°C，它还允许加工高温热塑性塑料，并在实验室规模上对各种材料进行快速测试。当前的生产速度为 5 m/min，具体取决于所使用的材料和系统的配置，ITA 表示升级到工业规模是可能的。该工厂可以加工热固性塑料和热塑性塑料。

使用这条生产线，可以以 5 m/min 的生产速度生产直径最大为 5 mm 的圆形横截面和最大宽度为 20 mm 的带状几何形状的丝束，具体取决于所使用的材料和配置行的。

碳纤维生产研究

此外，ITA 正在展示其核心研究领域之一的碳纤维生产。 ITA拥有连续中试规模的碳纤维生产厂，年产能不足一吨。 ITA 表示，由于其相对较小的尺寸和由此产生的低材料输入，该工厂非常适合开发新的稳定和碳化曲线以及测试新的纤维上浆。

目前碳纤维生产研究的主要目标是将稳定时间从最初的 50 分钟缩短到大约 21 分钟。所得纤维处于 Toray T700 碳纤维的水平。

另一种降低碳纤维成本的方法是使用替代原材料，例如聚乙烯 (PE)。 ITA 表示，这可以将碳纤维价格降低约 50%。由于现有的纺丝和磺化工厂，ITA 是处理基于聚烯烃的具有成本效益的碳纤维生产的领先研究机构之一。

纺织技术和光子学

碳纤维增强 (CFRP) 部件通常由粘在固化和钻孔的 CFRP 部件中的紧固件组装而成。据 ITA 称，将紧固件集成到纺织品预制件中以及生产最终 CFRP 组件的附加固化过程可以缩短生产过程链，并将接头的性能提高至少 50%。这需要在纺织品中为紧固件提供高精度切口。

在 OP.EFRE 资助的位于北威州的 CarboLase 项目中，激光材料加工首次集成到自动化预成型过程中。该过程的一个新颖之处在于使用了对材料友好的超短脉冲激光，它可以在不热损坏纺织品的情况下加工纺织品。

通过在灵活的机器人单元中结合这些技术，现在可以即时生产带有集成紧固件的 CFRP 部件，而不受部件几何形状和批量大小的影响。使用新的工艺链，演示器是全自动生产的。下图显示了带有集成紧固件的 B 柱段形式的演示器。

该技术由亚琛工业大学纺织技术研究所（简称 ITA）与其合作伙伴 AMPHOS GmbH、Kohlhage Fasteners GmbH &Co. KG、LUNOVU Integrated Laser Solutions GmbH 和弗劳恩霍夫激光技术研究所 ILT 合作开发。

高速预浸丝缠绕

ITA 正在与许多行业合作开发纤维缠绕技术，包括其新颖的多纤维缠绕技术。 ITA 表示，这种方法的主要优点是可以同时缠绕多根纤维（ITA 的设施有 48 根纤维），从而将加工速度提高了 50 倍，并在单次通过中实现了 100% 的覆盖率。

通过与 F.A. Kümpers GmbH &Co. KG 公司合作的 ZIM 项目 MFWOptiPreg，开发高质量预浸料进一步提高了工作速度。可以实现优化的粘性（粘性）和纤维断裂、高卷绕速度和优质产品。长丝缠绕的优点是将纤维定向在所需的方向（0°≤θ<90°）。

ITA 说，作为优质产品的一个例子，这些预浸料已经过压力容器和扭力轴制造的测试。开发的预浸料已经上市。