亚琛工大ITA发布先进纤维涂覆线与碳纤维研究成果
编者注：CompositesWorld收到多项JEC World 2020新产品技术发布（原定3月3-5日，后延至5月），现陆续刊发。本文为其中之一。
亚琛工大纺织技术研究所（ITA，德国亚琛）在亚琛集成轻量化建造中心联合展位展示玻纤和碳纤维生产创新。
多材料纤维涂覆系统现场演示
展位现场演示其多材料纤维涂覆线如何对各种材料制备的粗纱进行涂覆或浸渍，生产热塑性和碳纤维预浸粗纱。预浸粗纱可经绕丝或编织加工。应用例含汽车或航空航天传动轴。
ITA称该系统应用范围广、产出速度快。最高加工温度400°C，亦可加工高温热塑性塑料，实验室规模快速测试多种材料。当前生产速度5 m/min（视材料及系统配置），可放大至工业规模。可加工热固性和热塑性树脂。
该线可生产直径达5 mm圆截面预浸粗纱及宽度达20 mm带状几何，生产速度5 m/min（视材料及配置）。
碳纤维生产研究
此外，ITA展示碳纤维生产——核心研究领域之一。ITA拥有连续中试规模碳纤维生产线，年产能<1吨。因规模较小、材料投入低，极适合开发新稳定化碳化曲线和测试新纤维上浆。
碳纤维生产研究当前主目标：将稳定化时间从初始50分钟缩至约21分钟。所得纤维达东丽T700碳纤维水平。
降低碳纤维成本另一路径：替代原料如聚乙烯（PE）。可降碳纤维价格约50%。凭现有纺丝磺化装置，ITA是基于聚烯烃低成本碳纤维生产的领先研究机构。
纺织技术与光子学
碳纤维增强（CFRP）部件常用紧固件粘接于固化钻孔后的CFRP部件。ITA称将紧固件集成进纺织预制件并额外固化生产最终CFRP部件，可缩短生产工序链、提升接头性能至少50%。这需要纺织件上紧固件的高精度切口。
北威州CarboLase项目（OP.EFRE资助）首次将激光材料加工集成进自动化预成型工艺。工艺新颖点：采用材料友好的超短脉冲激光，无热损伤处理纺织件。
柔性机器人单元结合上述技术，现可实现带集成紧固件CFRP部件的即时生产，独立于部件几何和批量。新工艺链全自动生产演示件。下图展示带集成紧固件的B柱段演示件。
该技术由亚琛工大ITA与合作伙伴AMPHOS GmbH、Kohlhage Fasteners GmbH & Co. KG、LUNOVU Integrated Laser Solutions GmbH及弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT共同开发。
高速预浸料绕丝成型
ITA在绕丝成型技术上与多行业合作，含新型多绕丝成型技术。主要优势：多根纤维（ITA设备48根）可同步绕制，处理速度提升50倍，单程实现100%覆盖。
配合ZIM项目MFWOptiPreg与F.A. Kümpers GmbH & Co. KG开发高质量预浸料，工作速度进一步提升。优化粘着性（黏性）和纤维断裂，可实现高绕制速度和优质产品。绕丝成型优势在于可按需定向纤维（0°≤θ<90°）。
作为优质产品例证，这些预浸料已测试用于压力容器和扭转轴制造。开发预浸料已上市供应。
纤维