再生热塑性复合材料面板通过贝尔 V-280 Valor 飞行测试

GKN Aerospace（英国雷迪奇）于 2020 年 6 月报告：随贝尔飞行 (Bell Flight，美国德克萨斯沃思堡) V-280 Valor 军用旋翼机成功试飞，其多个热塑性复合材料 (TPC) 部件首次试飞。其中包括两个整体加筋压缩模塑热塑性复合材料检修门，由热塑性复合材料应用中心 (TPAC，荷兰恩斯赫德) 和 Saxion 大学 (荷兰恩斯赫德) 主导的 TPC-Cycle 计划利用再生废料制造（阅读《CW》早前关于四年期 TPC-Cycle 计划的报道）。

新再生检修门设计替代手工铺层碳纤维/环氧件，目标减轻重量、降低制造成本与周期。新部件由 GKN Aerospace 设计测试，TPAC 与热塑性复合材料研究中心 (TPRC，荷兰恩斯赫德) 合作制造。检修门由东丽先进复合材料 (荷兰奈弗达尔) 碳纤维增强聚苯硫醚 (PPS) 制成，原料来自旋翼机 TPC V 尾翼部件生产中产生的固化废料回收，后者亦由 GNK Aerospace 设计制造。

TPAC 专有再制造工艺含三主步：将废料粉碎为厘米级片屑、同步加热低剪切混合、等温模具压缩模塑成型。

据项目合作方介绍，验证件比原件减重 9%，主要得益于热塑性材料工艺性，可集成筋条实现几何增强。筋条朝向选取使应力更均匀分布，实现减材减重。使用再生材料实现材料优化，减少整体废料。

通过使用再生材料消除新材料成本，实现显著生产成本节约。此外，原工艺需手工铺层和高压釜；非高压釜 (OOA) 压缩模塑工艺采用等温模具、快速脱模、近净形制造，最大化成本效率与制造周期。

“当前项目凸显涉及全价值链的应用型研究，将创新从创意推向工业化可行验证产品，创纪录速度,” TPAC 科学总监 Ferrie van Hattum 说。

除达成减重降本目标，应用与工艺还展示向更可持续制造迈进。Saxion 与 TPAC 持续进行的生命周期分析 (LCA) 初步结果显示，该材料、制造工艺——主要因部件减重——使用再生材料和等温模具 OOA 工艺，显著降低 CO₂。据项目合作方，应用再生纤维减少新材料生产 CO₂ 排放，显著提升买飞比。粉碎、混合、压缩模塑阶段也因省去前热固性复材生产工艺中的高压釜而降低能耗。热塑性复材加工产生的有害 VOC 可忽略不计，远低于热固性基复材。

TPAC 称该制造工艺为其他非结构航空航天产品提供有前景解决方案，短周期或使其适用于需高吞吐量的终端市场。正开展量产工艺评估、深度成本环境影响分析、质量控制检测影响研究。也在执行可行性研究，评估该应用路径与回收路线能否拓展至其他航空航天应用，如非结构整流罩、盖板、系统支架。

TPC-Cycle 其他合作伙伴包括 Nido Recyclingtechnologie (荷兰奈弗达尔)、Cato Composites (荷兰雷登)、Dutch Thermoplastic Components (荷兰阿尔梅勒)、热塑性复合材料研究中心 (TPRC)；Regieorgaan SIA，隶属荷兰科学研究组织 (NWO，海牙)。

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