法国多家公司和科研院所合作开展竹纤维增强复合材料设计研发

日前,多家法国公司和科研院所结成联盟,共同开展长竹纤维增强生物基体复合材料的设计研发工作。参与组成联盟的包括工程、质量和数字解决方案提供商Assystem Technologies, 化学品生产商阿科玛(Arkema), 竹纤维增强复合材料解决方案提供商Cobratex, 多功能聚合物R&D机构Specific Polymers, 图卢兹大学CIRIMAT研究所, ESTIA工程师学院Compositadour复合工业材料实验平台, 轻型飞机制造商Lisa Aeronautics 和检测机构Mécano ID等。

 长竹纤维增强生物基体复合材料(缩写为BAMCO)将有助于减少飞机的碳排放,同时对航空航天之外的其他应用市场带来积极的影响。

  环保是业界极为关注的问题。在航空航天领域,人们主要通过新材料的设计来控制产品对环境的影响。目前市场普遍采用的一些聚合物复合材料,包括玻纤增强酚醛树脂复合材料,即将受到欧洲REACH(化学品注册、评估、许可和限制)法规的影响。因此,业内迫切需要找到等效的替代方案。

 过去四年中,Assystem Technologeis公司和CIRIMAT研究所进行了密切的合作,试图以连续竹纤维增强一种生物来源的热塑性基体,从而创造出一种全新的生物复合材料概念。这种概念目前已经通过了实验室的论证,尚需在工业生产层面得到认可。

 为应对环保的挑战,FUI BAMCO合作项目提出了上述办法。虽然业内已经尝试过亚麻纤维或大麻纤维等生物复合材料解决方案,但以长竹纤维作为增强材料还是一种全新的尝试。它质量很轻,因此降低了油耗。它的耐热性,高强度、抗冲击/减震方面的机械性能,可以有利地取代玻纤/酚醛复合材料。此外,竹子的种植也有一系列生态优势:生长快速,耗水量低,土壤用量低以及不需要肥料或杀虫剂。

在航空航天领域,BAMCO复合材料可用于机舱内饰,盖板和机身覆面板,甚至可用于在飞机上准备和存储飞行中餐食的机载厨房。它们还可以用于制造海洋和休闲运动市场的成品部件。

BAMCO项目通过航空航天谷竞争力集群的认证,并被法国企业总局(Direction Générale des Entreprises,DGE)批准列入国家部际单一基金(Le fonds unique interministériel,FUI),得到法国奥克西塔尼-地中海-诺曼底大区(French regions of Occitanie Pyrénées-Méditerranée and Normandie),及法国国家投资银行Bpifrance的支持。它集成了八个行业利益相关者、公司和研究实验室联盟成员的专业知识。

Assystem Technologies公司全力支持并主持BAMCO项目,Assystem Technologies公司是工程,质量和数字解决方案的世界级合作伙伴。凭借其在材料工程和航空航天业专业知识方面的丰富经验,Assystem Technologies参与了该复合材料原型样件的设计。同时它还为这个规模庞大的项目提供治理结构,对未来行业具有重要意义。

 阿科玛和Specific Polymers机构负责复合材料基体材料(生物基聚合物)的配方和应用。

 Cobratex将在包括种植在法国的某些竹子物种中进行研究和选择。Cobratex将优化其工艺研发及创新性增强技术以应对多种基体和复合工艺所涉及的限制因素。该公司还将负责对CIRIMAT研究所直接研发的技术增强解决方案和半成品进行技术和产品升级。

 CIRIMAT研究所和Compositadour实验平台分别参与了生物基复合材料在实验室和工业规模中的使用。 CIRIMAT的贡献集中在使用热塑性和热固性树脂基体与连续竹纤维,进行复合材料的设计和实验室规模生产。

  Mécano ID负责进行振动吸收测试和生物基复合材料行为模拟试验。

  最终,飞机制造商Lisa Aeronautics将在其未来飞机型号上使用该生物基复合材料制成的原型样件。

  BAMCO刚刚启动研发工作的运营阶段。第一批原型样件计划于2021年完成。

  注:

  航空航天谷竞争力集群:该集群位于法国图卢兹,是空中客车全球总部所在地,这一区域共集聚1200余家相关公司和机构,9.4万名从业人员。

  国家部际单一基金:该基金旨在扶持技术创新的产品或服务项目,专门用于为竞争力集群项目提供资金。