美国密西西比州立大学开发可用于航空航天领域的树脂灌注技术

美国密西西比州立大学先进复合材料研究所(ACI)从2020年9月开始开发树脂灌注技术。该项目是一项多年、多阶段研究计划,由美国联邦航空管理局(FAA)部分资助,旨在满足航空航天领域领域对树脂灌注技术的需求。

在该项目的第一阶段(由2020年9月持续到2021年10月),ACI正在进行缝合与非缝合树脂灌注的技术成熟度情况评估。评估工作即包括ACI开展广泛的文献调研,也包括对客户的分析调研,其中涉及来自供应商、制造商、OEM和航空航天复合材料供应链中从业人员的反馈。

ACI正在与产业链上下游的厂商交流调研,了解他们在航空航天树脂灌注成形工艺中可能遇到的问题。通过完成这项工作,ACI正在建立一个信息数据库,期待从采集的数据信息中总结出厂商探索和使用这项工艺技术的发展模式和共同诉求。其主要目标是建立一套TOP 10清单,对最重要的需求和目前最不满意能力进行排序,然后通过进一步研发工作逐一解决。按照这样的工作方式,ACI可真正专注整个行业中最重要的事情,并且可以量化现有技术水平与市场满意度之间存在的差距。

该项目的最初市场研究部分完成后,ACI将根据反馈结果开始制造和测试零部件,重点是生产大型全尺寸零部件。这项研究以及市场调研情报将被发送至相关企业,企业从中获益,并致力于继续向ACI下一阶段工作提供信息。

FAA在其联合先进材料与结构卓越中心的支持下开展了这项工作,该中心致力于确保对新兴材料体系和制造技术进行严格的评估,以全面了解材料潜在的优缺点。

计划于2021年下半年开始的第二阶段研究工作中,ACI将针对层压板微裂纹的问题开展重点研究,该问题已经被确定为复合材料缝合树脂中的重大问题之一。ACI计划评估并确定缝合树脂灌注层压板中微裂纹的原因,并阐明需要解决的最重要内容。

除了第二阶段工作,ACI还将评估缝合树脂灌注部件的粘合性。在寻求有关该领域最重要的行业反馈后,ACI将根据收集到的数据构建和测试结构。

ACI主管Christopher Bounds博士表示,通过这项研究和相关补充研究,ACI努力证明了在多个细分市场中树脂灌注技术的实用性和好处。树脂灌注可以减少98%零部件数量,降低75%的成本。当在混合物中添加增强体时,强度可进一步增加60%,韧性增加1000%。ACI通过研究已经证明该技术在规模生产过程中具有高速自动化可制造性。

ACI还建立了高速率树脂灌注制造(HiRIM)培训学院,提供必要技能培训来支持项目。ACI的重点工作时验证自动化技术,最大程度地提高生产率,培训员工队伍,为树脂灌注技术在各个领域取得更广泛应用做准备。