北京
新推出的3960-FC是Toray CMA現有3960航空航天預浸料系統的快速固化版本。
航空航天工業數十年來一直致力于讓飛機更輕、更強、更省油。然而，如今其最大的工程挑戰不再是設計出更好的飛機，而是制造出足夠多的飛機來滿足飆升的需求。
飛機制造商目前手握創紀錄的訂單儲備。例如，僅空中客車一家公司，在2025年底就有8754架商用飛機的積壓訂單，這充分說明了需求超出產能的程度。
這一挑戰部分源于材料本身。許多現代飛機依賴碳纖維復合材料，而每個復合材料部件都必須先經過固化（一種熱驅動硬化過程）才能進入下一個生產階段。一架飛機可能包含數千個復合材料部件，從結構壁板到內部支架，每個部件都需要在專用固化設備中耗費時間。雖然單個部件的延遲可能以小時計，但這些小時在整個生產線上累積起來，就會形成瓶頸，限制工廠能夠制造的飛機數量。
如今，一種新開發的復合材料有望消除大部分等待時間。這種名為3960-FC的新材料，由總部位于華盛頓的航空航天材料公司Toray CMA（東麗復合材料美國公司）開發。
“3960-FC在保持客戶期望的力學和結構性能的同時，加快了制造周期。”Toray航空航天業務發展總監Jeff Cross表示。
現有航空航天材料的更快版本
新推出的3960-FC是Toray CMA現有3960航空航天預浸料系統的快速固化版本。預浸料是“預浸漬”的簡稱，由已精確控制浸漬了環氧樹脂的碳纖維構成。制造商將這些材料層疊成所需形狀，然后進行固化，制造出堅固、輕質的飛機部件。
3960-FC并沒有改變工程師已經依賴的結構性能，而是專注于縮短固化階段本身。在固化階段，化學反應使樹脂硬化，并將纖維鎖定在一起，形成堅固、輕質的結構。3960-FC的設計就是為了更快地完成這一步驟。雖然Toray尚未透露該材料背后的具體化學改性，但該公司表示，新配方可將固化時間縮短多達45%。
“該系統專為關鍵任務航空航天和國防應用而設計，這一快速固化系統在保持3960體系久經考驗的力學性能的同時，可將固化時間縮短多達45%。”Toray團隊指出。
該公司表示，該材料與廣泛使用的航空航天基準——國家先進材料性能中心（NCAMP）數據庫中所含數據具有等效性。這可能使制造商更容易評估和采用該材料，因為其性能可以與航空航天業已熟悉的數據進行比較。
此外，盡管加工時間更快，該材料仍保留了嚴苛航空航天應用所需的特性。“在3960材料能力的基礎上，3960-FC提供了出色的韌性、濕熱性能、拉伸強度、剛度和損傷容限。”Toray團隊補充道。
專為現代飛機制造工廠設計
速度只是其中一方面。該材料還被設計為能適配現有制造工作流程，減少對工廠車間進行大規模改造的需要。
它兼容自動纖維鋪放（AFP）和自動鋪帶（ATL）等自動化生產方法，這些機器人系統可將復合材料快速鋪放到模具上，以制造大型飛機結構。“該材料與廣泛的自動化制造技術高度兼容。”Toray團隊表示。
該體系還支持用于原型開發的低溫工裝，可降低工裝成本。此外，它擴展了僅真空袋（VBO）成型工藝選項，并支持壓縮成型固結，這兩者都有助于制造商縮短生產周期并降低制造成本。
另一個值得注意的特點是放熱風險相對較低。固化過程中，某些環氧樹脂體系會產生大量熱量，尤其在厚復合材料結構中。過多的熱量會影響部件質量并使制造過程復雜化。據該公司稱，與許多其他加速環氧樹脂體系相比，3960-FC不易出現這些與熱相關的問題。
對未來飛機生產的意義
3960-FC的目標應用范圍從飛機主體結構、旋翼機部件到中大型無人機、運載火箭和火箭。
這種材料的意義不在于使飛機比以前更堅固，而在于幫助制造商更高效地生產復合材料結構。通過減少部件在固化設備中花費的時間，工廠有可能利用相同的基礎設施加工更多部件，從而緩解航空航天業面臨的生產瓶頸之一。
然而，該技術并非解決航空航天生產挑戰的完整方案。在廣泛采用之前，制造商仍需對該材料進行鑒定，將其整合到現有生產線中，并滿足認證要求。
如果該材料性能如宣傳所述，它可以幫助制造商提高生產率，而不會犧牲飛行關鍵部件所需的結構可靠性。
如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
