Η Toray ανακοίνωσε ότι πέτυχε να αναπτύξει μια νέα τεχνολογία κατασκευής για το CFRP που, όπως λέει, επιτρέπει τόσο βελτιωμένη ακρίβεια διαστάσεων όσο και εξοικονόμηση ενέργειας. Στο μέλλον, η Toray θα ωριμάσει περαιτέρω αυτή τη νέα τεχνολογία και θα την αναπτύξει ευρέως σε εφαρμογές κυρίως αεροσκαφών που απαιτούν συνεχώς υψηλότερη παραγωγικότητα και περισσότερη εξοικονόμηση ενέργειας. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία αναμένεται να ωφελήσει και τις αυτοκινητικές και γενικές βιομηχανικές εφαρμογές και θα συμβάλει στην ανάπτυξη υλικών CFRP.
Όπως εξηγεί ο Toray, το CFRP συνήθως κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας αυτόκλειστο (κλίβανος υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης) ή φούρνο όπου prepreg (ενδιάμεσο υλικό σε μορφή φύλλου) τοποθετείται σε καλούπι προκαθορισμένου σχήματος και η ρητίνη στο prepreg ωριμάζει με θερμαινόμενη αέρα για την κατασκευή. Η συμβατική τεχνολογία κατασκευής έχει ένα μειονέκτημα που απαιτεί μεγάλο χρόνο για θέρμανση και σκλήρυνση λόγω της ανεπαρκούς μεταφοράς θερμότητας του θερμού αέρα και της μεγάλης θερμικής ικανότητας του καλουπιού.
Ο Toray σημειώνει ότι υπάρχει επίσης πρόβλημα ακρίβειας διαστάσεων του εξαρτήματος που πρέπει να επιλυθεί ιδιαίτερα για ένα μεγάλο, σύνθετου σχήματος με μεταβλητό πάχος από τοποθεσία σε τοποθεσία. Αυτό οφείλεται στη δυσκολία στον έλεγχο της κατανομής της θερμοκρασίας στο εξάρτημα, το οποίο θα μπορούσε, με τη σειρά του, να δημιουργήσει μεταβλητές υπολειμματικές τάσεις και μερικές φορές να παραμορφώσει σημαντικά το εξάρτημα. Εξαιτίας αυτού, απαιτείται εκτεταμένη εργασία κατά την τελική συναρμολόγηση πολλαπλών εξαρτημάτων, όπως η κύρια πτέρυγα του αεροσκάφους, εισάγοντας χειροκίνητα υλικά πλήρωσης που ονομάζονται ροδέλες, με αποτέλεσμα μεγαλύτερο χρόνο συναρμολόγησης από αυτόν της κατασκευής.
Η πρόσφατα αναπτυγμένη τεχνολογία κατασκευής, σύμφωνα με την εταιρεία, δίνει λύση στο πρόβλημα με έναν αριθμό ενσωματωμένων θερμαντικών φύλλων στην επιφάνεια του mod, έτσι ώστε κάθε θερμαντήρας να ελέγχεται ξεχωριστά. Το τμήμα υπό κενό θερμαίνεται αποτελεσματικά από τις άμεσες επαφές με τους θερμαντήρες, γεγονός που θα μπορούσε να επιτύχει εξοικονόμηση ενέργειας. Ο έλεγχος μεμονωμένων θερμαντήρων και η βέλτιστη κατανομή θερμότητας σε κάθε θέση παρέχει ομοιόμορφη υπολειπόμενη τάση σε όλο το κατασκευασμένο μέρος. Ως αποτέλεσμα, το εξάρτημα μπορεί να κατασκευαστεί όσο πιο κοντά στον αρχικό σχεδιασμό με ελάχιστες διαστάσεις και ασυνέπειες επιλύοντας το προαναφερθέν πρόβλημα και αναμένεται να μειώσει το κόστος εργασίας και τη διάρκεια της συναρμολόγησης του εξαρτήματος.
Προκειμένου να ελέγξει αποτελεσματικά αυτό το σύστημα θέρμανσης, ο Toray πραγματοποίησε ένα κοινό ερευνητικό πρόγραμμα με το Πανεπιστήμιο Ehime και το Πανεπιστήμιο Επιστημών του Τόκιο για την καθιέρωση τεχνολογιών προσομοίωσης για την πρόβλεψη της παραμόρφωσης μερών και τη βελτιστοποίηση της θερμοκρασίας του θερμαντήρα. Ο Toray τα συνδύασε σε ένα πρόγραμμα σχεδιασμού συνθηκών θέρμανσης που θα ελαχιστοποιούσαν αποτελεσματικά τον χρόνο κατασκευής και τα σφάλματα διαστάσεων των εξαρτημάτων. Η Toray εγκατέστησε μια πρωτότυπη συσκευή κατασκευής και αυτή τη στιγμή διεξάγει δοκιμές επίδειξης.
Ανάλογα με το σχήμα και τη διάσταση του εξαρτήματος, χρειάζονται περίπου εννέα ώρες για την κατασκευή ενός μεγάλου εξαρτήματος CFRP για αεροσκάφη που χρησιμοποιούν συμβατικά αυτόκλειστα και φούρνους κ.λπ. Η νέα τεχνολογία κατασκευής, από την άλλη πλευρά, αναμένεται να μειώσει τον χρόνο κατασκευής σε περίπου τέσσερις ώρες. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία επιτυγχάνει περίπου 50 τοις εκατό εξοικονόμηση ενέργειας σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους κατασκευής, καθώς δεν απαιτούνται μέσα πίεσης και θέρμανσης, όπως ο θερμαινόμενος αέρας. Αναμένεται επίσης να εξοικονομηθεί χρόνος κατά τη συναρμολόγηση για διορθωτικές εργασίες με τη χρήση ροκανιδιών λόγω της βελτιωμένης ακρίβειας διαστάσεων για την κατασκευή.
