1. Toray phát triển công nghệ hàn nhiệt CFRP và đúc tích hợp nhanh
Ngày 1/2/2023, Toray, một công ty Nhật Bản, công bố phát triển thành công công nghệ hàn nhiệt tốc độ cao cho Nhựa gia cố sợi carbon (CFRP). Công nghệ này nhằm mục đích đạt được tốc độ sản xuất cao và làm giảm trọng lượng của cấu trúc máy bay CFRP. Công nghệ hàn nhiệt của Toray cho phép kết nối nhanh chóng và chắc chắn các bộ phận CFRP nhiệt rắn trên máy bay, tương tự như hàn truyền thống. Phương pháp liên kết đơn giản này bao gồm việc hình thành một lớp có thể hàn nhiệt trên bề mặt của CFRP nhiệt rắn và làm nóng ngay lập tức bề mặt của các bộ phận để liên kết chúng. Nó cho phép lắp ráp nhanh chóng các thành phần CFRP nhiệt rắn hoặc kết hợp các thành phần CFRP nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo mà không cần liên kết bằng keo hoặc buộc chặt bằng bu lông.
Bằng cách áp dụng công nghệ này vào CFRP nhiệt rắn với lớp có thể hàn nhiệt, có thể đạt được hiệu suất cơ học tương đương với CFRP hiện đang được sử dụng trong các cấu trúc máy bay. Toray tuyên bố rằng độ bền liên kết của cấu trúc hàn nhiệt có thể so sánh với cấu trúc CFRP đồng bảo dưỡng trong các mẫu máy bay hiện tại, đảm bảo độ tin cậy của công nghệ liên kết trong các ứng dụng thực tế. So với cấu trúc hợp kim nhôm, cấu trúc CFRP sử dụng công nghệ này có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide trong suốt vòng đời của chúng. Việc giảm trọng lượng của ốc vít bu lông có thể làm nhẹ cấu trúc tổng thể, giảm hơn nữa lượng khí thải này. Toray đang hợp tác với Boeing để thúc đẩy nhiều dự án phát triển công nghệ trong sản xuất máy bay và công nghệ vật liệu.
Vào ngày 16 tháng 2 năm 2023, Toray đã công bố phát triển thành công công nghệ đúc tích hợp nhanh cho các bộ phận có thể di chuyển được CFRP. Vật liệu này được đặt giữa bọt gia cố bằng sợi carbon xốp nhẹ (CFRF) và lớp vỏ prereg định nhiệt, mang lại hiệu suất cơ học tuyệt vời. Công nghệ mới này cho phép đúc các bộ phận di động CFRP, chẳng hạn như mái ô tô, nhanh hơn mười lần so với hệ thống đúc nồi hấp áp suất cao truyền thống. Trọng lượng của các sản phẩm này chỉ bằng một nửa so với sản phẩm thép. Toray sẽ tiếp tục tập trung vào nghiên cứu và phát triển công nghệ này để đẩy nhanh ứng dụng của nó trong các bộ phận xe điện, trong đó việc sản xuất nhẹ và nhanh là rất quan trọng.
2. Công ty con Teijin phát triển sản phẩm bánh sandwich cho sản xuất ô tô
Vào tháng 3 năm 2023, Teijin Automotive Technologies, một công ty con của Tập đoàn Teijin tại Nhật Bản, đã công bố phát triển thành công hai sản phẩm cốt lõi nhằm đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng ô tô hiện tại và tương lai. Hexacore là sản phẩm lõi tổ ong được thiết kế cho quy trình đúc nén tốc độ cao của Teijin Automotive, được sử dụng để sản xuất các tấm thân xe, tấm mái và tấm đóng cửa hạng A nhẹ. Vật liệu Hexacore tương thích với nhiều loại sợi và nhựa, bao gồm sợi carbon hoặc sợi thủy tinh, sợi aramid hoặc sợi tự nhiên. Người ta khẳng định rằng việc sử dụng vật liệu Hexacore có thể tiết kiệm 25% trọng lượng so với các bộ phận SMC hai mảnh tương tự.
Ngoài ra, Teijin Automotive đã phát triển công nghệ Foam-A-Core như một giải pháp lõi cứng cho các tấm ô tô hạng A, mang lại độ bền và khả năng chống ẩm cao. Công nghệ này sử dụng cùng một quy trình đúc nén 30-45 giây để tạo hình, cho phép cả chức năng tạo hình và xử lý nhanh. Tương tự như Hexacore, Foam-A-Core phù hợp cho các tấm được làm từ nhiều loại sợi khác nhau, nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa nhiệt dẻo và sử dụng quy trình SMC hoặc RTM. Quá trình này cũng tạo ra các bộ phận có dạng gần như lưới, giảm lãng phí sản xuất so với các phương pháp khác.
3. SGL Carbon phát triển sợi carbon kéo lớn hiệu suất cao
Vào cuối ngày 2 tháng 3023, SGL Carbon, một nhà sản xuất sợi carbon kéo lớn cấp công nghiệp của Đức, đã công bố phát triển loại sợi carbon kéo lớn có thông số kỹ thuật 50k mới. Sợi carbon SIGRAFIL®CT50-4.9/235 này có độ bền kéo cao 4,9 GPa (có thể so sánh với sợi carbon kéo nhỏ như loại T700 của Toray) và độ giãn dài 2,0%. Nó đáp ứng các yêu cầu về độ bền cao của các thiết kế bình áp lực thông thường đồng thời có độ giãn dài cao, khiến nó phù hợp với các thị trường thích hợp đòi hỏi cả độ bền cao và độ giãn dài cao.
SIGRAFIL®CT{0}}.9/235 sợi carbon được phát triển dựa trên danh mục sản phẩm sợi 50k sản xuất quy mô lớn hiện có, đã được sử dụng thành công trong các ngành công nghiệp như năng lượng gió và ô tô. SIGRAFIL®CT50-4.9/235 mới thể hiện độ bền cao (4,9 GPa) và độ giãn dài (2,0%) và hiện có công suất sản xuất thông số kỹ thuật 50k. Cho đến nay, hiệu suất tuyệt vời như vậy chỉ có thể đạt được với sợi carbon kéo nhỏ. Điều này bổ sung thêm cho danh mục sản phẩm của SGL gồm sợi carbon kéo lớn có đặc điểm kỹ thuật 50 nghìn.
4. TeXtreme giới thiệu vật liệu gia cố sợi carbon đơn hướng có khe hở có độ thấm cao
Đầu tháng 4 năm 2023, TeXtreme®, công ty hàng đầu thế giới về vật liệu sợi carbon kéo trải lớp mỏng, đã công bố ra mắt sản phẩm cải tiến mới nhất của mình, TeXtreme® Gapped UD. Đây là vật liệu gia cố sợi carbon khô được thiết kế đặc biệt cho quá trình truyền nhựa. Là một sản phẩm đột phá, nó mang lại hiệu suất vượt trội, dễ sử dụng và tiết kiệm chi phí cho nhiều ứng dụng.
TeXtreme® Gapped UD là vật liệu gia cố phẳng một chiều với khoảng cách 0,3 mm được kiểm soát tốt giữa các sợi kéo. Những khoảng trống này đóng vai trò là kênh thoát nhựa và không khí, cho phép làm ướt vật liệu nhanh chóng và đồng đều mà không ảnh hưởng đến tính chất cơ học của nó. Với tỷ lệ thể tích sợi vượt quá 60%, TeXtreme® Gapped UD cung cấp hiệu suất cơ học ổn định có thể so sánh với các prereg đơn hướng bằng sợi carbon.
5. Công ty Pháp phát triển vật liệu nano 3D dựa trên prepreg sợi carbon
Vào cuối tháng 4 năm 2023, NAWA, có trụ sở chính tại Rousset, Pháp, đã phát triển một loại vật liệu nano dựa trên carbon 3D mang tính cách mạng. Bằng cách sử dụng công nghệ NAWAStitch™, bao gồm các ống nano carbon được sắp xếp theo chiều dọc (VACNT), họ tăng cường vật liệu tổng hợp sợi carbon, giảm hiệu quả hiện tượng nứt hoặc tách lớp giữa các lớp cũng như giảm thiểu sự hình thành và lan truyền vết nứt. Điều này dẫn đến cường độ cắt tăng 100-gấp và cải thiện 10-khả năng chống va đập cho vật liệu composite. Công nghệ này hứa hẹn ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ lưu trữ năng lượng và chất xúc tác pin nhiên liệu hydro thế hệ tiếp theo cho đến ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô thế hệ tiếp theo.
Sự đổi mới công nghệ của NAWA đã tạo ra một loại vật liệu bền hơn, nhẹ hơn và tiên tiến hơn. Công nghệ NAWAStitch™ giải quyết một trong những vấn đề phổ biến nhất trong vật liệu composite - nứt hoặc tách lớp giữa các lớp. Hoạt động như một vật liệu gia cố xen kẽ phổ quát hoặc cục bộ cho các prereg sợi carbon, NAWAStitch™ hoạt động giống như "nano Velcro", ngăn chặn các vết nứt bắc cầu ở bề mặt tiếp xúc và mang lại mức tăng dương hai chữ số trong gia cố cơ học, tạo ra một vật liệu gần như không thể phá vỡ. NAWAStitch™ tăng cường đáng kể hiệu suất của vật liệu tổng hợp sợi carbon, tăng độ bền cắt lên 100 lần và cải thiện khả năng chống va đập lên 10 lần, đồng thời giảm trọng lượng xuống 20-30%. Điều này dẫn đến hiệu suất được cải thiện trong các sản phẩm khác nhau như đồ thể thao, bình chứa hydro và các bộ phận hàng không vũ trụ.
6. Mitsubishi phát triển thương hiệu hạt sợi carbon mới
Vào tháng 5 năm 2023, Tập đoàn Hóa chất Mitsubishi đã thông báo trên trang web chính thức của mình rằng họ đã phát triển một thương hiệu hạt sợi carbon mới thân thiện với môi trường có tên là Pyrofil™ NEO. Sản phẩm này có những ưu điểm vượt trội sau:
●Trọng lượng nhẹ hơn: Do cường độ riêng cao và độ cứng riêng cao, nó có thể được sử dụng thay thế cho vật liệu nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi thủy tinh và kim loại, dẫn đến hiệu quả giảm trọng lượng đáng kể.
●Hiệu suất cao: Nó có đặc tính trượt tuyệt vời, đặc tính chống tĩnh điện và hiệu suất che chắn sóng điện từ. Nó có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể như khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất, dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau.
●Chất lượng cao: Nó liên quan đến việc tái xử lý các sản phẩm phụ từ sợi carbon (prereg) tại các cơ sở sản xuất sợi carbon.
●Các cân nhắc về môi trường: Sản phẩm này có lượng khí thải carbon nhỏ hơn so với các sản phẩm truyền thống, khiến sản phẩm trở nên thân thiện với môi trường hơn.
Theo tính toán nội bộ của Tập đoàn Hóa chất Mitsubishi, các hạt sợi carbon Pyrofil™ NEO đã giảm 50% lượng khí thải carbon so với các sản phẩm hạt thông thường của công ty.
7. Tập đoàn Teijin và Kumagai phát triển vật liệu composite sợi carbon chống cháy cho xây dựng
Vào ngày 13 tháng 7 năm 2023, Teijin Limited đã công bố hợp tác với Kumagai Group Co., Ltd. trong việc phát triển vật liệu tích hợp được gia cố bằng sợi sợi cao cho các tòa nhà chống cháy. Teijin sở hữu vật liệu được gia cố bằng sợi hiệu suất cao có tên là "LIVELY WOODⓇ", là vật liệu tích hợp được gia cố bằng cách sử dụng vật liệu sợi carbon hiện có. Bằng cách tăng cường độ cứng và sức mạnh thông qua việc gia cố bằng sợi carbon, vật liệu tích hợp góp phần mở rộng ứng dụng của kết cấu gỗ. Điểm đặc biệt của "LIVELY WOODⓇ" là sự kết hợp của nhựa gia cố bằng sợi carbon (CFRP) giữa các vật liệu tích hợp, tạo ra vật liệu composite bằng gỗ nhẹ, cách nhiệt với độ cứng và độ bền cao. Khi được sử dụng làm dầm, nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng các tòa nhà bằng gỗ có nhịp lớn. Ngoài ra, mặc dù Nhật Bản có nguồn tài nguyên cây tuyết tùng dồi dào nhưng độ bền thấp đã hạn chế việc sử dụng chúng làm vật liệu xây dựng. Tuy nhiên, việc gia cố bằng CFRP sẽ cải thiện hiệu quả tình trạng này. Mặt khác, "LIVELY WOODⓇ" thiếu khả năng chống cháy và không thể sử dụng trong các tòa nhà bằng gỗ yêu cầu khả năng chống cháy.
Tập đoàn Kumagai giới thiệu "λ-WOODⅡ thân thiện với môi trường", một công nghệ thành phần gỗ chống cháy đảm bảo khả năng chống cháy bằng cách thêm lớp cách nhiệt (lớp phủ) chống cháy xung quanh vật liệu lõi. Công nghệ này cho phép sử dụng gỗ trong các kết cấu chống cháy. Bằng cách kết hợp "LIVELY WOODⓇ" của Teijin với "λ-WOODⅡ thân thiện với môi trường" của Tập đoàn Kumagai, họ hướng tới phát triển các vật liệu tích hợp được gia cố bằng sợi hiệu suất cao mới cho các tòa nhà chống cháy, bù đắp cho các đặc tính hiệu suất của nhau.
8. Công ty Nhật Bản phát triển công nghệ hình ảnh trực quan hóa vật liệu composite sợi carbon
Vào ngày 26 tháng 9 năm 2023, Konica Minolta, có trụ sở chính tại Chiyoda-ku, Tokyo, Nhật Bản, đã thông báo trên trang web chính thức của mình rằng thiết bị chụp ảnh nhiễu thấp tia X Talbot, "XtraLINQ Talbot®," đã được trao giải "Sản phẩm/Công nghệ". Award" của SAMPE Nhật Bản, hiệp hội công nghiệp nổi tiếng liên quan đến công nghệ vật liệu tiên tiến.
Là thiết bị chụp ảnh tia X tiên tiến sử dụng độ nhiễu thấp Talbot do Konica Minolta phát triển, thiết bị này có thể trích xuất trạng thái sợi bên trong của nhựa gia cố sợi carbon (CFRP) trong thời gian ngắn, trên diện tích lớn và với hiệu suất cao. chính xác, không gây ra bất kỳ thiệt hại nào. Nó đặc biệt vượt trội trong việc thu thập thông tin về hàm lượng sợi cục bộ, độ phân tán sợi và định hướng sợi bên trong CFRP, đặc biệt là trong CFRP với các sợi không liên tục và định hướng ngẫu nhiên. Những đặc điểm này có liên quan chặt chẽ đến tính chất lý hóa của vật liệu composite. Ngoài ra, thiết bị này còn cho phép dự đoán hành vi hư hỏng CFRP tiềm ẩn, đóng góp đáng kể cho nghiên cứu CFRP.
9. Toray Industries của Nhật Bản đạt được bước đột phá về công nghệ sợi carbon siêu bền T1200
Vào ngày 29 tháng 10, 2{6}}23, Toray Industries, Inc. đã công bố phát triển TORAYCA™ T1200, một loại sợi cacbon cường độ cực cao có độ bền kéo là 8,0 GPa, mô đun kéo là 315 GPa và độ giãn dài của vết nứt là 2,5%. Sợi carbon này tự hào có độ bền kéo cao nhất trên toàn cầu và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ các sản phẩm thể thao và giải trí cho đến máy bay.
Để vượt qua giới hạn độ bền của sợi carbon, Toray Industries đã tập trung vào việc cải tiến công nghệ kiểm soát cấu trúc có kích thước nano độc quyền của mình để thiết kế và đạt được cấu trúc bên trong có độ bền cao. Bằng cách sử dụng công nghệ này, Toray Industries đã phát triển thành công TORAYCA™ T1200 với độ bền kéo là 8,0 GPa, vượt qua TORAYCA™ T1100 hơn 10% (T1100 có độ bền kéo là 7,0 GPa). Sản phẩm này được phát triển tại nhà máy của Toray ở Ehime, Nhật Bản.
10. Teijin của Nhật Bản phát triển sợi carbon sinh học
Vào ngày 21 tháng 12 năm 2023, Teijin Corporation, một công ty của Nhật Bản, đã thông báo trên trang web chính thức của mình rằng họ đã bắt đầu sản xuất và bán sợi carbon sử dụng nguyên liệu thô thân thiện với môi trường (acrylonitrile gốc sinh học, AN) để góp phần tích cực vào việc giảm phát thải khí nhà kính . Teijin sẽ sử dụng phương pháp cân bằng chất lượng dựa trên chứng nhận sản phẩm bền vững được quốc tế công nhận để sản xuất và bán sợi carbon Tenax™ bằng nguyên liệu thô thân thiện với môi trường.
Sợi tiền thân PAN được làm từ acrylonitrile (AN) bền vững có nguồn gốc từ các sản phẩm dựa trên sinh học hoặc chất thải và cặn từ quá trình tái chế và được sản xuất bằng phương pháp cân bằng chất lượng. Thông qua phương pháp này, nguyên liệu có thể được xác nhận theo dõi trong suốt chuỗi giá trị phức tạp, ví dụ: khi nguyên liệu thô có nguồn gốc từ sinh khối được trộn với nguyên liệu thô có nguồn gốc từ dầu mỏ để sản xuất sản phẩm.
Vào ngày 29 tháng 6, trước thông báo này, trang web chính thức của Teijin Limited tuyên bố rằng sợi carbon Tenax™ và sợi tiền chất polyacrylonitrile (PAN) được sản xuất tại nhà máy ở Mishima, Shizuoka, Nhật Bản, đã đạt được chứng nhận ISCC PLUS (Chứng nhận Carbon và Bền vững Quốc tế) , là một hệ thống chứng nhận carbon và phát triển bền vững quốc tế.