熱塑性復(fù)合材料正在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中獲得增長(zhǎng)，而且目前增長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)在歐洲要比在世界其他地區(qū)更接近于成熟。一個(gè)原因是，一家知名的熱塑性塑料聯(lián)盟——位于荷蘭恩斯赫德的熱塑性復(fù)合材料研究中心（簡(jiǎn)稱“TPRC”）在此方面開(kāi)展的工作,該研究中心得到了波音公司以及一個(gè)由行業(yè)供應(yīng)商與荷蘭的特文特大學(xué)、薩克遜大學(xué)和代爾夫特理工大學(xué)組成的重要團(tuán)體的支助。“市場(chǎng)對(duì)于能夠降低能耗的強(qiáng)韌、耐久且輕質(zhì)材料的需求是巨大的。”TPRC的總經(jīng)理 Harald Heerink說(shuō)。但他同時(shí)指出，“過(guò)去，對(duì)熱塑性復(fù)合材料一直抱有巨大的期望，這從未完全得到滿足，一個(gè)根本原因是普遍缺乏對(duì)這些材料的深入認(rèn)識(shí)。”
 

    一個(gè)知識(shí)機(jī)構(gòu)
       
    為什么為熱塑性塑料提供如此成長(zhǎng)溫床的是歐洲？一個(gè)非常強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)是，歐洲國(guó)家已經(jīng)采取了嚴(yán)厲的車(chē)輛報(bào)廢目標(biāo)，因此，支持熱塑性塑料是基于它們的可回收性。另一方面，是由于許多歐洲公司已連續(xù)25年持續(xù)投資于熱塑性塑料技術(shù)的研究，而且目前正在獲得回報(bào)。
      
    2007年，荷蘭的熱塑性塑料研發(fā)項(xiàng)目引起了波音公司的重視，從而引發(fā)了波音公司、TenCate、Fokker Aerostructures和特文特大學(xué)為開(kāi)展熱塑性塑料結(jié)構(gòu)的研究而展開(kāi)了早期合作。2008年，該團(tuán)隊(duì)著手于兩個(gè)有關(guān)材料、連接和粘接的聯(lián)合研究項(xiàng)目，得到了來(lái)自謝菲爾德大學(xué)先進(jìn)制造研究中心的最佳實(shí)踐幫助。“這一努力使我們發(fā)現(xiàn)了許多課題，要求我們開(kāi)展相當(dāng)數(shù)量的基礎(chǔ)研究工作。”Heerink說(shuō)，這最終導(dǎo)致在2009年達(dá)成組建TPRC的協(xié)議。
      
    3年后，TPRC的設(shè)施開(kāi)始運(yùn)行。它是建立在波音聯(lián)盟模式基礎(chǔ)之上的一個(gè)知識(shí)研究機(jī)構(gòu)，成員都來(lái)自于價(jià)值鏈。
      
    TPRC擁有鋪層工作臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的熱壓罐、自動(dòng)化的高速模壓加工單元以及一臺(tái)機(jī)器人、配有單路絲束頭的自動(dòng)鋪帶（簡(jiǎn)稱“ATP”）系統(tǒng)。此外，還擁有一個(gè)材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室以及材料儲(chǔ)存室。除了由成員支付費(fèi)用外，該聯(lián)盟接受歐洲層面的以及地區(qū)的資助，以為購(gòu)買(mǎi)設(shè)備及研究工作提供資金。在其設(shè)施上開(kāi)發(fā)的新技術(shù)歸TPRC所有，但一級(jí)成員對(duì)這些知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有使用權(quán),而二級(jí)成員對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的使用，必須要得到一級(jí)成員的許可。
 

    成員公司的收益
       
    隸屬于TPRC的公司可獲得創(chuàng)新研發(fā)帶來(lái)的好處，他們能夠?qū)⒀邪l(fā)成果應(yīng)用于自身的業(yè)務(wù)中。例如，Daher-Socata 公司已將高產(chǎn)量的熱塑性塑料部件生產(chǎn)工藝用于空中客車(chē)公司的A350 XWB寬體飛機(jī)的制造中。
      
    TPRC的一級(jí)成員TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司自1704年起就是一家織物生產(chǎn)商，是為航空領(lǐng)域提供熱塑性復(fù)合材料的一家重要制造商。每年，數(shù)噸的TenCate CETEX熱塑性材料被用于空客和波音的發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)飾和飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)的1500多種應(yīng)用中。
      
    直到最近，該公司仍在生產(chǎn)商品級(jí)的玻璃纖維和芳綸纖維織物。為了將其技術(shù)型碳纖維織物轉(zhuǎn)變成熱塑性的復(fù)合材料，TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司采用了幾種工藝，并與幾家聚合物供應(yīng)商合作，包括威格斯公司、阿科瑪公司和塞拉尼斯公司。
 

    碳纖維熱塑性塑料優(yōu)先：盡管TPRC 的成員——TenCate的Nijverdal工廠已將傳統(tǒng)的玻璃纖維編織業(yè)務(wù)外包給了另一家供應(yīng)商，但仍在繼續(xù)編織碳纖維織物
 

    為使Fokker Aerostructures公司采用玻璃纖維/聚苯硫醚（PPS）材料成型出固定在空客A380飛機(jī)機(jī)翼前緣的J型鼻翼，在一個(gè)加熱的層壓過(guò)程中，一種PPS膠膜被應(yīng)用于一種八緞紋編織的玻璃纖維織物的兩面，以形成一種半浸潤(rùn)產(chǎn)品。作為通常用于飛機(jī)地板和內(nèi)飾的半浸潤(rùn)材料，編織的碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維是在溶劑涂布過(guò)程中被浸涂上聚醚酰亞胺（PEI），但半浸潤(rùn)也能在粉末涂敷工藝中得以實(shí)現(xiàn)，這樣可消除形成熱塑性層壓膠薄的成本。
      
    多年來(lái)，TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司一直在完善這項(xiàng)工藝，而且正在爭(zhēng)取獲得空客的認(rèn)可。其使用的粉末涂敷機(jī)能夠快速地將任何熱塑性塑料分布到織物上，然后按照要求使織物通過(guò)加熱的輥?zhàn)雍鸵粋€(gè)烤箱，以使該聚合物熔化并結(jié)晶。
      
    TenCate高性能復(fù)合材料公司知名的 CETEX熱塑性塑料板，是在3臺(tái)晝夜不停運(yùn)行的大型熱壓機(jī)上被制成。 此外，該公司還在不斷研發(fā)擁有更高性能的新產(chǎn)品，如碳纖維織物/PEI 預(yù)浸料。通過(guò)參與TPRC，使得該公司能夠跟上熱塑性塑料的發(fā)展步伐,并指導(dǎo)其自身的產(chǎn)品研究。

    增強(qiáng)熱塑性塑料——大歐洲的事業(yè)：目前，熱塑性材料在歐洲復(fù)合材料制造領(lǐng)域發(fā)揮的作用要比世界其他地區(qū)更大。一個(gè)荷蘭的熱塑性塑料專業(yè)團(tuán)體已經(jīng)推動(dòng)這一材料進(jìn)入許多航空航天應(yīng)用中。TenCate憑借其熱塑性預(yù)浸料設(shè)備（此圖所示）而成為一家重要的供應(yīng)商
      
    TPRC的建筑中擁有鋪層工作臺(tái)、由Italmatic公司(意大利Cassina de’ Pecchi)制造的實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的熱壓罐、由Pinette Emidecau提供的一臺(tái)自動(dòng)化的高速模壓加工單元以及由Coriolis 提供的一臺(tái)機(jī)器人、配有單路絲束頭的自動(dòng)鋪帶(簡(jiǎn)稱“ATP”)系統(tǒng)。此外，該建筑中還擁有一個(gè)材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、諸多辦公室、會(huì)議室以及占據(jù)大約1000m2的材料儲(chǔ)存室。Heerink解釋說(shuō)，除了由成員支付的費(fèi)用外，該聯(lián)盟接受歐洲層面的以及地區(qū)的資助，以為購(gòu)買(mǎi)設(shè)備及研究工作提供資金。對(duì)于特殊的項(xiàng)目，主要由TPRC的聯(lián)盟董事會(huì)和技術(shù)咨詢委員會(huì)進(jìn)行選擇并給予指導(dǎo)。在其設(shè)施上開(kāi)發(fā)的新技術(shù)歸TPRC所有。“我們擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”Heerink說(shuō), 但同時(shí)也強(qiáng)調(diào)，“一級(jí)成員對(duì)這些知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有使用權(quán)。”與一級(jí)成員一樣，二級(jí)成員也可以參與所有的項(xiàng)目，但二級(jí)成員對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的使用，必須要得到一級(jí)成員的許可。“一個(gè)主要焦點(diǎn)是開(kāi)發(fā)出更多、更好的工程設(shè)計(jì)工具，包括自動(dòng)化的輸送：這臺(tái)來(lái)自Pinette Emidecau公司的工作單元自動(dòng)地為加熱好的模壓模具送進(jìn)和取出材料碳纖維熱塑性塑料優(yōu)先：盡管TPRC 的成員——TenCate的Nijverdal工廠已將傳統(tǒng)的玻璃纖維編織業(yè)務(wù)外包給了另一家供應(yīng)商，但仍在繼續(xù)編織碳纖維織物部件原型及試制：除了參與TPRC的研究外，Coriolis還為其客戶提供原型制造、試制和設(shè)計(jì)服務(wù)，包括此圖所示的采用一個(gè)機(jī)器人裝置完成鋪層的部件試制用于熱塑性塑料的軟件和材料特性數(shù)據(jù)庫(kù)，以為從事部件設(shè)計(jì)的工程師提供幫助。”Akkerman補(bǔ)充道，他在開(kāi)發(fā)AniForm的過(guò)程中發(fā)揮了作用，AniForm為模擬復(fù)合材料在成型過(guò)程中的行為提供了解決方案。
      
    TPRC正在進(jìn)行中的其他研究還包括：
       1.包覆成型(即一個(gè)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組件成為一個(gè)注塑成型部件的一部分)；
       2.沖壓成型；
       3.激光輔助的熱塑性帶料鋪層；
       4.回收方法。
       Heerink補(bǔ)充說(shuō)，該聯(lián)盟成員還在研究增材制造方法和材料。     成員公司的收益
       
    隸屬于TPRC的公司可獲得創(chuàng)新研發(fā)帶來(lái)的好處，他們能夠?qū)⒀邪l(fā)成果應(yīng)用于自身的業(yè)務(wù)中。例如，Daher-Socata 公司已將高產(chǎn)量的熱塑性塑料部件生產(chǎn)工藝用于空中客車(chē)公司(法國(guó)圖盧茲，以下簡(jiǎn)稱“空客”)的A350 XWB寬體飛機(jī)的制造中。
      
    TPRC的一級(jí)成員TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司自1704年起就是一家織物生產(chǎn)商，是為航空領(lǐng)域提供熱塑性復(fù)合材料的一家重要制造商。每年，數(shù)噸的TenCate CETEX熱塑性材料在空客和波音的飛機(jī)系列中被用于發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)飾和飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)的1500多種應(yīng)用中。其母公司TenCate也是一家人造草、土工織物和個(gè)人防護(hù)織物的制造商。TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司負(fù)責(zé)歐洲、中東和非洲業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)總監(jiān)Rob Boogert說(shuō)：“我們的優(yōu)勢(shì)是多樣化以及滿足客戶需求的能力，而熱塑性塑料是一個(gè)重點(diǎn)。”Boogert指出，TenCate新收購(gòu)的Amber Composites(英國(guó)Langley Mill)已在歐洲擴(kuò)展了其在熱固性塑料方面的專長(zhǎng)，同時(shí)還補(bǔ)充了TenCate的 US 預(yù)浸料業(yè)務(wù)。該公司為幾乎所有主流的航空項(xiàng)目提供復(fù)合材料。
      
    Boogert與該公司的工程經(jīng)理 Winand Kok以及歐洲、中東和非洲的航空領(lǐng)域區(qū)域銷售經(jīng)理Marlie Koekenberg，從傳統(tǒng)的、有著英國(guó)特色的鋸齒形玻璃屋頂(這種屋頂可使織物免受太陽(yáng)光的直射但允許無(wú)陰影的光照——這是用于評(píng)價(jià)織物質(zhì)量的最佳光線)的編織室開(kāi)始，證明了TenCate業(yè)務(wù)中的革命性變化。直到最近，該公司的許多自動(dòng)織布機(jī)仍在生產(chǎn)商品級(jí)的玻璃纖維和芳綸纖維織物?，F(xiàn)在這些織物是按照與赫氏公司(美國(guó)康涅狄格州斯坦福德和法國(guó)Les Aveniers)簽訂的合同制造的。典型的125cm寬的五緞紋編織碳纖維織物將在Lindauer DORNIER的高速自動(dòng)化劍桿織機(jī)上、采用由東麗碳纖維歐洲公司(法國(guó)巴黎)提供的3K碳纖維絲束而連續(xù)不斷地被制造出來(lái)。為了將其技術(shù)型碳纖維織物轉(zhuǎn)變成熱塑性的復(fù)合材料，TenCate先進(jìn)復(fù)合材料公司采用了幾種工藝，并與幾家聚合物供應(yīng)商合作，包括威格斯公司(英國(guó)蘭開(kāi)夏Cleveleys)、阿科瑪公司(法國(guó)科隆布)和塞拉尼斯公司(美國(guó)德克薩斯州Irving和德國(guó)奧伯豪森)。
       
    為使Fokker Aerostructures公司采用玻璃纖維/聚苯硫醚(PPS)材料成型出固定在空客A380飛機(jī)機(jī)翼前緣的J型鼻翼，在一個(gè)加熱的層壓過(guò)程中，一種PPS膠膜被應(yīng)用于一種八緞紋編織的玻璃纖維織物的兩面，以形成Kok所說(shuō)的一種半浸潤(rùn)產(chǎn)品。作為通常用于飛機(jī)地板和內(nèi)飾的半浸潤(rùn)材料，編織的碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維是在溶劑涂布過(guò)程中被浸涂上聚醚酰亞胺(PEI)，但半浸潤(rùn)也能在粉末涂敷工藝中得以實(shí)現(xiàn)，Kok對(duì)此解釋說(shuō)，這樣可消除形成熱塑性層壓膠薄的成本。這一工藝采用由TenCate高性能復(fù)合材料公司自行設(shè)計(jì)的機(jī)器來(lái)完成。
      
    “多年來(lái)，我們一直在完善這項(xiàng)工藝，而且目前正在爭(zhēng)取獲得空客的認(rèn)可。”他說(shuō)，目的是要顯示膠膜預(yù)浸料與溶劑預(yù)浸料的等效性。這種粉末涂敷機(jī)能夠快速地將任何熱塑性塑料分布到織物上，然后按照要求使織物通過(guò)加熱的輥?zhàn)雍鸵粋€(gè)烤箱，以使該聚合物熔化并結(jié)晶。“我們能夠?qū)崿F(xiàn)非常嚴(yán)格的厚度公差。”Kok補(bǔ)充并解釋說(shuō)，如果需要更厚的產(chǎn)品，可將材料兩次送入機(jī)器以獲得兩個(gè)樹(shù)脂涂層。TenCate高性能復(fù)合材料公司知名的 CETEX熱塑性塑料板，是在3臺(tái)晝夜不停地運(yùn)行中的大型熱壓機(jī)上被制成。工人們鋪放熱塑性預(yù)浸料材料，以形成3.6m×1.2m的板，根據(jù)客戶要求，可提供從1層到24層厚度的任何纖維層次。PPS是最通用的基體材料，Kok解釋說(shuō)，這一層合材料被送到壓機(jī)上，在一個(gè)加熱、加壓和冷卻(根據(jù)板的厚度和樹(shù)脂類型，以及希望的樹(shù)脂結(jié)晶度而定)的過(guò)程中得到加熱和固結(jié)。這種預(yù)先固結(jié)的硬質(zhì)板產(chǎn)品幾乎無(wú)孔隙——所有的CETEX板在發(fā)運(yùn)給客戶前都要接受C型(超聲)掃描檢測(cè)以驗(yàn)證質(zhì)量和厚度。
      
    “我們正在不斷研究以開(kāi)發(fā)擁有更高性能的新產(chǎn)品。比如，PEI擁有良好的火/煙氣/毒性特性，但卻不能很好地耐受液壓油，因此PPS或PEEK對(duì)于濕法應(yīng)用是更好的選擇。”Kok總結(jié)說(shuō)，“一個(gè)最新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)例子是碳纖維織物/PEI 預(yù)浸料，它被用作幾架空客飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣襯套。”他補(bǔ)充說(shuō)，“通過(guò)參與TPRC，使我們能夠跟上熱塑性塑料的發(fā)展步伐,并指導(dǎo)我們自己的產(chǎn)品研究課題——同時(shí)還允許其他的合作伙伴了解我們的產(chǎn)品。”

    機(jī)器人+熱塑性塑料=新的市場(chǎng)
       
    快速加工熱塑性塑料是TPRC使命的另一個(gè)重要組成部分。例如，由二級(jí)成員Pinette Emidecau制造的自動(dòng)化加工單元，對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單的部件形狀而言，能夠加快坯料的熱成型速度。對(duì)于更復(fù)雜的形狀，纖維鋪放和自動(dòng)化的帶料鋪放技術(shù)則更具有前景。TPRC的成員、機(jī)器人纖維鋪放技術(shù)的專業(yè)公司Coriolis已將其目光放在“為復(fù)合材料行業(yè)提供更大的自動(dòng)化能力”上。“TPRC為與關(guān)鍵的參與者展開(kāi)開(kāi)放式的討論，以及為在保密環(huán)境下完成新材料與設(shè)備的試制提供了機(jī)遇，這對(duì)我們而言是實(shí)實(shí)在在的好處。”該公司首席技術(shù)官、合伙創(chuàng)建人Alexandre Hamlyn說(shuō)，“我們很看重研究的重點(diǎn)只集中在熱塑性塑料上，這可以確保研究工作的聚焦性。”
      
    Coriolis采用便于獲取、現(xiàn)成買(mǎi)來(lái)的機(jī)器人組件，與其自身設(shè)計(jì)的頭部及軟件組合在一起，從而形成客戶訂制的交鑰匙的工作單元。機(jī)械手臂專門(mén)由庫(kù)卡公司(德國(guó)奧格斯堡)提供,擁有多達(dá)8個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)。安裝在地面的中等規(guī)格的機(jī)械手臂擁有250kg的負(fù)載量，而大型選項(xiàng)的負(fù)載量可達(dá)500kg，并能夠支撐一個(gè)相對(duì)更大的頭部?？梢赃x配的是由Güdel SAS(法國(guó)牟羅茲)提供的旋轉(zhuǎn)定位器，或頭座和尾座部件。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)采用西門(mén)子公司(德國(guó)慕尼黑)的840D CONTROLLER軟件進(jìn)行控制由Coriolis制造并組裝的頭部能夠通過(guò)配置而用于鋪放熱固性絲束預(yù)浸帶、熱塑性預(yù)浸帶或干帶。
      
    針對(duì)所選用的材料，可采取適當(dāng)?shù)募訜岱绞?，寬度?.4mm到12.7mm。Hamlyn解釋說(shuō)，客戶能夠在較大的機(jī)器人頭部中設(shè)定是單股絲束還是多股絲束(可同時(shí)為4股、8股、16股或者甚至32股)，最小的纖維鋪放長(zhǎng)度是90mm,速度可達(dá)1m/s,每小時(shí)可鋪放40 kg的材料。該公司設(shè)計(jì)的機(jī)器人頭部，其主要特色是，絲束或帶料是從紗架并在塑料管道內(nèi)(單獨(dú)成型)Multiwinch 張力控制器的控制下、以非常低的張力移動(dòng)到頭部。“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，管子連同作用在每股絲束上的較低的張力是良好的，因?yàn)樗试S實(shí)現(xiàn)較快的鋪放速度，并減少了橋聯(lián)或纖維變形和破損的機(jī)會(huì)。”他指出。一個(gè)小的 Coriolis頭大約50 kg，是市場(chǎng)中最緊湊、最輕的機(jī)器人頭部。該公司聲稱，它小到足以適用于陰模鋪層，輕到足以將纖維放到蜂窩芯材上而不會(huì)出現(xiàn)擠壓。的確，Hamlyn說(shuō)，該機(jī)器人頭部還能夠提供每帶寬度10 N/mm 的壓緊力，這是波音和空客采用的一項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種專利的方法來(lái)將纖維鋪放到尖角部位或45°半徑處, 其一大優(yōu)勢(shì)是，有利于對(duì)飛機(jī)的翼梁進(jìn)行自動(dòng)鋪層。“我們實(shí)際上擁有20項(xiàng)專利，覆蓋了各種機(jī)器元件。”他補(bǔ)充說(shuō)。
      
    控制機(jī)器人頭部和纖維鋪放功能的軟件由Coriolis的工程師開(kāi)發(fā)。CADFiber和 CATFiber是獨(dú)立于機(jī)器的，并可通過(guò)Coriolis的軟件子公司而適用于任何AFP或ATL機(jī)器。CADFiber可用于對(duì)纖維布局進(jìn)行設(shè)計(jì),而CATFiber能夠?yàn)樽詣?dòng)化的纖維鋪放單元編程。兩個(gè)軟件包直接與Dassault Systèmes(法國(guó)Velizy-Villacoublay)的CATIA/DELMIA 或與SiemensSNX連接。客戶
們能夠在Coriolis的技術(shù)中心試用軟件和實(shí)際的機(jī)器，并評(píng)價(jià)項(xiàng)目的可行性。在此，兩臺(tái)機(jī)器人和12名工程師組成的團(tuán)隊(duì)可為研發(fā)合作項(xiàng)目提供支持。
      
    據(jù)介紹，許多重要的航空項(xiàng)目將Coriolis的設(shè)備用于自動(dòng)化的生產(chǎn)，包括在空客的幾臺(tái)機(jī)器、在德國(guó)施塔德的4臺(tái)機(jī)器以及在法國(guó)南特的一臺(tái)機(jī)器，所有這些機(jī)器都在制造A350 XWB寬體飛機(jī)的部件。Stelia Aerospace公司(法國(guó)Mérignac，由Aerolia和Sogerma合并而成)的兩臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)A350 XWB 的門(mén);DassaultAviation公司(法國(guó)Saint-Cloud)在其位于法國(guó)比亞里茨的工廠中擁有一臺(tái)設(shè)備，用于生產(chǎn)Falcon 5X復(fù)合材料部件;而B(niǎo)ombardier公司(加拿大魁北克蒙特利爾)正在采用兩臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)CSeries 機(jī)身尾部部件和后壓力框;飛機(jī)引擎制造商Safran公司(法國(guó)巴黎)采用一臺(tái)Coriolis機(jī)器，在確定的發(fā)動(dòng)機(jī)模型上，對(duì)機(jī)艙內(nèi)部的固定結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)鋪層。除了這些成功的信號(hào)外, Hamlyn闡明了熱塑性塑料部件的質(zhì)量這一觀點(diǎn)。在由Hamlyn與幾名空客的工程師合著的最新SAMPE歐洲報(bào)告中, 他們對(duì)非熱壓罐固化的熱固性碳纖維復(fù)合材料部件與采用激光加熱并快速部分固化的自動(dòng)化生產(chǎn)的碳纖維/PEEK部件進(jìn)行了比較。熱塑性復(fù)合材料部件在得到邊緣制袋密封后，被放入爐中固化1h,即完成了最終的固化。對(duì)熱固性部件和自動(dòng)化生產(chǎn)的PEEK部件所做的試驗(yàn)表明，在部件質(zhì)量和性能方面毫無(wú)差別。此外，研究表明，熱塑性的復(fù)合材料能夠被快速方便地引入到生產(chǎn)線中，而且擁有與熱固性預(yù)浸料一樣的產(chǎn)率。
      
    “我們的目標(biāo)是，使得自動(dòng)化的復(fù)合材料成型工藝隨著時(shí)間的推移，其成本越來(lái)越低，以將這項(xiàng)技術(shù)提供給一級(jí)和二級(jí)供應(yīng)商，用于越來(lái)越多的次結(jié)構(gòu)。”Hamlyn說(shuō)。基于幾家潛在的汽車(chē)客戶的需求，一種為汽車(chē)部件而開(kāi)發(fā)的特殊熱塑性基體材料可能會(huì)出現(xiàn)。他補(bǔ)充道，它將使廢料降低至最低，并采用工業(yè)級(jí)別的50K絲束去降低成本。在一條成長(zhǎng)的軌道上隨著復(fù)合材料行業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張，熱塑性復(fù)合材料正在蓬勃發(fā)展。Fokker的Offringa指出，一些當(dāng)前合格的且正在飛行中的熱
 

    塑性航空部件已得到了提升，包括：空客A400M的駕駛艙地板、空客A340-500/600和A380的固定前緣、阿帕奇戰(zhàn)斗直升機(jī)的電子設(shè)備艙罩蓋板，以及灣流G4、G5和G6的地板，達(dá)索FalconF5X的方向舵和升降舵。“這些部件中的一些,特別是用于空客和波音商用飛機(jī)的部件，它們的產(chǎn)量隨著制造速度的提高將達(dá)到空前的水平。”他聲稱。Concludes Heerink總結(jié)說(shuō), “我們與我們的合作伙伴利用工具和共同的資金，成功地開(kāi)發(fā)出熱塑性塑料技術(shù)，以滿足大型OEMs的創(chuàng)新速度要求。我預(yù)見(jiàn)到了在這個(gè)中心會(huì)得到不斷發(fā)展，并將與更多的行業(yè)展開(kāi)合作，包括汽車(chē)、土木工程等行業(yè)。”
      
    眾多的歐洲熱塑性復(fù)合材料聯(lián)盟還有更多的由私人企業(yè)、大學(xué)和政府實(shí)體組成的歐洲聯(lián)盟團(tuán)體,在共同承擔(dān)“探究復(fù)合材料及其制造方法”的發(fā)展目標(biāo)，包括采用熱塑性基體的復(fù)合材料。于2009年在荷蘭發(fā)起的The Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structure(簡(jiǎn)稱“TAPAS”)聯(lián)盟，其目標(biāo)是為空中客車(chē)公司(法國(guó)圖盧茲，以下簡(jiǎn)稱“空客”)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)用開(kāi)發(fā)新的熱塑性復(fù)合材料及工藝方法。該聯(lián)盟正在啟動(dòng)其第二階段的材料及應(yīng)用開(kāi)發(fā),而且其成員們希望，到2017年，將熱塑性復(fù)合材料的機(jī)身和抗扭盒概念推向市場(chǎng)，以證明熱塑性塑料應(yīng)用于商用飛機(jī)結(jié)構(gòu)的可行性。除空客外，TAPAS聯(lián)盟還包括：項(xiàng)目領(lǐng)頭者Fokker Aerostructures(荷蘭霍赫芬)、航空技術(shù)中心和Kok & Van Engelen(兩者都位于荷蘭海牙)、Dutch Thermoplastic Components(荷蘭阿爾克馬爾)、TechnobisFibre Technologies(荷蘭厄伊特海斯特)和TenCate Advanced Composites(荷蘭奈弗達(dá)爾)，以及KE-works、CoDeT和代爾夫特理工大學(xué)(三者都位于荷蘭代爾夫特)、特文特大學(xué)(荷蘭恩斯赫德)和位于荷蘭首都阿姆斯特丹的國(guó)家航空實(shí)驗(yàn)室。Dutch Thermoplastic Components、Kok & VanEngelen、國(guó)家航空實(shí)驗(yàn)室、TenCate Advanced Composites與VIRO(荷蘭Hengelo)正在歐洲熱塑性汽車(chē)復(fù)合材料聯(lián)盟中展開(kāi)合作。
      
    由機(jī)器制造商Pinette Emidecau(法國(guó)Chalon-sur-Saône)、模具制造商Compose(法國(guó)Bellignat)、注射系統(tǒng)專業(yè)公司Isojet Equipments(法國(guó)里昂)和工藝控制/監(jiān)控技術(shù)的專業(yè)公司S.I.S.E.(法國(guó)瓦約納克斯)等4家公司組成的聯(lián)盟，正在通過(guò)技術(shù)組合，來(lái)提供自動(dòng)化的高速樹(shù)脂傳遞模塑成型(RTM)生產(chǎn)技術(shù)。作為其中的一員，在Global RTM名下，總部設(shè)在法國(guó)Bellignat的Pinette Emidecau公司，將利用其他3家合作伙伴的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)制造并銷售交鑰匙的生產(chǎn)系統(tǒng)。其目標(biāo)是，提供年產(chǎn)量達(dá)15萬(wàn)個(gè)部件的交鑰匙生產(chǎn)系統(tǒng)。一項(xiàng)名為“WALiD”(即：采用具有成本效益的先進(jìn)復(fù)合材料輕量化設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)葉片)的為期4年的項(xiàng)目, 得到了歐盟委員會(huì)第七框架計(jì)劃的部分資助。該項(xiàng)目提出，結(jié)合工藝、材料和設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新，將一種熱塑性復(fù)合材料的風(fēng)機(jī)葉片引用到大型海上風(fēng)力發(fā)電裝置中。WALiD聯(lián)盟將為該項(xiàng)目提供總計(jì)510萬(wàn)歐元的費(fèi)用，它由11家歐洲成員組成，包括：來(lái)自德國(guó)的弗勞恩霍夫化學(xué)技術(shù)研究所(簡(jiǎn)稱“ICT”，德國(guó) Pfinztal)和WindradEngineering公司(德國(guó)Bad Doberan)，來(lái)自英國(guó)的SmithersRapra與Smithers Pira公司(英國(guó)Shrewesbury)，來(lái)自荷蘭的TNO荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織(荷蘭海牙)、PPG工業(yè)公司玻璃纖維公司(荷蘭Westerbroek)和 NEN(荷蘭代爾夫特)，來(lái)自法國(guó)的Loiretech SAS(法國(guó)Mauves sur Loire)和 Coriolis CompositesSAS(法國(guó)Queven)，以及APT Archimedes PolymerTechnologies(塞浦路斯)、Norner AS(挪威斯塔特赫勒)和Comfil ApS(丹麥蓋恩)。由Georg Kaufmann Tech-Center AG (簡(jiǎn)稱“GK-Tech-Center”，瑞士Busslingen)設(shè)想的“輕量化集成工藝應(yīng)用(簡(jiǎn)稱‘LIPA’)”項(xiàng)目，尋求去開(kāi)發(fā)一種工藝，用于成型以及“背部注射”熱塑性的預(yù)浸料或組合好的熱塑性織物(該團(tuán)隊(duì)稱其為“有機(jī)板”)，以最終批量化地生產(chǎn)出纖維增強(qiáng)的輕量化熱塑性塑料部件。
      
    該聯(lián)盟中的多家公司包括：GK-Tech-Center 和瑞士的合作伙伴ASE Industrieautomation公司(瑞士Näfels)、奇石樂(lè)儀器股份公司(瑞士溫特圖爾)、Krelus公司(瑞士Oberentfelden)和Quadrant Plastic Composites 公司(瑞士倫茨堡)。該聯(lián)盟在其位于瑞士Busslingen的新的LIPA開(kāi)發(fā)中心，已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)的、靈活的制造單元。Stellar項(xiàng)目的目標(biāo)是，開(kāi)發(fā)一種制造工藝，用于將碳纖維、玻璃纖維和聚合物纖維增強(qiáng)的基體快速地鋪放到一個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的選定位置上。
      
    該項(xiàng)目將專注于開(kāi)發(fā)自動(dòng)化的帶鋪放(簡(jiǎn)稱“ATL”)技術(shù)，用于選擇性地將增強(qiáng)熱塑性帶料按3種制造模式進(jìn)行鋪放：對(duì)現(xiàn)有部件的選擇性增強(qiáng)、對(duì)部件進(jìn)行直接的增材制造以及用于模壓成型的選擇性增強(qiáng)訂制料坯的制造。該聯(lián)盟的合作伙伴包括：NetComposites公司(英國(guó)德貝郡Chesterfield)、豐田汽車(chē)歐洲公司(比利時(shí)扎芬特姆)、AirborneDevelopment公司(荷蘭海牙)、HBW-Gubesch Thermoforming 公司(以前的Jacob Plastics 公司，德國(guó)Wilhelmsdorf)、AFPT公司(德國(guó)Dörth)、CGTech公司(英國(guó)倫敦)、ESI 集團(tuán)(法國(guó)Mérignac)、Kunststoff TechnikLeoben(奧地利萊奧本)和Fraunhofer IPT(德國(guó)亞琛)。
      
    North Thin Ply Technology(簡(jiǎn)稱“NTPT”，瑞士Penthalaz-Cossonay)已開(kāi)始一項(xiàng)為期兩年的新的研究課題，名為“TPCA”，即為航空應(yīng)用提供增韌的薄鋪層復(fù)合材料。TPCA得到了瑞士聯(lián)邦技術(shù)與創(chuàng)新委員會(huì)(簡(jiǎn)稱“CTI”)的部分資助。
      
    NTPT 與合作伙伴組成了聯(lián)合力量，包括：亨斯邁公司(美國(guó)猶他州鹽湖城和瑞士巴塞爾)、洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(簡(jiǎn)稱“EPFL”)、瑞士應(yīng)用科技大學(xué)(簡(jiǎn)稱“FHNW”)、RUAG Aerostructures(瑞士伯爾尼)和Decision SA(瑞士Ecublens)。這項(xiàng)研究的目標(biāo)是，改善薄層復(fù)合材料的韌性，以滿足或超越航空應(yīng)用要求。