ينعكس اتجاه التطوير الجديد لتكنولوجيا ألياف الكربون القائمة على PAN في ثلاثة جوانب: تعزيز خصائص ألياف الكربون، وتكنولوجيا راتنج المصفوفة، وتكنولوجيا التشكيل.
تعزيز خصائص ألياف الكربون
لتلبية متطلبات الأداء الخاصة بالتطبيق وموازنة القوة والمعامل المرن والتكلفة، يتم استكشاف العديد من الأساليب. يمكن زيادة قوة الانضغاط بمقدار 1.3 إلى 2.0 مرة من خلال تنفيذ أيون البورون المعجل عالي الجهد، والذي يعمل على تحسين البنية البلورية. حققت ألياف الكربون المستندة إلى PAN معامل مرونة يبلغ 690 جيجا باسكال وقوة شد تبلغ 3.4 جيجا باسكال. يهدف التحكم في الواجهة إلى تعزيز مقاومة الصدمات من خلال موازنة الترابط بين ألياف الكربون وراتنج المصفوفة عن طريق المعالجة السطحية لسطح واجهة ألياف الكربون. كما تتواصل الجهود المبذولة لتقليل تكاليف ألياف الكربون.
تقنية راتنج المصفوفة
ويشمل ذلك الراتنجات المقاومة للحرارة المعالجة بدرجة حرارة منخفضة والراتنجات الذائبة الساخنة والراتنجات المثبطة للهب. يعزز الجمع بين الألياف النانوية الكربونية والراتنجات المسبقة المصنوعة من ألياف الكربون من قوة التقشير البيني وقوة الضغط.
تقنية القوالب
ينصب التركيز على تطوير تكنولوجيات صب ومواد وسيطة مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة وبتكلفة أسرع وفعالة من حيث التكلفة. ويجري تطوير تقنيات صب عالية السرعة، بما في ذلك صب الراتنج بالتسريب، وصب الراتنج بالتسريب الغشائي (RFI)، وصب RTM، وصب القوالب، والقولبة بالنفخ الكبسولي، والقولبة باللف عالي السرعة، وصب SMC/بMC. في قولبة أجزاء الطائرات بالأوتوكلاف، يتم إدخال ماكينات وضع الطبقات الأوتوماتيكية المزودة بالتحكم الرقمي (NC) لتحسين كفاءة وضع الطبقات المنحنية مسبقة التجهيز. ويجري تطوير تقنية وضع الألياف الأوتوماتيكية بالكامل لطبقات مواد التشكيل المركبة. توفر تقنيات الصب بدون تسخين، مثل المعالجة بالشعاع الإلكتروني والمعالجة بالضوء، تصنيعًا منخفض التكلفة وعالي الأداء للمواد المركبة الهيكلية واسعة النطاق. يركز تطور تكنولوجيا القولبة بالحرارة على الإنتاج الضخم، والضغط المنخفض، ودرجة الحرارة المنخفضة، وإعدادات ألياف التسليح المرنة. يتيح التشكيل المتكامل لمواد التسليح، والمواد الأساسية الساندويتشية، والإدخالات إنتاج مكونات كبيرة مثل الهياكل. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تطوير نظام التشكيل الحراري للمواد البلاستيكية الحرارية لقولبة صفائح المواد البلاستيكية الحرارية المقواة بالألياف المستمرة.
