A nova direção de desenvolvimento da tecnologia de fibra de carbono à base de PAN reflecte-se em três aspectos: melhoria das propriedades da fibra de carbono, tecnologia de resina de matriz e tecnologia de moldagem.
Melhoria das propriedades da fibra de carbono
Para atender aos requisitos de desempenho específicos da aplicação e equilibrar a resistência, o módulo de elasticidade e o custo, várias abordagens estão sendo exploradas. A resistência à compressão pode ser aumentada em 1,3 a 2,0 vezes através da implementação de iões de boro acelerados por alta tensão, o que refina a estrutura cristalina. A fibra de carbono à base de PAN atingiu um módulo de elasticidade de 690GPa e uma resistência à tração de 3,4GPa. O controlo da interface visa aumentar a resistência ao impacto, equilibrando a ligação entre as fibras de carbono e a resina da matriz através do tratamento da superfície da interface da fibra de carbono. Estão também a ser desenvolvidos esforços para reduzir os custos da fibra de carbono.
Tecnologia de resina de matriz
Isto inclui resinas resistentes ao calor curadas a baixa temperatura, resinas de fusão a quente e resinas retardadoras de chama. A combinação de nanofibras de carbono com pré-impregnados de resina de fibra de carbono melhora a resistência ao descolamento e a resistência à compressão entre camadas.
Tecnologia de moldagem
A tónica é colocada no desenvolvimento de tecnologias de moldagem e materiais intermédios mais rápidos, rentáveis e adequados à produção em massa. Estão a ser desenvolvidas tecnologias de moldagem de alta velocidade, incluindo a moldagem por infusão de resina, a moldagem por infusão de película de resina (RFI), a moldagem RTM, a moldagem por pultrusão, a moldagem por enrolamento de alta velocidade (FW) e a moldagem SMC/BMC. Na moldagem em autoclave de peças de aeronaves, estão a ser introduzidas máquinas automáticas de colocação de camadas com controlo digital (NC) para otimizar a eficiência da colocação de pré-impregnados curvos. Está a ser desenvolvida uma tecnologia de colocação de fibras totalmente automática para a colocação de materiais de moldagem de compósitos. As tecnologias de moldagem sem aquecimento, como o feixe de electrões e a fotopolimerização, oferecem um fabrico de baixo custo e elevado desempenho de compósitos estruturais em grande escala. A evolução da tecnologia de moldagem RTM enfatiza a produção em massa, baixa pressão, baixa temperatura e configurações flexíveis de fibras de reforço. A moldagem integral de materiais de reforço, materiais de núcleo de sanduíche e inserções permite a produção de grandes componentes como cascos. Além disso, o sistema de termoformagem ACM está a ser desenvolvido para moldar folhas ACM com matrizes de resina termoplástica reforçada com fibras contínuas.
