Projekt TheCoS - Termoplastické kompozitní struktury

Název projektu
Termoplastické kompozitní struktury
Ev. č. projektu
103
Program
Program přeshraniční spolupráce
Partneři projektu
Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg / Labor Laser-Materialbearbeitung, Labor für Faserverbundtechnik
Západočeská univerzita v Plzni / Nové technologie - Výzkumné centrum v západočeském regionu
Zahájení řešení
9/2016
Ukončení řešení
8/2019
Cíle řešení
Cílem projektu je vývoj spolehlivého výrobního řetězce pro vytváření nosných struktur z vláknových kompozitů s termoplastickou matricí skládajícího se z procesu výroby komponent a ze svařování laserovým paprskem představujícího spojovací technologii. Pro využívání vláknových kompozitů s termoplastickou matricí je zapotřebí zajistit jak spolehlivou výrobu komponent, tak vhodnou technologii spojování. Aby bylo možné vyvinout procesní techniku kontinuální výroby komponent na příkladu procesu navíjení vláken, je třeba nejprve z hlediska nauky o materiálu podrobně posoudit připojení výztužných vláken k termoplastické matrici. Obzvlášť náročnou část přitom představuje připojení impregnovaných výztužných vláken na již navinuté struktury, neboť i drobné výkyvy procesní teploty mohou spojení znemožnit. Proto bude prováděn výzkum navinovacího procesu s využitím laseru, a to za integrované procesní kontroly na základě pyrometrického měření teploty. Z důvodu tavitelnosti termoplastů se jako vhodná spojovací technika nabízí použití svařovacích postupů. Cílem výzkumu je proto technika propustného laserového svařování kombinovaná s teplotní kontrolou, díky které se může zkrátit doba trvání procesu. Tato technika se dosud úspěšně používala pouze pro svařování plastů bez výztužných vláken nebo s krátkými výztužnými vlákny. U svařování komponent s termoplastickou matricí vyztužených dlouhými vlákny se v předběžných zkouškách negativně projevily výkyvy s šířce svaru, které jsou způsobené rozdíly v tepelné vodivosti závislé na směru a koncentraci vláken. Tyto negativní vlivy mají být potlačeny vhodným řízením procesu, v závislosti na místě bude adaptována energie záření. Technika bude využívat infračervené kamery a pyrometr integrovaný v dráze laserového paprsku. Nasazením zkoumané výrobní technologie mohou být výrobky, na rozdíl od zhotovování komponent s duroplastickou matricí, vyráběny rychleji a díky tomu i s vynaložením nižších nákladů. Díky využití svařování jako alternativy k procesu lepení není nutné použití rozpouštědel a lepidel. Výrobky mohou být proto vyráběny ekologičtěji a bez nákladné přípravy povrchů a po skončení životnosti se produkt zpracuje na granulát pro stříkané lití. Malým a středním podnikům zabývajícím se zpracováním umělých hmot se tím umožní vytvořit nový segment trhu, čímž se může zvýšit jejich konkurenceschopnost. Mohou tak být zajištěna pracovní místa a díky technologickému náskoku i vytvořena nová.
Celkové náklady
1 137 926,50 EUR