回收热塑性复合材料制造的旋翼机成功首飞

颗粒在线讯：3月18日，来自Toray Advanced Composites（TAC）公司网站发布资讯由完全回收的碳纤维增强聚苯硫醚（PPS）热塑性复合材料制造的旋翼机检修面板成功用于飞机并实现了首飞。

早在2020年6月，GKN Fokker 公司宣布包含使用回收热塑性复合材料制成的部件的飞机成功实现了飞行，这一历史性里程碑的实现得益于TPC-Cycle项目，该项目主要由热塑性复合材料应用中心（ThermoPlastic composite Application Center，TPAC）领导的行业合作伙伴联盟所主导。

该复合材料结构件是一个用于实验旋翼机的检修面板，它是通过使用回收的Toray Cetex®TC1100连续碳纤维增强PPS热塑性复合材料制造而成，该材料经过创新的两步回收工艺，形成挤压“面团”，然后通过进一步的压缩成型加工为最终部件，该结构件还同时实现了高机械性能。

检修面板具有模制加劲肋、可变厚度和带凸台的模制孔，以确保零件具有飞行所需的强度。这些特点还意味着该部件易于安装在飞机上，同时保持必要的强度。

在一架成功飞行的飞机上实施该零部件，对于热塑性塑料的回收应用来说是一个重要的时刻。事实证明，经回收的Toray Cetex®热塑性复合材料可以在形成闭环制造工艺的同时，为航空航天制造轻量化零件。

热塑性复合材料回收的新途径

TPC-Cycle项目是一个为期4年的项目，旨在热塑性塑料回收工艺领域实现创新，使其能够以可承受的价格被工业所接受，以减少碳排放。该项目考虑了如何在保持热塑性复合材料高机械性能的同时完成回收过程。

在该项目中，在零件制造过程中多余的连续纤维增强热塑性复合材料（thermoplastic composites，TPC）被回收，回收的边角料被切碎成薄片，然后加工成熔融聚合物和长纤维的混合面团，然后，将面团压缩成型来生产可回收的热塑性零件（见下图）。

TPC-Cycle项目研究结果表明，生产可回收热塑性复合材料对公司来说是一种可行的经济性方案，它具有许多好处：

◆ 可生产的复杂形状

◆ 通过保留较长的连续纤维，实现了高机械性能

◆ 更短的循环时间，可在几分钟内冷却和固化

TPC-Cycle项目情况

TPC-Cycle项目展示了在整个价值链中建立伙伴关系对于成功采用回收热塑性复合材料的重要性。该项目的成功是在东丽和TPC Cycle项目合作伙伴多年投资研发之后取得的。

2016年，Tencate Advanced Composites（被日本东丽收购之前的名称，收购后改名为Toray Advanced Composites）公司与TPRC、GKN Fokker公司因其对热塑性复合材料的智能回收而获得了JEC航空创新奖。