日本帝人公司近日发布公告称，公司自有品牌Tenax碳纤维预浸料已经通过航空发动机短舱部件（航空发动机整体流线型外壳）的应用验证，有望在下一代空客飞机发动机——即罗罗公司的“超扇”发动机中装机应用。日本日机装公司目前正在为空客公司的“明日推进”计划开发发动机短舱原型件，该计划主要由罗罗公司负责，其目标就是开发新一代的“超扇”航空发动机，日机装公司于2020年9月宣布正式成为该计划的联合开发商，主要负责短舱的研发工作。根据进度安排，发动机短舱的原型件将于今年底交付空客公司使用。
材料选用Tenax预浸料
帝人公司的Tenax预浸料具有多种样式，如单向、编织和粗纱，主要通过碳纤维、玻璃纤维或对位芳纶纤维预浸未固化的热固性树脂（环氧树脂）制成，此外也可预浸碳化硅纤维和沥青基碳纤维等增强体。Tenax预浸料可采用热压罐成型、冲压成型、真空成型、内压成型等多种加工方式。这种材料在航空、航天等先进复合材料部件中广泛应用。
此次被选为发动机短舱部件用材的Tenax预浸料专为使用高性能和快速固化工艺环氧树脂的航空领域研发。值得注意的是，与应用于飞机上的传统预浸料相比，Tenax预浸料可在更低的温度和更短的时间内成型。除了一般的热压罐成型外，Tenax预浸料还广泛适用于大批量生产的模压成型，实现飞机应用所需的卓越品质。此外，这种预浸料还能够与自动纤维铺放技术兼容，因此可以与自动层压技术和短时成型能力相结合，最大限度地提高生产效率。Tenax预浸料具有出色的生产效率和成本效益，这也是其被日机装公司选为发动机短舱用材的关键原因。
帝人公司发力支持下一代航空航天制造项目
日本帝人公司目前正大力加快飞机产业链中下游应用产品的研发工作，这项任务也是其公司2020~2022年中期管理计划的战略重点之一。2020年7月，帝人欧洲公司正式成为英国国家复合材料中心（NCC）二级成员，全力支持NCC推进复合材料和制造技术发展。NCC正在大力发展的许多数字化自动沉积技术是其iCAP计划的一部分，该计划全称为数字能力获取计划，是一项用于数字化复合材料制造、提高生产率和质量的同时，进一步提高生产效率并降低生产成本的投资计划。其中超高速率沉积单元是该计划的重点，它由两个巨大的工业机器人组成，可以精准、测量、切割、拾取、放置碳纤维织物层，使飞机机翼的生产过程自动化。这项技术可将机翼制造中织物组件数量由过去采用传统制造方法使用的10000余个减少为150个，从而缩短了机翼结构的制造时间。该技术也将在空客公司的“明日之翼”计划中发挥关键作用。帝人欧洲公司成为NCC的合作伙伴，将在高性能航空航天项目中发挥重要作用，提供符合要求的高质量碳纤维非卷曲织物和各类热固性、热塑性预浸料。其碳纤维非卷曲织物此前已经被选为“明日之翼”项目用材。
如今，再次成为“明日推进”计划的主要材料供应商，帝人公司已经在未来飞机和发动机制造领域均建立起了良好的合作基础。
面向更广泛的应用市场推出新材料
为更大程度提升产品在复合材料市场中的份额，帝人公司不断推陈出新，面向更广泛的应用市场推出全新的复合材料产品。帝人欧洲公司今年5月19日宣布推出一种基于聚苯硫醚的新型碳纤维热塑性单向预浸带（TPUD）。帝人表示，采用PPS基体的新型Tenax TPUD入市将会为对于成本比较敏感的客户和应用领域带来全新选择，该材料不仅能够显著降低成本，同时还能够提供传统TPUD普遍具有的典型优势，如耐化学品和溶剂、低易燃性、室温储存或运输以及可回收性等。
由于具有高力学性能，低可燃性、低烟、低毒性和卓越的耐化学性与耐溶剂性，符合健康、安全与环境要求，这种新型预浸带可在飞机或轨道车辆的内饰中应用，也可在其他适合领域广泛使用。该材料的最高连续工作温度高达220℃，具有极低的吸水率、良好的高温抗蠕变性和高尺寸稳定性，因此在航空航天、石油天然气等工作环境严苛的领域都具有良好的适用性，此外还可下放推广应用至体育用产品中，不仅性能优异同时还能保证成本效益。这些特性保证了该产品可与自动铺带或自动纤维铺放技术结合使用，并能够使用注塑成型处理复杂的几何形状。
热塑性预浸带可在室温下存放、装运，可使用非热压罐技术固化（冲压成型、真空袋成型等），具有循环时间短，可热成型、可与热塑接合技术兼容等特点，最重要的是能够较好地实现回收再利用，使得成本更低。最近10年，帝人位于德国的工厂一直利用碳纤维和热塑性树脂制造TPUD，目前已经可以提供基于聚醚醚酮和聚芳醚酮的预浸带。新加入热塑性树脂体系的聚苯硫醚与聚醚醚酮或聚芳醚酮相比，所需的工艺温度更低，生产效率将会明显提升。对于工业领域市场来说，这种生产率提高使制造流程更具成本效益被认为达到了一个里程碑。
为了满足广泛应用领域的需求，帝人可提供各种不同Tenax TPUD产品。不同的热塑性预浸带可选择不同的树脂基体上，同时也可以配合使用拉伸强度和模量的不同的Tenax碳纤维，这可以保证针对不同的技术要求能够搭配出最适合的预浸料配方。帝人公司的Tenax TPUD产品能够在卷长度达2000米，宽度达24英寸时提供100~190克/平方米的各种纤维基重。按照帝人公司的安排，今年第一季度已经开始提供使用PPS基体TenaxTPUD。
