Toray ha annunciato di essere riuscita a sviluppare una nuova tecnologia di fabbricazione per CFRP che consente sia una migliore precisione dimensionale che risparmi energetici. In futuro, Toray farà maturare ulteriormente questa nuova tecnologia e la distribuirà su larga scala principalmente ad applicazioni aeronautiche che richiedono continuamente una maggiore produttività e maggiori risparmi energetici. Inoltre, si prevede che questa tecnologia andrà a vantaggio anche delle applicazioni automobilistiche e industriali generali e contribuirà allo sviluppo dei materiali CFRP.
Come spiega Toray, il CFRP viene solitamente fabbricato utilizzando un'autoclave (forno ad alta temperatura e alta pressione) o un forno in cui il preimpregnato (materiale intermedio in fogli) viene posizionato su uno stampo di forma predeterminata e la resina nel preimpregnato viene indurita mediante riscaldamento aria per la fabbricazione. La tecnologia di fabbricazione convenzionale presenta uno svantaggio che richiede molto tempo per il riscaldamento e l'indurimento a causa del trasferimento di calore inefficiente dell'aria riscaldata e della grande capacità termica dello stampo.
Toray nota che c'è anche un problema di precisione dimensionale della parte da risolvere in particolare per una grande, di forma complessa con spessore variabile da una posizione all'altra. Ciò è dovuto alla difficoltà di controllo della distribuzione della temperatura nel pezzo, che potrebbe, a sua volta, generare sollecitazioni residue variabili e talvolta deformare notevolmente il pezzo. Per questo motivo, durante l'assemblaggio finale di più parti, come l'ala principale dell'aereo, è necessario un ampio lavoro di manodopera, inserendo manualmente materiali di riempimento chiamati spessori, con conseguente tempo di assemblaggio più lungo rispetto a quello per la fabbricazione.
La tecnologia di fabbricazione di nuova concezione, secondo l'azienda, fornisce una soluzione al problema con un numero di riscaldatori in lamiera incorporati sulla superficie del mod in modo tale che ciascun riscaldatore sia controllato individualmente. La parte sotto vuoto viene riscaldata efficacemente dai contatti diretti con i riscaldatori, il che potrebbe ottenere un risparmio energetico. Il controllo dei singoli riscaldatori e la distribuzione ottimale del calore in ogni posizione fornisce anche lo stress residuo in tutta la parte fabbricata. Di conseguenza, la parte può essere fabbricata il più vicino possibile al progetto originale con incongruenze dimensionali e dimensioni minime che risolvono il problema summenzionato e si prevede che riduca i costi di manodopera e la durata dell'assemblaggio della parte.
Per controllare efficacemente questo sistema di riscaldamento, Toray ha svolto un programma di ricerca congiunto con l'Università di Ehime e l'Università della scienza di Tokyo per stabilire tecnologie di simulazione per prevedere la deformazione delle parti e ottimizzare la temperatura del riscaldatore. Toray li ha combinati in un programma per la progettazione di condizioni di riscaldamento che minimizzerebbero efficacemente i tempi di fabbricazione e gli errori dimensionali delle parti. Toray ha installato un prototipo di dispositivo di fabbricazione e sta attualmente conducendo prove dimostrative.
A seconda della forma e delle dimensioni della parte, sono necessarie circa nove ore per fabbricare una parte in CFRP di grandi dimensioni per aeromobili utilizzando autoclavi e forni convenzionali, ecc. La tecnologia di fabbricazione di nuova concezione, d'altra parte, dovrebbe ridurre il tempo di fabbricazione a circa quattro ore. Inoltre, questa tecnologia consente di risparmiare circa il 50 percento di energia rispetto ai metodi di fabbricazione convenzionali, poiché non sono richiesti mezzi di pressione e riscaldamento come l'aria riscaldata. Si prevede inoltre di risparmiare tempo durante l'assemblaggio per il lavoro correttivo utilizzando spessori a causa della migliore precisione dimensionale per la fabbricazione.
