碳纤维预制件（英国索利赫尔的碳纤维预制件企业）用七年的时间来开发改良他们的快速输出可控复合材料形状（ROCCS）技术。这项技术是用将切碎的纤维和树脂快速混合，再经过沉积便可制成扁平或网状的全树脂注塑预成型件，整个过程只需几秒钟。随后只需将其压缩就可制成片材或者零部件。
在这项技术的帮助下，他们推出了新产品FR.10，它有很好的耐烧蚀性，在对防火和温度有严格要求的应用中，它是一种轻量、高性价比的金属替代品。FR.10重量小于6 kg / m2，5mm的FR.10可以替代重达数100kg / m2的金属部件；在测试中，它可以承受1200°C的直接火焰负载，持续2小时都没有烧穿；更令人惊讶的是，它还有极佳的绝热性，在燃烧测试期间用裸露的手接触背面都没有灼热感。
Simon Price是碳纤维预制件的常务董事，Tim Bastow是全球业务发展总监， Simon先前领导了碳纤维回收有限公司的团队。“我们开发这个工艺，建造生产线，并把它扩建至每年能生产2,000公吨再生纤维，然后在2011年将它卖给了ELG。”Price说。
“我们正在寻找各种各样的机会来降低成本减少浪费，但所有部件的成型工艺仍然会有高达进料量50%的废物量。” Price解释说。随后他们接受了一种他们认为可以填补这一损失的技术。因而，他们开始了对应用传统复合材料技术成本高的工业应用的研究，例如建筑，重型船舶和石油和天然气等方面。
“我们有一个快速生产出无浪费的轻质零部件的工艺过程，”普赖斯说。 “在这些类型工业中应用的复合材料，有两个影响生产的关键因素，分别是成本以及消防规定。对于后者，我们正在设法取代金属或陶瓷复合材料。所以这些是一些新的应用。”
图示为获得专利的ROCCS工艺，先将切碎的纤维与树脂混合，然后高速沉积到平板或成型工具上形成预制件，最后将它放到一台1000吨的压缩机中成型（图片来源：碳纤维预制件）
“ROCCS工艺是在充满水的混合器中将不同长度的短切碳纤维与选定的树脂进行混合。然后通过独特工艺将这种混合物取出来，从而生产出具有x，y和z方向纤维结构的湿法全灌注预成型坯，”Bastow说。 “预成型件可根据客户的要求做成网状或平板状，然后将其转移到压力机进行固结和固化成型。”
Price说，“我们目前不使用再生纤维，而是直接从纤维制造商那里采购。 随后以不同长度的精确比例将纤维从筒管上切下来。若用再生碳纤维很难做到这一点。”
“将这种切碎的纤维在大型立式混合机中与无机树脂进行混合，随后通过搅拌的多入口歧管将底部喷出到平面或成型工具上，这一混合过程非常快，通常少于15秒，零部件可以有1.4m x 1m那么大。这一工艺也可以用于热塑性塑料——我们已对许多不同类型的树脂进行了试验——只是这些树脂并不能提供最适合这种工艺的应用所需的耐火性。”
Bastow说：“生成的板材或网状部件有很多Z方向的纤维，故可将成品预成型件或部件焊接在一起，这典型的无纺布或铺布毡明显不同。这也是材料具备抵抗冲击和耐高压的原因。”
图片来源：碳纤维预制件
他也指出，在沉积之后，材料仍需要加固，“为使材料在此阶段固化成型，考虑到玻璃纤维的绝缘性，我们将预成型坯转移到1000吨的压机上，同时施加热量和压力，使其完全固化成平板或成型零部件。这一ROCCS工艺流程享有全球专利。”
目前已扩大了一条试验线的规模，其能够提供工业产量，而且第二条生产线的所有设备也已装配完毕，随时可以在需要时联机。
5毫米厚的FR.10可承受1200°C的直接火焰2小时。4毫米厚的FR.10可承受1750°C的热源，并保证30分钟后不会烧穿。图片来源：碳纤维预成型件
Price说，“我们的FR.10产品是与战略合作伙伴东丽碳纤维欧洲公司共同开发的。在我们的第一批应用之中，我们需要用石油钻机替换1吨/平方米的现有金属结构，并且该结构必须能够承受600℃30分钟，这是为了在发生大火时提供足够的疏散时间。我们生产出的5毫米厚产品，不仅可以承受1200°C的温度2小时，而且重量只有6公斤/平方米。因此每个人都很兴奋。此外，我们还可以通过这种性能生产出具有最优成本效益的产品。”
什么是消防条例？“对于航运，这是IMO的FTP代码，”Price回复道。 他指的是国际海事组织（IMO，伦敦，英国）的防火测试程序代码（FTP代码）。“它要求舱壁和地板在1000°C下60分钟内烧不穿，并且在B侧的面不超过140°C”。我们讨论了复合材料供应商和制造商已开展工作来获得复合材料在国际海事组织的代码（见“复合船门和舱口盖的前沿”）。“一级供应商正通过几个大工作组来解决这一问题，但我们看到OEM仍然有需求，并要求所生产的材料与环氧树脂和酚醛树脂不同的性能水平，”Price说。
“但是，我们并不是想取代树脂灌注或预浸料产品。”
“我们目前正在测试FR.10在各种商业海洋和土木工程以及一些运输和工业项目上的应用，”Bastow说。“并且在汽车散热方面也具有很大应用机会，例如用于燃料电池周围以起保护作用。此外，土木工程和建筑也是目标市场。”
Bastow指出，“FR.10材料可以拧在一起或粘接在一起，因此您可以轻松构建大面积的保护。并且其在加工和切割成型方面取得了非常好的效果。”
图片来源：碳纤维预制件
Price说：“我们销售最多的是片材。例如，商业航运应用需要覆盖大面积。同时也在考虑销售模塑部件，对供应链上的其他机会进行调查。我们是一位聪明的二级材料专家，计划将与拥有渗透这些市场所需的经验，关系和认证的一级供应商合作。”
原文摘自compositesworld
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