top of page
Поиск

В Южной Корее разрабатывают технологию изготовления автодеталей с помощью электронных лучей


Армированные углеродным волокном композитные материалы, разработанные Корейским научно-исследовательским институтом атомной энергии (КАЭРИ), выдерживают механическое растяжение в 1 ГПа и более. На фото показан эксперимент по измерению прочности на растяжение путем вытягивания образца композитного материала, армированного углеродным волокном. [Предоставлено Корейским научно-исследовательским институтом атомной энергии]


[Herald Business = Корреспондент Ку Бон Хёк] Разработка легких и прочных материалов является горячей темой на мировом автомобильном рынке. Это должно обеспечить как сокращение выбросов углерода, так и безопасность пассажиров. В то время как армированные углеродным волокном композитные материалы, состоящие из углеродного волокна и пластика, привлекают наибольшее внимание, ключевым моментом является ускорение процесса «отверждения» от жидкого до твердого состояния.


Южнокорейские исследователи разработали технологию изготовления армированных углеродным волокном композитных материалов за короткое время с использованием электронных лучей, сделав еще один шаг к массовому производству автозапчастей следующего поколения.


Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии объявил 8 ноября о подписании контракта на внедрение технологии, направленного на передачу «технологии автомобильных деталей и материалов с использованием армированных углеродным волокном композитных материалов, отверждаемых электронным лучом» компании MS Autotech. За трансфер технологии институт получит 100 миллионов вон в качестве вознаграждения.


Как правило, методы отверждения композитных материалов, армированных углеродным волокном, включают термическое отверждение и отверждение при комнатной температуре. Термическое отверждение (отверждение жидкой смеси из волокон, пластика и отвердителей путем нагрева) занимает от трех до четырех часов, а отверждение при комнатной температуре - около три дня. Однако, если использовать ускоритель электронного пучка класса 10 МэВ (мегаэлектронный вольт), имеющегося у института, то время отверждения сокращается до менее чем 10 минут.


Электронное излучение является коротковолновым и энергоэффективным излучением, и когда оно попадает в материал, оно быстро изменяет молекулярную структуру материала, делая его прочным. Для отверждения электронным лучом не требуется какие-либо катализатор или отвердитель.


Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии направил электронные пучки мощностью 40 кГр (килогрей) на композитные материалы, армированные углеродным волокном. Он также может одновременно обрабатывать большие автомобильные детали размером до 3 м.


Этот материал имеет предел прочности на растяжение более 1 ГПа (гигапаскаль) и такой же предел прочности на изгиб, что сопоставимо с прочностью деталей коммерческих автомобилей. С другой стороны, вес на 89% легче, чем существующие компоненты.


Хотя метод отверждения армированных углеродным волокном композитных материалов с помощью электронных лучей существовал еще с давних пор, в этот раз задача заключалась в том, чтобы повысить механическую прочность материала до уровня, позволяющего заменить металлы.


Автомобильные детали из армированных углеродным волокном композитных материалов, изготовленные по технологии электронно-лучевого отверждения Корейского научно-исследовательского института атомной энергии [Предоставлено Корейским научно-исследовательским институтом атомной энергии]


Исследователи решили проблему, изменив состав и способ изготовления композитного материала еще до облучения его электронным пучком. Они нашли новый состав материала, который сочетает в себе плотные углеродные волокна марки Т700 с жидким эпоксиакрилатом. После этого его отверждали электронными лучами для повышения механических свойств. По сравнению с предыдущими аналогами, которые имели прочность на уровне 300 МПа (мегапаскалей), характеристики улучшились примерно в три раза.


Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии уже изготовил прототипы, провел эксперименты по склеиванию металлов и оценку надежности материала в сотрудничестве с MS Autotech, Институтом передовых технологий и Национальным университетом Чунгнам.


«Помимо автомобильной промышленности, данная технология может применяться в различных отраслях, таких как авиация, беспилотники, оборона, морское дело и судоходство. Мы будем делать все возможное для разработки радиационных технологий, которые будут применяться в повседневную жизнь людей» - сказал Ли Нам Хо, директор Института передовых исследований радиации.



Comments


bottom of page