Trong bốn năm qua, nhóm nghiên cứu của Đại học Bang Montana đã phát triển một phương pháp sáng tạo để sản xuất sợi carbon bằng phương pháp Stretch Break, theo một báo cáo ngày 5 tháng 12 từ Composites World. Sợi carbon này dễ dàng xử lý việc đúc các hình dạng phức tạp của máy bay và có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất. Dự án do Quân đội Hoa Kỳ tài trợ với tổng vốn đầu tư 25,8 triệu USD.
Đại học Bang Montana cho biết các nhà nghiên cứu đã đầu tư rất nhiều vào các lĩnh vực nghiên cứu liên quan và hiện đang tiến gần đến một cột mốc quan trọng. Các nhà nghiên cứu có kế hoạch xác nhận khả năng sản xuất thực tế quy mô nhỏ trước khi công nghiệp hóa hoàn toàn công nghệ. Sợi carbon truyền thống được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ nhờ độ bền cao, trọng lượng nhẹ và độ bền. Nhưng những sợi này không dễ bị uốn cong, do đó, việc tạo ra một đường cong vừa vặn hoàn hảo với cánh máy bay đòi hỏi các công cụ sản xuất phức tạp và đắt tiền và thường là các cấu trúc kim loại làm giá đỡ phụ, khiến quân đội Hoa Kỳ tiêu tốn hàng tỷ đô la mỗi năm để bảo trì và sửa chữa. Ngược lại, vật liệu sợi carbon mới -- được phát triển tại Đại học Bang Montana -- chủ yếu được làm bằng vật liệu được kéo căng chính xác, trong đó một số sợi đã bị đứt tại các điểm yếu tự nhiên. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sợi carbon 'kéo dài và đứt' có thể được hình thành nhiều hơn khoảng 8 lần với cường độ xấp xỉ như nhau. Điều này có nghĩa là vật liệu có thể được đúc bằng thiết bị đơn giản hơn mà không cần sự trợ giúp của cấu trúc kim loại. Các nhà nghiên cứu cho biết vì sợi dễ hình thành hơn nên những người bảo thủ hy vọng sẽ cắt giảm một phần tư chi phí sản xuất. Mặc dù khái niệm cải thiện khả năng tạo hình của sợi carbon bằng cách phá hủy các bộ phận của cấu trúc đãtồn tại trong nhiều thập kỷ, một số phương pháp được sử dụng trong quá khứ (chẳng hạn như vật liệu cắt ngẫu nhiên, v.v.) đã được chứng minh là có tác dụng. Nó sẽ làm giảm đáng kể sức mạnh của vật liệu. Ý tưởng về kéo đứt gãy cũng không phải là một sự đổi mới gần đây, nhưng cho đến nay vẫn chưa có cách hiệu quả nào để kéo đứt gãy một cách nhất quán và hiệu quả theo cách có thể mở rộng sang sản xuất công nghiệp. Có thể nói, khái niệm 'kéo dài vàphá vỡ sợi carbon nghe có vẻ dễ dàng, nhưng rất khó kiểm soát.
Nhóm nghiên cứu của Đại học Bang Montana đã hợp tác với hơn 20 công ty từ Montana để thiết kế và xử lý một công cụ bẻ gãy do kéo mới có tên là Bobcat Head. Khi một chùm dây phẳng chứa hàng nghìn sợi đơn sợi carbon đi nhanh qua một loạt con lăn, lực chính xác sẽ được tác dụng để phá hủy các sợi bị lỗi. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng chỉ có khoảng 2 phần trăm đứt sợi được thực hiện trong một phạm vi nhất định. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã phân tích các đặc tính của vật liệu thu được, uốn các sợi sau khi "kéo dài và bẻ gãy" thành các hình dạng phức tạp và cố định chúng bằng nhựa, tập trung vào việc kiểm tra độ khó hình thành của nó. Các thí nghiệm đã chứng minh rằng sợi có tính chất cơ học tương tự như vật liệu làm từ sợi liên tục, nhưng dễ hình thành hơn. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu có kế hoạch mở rộng quy mô sản xuất thiết bị sản xuất "đột phá kéo dài" này, khởi chạy các ứng dụng trình diễn thử nghiệm để xác nhận khả năng sử dụng thiết bị này trong sản xuất thực tế. Điều này sẽ đặt nền tảng cho việc cấp phép kỹ thuật cho các công ty hàng không vũ trụ sản xuất máy bay quân sự và dân sự. Các nhà nghiên cứu cho biết họ tin rằng vật liệu này sẽ bắt đầu được sử dụng trong công nghiệp trong vài năm tới. Hiện tại, chương trình đã lọt vào mắt xanh của các nhà cung cấp vật liệu tiên tiến và các nhà sản xuất hàng không vũ trụ, đồng thời các nhà khoa học và kỹ sư có liên quan đã đến Đại học Bang Montana để xem trực tiếp các tài liệu và háo hức lấy mẫu vật liệu do nhóm nghiên cứu cung cấp. Các nhà nghiên cứu cho biết, cả nhà sản xuất hàng không vũ trụ và nhà cung cấp vật liệu đều tỏ ra rất quan tâm đến nghiên cứu này và tin rằng một khi các điều kiện sử dụng được đưa ra, nó sẽ có tác động đáng kể đến việc sản xuất thiết bị hàng không vũ trụ.
**Tuyên bố: Một số bài viết và hình ảnh được xuất bản trong tài khoản công khai này là từ Internet và chỉ được sử dụng để trao đổi và chia sẻ kiến thức chuyên môn tổng hợp và thông tin thị trường, không nhằm mục đích thương mại. Vui lòng ghi rõ nguồn khi in lại. Nếu bất kỳ cá nhân hoặc tổ chức nào có nghi ngờ về tính xác thực hoặc chính xác về bản quyền của bài viết hoặc nội dung của bài viết, vui lòng liên hệ với chúng tôi ngay khi có thể. Chúng tôi sẽ chăm sóc nó trong thời gian.
