A Toray anunciou que teve sucesso no desenvolvimento de uma nova tecnologia de fabricação para CFRP que, segundo ela, permite uma precisão dimensional aprimorada e economia de energia. Daqui para frente, a Toray irá amadurecer ainda mais esta nova tecnologia e implantá-la amplamente principalmente em aplicações de aeronaves que exigem continuamente maior produtividade e mais economia de energia. Além disso, prevê-se que esta tecnologia beneficie também as aplicações automotivas e industriais em geral, e contribuirá para o desenvolvimento de materiais CFRP.
Como explica Toray, o CFRP é geralmente fabricado usando uma autoclave (forno de alta temperatura e alta pressão) ou um forno onde o pré-impregnado (material intermediário na forma de folha) é colocado em um molde de forma predeterminada e a resina no pré-impregnado é curada usando aquecimento ar para fabricação. A tecnologia de fabricação convencional tem uma desvantagem que requer muito tempo para aquecimento e cura devido à transferência de calor ineficiente do ar aquecido e grande capacidade de calor do molde.
Toray observa que há também o problema de precisão dimensional da peça a ser resolvida, especialmente para uma peça grande e de formato complexo com espessura variável de local para local. Isso se deve à dificuldade de controle da distribuição da temperatura na peça, o que poderia, por sua vez, gerar tensões residuais variáveis e, às vezes, deformar significativamente a peça. Devido a isso, um extenso trabalho de mão de obra é necessário durante a montagem final de várias peças, como a asa principal da aeronave, inserindo manualmente materiais de enchimento chamados calços, resultando em um tempo de montagem mais longo do que para a fabricação.
A tecnologia de fabricação desenvolvida recentemente, de acordo com a empresa, fornece uma solução para o problema com uma série de aquecedores de chapa embutidos na superfície do mod, de forma que cada aquecedor seja controlado individualmente. A peça sob vácuo é efetivamente aquecida a partir de contatos diretos com os aquecedores, o que pode gerar economia de energia. Controlar aquecedores individuais e permitir a distribuição ideal do calor em cada local fornece tensão residual uniforme em toda a peça fabricada. Como resultado, a peça pode ser fabricada o mais próximo do projeto original com inconsistências dimensionais e dimensões mínimas, resolvendo o problema acima mencionado, e espera-se que reduza o custo de mão de obra e a duração da montagem da peça.
A fim de controlar efetivamente este sistema de aquecimento, Toray realizou um programa de pesquisa conjunto com a Ehime University e a Tokyo University of Science para estabelecer tecnologias de simulação para prever a deformação das peças e otimizar a temperatura do aquecedor. Toray os combinou em um programa para projetar condições de aquecimento que minimizariam efetivamente o tempo de fabricação e os erros dimensionais das peças. Toray instalou um dispositivo de fabricação de protótipo e atualmente está conduzindo testes de demonstração.
Dependendo da forma e dimensão da peça, leva cerca de nove horas para fabricar uma grande peça de CFRP para aeronaves usando autoclaves e fornos convencionais, etc. A tecnologia de fabricação recém-desenvolvida, por outro lado, deve reduzir o tempo de fabricação para cerca de quatro horas. Além disso, essa tecnologia atinge cerca de 50 por cento de economia de energia em comparação com os métodos de fabricação convencionais, uma vez que a pressão e os meios de aquecimento, como o ar aquecido, não são necessários. Também se espera economizar tempo durante a montagem para o trabalho corretivo usando calços por causa da precisão dimensional aprimorada para a fabricação.
