Kompozyty termoplastyczne to innowacyjne materiały, które są nowością na rynku materiałów kompozytowych. Ze względu na swoje wyjątkowe właściwości i wszechstronność zastosowania, z miesiąca na miesiąc, zyskują coraz to większą popularność na międzynarodowej arenie kompozytowej.

Ale czym tak naprawdę są kompozyty termoplastyczne?
Pojęcie to odnosi się do materiałów, które składają się z dwóch lub więcej składników: termoplastu i wzmocnienia włóknistego. Termoplast to rodzaj polimeru, który może być wielokrotnie podgrzewany i chłodzony bez utraty swoich właściwości mechanicznych. Zbrojenie, w postaci włókien, może być wykonane z różnych materiałów, takich jak włókna szklane, węglowe, aramidowe lub naturalne.

Jedną z kluczowych zalet kompozytów termoplastycznych jest ich znakomita przetwarzalność. Dzięki możliwości wielokrotnego przegrzewania i formowania, mogą być łatwo kształtowane w różne trudne do osiągnięcia geometrie. Możliwość wielokrotnego przetwarzania tego rodzaju materiałów jest również aspektem niezmiernie ważnym dla środowiska i czyni materiały kompozytowe zdolnymi do recyklingu!
Dodatkową zaletą jest również wysoka wytrzymałość i sztywność, przy jednoczesnej niskiej masie. Ponadto, materiały te mają doskonałą odporność na warunki atmosferyczne, chemikalia i korozję, co czyni je idealnymi do zastosowań w trudnych warunkach środowiskowych.

Zastosowania kompozytów termoplastycznych są szerokie i obejmują wiele dziedzin, w tym: lotnictwo, motoryzację, przemysł elektroniczny, sport i rekreację, medycynę oraz wiele innych. Mogą być wykorzystywane do produkcji lekkich i wytrzymałych elementów strukturalnych, osłon, obudów, narzędzi oraz innych komponentów, które wymagają doskonałej wytrzymałości mechanicznej.

Milar proponuje klientom rozwiązania znanych i cenionych producentów, jak: Solvay, Johns Manwille oraz Hanwha.

Solvay
Jest wiodącym dostawcą kompozytów termoplastycznych (TPC) opartych na wysokowydajnych polimerach. Materiały te oferują producentom części, unikalną możliwość zastąpienia metali, takich jak stal i aluminium, lekkim i zaawansowanym materiałem, który charakteryzuje się doskonałą formowalnością, odpornością na korozję i wytrzymałością. Kompozyty termoplastyczne Solvay cieszą się popularnością na rynku lotniczym, samochodowym czy energetycznym.

Dzięki najszerszemu portfolio polimerów specjalistycznych i głębokiej wiedzy na temat technologii materiałów kompozytowych, Solvay jest liderem na rynku technologii kompozytów termoplastycznych (TPC). Jest jedną z pierwszych firm, które uzyskały kwalifikacje do dostarczania materiałów TPC dla przemysłu lotniczego, już w latach 90. Doświadczenie i wiedza z branży lotniczej, jest obecnie stosowana również w branży motoryzacyjnej oraz w aplikacjach naftowych i gazowych. A dzięki przejęciu w 2015 roku firmy Cytec, nastąpił znaczny rozwój tej grupy materiałowej i poszerzenie portfolia produktów o coraz to bardziej technicznie zaawansowane materiały.

Wysokiej jakości oferta kompozytów termoplastycznych (prepregów termoplastycznych) firmy Solvay to systemy APC i APC-2 oparte na matrycy wysokowydajnych, termoplastycznych tworzyw sztucznych.

Kompozyty APC (PEKK-FC) firmy Solvay składają się z termoplastycznej matrycy polimeru poli(etereketonu-ketonu), powszechnie określanego jako polimer PEKK-FC, wzmocnionej ciągłymi, jednokierunkowymi włóknami (taśmami). Solvay dostarcza również laminaty wykonane z tego rodzaju taśm.

Polimer ten jest półkrystaliczny, o temperaturze przejścia do stanu ciekłego wynoszącej 159°C. Kompozyty APC (PEKK-FC) posiadają doskonałe właściwości odporności na ogień, dym i toksyczność. Mają również wysoką wytrzymałość i odporność na uszkodzenia. Laminaty i elementy można wytwarzać z APC (PEKK-FC) z wykorzystaniem różnych technik przetwarzania, jak proces z wykorzystaniem autoklawu czy formowanie pod ciśnieniem.

Typowe zastosowania kompozytów APC (PEKK-FC) firmy Solvay obejmują:
– wytwarzanie struktur lotniczych,
– komponentów kosmicznych,
– elementów transportowych,
– i inżynierii konstrukcyjnej.

Kompozyty APC-2 firmy Solvay oparte są na termoplastycznej matrycy polimeru poli(etery-etero-ketonu), powszechnie znanego jako PEEK. Polimer ten jest półkrystaliczny, o temperaturze przejścia do stanu ciekłego wynoszącej 143°C. Kompozyty oparte na tego rodzaju tworzywie cechują się doskonałą odpornością środowiskową, wytrzymałością i odpornością na działanie ognia.
Prepreg APC-2 ma nieograniczony okres przydatności do użycia i może być przechowywany w warunkach otoczenia. Kompozyty APC-2 zachowują dobre właściwości mechaniczne w temperaturach kriogenicznych.
Laminaty i elementy z kompozytów APC-2 można wytwarzać przy użyciu różnych procesów, w tym z wykorzystaniem autoklawu, szybkich technik tłoczenia, czy zautomatyzowanego układania (w tym „in situ”).

Typowe zastosowania kompozytów APC-2 firmy Solvay obejmują:
–  struktury lotnicze
– struktury kosmiczne
– elementy inżynierii konstrukcyjnej.

 

Johns Manville
Amerykańska firma, z ponad 160 letnią tradycją w produkcji wysokiej jakości materiałów technicznych. Obecnie produkty wykorzystywane są w różnych gałęziach przemysłu – w tym w budownictwie, przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, transportowym, czy energetyce wiatrowej. Jedną z oferowanych grup produktowych są kompozyty termoplastyczne Neomera®. Produkty te, to materiały składające się z matrycy termoplastycznej na bazie Poliamidu 6 (PA-6) oraz wzmocnienia w postaci włókien szklanych lub węglowych.

Ze względu na rodzaj wzmocnienia, produkty Neomera^TM dostępne są w wersji:
– CR-6 – z wzmocnieniem w postaci ciętych włókien,
– NCF-6 – z wzmocnieniem w postaci tkanin NCF (bez karbu),
– OS-6 – z wzmocnieniem w postaci tkanin plecionych.

Seria Neomera^TM CR-6 to termoplastyczne arkusze kompozytowe z Poliamidu 6 (PA-6), zawierające rozdrobnione włókna szklane/węglowe/i inne.

Produkty te charakteryzują się:
– doskonałą formowalnością, co jest istotne dla produkcji części o złożonych kształtach trójwymiarowych,
– dostosowaną płynnością, co jest korzystne dla minimalizacji odpadów podczas obróbki,
– wysokim stosunkiem wytrzymałości do wagi, umożliwiającym redukcję masy,
– izotropią, ułatwiającą uwzględnienie wymogów konstrukcyjnych dzięki quasi-izotropowym właściwościom mechanicznym,
– możliwością recyklingu, co pozwala producentom na spełnienie wymagań dotyczących zrównoważonego rozwoju.

Kompozyty z serii Neomera^TM CR-6 są odpowiednie do wielu metod przetwarzania, w tym hybrydowych procesów formowania (wtryskowego i kompresyjnego), konwencjonalnego formowania pod ciśnieniem, termoformowania i tłoczenia.

Przykładowe zastosowanie: konstrukcja siedzisk i oparć w przemyśle samochodowym.

Seria Neomera^TM NCF-6 oraz OS-6 to termoplastyczne arkusze kompozytowe z Polamidu 6 (PA-6), zawierające wzmocnienie kierunkowe w postaci tkanin (OS – tkaniny plecione, NCF – taśmy, tkaniny NCF, bez karbu, UD).

Arkusze kompozytowe Neomera^TM PA-6 produkowane są przy użyciu opatentowanej technologii firmy Johns Manville (JM), która umożliwia kontrolę zawartości włókien w kompozytach i oferuje elastyczność projektową dla konkretnych zastosowań, poprzez wprowadzenie wymaganej orientacji włókien do tkanin o różnych strukturach splotu.

Tkaniny plecione i tkaniny NCF, do gramatury nawet 2500 g/m², są w pełni przesączane w jednym etapie, co eliminuje konieczność dodatkowych etapów laminowania/konsolidacji w celu zwiększenia grubości. Ta opatentowana technologia impregnacji włókien szklanych, węglowych, aramidowych i hybrydowych o wysokiej gramaturze, jest przewagą konkurencyjną firmy Johns Manville.

Kompozyty z serii Neomera^TM OS-6  i NCF-6 są odpowiednie do procesów wymagających dużej przepustowości i krótkich cykli, jak np. przy wtrysku czy obtrysku, formowaniu tłocznym, czy klasycznym termoformowaniu.

Przykładowe zastosowanie: lekkie dźwignie czy osłony.

Typowe warunki przetwarzania to:

• Temperatura: wymagane jest wstępne podgrzanie, aby temperatura powierzchni przekroczyła 250°C; temperatura formowania wynosi 100°C – 120°C.
• Ciśnienie: stosowane ciśnienie zależy od rozmiaru i konstrukcji części (żebra, głębokie tłoczenie itp.) oraz od tego, czy wymagany jest przepływ do wypełnienia formy.
• Czas cyklu: formowanie można wykonać w ciągu jednej minuty; wstępne podgrzewanie kolejnego pakietu może odbywać się równolegle.

Hanwha Advanced Materials
Odgrywa istotną rolę w rozwoju i dostarczaniu rozwiązań dla różnych sektorów przemysłu.  Historia Hanwha Advanced Materials sięga wielu lat wstecz. Firma powstała jako część Hanwha Group – renomowanej koreańskiej grupy przemysłowej, która ma bogate doświadczenie w różnych dziedzinach, w tym w przemyśle chemicznym i kompozytowym. Hanwha Advanced Materials została założona z zamiarem wprowadzenia innowacyjnych rozwiązań kompozytowych na rynek globalny.

Hanwha Advanced Materials oferuje różnorodne kompozyty termoplastyczne, które są wykorzystywane w branżach, takich jak lotnictwo, motoryzacja, energetyka, przemysł elektroniczny i wiele innych.

Oferta kompozytów termoplastycznych Hanwha obejmuje serie produktów:

• StrongLite (GMT – Glass Mat Thermoplastic / CFRTPC – Continous Fiber Reinforcement Thermoplastic Composites)
• SuperLite (LWRT – Light Weight Reinforced Thermoplastic)

Hanwha StrongLite GMT to materiał kompozytowy w postaci płyty z żywicy polipropylenowej (PP) z matą z włókna szklanego. Charakteryzuje się poziomem wytrzymałości porównywalnym do stali, ale o 20-25% mniejszej masie. StrongLite (GMT) ze względu na termoformowalność PP pozwala na zastosowanie w elementach o skomplikowanej konstrukcji, a dzięki wzmocnieniu jednocześnie zapewnia znaczną odporność na uderzenia. Posiada wysoką produktywność procesu i jest szeroko stosowany na różne elementy w przemyśle samochodowym. Jest wytrzymały i lekki, co czyni go idealnym komponentem konstrukcyjnym jeśli zależy nam na redukcji wagi i zastąpieniu stali.

Przykłady zastosowania:

• Osłona silnika
• Oparcie fotela
• Dno bagażnika
• Panel siedziska
• Komora na koło zapasowe
• Usztywnienie zderzaków

Hanwha StrongLite CFRTPC to materiał składający się z termoplastycznego polimeru i wzmocnienia w postaci włókien jednokierunkowych. Zapewnia wyjątkową sztywność i wytrzymałość, które to mogą być modyfikowane poprzez zastosowanie różnych kombinacji włókien takich jak szkło, aramid, węgiel, włókna naturalne, z odpowiednią matrycą (PP, PA, itp.). Może być wytwarzany w postaci taśm, prętów czy arkuszy i szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu, w tym w lotnictwie czy przemyśle motoryzacyjnym.

Przykłady zastosowania:

• Belka zderzaka
• Rama siedzenia

Hanwha SuperLite LWRT – to niskociśnieniowy kompozyt termoplastyczny, składający się z polipropylenu i rozdrobnionych włókien szklanych. Zazwyczaj połączony jest dodatkowo z warstwami zewnętrznymi, zależnie od zastosowania (folia klejąca, warstwa wzmacniająca, włóknina). Zwykle stosuje się go w aplikacjach, gdzie wymagany jest bardzo wysoki stosunek wytrzymałości do wagi. Idealny do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym.

Przykłady zastosowania:

• Osłona przeciwsłoneczna
• Półka bagażnika
• Klapa bagażnika
• Dno bagażnika
• Osłona dolnej części nadwozia
• Elementy podsufitki