昨天， JEC 2020複合材料創新大獎首次舉行網絡頒獎典禮，頒獎典禮上公布了獲獎作品。
JEC創新大獎是由JEC集團設立，是一個長期在全球範圍對複合材料在不同行業裡的創新性應用進行綜合評選、肯定以及推廣的專業獎項。
受疫情影響，2020 JEC複合材料創新大獎改成線上舉辦。
我們為大家精選了10個獲獎作品，來看看這些作品有哪些獨特之處吧。
獲獎企業：ENGEL AUSTRIA GmbH（奧地利）
奧地利恩格爾公司（ENGEL AUSTRIA GmbH）的定製熱塑性複合材料坯料生產線由拾放式堆疊單元和一個加熱和冷卻固結單元組成，能夠在一到三分鐘的循環時間內生產出量身定製的熱塑性坯料。
要最大程度實現減重，需要具有定製化的坯料。恩格爾的方法是處理膠帶上的切口，這些切口可通過膠帶堆疊單元進行高效，精確的處理。即使是大型切口，也只需一次操作即可完成。當需要將兩個或多個切口相鄰放置時，精確控制間隙和重疊至關重要。
為此，可通過視覺系統測量膠帶外形的特性，該信息可用作機器人的校正數據，恩格爾的方案已經實現了小於0.5mm的間隙和重疊精度。
此外，膠帶堆疊單元使用兩個高速機械手，進而實現高輸出率。目前，最大可堆疊尺寸為460 x 360 mm。單層放置只需3到5秒鐘。擁有30個切口的堆疊大約2分鐘內可生產。
下一步是開發更大的膠片堆疊單元。為了將堆疊轉換為坯料，需要將堆疊傳送到合併單元，然後再採用加熱和冷卻方法。堆疊放置在薄金屬板之間，其中毛坯的預期厚度變化將會呈現。
幾個鈑金模具在機器內從裝卸站到加熱和冷卻站來回循環。在精確控制堆疊壓力的同時，進行熔化，這個步驟對於避免纖維錯位很重要。
然後，模具移至冷卻站，並在非常精確的壓力控制下進行冷卻。當溫度下降到允許移除固結堆疊的溫度時，模具將移至卸料站。這個全自動固結裝置能夠在1-3分鐘內交付定製化的熱塑性複合材料坯料。
獲獎企業：Cookson Precious Metals（英國）
新型玻纖套管3D列印技術可用於生產出全新的纖維類型和橫截面。
該項技術首次實現了複雜纖維成型尖端幾何形狀的設計和製造，從而能夠以低成本生產用於高性能複合材料的中空、扁平和其他特種玻璃纖維。
此外，該公司還開發了一種全新的貴金屬粉末霧化工藝，用於生產低成本和高質量的金屬3D列印粉末，並且實現粉末產能的顯著提升。該技術於2019年開發並引入行業測試，並將於2020年第二季度投入商業推廣。
獲獎企業：ASICS Corporation（日本）
這是一項使用預成型隨機導向超薄CFRTP膠帶的突破性成型方法：其結果這種無釘鞋使用CFRTP實現最精細的成型。
由於無規則纖維複合材料能夠實現鞋底結構精細成型， ASICS在該項目中採用了這種複合材料。然而，通過使用當前的無規纖維複合材料製造高質量的薄壁鞋底是非常困難的。
該團隊於是開發了5項創新關鍵技術：
精確的分散技術，用於製造超薄絲束；
高速製造高質量的超薄單向（UD）膠帶；
用於UD膠帶碎片的均勻分散技術；
適用於任何形狀鞋底的獨特預成型技術；
纖維長度和樹脂量的適當控制。
精確的分散技術使碳纖維絲束更細，厚度僅為0.03mm，原位聚合製備熱塑性環氧樹脂則用作基質。由於聚合前的熱塑性環氧樹脂粘度非常低，因此很容易將樹脂浸漬到分散絲束中。而當採用該公司獨創的浸漬技術時，樹脂浸漬將變得更加有效。
這樣一來，就可以高速製造無空隙且超薄的UD膠帶，然後將無空隙超薄UD膠帶均勻分散並進行層壓。
跑鞋鞋底的預成型件通過該公司獨特的預成型技術自動生產，在這項技術中，鞋底的厚度可以分割為20個加工區域，精確度為0.2g。此外，該預成型技術還將減少材料浪費。
另外，基質樹脂製造商也已經重新設計了基質的玻璃化轉變溫度，以防止跑鞋因鞋子與地面之間的摩擦熱而出現熔化。
獲獎企業：Hankuk Carbon., ltd. （韓國）
通過將原本的燃油箱更換為無襯套碳纖維複合材料低溫燃料箱Cryotank，令太空運載火箭實現減重30％。
Cryotank低溫燃料箱採用了高韌性的180℃固化環氧樹脂體系，分段式心軸系統由韓國製炭株式會社設計。
該公司將特製的分段心軸用於乾式纏繞工藝，並成功製造了碳纖維複合材料低溫燃料箱（Carbon Composites Subscale Cryotank）。
獲獎企業：Cobra international co.,ltd.（泰國）
Cobra和Aditya Birla Chemicals公司合作設計出一種用於泰國Starboard公司和美國MFC公司的灌注環氧樹脂模具和熱固性環氧樹脂RTM水上運動鰭片閉環回收的可持續解決方案。
通過與合作夥伴Aditya Birla，MFC和Starboard合作，COBRA將可回收的環氧熱固性系統投入生產，在可持續發展方面取得了飛躍性突破。
Aditya Birla的可回收環氧系統Epotec YDL5552-THR9351用於水上運動鰭狀模具，而可回收的環氧RTM系統Epotec YDL5540-THR9151則用於生產組件。COBRA及其合作夥伴已啟動了可持續的閉環回收工藝，將顯著減少複合材料的浪費。
通常，鰭片是使用玻璃纖維和碳纖維織物預成型件，某些部件也會使用芯材。創新的Aditya Birla樹脂技術使複合材料中的環氧樹脂基質可以使用低溫回收工藝進行裂解。
將選定的部件或模具置於酸性溶液中，在80-90°C的溫度下放置2小時，將觸發裂解機制，破壞固化的熱固性鍵。
當基質溶解時，可以去除增強材料，然後過濾和中和樹脂溶液，從而使可重複使用的熱塑性聚合物凝結並從溶液中去除。
獲獎企業：Far-UK Ltd（英國）
輕軌將變得更輕！在英國Far-UK Ltd公司的BRAINSTORM項目中，輕軌結構中採用新穎設計的輕型複合管，可降低投資和製造成本，並減少碳足跡。
鑑於鐵路行業對4C的追求–降低成本（Cost）和碳排放（Carbon），並提高產能（Capacity）和客戶滿意度（Customer）， 這個BRAINSTORM項目開發了編織複合結構構件，打造新穎、輕便的模塊化鐵路解決方案。
輕軌製造商一直致力於減重，並尋找輕質材料來代替鋼或鋁組件，以使輕軌的運行更經濟，並減少碳足跡，軌道磨損和停機維護時間。
一直以來，高級複合材料雖然重量輕且性能優越，但一直被認為是昂貴的解決方案，只能實現中低產量。鐵路部件對強度和安全法規的嚴苛要求也意味著複合材料在傳統鐵路建設中的使用受限。這個跨部門的項目團隊設計、開發和製造了一種原型部件，作為一種輕型結構解決方案。
他們使用編織工藝，通過高度自動化的製造技術來製作「襪子狀」的原型，既減少了人工成本，又減少了浪費，每天可以產出長度超過一英裡的編織材料。
他們確定了碳纖維與熱塑性基質結合為合適的材料解決方案，因為這種合成提供了部件所需的強度和加工速度。
中空框架的連接梁外徑一致，但壁厚是定製的，以根據其在中空框架中的使用位置，提供最優化的成本/重量和結構性能。這也有助於降低模具成本，並使所有連接（通過焊接和膠粘劑組裝）實現標準化。
獲獎企業：Stratiforme Industries（法國）
法國Stratiforme Industries公司的DESTINY項目旨在推出一系列新的部件，用於商用飛機內部配件和鐵路的熱塑性複合材料應用。
DESTINY Innovation項目專注製造採用熱塑性複合材料（液態丙烯酸樹脂，聚偏二氟乙烯預浸料）的商用飛機內部配件（駕駛艙，機艙）和鐵路應用（非結構性和半結構性內部零件，結構性外部零件），並致力於改善其性能。
該項目解決方案具有如下優勢：
獲獎企業：Norsepower Oy Ltd.（英國）
英國Norsepower Oy Ltd.公司的NORSEPOWER轉子帆輕量化方案藉助風的作用作為輔助推進措施來增強船舶的推進系統，從而使得貨船和客船的燃料成本降低5-30％。
Norsepower已開發出NORSEPOWER轉子帆輕量化方案的全功能原型產品，該產品已安裝在芬蘭船運公司Bore Oy的「 Estraden」貨船上。
該項目的工業試驗於2014年11月開始，試驗結果非常符合Norsepower的期望。據介紹，技術的可用性非常出色，可用性超過99％，並且已經投放市場。
在成功完成試點項目之後，用於船運巨頭馬士基和維京遊輪的下一個交付項目也已經完成，這些項目的外部驗證結果也與預期相符，並證實了Norsepower Rotor Sails的燃油節省和減排潛力為5-20％。
所使用的結構核心材料是複合材料製造商固瑞特（Gurit）的「 Kerdyn™Green」，它是基於100％再生PET。智能化的芯材設計與高強度的環氧樹脂灌注樹脂（固瑞特的PRIME™27）以及碳/電子玻璃纖維相結合，構成了轉子結構部件的基礎。
然後，粘合方面，採用高強度粘合劑Gurit Spabond™340LV和用於二次粘合的新型Gurit Ampreg™30樹脂使該結構部件經久耐用，可使用數十年。
另外，使用固瑞特的S / Fair整流罩解決方案可實現最佳的旋轉公差。
獲獎企業：Mecelec（法國）
這是亞麻纖維團狀模塑料（Bulk Molding Compound，BMC）的首次量產應用。該公司在不到一年的時間內就設計、測試和完成了Morris圓柱穹頂。
Mecelec Composites設計出的柱頂需要滿足法國街道設施媒體德高集團（JCDecaux）的規格和城市應用的規範，這就需要空心設計，以給設備騰出空間。它由30個不同的部件組成，其中14個部件由複合材料製成。
Mecelec與一系列合作夥伴共同開發了一個新的樹脂傳遞模塑複合體（RTM）和一種新的BMC材料，該材料僅僅用了亞麻氈進行了加固。這一技術成果要求對工藝進行調整。
這是RTM的首個工業應用，它僅使用亞麻氈（而不是亞麻纖維），並且是目前唯一專門為此項目創建的具有100％亞麻纖維增強材料的BMC。
研發成果就是一種新的亞麻纖維應用，可用於打造模塊化，可持續和環保的街頭設施。
獲獎企業：CARBO-LINK AG（瑞士）
這款超薄固化CFRP預浸帶連續纏繞成一個柔性碳帶。該柔性碳帶可永久加固任何尺寸的混凝土大梁，並且適用於任何基礎設施，是一個高度定製的解決方案。
鑑於其在土木工程應用中的複合材料使用經驗，瑞士Carbo-Link公司推出了兩項綜合創新。首先是獨特且高度可定製的生產工藝。第二個是抗剪加固解決方案——超薄固化CFRP預浸帶CL RESTRAP。
為了能夠自由選擇纖維類型和樹脂基體，並確保纖維完美對齊，CL RESTRAP是在自動預浸機中採用預浸膠帶製成的。在生產過程中，將原始纖維分散以產生超薄層，然後再用增韌的環氧樹脂系統浸漬以形成單向CFRP膠帶。
膠帶寬度是沿著長度連續的，並且可以根據要求進行定製。一旦膠帶生產出來，就將其固化，結果是材料比熱塑性塑料具有更高的拉伸強度和柔韌性。
CL RESTRAP柔性碳帶是通過將預浸漬的膠帶纏繞成一個連續的環狀而製成，最後的膠帶層粘結到上一層，形成一個閉環。
每條碳帶中使用的膠帶數量決定了CL RESTRAP的拉伸強度特性。使用薄預浸CFRP膠帶的主要優勢是增加了柔韌性，這意味著CL RESTRAP可以纏繞和預張緊各種結構形狀和尺寸，就像傳統的棘輪皮帶一樣。
CL RESTRAP可以通過多種方式進行錨固和張緊，其中許多可以根據項目要求進行設計和定製，裝置可以是不鏽鋼或鈦合金，並用螺紋杆或液壓柱塞加緊，還可採用任何材料進行閉合。
本文由CPRJ中國塑料橡膠公眾號根據JEC World官網內容編譯而成。