近年、さまざまな産業用部品、特に自動車や航空宇宙部品の製造において、軽量材料が大きな注目を集めています。より具体的には、繊維強化ポリマー (FRP) 複合材料は、重金属コンポーネントの実行可能な代替品としての有効性を証明する上で適切な道を切り開いています。2

従来のFRPはエポキシ樹脂をベースとし、カーボン繊維などの高性能繊維で補強されています。ただし、耐用年数が終了したエポキシベースの複合材料のリサイクルは非常に複雑です。一方、熱可塑性プラスチックは安価で、加工が容易で、リサイクルが簡単です。炭素繊維材料は、高強度、低密度、高比弾性率、低密度、高温耐性、耐薬品性、低電流、高熱伝導率、優れた振動および騒音減衰機能などの利点を備えており、エンジニアリング分野で広く使用されています。 。 FRP では、マトリックスポリマーは連続相として機能し、強化繊維は不連続相として機能します。
ポリマーの種類に応じて、複合材料は熱硬化性または熱可塑性のいずれかになります。
熱硬化性マトリックス複合材料と熱可塑性マトリックス複合材料の製造プロセスはまったく異なり、前者は硬化を必要とし、後者は単純な溶融および冷却プロセスを必要とします。現在、中国で最も使用されている材料は熱硬化性炭素繊維複合材料

から形成された複合材料である。同時に、中国では熱硬化技術がより完全に開発され、応用されています[19]。 [20] 対照的に、熱可塑性炭素繊維複合材料の成形技術はまだ初期段階にあり、さらなる最適化の余地があり、製造コストが高く、プロセスと技術に対する要求もますます高くなっています [21]。 熱可塑性炭素繊維材料には、かけがえのない利点があります:
1) 高い耐衝撃性 (熱硬化性樹脂の 10 倍);
2) 熱可塑性炭素繊維はリサイクル可能です。
3) 樹脂同士が溶けにくいという問題を克服できれば、2 回目の射出成形を完了できます。

これにより、成形プロセスが簡素化され、機械的特性が向上します。[33]



熱可塑性樹脂は、炭素繊維材料の中で最も一般的なマトリックス材料の 1 つであり、熱により軟化し、熱により溶融し、冷却後に安定して硬化する特性を有し、高熱により溶融し、冷却後に凝固を繰り返すことができる。熱可塑性樹脂は、耐食性、破壊靱性、耐損傷性、耐衝撃性に優れ、サイズも小さい。近年、中国では強化体としての炭素繊維とその熱可塑性材料がマトリックスとして民間および軍事の多くの側面で広く使用されている[38]。
炭素繊維強化熱可塑性複合材料にはここ数十年にわたる開発の歴史があり、さまざまな成形方法が開発されてきました。現在、製造業界で一般的な従来の成形方法は、ホットプレス缶成形、引抜成形、巻き取り成形などです。この従来の成形品の製造方法は、幅広い高度な技術に適用可能ですが、製造コストが高く、効率が低くなります。近年、光ファイバー成形の自動延伸、超音波急速圧密、レーザー圧密および電子ビーム圧密成形、真空補助成形、さらには3Dプリンティングやその他の成形技術など、さまざまな新しい成形方法が登場しています。