Hextool®Quasi-inoTropic预浸料的应用

在这次采访中，AZoM采访了Hexcel的产品和技术支持经理David Wallis，介绍了独特的预浸料HexTOOL®的成分、性能和应用。

能否简单介绍一下HexTOOL®及其主要的机械和物理性能?

HexTOOL®是一种准各向同性形式的预浸料，易于加工，以生产高质量、高表面硬度的加工公差刀具。HexTOOL®内的长纤维和随机纤维取向提供了其准各向同性特性。高纤维体积（55%）确保材料模量与连续纤维材料相当，并确保精细加工细节和表面硬度在整个材料中保持不变，无论加工表面方向和深度如何。亚博网站下载

HexTOOL®树脂的一般化学成分是什么？

Hextool®有两个主要树脂类型，M61和M81。M61是excel的增韧，第三代Bismaleimide树脂，用于模具应用，非常类似于先进的航空航天复合结构中使用的excel的M65 BMI树脂。与其他BMI树脂相比，M61具有增强的粘性，并且在室温下为30天的工作寿命。M81是一种强化，低流量的环氧树脂，用于从execel的8552树脂中使用的用于工具，该树脂再次是世界各地的复合航空航天结构中广泛应用的奇克主要系统之一。

M61提供的高TG为275°C（527°F），使其适用于高速率，长寿命生产工具，用于复合结构，固化温度为180°C（355°F）。TG为220°C（428°F）的M81适用于120°C（250°F）的部分固化温度的高速生产工具，也可考虑用于较低的速率生产和开发工具，用于部分固化温度180°C（355°F）。

HexTOOL®生产工具，用于制造GE90和GEnx涡扇发动机的碳复合材料发动机风扇叶片。图像信用：exect。

您能否简要介绍创建HexTOOL®所涉及的生产过程？这与为相同应用创建其他材料的过程相比如何？亚博网站下载

HexTOOL®采用Hexcel航空级单向碳纤维预浸料和Hexcel AS4纤维制造。预浸料带被切割成一致的、均匀的碎片或“碎片”，然后通过一个独特的过程，碎片随机定向成一个高面积重量，准各向同性，连续的“垫子”，我们以卷的形式提供给客户。

传统的加工预浸料通常是机织纤维制品，或用树脂浸渍的机织纤维布。HexTOOL®中的不连续纤维基质生产出一种非常稳定和一致的材料，其稳定性在加工过程中和加工后都能保持，而不会经历通过连续纤维结构加工时可能发生的一些运动。

HexTOOL®涡扇发动机整流罩生产工具。图像信用：exect。

HEXTOOL®的密度如何与类似应用中使用的其他材料进行比较，这将如何影响复合性的性能？亚博网站下载

Hextool®是20％的Invar的重量，通常用于高容耐电压的机加工表面模具工具，高固化温度碳复合材料部件，因为其靠近靠近CTE的低热膨胀系数（CTE）。碳复合部件。Hextool®CTE也与碳复合结构的C​​TE相匹配，因为它们是类似的材料。亚博网站下载

与Invar相比，HexTOOL®的重量更低，可将工具重量减少75%，使多种工具的移动和装载更容易，并降低了移动和提升大型Invar工具的设备需求和成本。app亚博体育与Invar工具相比，HexTOOL®较低的热质量使热压罐固化周期时间减少20%或更多。与同尺寸的HexTOOL®工具相比，Invar工具加热时需要多80%的能量。

与类似应用中使用的其他材料相比，Hextool®的性能如何？亚博网站下载

HEXTOOL®的准各向同性结构在抵抗机械和热循环疲劳方面提供了大大提高的性能。由于纤维在所有轴上定向，因此纤维交叉和长度特征的组合意味着任何缺陷或损坏不能容易地传播，这使得工具的强度和真空完整性在数百部分的生产周期上保持。

Hextool®如果工具区域损坏或需要添加以进行换刀修改，则允许轻松重新准改或修复工具。在所需区域中，可以在仅在所需区域添加材料之前将损坏的材料除去。在固化时，可以加工新材料，与原始工具表面相同。这允许使用最小停机和成本轻松修改工具，从而导致刀具结构与原始工具相同的质量。

HexTOOL®材料的高面积重量（2000 gsm和4000 gsm亚博网站下载）可缩短工具制造时间并减少浪费。由于HexTOOL®没有特定的材料方向，因此可以根据需要切割和拼接材料，以减少和消除浪费，材料切割损失通常小于5%。

用于飞机舵部件的HexTOOL®工具。图片来源：Hexcel

您能否描述HEXTOOL®M61和M81之间的主要差异？

如前所述，M61和M81之间的区别在于树脂系统。两种材料的纤维类型、纤维体积和长度以及预浸料制造工艺相同。刀具制造和加工工艺也相同，M61和M81根据树脂系统具有不同的固化周期。亚博网站下载

在HexTOOL®用户指南中详细介绍了工具制造的推荐固化周期和流程http://www.hexcel.com/resources/technology-manuals

你能跟我们说说CFAN最近的工作吗?

我们了解到CFAN在开发复合模具的过程中正在研究各种模具材料。亚博网站下载作为客户，CFAN使用Hexcel的HexPly®材料制造复合风扇叶片。亚博网站下载由于我们了解CFAN的零件和生产速度要求，我们提出了HexTOOL®M61作为解决方案，可以提供高公差和生产寿命，这是CFAN希望通过复合模具实现的。

在对复合刀具技术进行了为期22个月的广泛内部评估后，CFAN选择HexTOOL®M61作为其风扇叶片复合刀具。正如CFAN高级制造工程师Tom Lednicky所评论的，“在多个固化周期内，HexTOOL®材料使用标准CFAN操作实践证明了高水平的工具尺寸稳定性、优异的真空完整性和工具耐久性。”亚博网站下载

为什么HexTOOL®是一种用于发动机风扇叶片加工的有益材料？

商用发动机风扇叶片的高公差、复杂的几何形状和高生产率要求类似的高公差和稳定的工具。HexTOOL®提供高硬度的加工公差表面，通过数百个零件涂敷和固化周期保持尺寸稳定性，表面光洁度和真空完整性。

HexTOOL®还能如何被航空航天工业利用?

随着航空复合材料结构尺寸的增长，制造这些结构所需的工具也在增长。在使用自动纤维放置(AFP)来制造复合材料结构时，通常需要在纤维放置过程中精确旋转工具。

金属工具的重量对于自动化工艺和设备来说可能是不允许的，有时在叠层过程中使用重量较轻的复合工具，然后将零件转移到单独的金属工具进行固化。app亚博体育

使用单独的固化工具的原因是，传统的复合芯轴可能不适合工具寿命中预期的数百个固化周期。HexTOOL的加工表面公差，重量轻，生产寿命长，允许一种工具代替两种工具。这也消除了由于将复合材料部件从堆焊工具转移到单独的固化工具而对复合材料部件质量造成的潜在风险。

HexTOOL®欧米茄和Spar截面演示工具。图像信用：exect。

您对HexTOOL®未来的应用领域有何展望?目前是否正在进行进一步的改进?

对于HexTOOL®M81，我们正在为低速率和开发工具开发非高压釜固化周期。通过M61和M81，我们在内部和与客户一起不断开发设计和制造复合工具的新方法，以控制和降低总工具成本。

这些项目包括较低的成本工具主材料以及刀具制作方法，可去除主工具的要求，这可能是复合工具项目亚博网站下载的重要时间和成本节约。我们了解，成本，时间和交付验证的工具技术的管理是对我们所有客户的重要要求。

戴维·沃利斯

David Wallis是Hexcel的产品和技术支持经理，负责Hexcel的模具材料。亚博网站下载David在航空航天和复合材料制造领域有20年的经验，担任过制造工程师、运营经理和产品管理等多种职务。

在他目前的职位上，David领导着Matrix美洲技术支持团队，包括Hexcel模具材料的产品开发。亚博网站下载他就职于Hexcel在美国盐湖城的碳纤维、树脂和预浸料生产基地。

大卫原籍英国，于2001年移居美国。在业余时间，他喜欢和家人一起滑雪。足球和山地自行车是他最喜欢的运动之一。