由于CFRP具有高比強度和比彈性模量,具備出色的抗疲勞性和耐環(huán)境性,其在航空航天的應(yīng)用正在不斷擴大。
盡管在機械上優(yōu)于金屬,但CFRP確實存在一些功能缺陷。比如阻燃性和導電性。因此,需要額外的材料和工藝來彌補這一不足。提高阻燃性能是必需的,其挑戰(zhàn)在于設(shè)計和優(yōu)化不同的阻燃性和機械性能需要大量的實驗數(shù)據(jù)。因此,很難縮短開發(fā)周期。
作為其數(shù)字化轉(zhuǎn)型計劃的一部分,東麗在CFRP工程中部署了材料信息學,并建立了一項技術(shù),通過利用逆向概率分析,根據(jù)所需的特性完善并改進材料設(shè)計以便迅速開發(fā)材料。
該公司使用在與東北大學聯(lián)合研究中部署的自組織地圖作為該分析的工具。因此,它能夠通過少數(shù)實驗從一系列材料組中確定的組合,以實現(xiàn)所需的性能,并開發(fā)出一種具有阻燃性和提供正確機械性能的材料,同時還成功地設(shè)計出CFRP的基體樹脂,用于CFRP并迅速開發(fā)預浸料(CFRP的中間材料)。
該預浸料提供了與當前航空材料相當?shù)目箟簭姸取⒛蜔嵝院推渌麢C械性能。同時,它的熱釋放率(即火災(zāi)產(chǎn)生的熱量)比這些材料低35%。東麗計劃將逆向問題分析應(yīng)用于熱導率、電導率和其他元素,以幫助設(shè)計高性能的預浸材料,滿足飛機、汽車和一般工業(yè)用途部件的多樣化需求。
東麗通過這項開發(fā)工作取得的一些進展作為日本政府內(nèi)閣辦公室科學、技術(shù)和創(chuàng)新委員會(CSTI)的跨部委戰(zhàn)略創(chuàng)新促進計劃(SIP)下結(jié)構(gòu)材料革命性設(shè)計系統(tǒng)"材料整合 "的一部分,該計劃由日本科學技術(shù)廳負責監(jiān)督。