Nos últimos anos, os materiais leves têm recebido muita atenção na fabricação de diversos componentes industriais, especialmente componentes automotivos e aeroespaciais. Mais especificamente, os compósitos de polímero reforçado com fibra (FRP) abriram um caminho adequado para se provarem com sucesso como uma alternativa viável aos componentes de metal pesado.

O FRP convencional é baseado em resinas epóxi e reforçado com fibras de alto desempenho, como fibras de carbono. No entanto, a reciclagem de compósitos à base de epóxi no final da sua vida útil é bastante complicada. Por outro lado, os termoplásticos são mais baratos, mais fáceis de processar e fáceis de reciclar. Os materiais de fibra de carbono têm as vantagens de alta resistência, baixa densidade, alto módulo específico, pequena densidade, resistência a altas temperaturas, resistência química, baixa corrente, alta condutividade térmica e excelentes funções de amortecimento de vibração e ruído, que têm sido amplamente utilizadas no campo da engenharia. . No FRP, o polímero da matriz atua como uma fase contínua e as fibras de reforço atuam como uma fase descontínua.

Dependendo do tipo de polímero, o compósito pode ser termofixo ou termoplástico.
Os processos de fabricação de compósitos de matriz termofixa e compósitos de matriz termoplástica são bastante diferentes, com o primeiro exigindo cura e o último exigindo um processo simples de fusão e resfriamento. Atualmente, os materiais mais utilizados na China são compósitos formados a partir de compósitos de fibra de carbono termofixos. Ao mesmo tempo, a tecnologia de cura térmica foi desenvolvida e aplicada de forma mais completa na China.
Em contraste, a tecnologia de moldagem de compósitos termoplásticos de fibra de carbono ainda está em sua infância e ainda há espaço para maior otimização, bem como altos custos de fabricação e requisitos cada vez mais elevados de processo e tecnologia.
Materiais termoplásticos de fibra de carbono têm vantagens insubstituíveis:
1) Alta resistência ao impacto (10 vezes maior que o termofixo);
2) Fibras termoplásticas de carbono podem ser recicladas;
3) Se conseguirmos superar o problema da resina não derreter facilmente entre si, poderemos concluir a segunda moldagem por injeção.
Isso simplifica o processo de moldagem e melhora as propriedades mecânicas.



A resina termoplástica é um dos materiais de matriz mais comuns em materiais de fibra de carbono, possuindo as características de amolecimento por calor, derretimento por calor e endurecimento estável após o resfriamento, e pode ser derretido por alto calor e solidificado repetidamente após o resfriamento. As resinas termoplásticas têm excelente estabilidade à corrosão, tenacidade à fratura, resistência a danos e resistência ao impacto e são de tamanho pequeno. Nos últimos anos, a fibra de carbono como corpo de reforço e seu material termoplástico como matriz têm sido amplamente utilizados em muitos aspectos civis e militares na China.

Os compósitos termoplásticos reforçados com fibra de carbono têm uma história de desenvolvimento nas últimas décadas e uma variedade de métodos de moldagem diferentes foram desenvolvidos. Atualmente, os métodos de moldagem convencionais mais comuns na indústria de manufatura são: moldagem por prensagem a quente, moldagem por pultrusão, moldagem por enrolamento e assim por diante. Embora este método de produção de moldagem convencional seja aplicável a uma ampla gama de alto nível de tecnologia, o custo de produção é alto e de baixa eficiência. Nos últimos anos, surgiram uma variedade de novos métodos de moldagem, incluindo a propagação automática de moldagem de fibra óptica, consolidação rápida ultrassônica, consolidação a laser e moldagem por consolidação por feixe de elétrons, moldagem assistida por vácuo, bem como impressão 3D e outras tecnologias de moldagem.