في السنوات الأخيرة، تلقت المواد خفيفة الوزن الكثير من الاهتمام في تصنيع المكونات الصناعية المختلفة، وخاصة مكونات السيارات والفضاء. وبشكل أكثر تحديدًا، مهدت مركبات البوليمر المقوى بالألياف (FRP) طريقًا مناسبًا لإثبات نفسها بنجاح كبديل قابل للتطبيق للمكونات المعدنية الثقيلة.

يعتمد FRP التقليدي على راتنجات الايبوكسي ويتم تعزيزه بألياف عالية الأداء مثل ألياف الكربون. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير المركبات القائمة على الإيبوكسي في نهاية عمرها الإنتاجي أمر معقد للغاية. ومن ناحية أخرى، فإن اللدائن الحرارية أرخص وأسهل في المعالجة وإعادة التدوير. تتميز مواد ألياف الكربون بمزايا القوة العالية، والكثافة المنخفضة، والمعامل النوعي العالي والكثافة الصغيرة، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والمقاومة الكيميائية، والتيار المنخفض، والموصلية الحرارية العالية، ووظائف ممتازة لتخميد الاهتزاز والضوضاء، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في المجال الهندسي. . في FRP، يعمل بوليمر المادة كمرحلة مستمرة وتعمل ألياف التسليح كمرحلة متقطعة.

اعتمادًا على نوع البوليمر، يمكن أن يكون المركب إما متصلبًا بالحرارة أو لدنًا بالحرارة.
تختلف عمليات تصنيع مركبات المصفوفة المتصلبة بالحرارة ومركبات المصفوفة البلاستيكية الحرارية تمامًا، حيث تتطلب الأولى معالجة بينما تتطلب الثانية عملية ذوبان وتبريد بسيطة. حاليًا، المواد الأكثر استخدامًا في الصين هي المركبات المتكونة من مركبات ألياف الكربون الحرارية. وفي الوقت نفسه، تم تطوير وتطبيق تقنية المعالجة الحرارية بشكل كامل في الصين.
في المقابل، فإن تكنولوجيا صب مركبات ألياف الكربون البلاستيكية الحرارية لا تزال في مهدها، ولا يزال هناك مجال لمزيد من التحسين، فضلا عن ارتفاع تكاليف التصنيع والمتطلبات العالية بشكل متزايد على العملية والتكنولوجيا.
تتمتع مواد ألياف الكربون البلاستيكية الحرارية بمزايا لا يمكن الاستغناء عنها:
1) مقاومة عالية للصدمات (أعلى بـ 10 مرات من المقاومة الحرارية)؛
2) يمكن إعادة تدوير ألياف الكربون البلاستيكية الحرارية؛
3) إذا تمكنا من التغلب على مشكلة عدم ذوبان الراتنجات بسهولة مع بعضها البعض، فيمكننا إكمال قالب الحقن الثاني.
وهذا يبسط عملية التشكيل ويحسن الخواص الميكانيكية.



يعد راتينج اللدائن الحرارية أحد أكثر مواد المصفوفة شيوعًا في مواد ألياف الكربون، ويمتلك خصائص التليين بالحرارة، والذوبان بالحرارة، والتصلب المستقر بعد التبريد، ويمكن صهره بالحرارة العالية وتصلبه بشكل متكرر بعد التبريد. تتميز راتنجات اللدائن الحرارية بثبات ممتاز في التآكل، وصلابة للكسر، ومقاومة للتلف، ومقاومة للصدمات، وهي صغيرة الحجم. في السنوات الأخيرة، تم استخدام ألياف الكربون كجسم معزز وموادها البلاستيكية الحرارية كمصفوفة على نطاق واسع في العديد من الجوانب المدنية والعسكرية في الصين.

تتمتع مركبات اللدائن الحرارية المقواة بألياف الكربون بتاريخ من التطور في العقود الأخيرة، وقد تم تطوير مجموعة متنوعة من طرق التشكيل المختلفة. في الوقت الحاضر، طرق التشكيل التقليدية الأكثر شيوعًا في الصناعة التحويلية هي: قولبة العلب بالضغط الساخن، وقولبة بولتروسيون، وقولبة اللف، وما إلى ذلك. على الرغم من أن طريقة إنتاج القوالب التقليدية هذه قابلة للتطبيق على نطاق واسع من المستوى العالي من التكنولوجيا، إلا أن تكلفة الإنتاج مرتفعة وكفاءة منخفضة. في السنوات الأخيرة، ظهرت مجموعة متنوعة من أساليب التشكيل الجديدة، بما في ذلك النشر التلقائي لقولبة الألياف الضوئية، والدمج السريع بالموجات فوق الصوتية، والدمج بالليزر وقولبة توحيد شعاع الإلكترون، والقولبة بمساعدة الفراغ، بالإضافة إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقنيات القولبة الأخرى.