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境性,其在航空航天的應用正在不斷擴大。
盡管在機械上優于金屬,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,其挑戰在于設計和優化不同的阻燃性和機械性能需要大量的實驗數據。因此,很難縮短開發周期。
作為其數字化轉型計劃的一部分,東麗在CFRP工程中部署了材料信息學,并建立了一項技術,通過利用逆向概率分析,根據所需的特性完善并改進材料設計以便迅速開發材料。
該公司使用在與東北大學聯合研究中部署的自組織地圖作為該分析的工具。因此,它能夠通過少數實驗從一系列材料組中確定的組合,以實現所需的性能,并開發出一種具有阻燃性和提供正確機械性能的材料,同時還成功地設計出CFRP的基體樹脂,用于CFRP并迅速開發預浸料(CFRP的中間材料)。
該預浸料提供了與當前航空材料相當的抗壓強度、耐熱性和其他機械性能。同時,它的熱釋放率(即火災產生的熱量)比這些材料低35%。東麗計劃將逆向問題分析應用于熱導率、電導率和其他元素,以幫助設計高性能的預浸材料,滿足飛機、汽車和一般工業用途部件的多樣化需求。
東麗通過這項開發工作取得的一些進展作為日本政府內閣辦公室科學、技術和創新委員會(CSTI)的跨部委戰略創新促進計劃(SIP)下結構材料革命性設計系統"材料整合 "的一部分,該計劃由日本科學技術廳負責監督。