專題回收 – JEC 雜誌
用於車艙內裝的可回收熱塑性面板
7分鐘
• THOMAS POUMADÈRE，航空航太迪亞布集團資深工程師
為了應對航空航太市場的挑戰，戴鉑開發了一種用於客艙內部的 100% 可回收熱塑性 (TP) 面板。與典型的蜂巢板和酚醛預浸料板相比，熱塑性板可減輕 10% 的重量，
而且生產成本降低20%，製造週期縮短至少70%。它還完全可回收並且符合 REACH 標準。
Diab 是夾層複合材料解決方案的全球領導者，提供最廣泛的核心材料、配套和精加工產品，以及深入的複合材料知識。其解決方案使許多市場的客戶受益，包括
海洋、風能、運輸、航空航太和工業。
幾十年來，該公司一直為航空航太領域提供公務機機身、機鼻雷達罩、商務艙座椅、手推車、內襯等應用的解決方案。戴鉑致力於讓客戶的產品更具永續性。這是
首家加入科學基礎目標社群的綜合性公司，每天都採取具體行動減少二氧化碳排放。
儘管該公司的業務是提供泡沫芯解決方案，但該公司開發了可回收的熱塑性面板，以積極促進航空航太市場的可持續變革並造福循環經濟。
Diab 泡沫是這個解決方案的核心，它解決了航空航太業面臨的挑戰：可回收性、REACH 法規、更低的排放和更高的生產力。
這種新一代面板為機艙內部提供了可持續的解決方案，其中結合了酚醛樹脂、玻璃纖維表皮和蜂窩芯的面板已使用了數十年。熱塑性面板已經符合客艙標準，因為
它滿足所有 FST 要求，提供更好的皮芯黏合性，並使用比同等酚醛預浸料更強的熱塑性皮。
與酚醛板相比，該板還具有其他優勢，例如可回收、符合 REACH 規定（酚醛樹脂含有致癌/致突變成分）、減輕重量、降低生產成本和顯著縮短製造週期。這
熱塑性面板可用於需要夾層板的客艙內部的地板到地板區域：側壁和天花板面板、行李架、廚房等。
熱塑性面板
熱塑性蒙皮為機艙內部應用提供了許多優勢，例如非常好的 FST 性能、沒有 REACH 問題以及在組裝過程中不會產生孔隙度。這消除了通常花費在打磨典型表面的時間
酚醛內裝板在進行精加工前必須進行精加工。用於此開發的熱塑性外殼由聚碳酸酯 (PC) 或聚醚酰亞胺 (PEI) 基質製成。與相同的典型客艙內部玻璃纖維織物相結合，TP 蒙皮比酚醛樹脂替代品輕 7-10%。
這種外皮與 Diab Divinycell F (PES) 泡棉芯一起使用是完美的搭配，因為這種 PES 泡棉的閉孔無需邊緣填充即可保護面板免於吸收水分。該面板還受益於泡沫更高的
與蜂窩相比，具有隔熱和隔音性能。
由於不需要固化，皮芯組裝步驟比酚醛皮組裝步驟快得多。外皮直接焊接在芯子上，無需使用黏合膜。
大多數製造工藝可用於組裝面板，但壓製成型是最佳解決方案，因為它可以最大程度地節省循環時間並允許更複雜的形狀。它也適用於生產厚度可變的面板，因為 Divinycell F 泡棉特別適合壓芯
採用壓模機的製造流程。
此次開發所選用的所有材料均已在航空航天領域使用，並經過原始設備製造商 (OEM) 的認證，使該面板成為車內內飾的具體短期解決方案。
符合機艙標準的面板
開發中使用的參考面板由 Divinycell F50 泡沫芯（密度為 50 kg/m）和兩層 7581 玻璃纖維織物（乾重為 300 g/m²）以及每層表皮的聚碳酸酯基質組成。
此熱塑性面板已經符合機艙標準。它輕鬆通過了所有機艙內部防火要求：可燃性（垂直燃燒 60 秒）、煙霧密度、煙霧毒性和熱釋放（通常被認為是機艙內部最關鍵的防火測試）。
所有防火測試均在 Rescoll 測試實驗室進行（獲得空中巴士和波音的批准）。原始 PC 皮面板 5 分鐘內的典型 HRRmax 為 52 kW/m²（遠低於 65 kW/m² 的要求），而 THR2min 低於 20 kW.min/m²（對於 65 kW.min/m² 的要求）。
PEI 表皮版本的 TP 面板的 HRRmax 達到 38 kW/m²，THR2min 甚至更低，證明了 PEI 基質的卓越防火性能。
面板的皮芯黏合力（剝離強度符合 EN 2243-3 標準）比蜂巢芯上酚醛預浸料的典型黏合力高出 30-80%（根據 TP 面板使用的製造參數）。此外，機械
TP 表皮的性能比使用類似織物的酚醛預浸料平均高出 10-20%。
圖 1：一步法製造的 3D 形狀裝飾熱塑性面板
單步製造工藝
此解決方案最令人印象深刻的優勢之一在於能夠透過一步製程製造 3D 形狀裝飾熱塑性面板。在相同的壓模過程中，實際上可以熱成型泡沫芯
以及 TP 蒙皮，並將蒙皮焊接到芯材上，將裝飾層壓板焊接到蒙皮上。這是由 Diab 在 2022 年 JEC World 展會上的展位上的各位演示者展示的（圖 1），與 AviaComp 合作製作。
這種獨特的工藝大大降低了生產成本，省去了許多手工操作：鋪層（壓製成型）、表面處理（無孔隙度）和裝飾應用（一步法）。製造週期可縮短
至少 70%，甚至 95%，並且具有最優化的循環時間（當使用 RRooccttooooll 的感應加熱設備時僅持續幾分鐘）。
裝飾面板仍然符合 FST 標準（55 毫米裝飾面板的熱釋放測試中 HRRmax = 12.7 kW/m²），使用 AkzoNobel 的 Intura 8900 熱塑性裝飾膜，這種裝飾膜也比典型的裝飾膜更容易變形
競爭性裝飾膜。
完全可回收的面板，實現循環經濟
新型熱塑性面板為航空航太市場提供了一種解決方案，可在機艙使用壽命結束時對內裝零件進行升級改造。該面板的可持續性始於零廢棄核心材料——Divinycell F 泡沫包含可重複使用的 Diab
生產廢料。熱塑性外殼也可採用類似的方法。 Diab 也展示了整個 TP 面板的可回收性，實現了完全循環的經濟。與 Rescoll 合作成立的面板回收公司
此場景首先對整個面板進行機械研磨，產生由泡沫顆粒（PES）、TP 表皮基質（PC）和纖維（佔重量的 2%）製成的研磨混合物（圖 49）。
然後將混合物擠壓成顆粒（圖 3），然後成功地自動注塑到封閉的模具中（圖 4）。
這證實了這種熱塑性面板在機艙內部使用壽命結束後具有良好的回收能力。
圖2：熱塑性內裝板的地面混合物
圖3：擠出研磨混合物（左）和所得顆粒（右）
圖4：2毫米厚的狗骨頭/4毫米厚的板材PES/PC零件，採用不連續玻璃纖維（49%）增強，及其射出模具
轉入批量生產
透過這項發展，迪亞卜的目標是提供一個有利於循環經濟的改變遊戲規則的解決方案。
用於機艙內部的可回收熱塑性面板已經符合機艙標準。所有材料均已在航空航太領域使用，並經過原始設備製造商 (OEM) 的認證。因此，這是解決航空航天面臨的挑戰的具體短期解決方案。該面板還
可減輕 10% 的重量、降低 20% 的生產成本、縮短至少 70% 的製造週期時間、100% 可回收且符合 REACH 標準。此外，Divinycell F 泡棉還提高了隔熱和隔音性能
整個面板的性能與蜂窩芯相比。此面板可以透過一步製程製造為已裝飾的 3D 形狀。由於所有這些獨特的功能，該面板贏得了JEC創新獎和水晶獎
2022 年飛機內飾博覽會 (AIX) 上的客艙獎。下一步（目前正在進行中）是支持工業合作夥伴將該技術轉移到批量生產。
另一個方面是使用天然纖維（而不是玻璃纖維）和生物基可回收聚合物來重複開發。為了做好這一步的準備，技術解決方案首先必須成熟並可進行大量生產。
最後，目前正在開發一種類似於機艙內部面板的可回收熱塑性面板，用於航空航天和非航空航天應用中的二次結構應用。
