【复材视界】采用生物基环氧树脂制备而成的碳纤维风帆鳍

Sonntag鳍是为每位帆船回转赛水手、赛艇手或速滑水手定制的，它专门针对骑手的体型、骑行风格以及骑手所需的感觉和要求量身定制。这种对细节和定制制造的关注非常重视所用原材料的性能和一致性，所有新材料都必须在生产、实验室试验台和水上由车队骑手进行验证。

有鉴于此，桑塔格翅片公司（Sonntag Fins）与Sicomin的德国经销商timeout Composite接洽，寻找一种新的树脂系统，可以缩短循环时间，提高制造产量，探讨了生物基树脂体系，但Sonntag使用的第一个产品是Sicomin的SR1280层压系统，该系统可立即产生效果，缩短固化周期，并超过所有先前的机械测试目标。

2020年，Sonntag和Timeout Composite重新讨论了更具可持续性的环氧树脂体系的主题。这是Sonntag Fins完美的时机，其独特的亮绿色防紫外线外层涂料也可以采用Sicomin的GreenPoxy 33树脂使内部也变得绿色。

用新材料生产的测试碳纤维鳍片在生产试验中表现良好，对纯树脂样品进行了测试，并在140℃下进行了后固化，新的GreenPoxy 33样品在最大外阻下显示出明显更高的延伸率，这意味着固化的环氧树脂不那么易碎。随着机械性能的改善，Sonntag于2020年8月将生产转换为GreenPoxy ®33。

Sonntag鳍片在CNC机械加工的铝模中制造，使用GreenPoxy 33生物基环氧树脂和定制的编织、缝合双轴和热定型单向碳纤维织物，分五个步骤：

第1步：使用Sonntag的绿色模内涂料。

第2步：使用精密加工的模板切割的单个织物层放入模具中，然后用低粘度环氧树脂润湿。

第3步：完成层压板叠层后，将模具关闭并装入加热压机中约2个小时，以固化鳍片。

第4步：固化完成后，将鳍片从模具中取出，在140°C的烘箱中回火，然后仅需轻轻打磨即可产生最终表面粗糙度，并可获得最佳的水流动特性。

第5步：将鳍片切成所需的长度，然后将底座适配器在特定的模具中模制到碳纤维/环氧树脂刮板上。

由于每一个鳍片都针对它的骑手进行了优化，因此至关重要的是所生产的每块鳍片都必须按照设计时所采用的精确方式弯曲和扭曲，从而为骑手提供恰到好处的感觉和反馈。每一个Sonntag鳍片都在Joerg开发的独特CNC控制伺服和步进电机驱动试验台上进行测试，建立了一个测试结果数据库，不仅可以确保产品按设计运行，而且还可以验证制造过程和原材料的一致性。

Sonntag Fins的医学博士Joerg Sonntag说：“我们生产高性能的风帆鳍，在航行过程中需要承受大量的负载。鳍片需要兼具柔韧性和极高的扭转刚度，这会在树脂上施加较高的层间剪切力，尤其是在我们较软的鳍片上。对我们来说，关键的要求是一种能保持多年机械性能的树脂，而这正是Sicomin系统提供的产品。”