了解格瑞特維 如何格瑞特維 非連續熱塑性複合材料技術，重塑航太製造產業
《航空週報》網絡平台與格林、特威德公司（Greene, Tweed and Co.）的崔維斯·米斯（Travis Mease）及塞巴斯蒂安·科勒（Sébastien Kohler）進行了專題對話。這家擁有160年歷史的零部件製造商，始終為關鍵產業性能需求提供值得信賴的解決方案。
專家見面會：
Travis Mease 格瑞特維結構複合材料部門的熱塑性塑料產品經理，專精於短切纖維應用。他負責主導產品策略制定與技術藍圖的執行，推動熱塑性複合材料在新興市場的拓展。
塞巴斯蒂安·科勒（Sébastien Kohler） 格瑞特維的科學家，專攻結構與工程複合材料領域。他隸屬於一個跨職能團隊，致力於開發新型複合材料、創新製程及新零件，並特別專注於航空航天產業。
Q AW：在航空航天製造中，不連續長纖維（DLF）複合材料的優勢為何？
A TM： GT 的 Xycomp 非連續長纖維 (DLF) 熱塑性複合材料的一大 關鍵優勢在於其高度自動化的壓縮成型製程，該製程既能支援複雜的幾何形狀，也能滿足航空航天應用的大批量生產需求。我們能夠反覆生產符合 GD&T 標準的高品質零件，通常在同一托盤上同時處理多個組件，藉此在將操作員介入降至最低的同時提升產能。格瑞特維 該製程中格瑞特維 更多自動化格瑞特維 ，包括原料稱重、壓機與模具處理，以及自動纖維鋪放（AFP）強化與協作機器人去毛刺等先進功能。這不僅減少了人工接觸，同時提升了品質、產能與可靠性。相較於鋁製零件，此製程可實現 30% 至 50% 的減重效益（具體取決於鋁製零件的優化程度），同時在成本上仍能與精密、高度機加工的零件相抗衡。
SK：DLF複合材料在 注塑成型（能實現高複雜度造型但機械性能較低）與傳統連續纖維複合材料（性能優異但難以貼合複雜曲面）之間，提供了絕佳的中間方案。DLF通常能達到準各向同性鋪層約75%的剛度，以及其一半的強度，使其成為替代複雜金屬零件（尤其是鋁合金加工件）的理想選擇。 在特定應用中，其優勢更顯著——因多數典型航空級鋁合金的微觀結構對熱敏感度極高，導致強度大幅衰減；而我們的DLF在工作溫度範圍內更為穩定，能持續承受高達180°C的持續高應力。某些案例中，我們甚至成功替換鈦合金或鋼材部件，實現更顯著的減重效益。
Q AW：讓我們檢視一個具體應用案例。配備金屬前緣的DLF定子導葉，其重量與性能表現相較於全鋁導葉有何差異？
A SK：我們將商務噴射機的外導葉——一種複雜形狀的零件——認定為DLF技術的絕佳應用場景。這些零件屬於非結構件且完全浮動，我們能將其連同基座以單一網狀成型組件的方式進行注塑成型。然而，抗冰雹衝擊性能成為重大挑戰。 高速冰雹衝擊載荷情境同時涉及衝擊點下方局部壓潰與導葉的三點彎曲，使翼型剖面厚度成為關鍵。雖然增加葉片厚度可提升抗冰雹能力，但受限於固定幾何結構要求而不可行。經探索多種結合DLF與連續纖維複合材料的混合方案後，我們開發出具備卓越防護性能的金屬前緣結構。 我們透過在瑞士自主研發的冰雹衝擊測試台進行大量驗證。最終採用的共模設計——將金屬前緣與網模導葉結合——不僅提供經濟實惠的解決方案，更實現顯著減重：初期每具引擎減重四至六磅，最新版本更提升至每具引擎減重八至十磅。
A TM：這些性能要求至關重要，因為每具引擎通常在風扇葉片後方直接配置55至60片導流葉片。此結構使其承受著巨大的衝擊與耐久性考驗。我們既認知Xycomp DLF技術的優勢，亦清楚其局限性，正因如此，我們持續創新並致力開發DLF 2.0技術，以解決部分挑戰。
A TM：在航空航天領域導入新材料時，認證往往是重要的市場准入門檻。材料必須經過全面特性分析，因此我們採用經過徹底測試與驗證的材料，而非嘗試使用新材料。這在先進航空移動（AAM）等領域至關重要，因為該領域的企業受限於投資者承諾與緊迫的時程，亟需完全經過驗證的材料解決方案。格瑞特維核心優勢之一在於，我們提供一套全面的解決方案，不僅涵蓋材料特性分析，更包含預測性設計分析能力——且我們擁有經實證的卓越績效紀錄。由於我們能精準預測這些材料在各類測試情境中的表現，因此能為客戶降低風險、縮短時程並節省成本。
A SK：認證流程涵蓋多項參數的廣泛測試工作。我們針對不同環境與載荷條件下的試片，採用各類材料批次及零件配置進行全面測試。 憑藉DLF技術可調節零件厚度並整合複雜肋骨強化結構的優勢，我們同時針對不同材料厚度進行性能表徵。由此形成龐大的測試矩陣——約200塊面板，每塊含五至七個樣本，其中包含需經長期試驗的疲勞特性分析。這套完整的材料特性與性能數據庫對客戶極具價值，因其可直接採用我們的允許值數據進行自身認證流程，無需重複執行相同測試。
Q AW：根據 格瑞特維經驗，熱塑性複合材料的回收性應考量哪些因素？
A SK：認證流程涵蓋多項參數的廣泛測試工作。我們針對不同環境與載荷條件下的試片，採用各類材料批次及零件配置進行全面測試。 憑藉DLF技術可調節零件厚度並整合複雜肋骨強化結構的優勢，我們同時針對不同材料厚度進行性能表徵。由此形成龐大的測試矩陣——約200塊面板，每塊含五至七個樣本，其中包含需經長期試驗的疲勞特性分析。這套完整的材料特性與性能數據庫對客戶極具價值，因其可直接採用我們的允許值數據進行自身認證流程，無需重複執行相同測試。
A TM：我們目前正與航空材料供應商及大型航太原始設備製造商進行初步合作，探索回收利用方案。我們正測試少量回收材料——來源包括廢料、廢棄物或退役飛機——以評估其與成型製程的相容性，並開發適用的配方與工藝流程。在固定幾何結構要求下，經由探索DLF與連續纖維複合材料的各種混合方案後，我們開發出具備卓越防護性能的金屬前緣結構。 我們透過瑞士自有冰雹衝擊測試台進行全面驗證。最終的共模設計——將金屬前緣與網狀模製導葉相結合——提供具成本效益的解決方案，實現顯著減重：初期每具引擎減輕4至6磅，最新版本已提升至每具8至10磅。 A TM：這些性能要求至關重要，因為每具引擎通常在風扇葉片後方直接配置55至60片導流葉片。此結構使其承受巨大衝擊與耐久性考驗。我們既認可Xycomp DLF技術的優勢，亦清楚其局限性，因此持續創新並致力開發DLF 2.0，以解決部分挑戰。
Q AW：航空航天領域中，新型熱塑性複合材料及其製程面臨哪些法規與認證方面的挑戰？
A TM：在航空航天領域導入新材料時，認證往往是重要的市場准入門檻。材料必須經過全面特性分析，因此我們採用經過徹底測試與驗證的材料，而非嘗試使用新材料。這在先進航空移動（AAM）等領域至關重要，因為該領域的企業受限於投資者承諾與緊迫的時程，亟需完全經過驗證的材料解決方案。格瑞特維核心優勢之一在於，我們提供一套全面的解決方案，不僅涵蓋材料特性分析，更包含預測性設計分析能力——且我們擁有經實證的卓越績效紀錄。由於我們能精準預測這些材料在各類測試情境中的表現，因此能為客戶降低風險、縮短時程並節省成本。
Q AW：根據格瑞特維經驗，熱塑性複合材料的回收性應考量哪些因素？
A TM：我們目前正與航空材料供應商及大型航太原始設備製造商進行初步合作，探索回收利用方案。我們正測試少量回收材料——來源包括廢料、廢棄物，或潛在的退役飛機——以評估其與我們成型製程的相容性，並開發適當的配方與流程。 值得注意的是，部分航空馬達製造商已開始超越純粹成本考量，開始重視再生材料的環保價值，並將其視為平台的市場化特點。儘管仍處於初期階段，此現象顯示業界對航空應用中可回收材料的廣泛價值主張正逐漸形成共識。
A SK：儘管 熱塑性複合材料理論上可透過重熔實現回收，但在航空領域的實際應用仍面臨多重挑戰——尤其針對PEEK和PEKK這類高價值、耐高溫聚合物。目前回收這些材料的商業模式尚未完全確立，主要原因在於難以為已屬高價的材料設定回收版本溢價。回收材料更帶來新的認證難題，特別是針對結構性飛機部件。 這往往導致回收材料被降級應用於非結構性內裝部件，甚至轉向非航空領域如運動器材。我們已在工業與醫療應用領域推動此類回收活動，將自身廢棄物進行再利用。展望未來，預期政府法規與激勵措施將驅動循環供應鏈發展，迫使製造商認證回收材料並建立內部回收管道。憑藉技術實力，我們能協助產業開發熱塑性複合材料回收解決方案。
熱塑性解決方案的創新者，逾160年：
纖維成型與壓縮成型技術的創新方法：
在NIAR支持下實現高效材料特性分析與認證：