Există o gamă largă de materii prime pentru compozite, inclusiv rășini, fibre și materiale de bază, iar fiecare material are propriile sale proprietăți unice de rezistență, rigiditate, duritate și stabilitate termică, cu costuri și randamente variate. Cu toate acestea, performanța finală a unui material compus în ansamblu nu este legată doar de matricea și fibrele de rășină (precum și de materialul de bază dintr -o structură de material sandwich), ci și strâns legate de metoda de proiectare și procesul de fabricație al materialelor din structură. În această lucrare, vom introduce metodele de fabricație utilizate în mod obișnuit pentru compozite, principalii factori de influență ai fiecărei metode și modul în care sunt selectate materiile prime pentru diferite procese.
Modelare prin pulverizare
1, Descrierea metodei: Materialul de întărire a fibrelor scurte și sistemul de rășină în același timp pulverizat în matriță, apoi întăriți sub presiune atmosferică în produsele compozite termozetând ale unui proces de modelare.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: în principal poliester
Fibră: fire de fibră de sticlă grosieră
Material de bază: Niciuna, trebuie să fie combinată doar cu placaj
3. Avantaje principale:
1) Istoria lungă a meșteșugului
2) Cost redus, amenajarea rapidă a fibrei și rășinii
3) Cost mic de mucegai
4, principalele dezavantaje:
1) Placajul este ușor de format cu o suprafață bogată în rășini, cu greutate mare
2) Se pot utiliza doar fibre cu tăietură scurtă, care limitează serios proprietățile mecanice ale placajului.
3) Pentru a facilita pulverizarea, vâscozitatea din rășină trebuie să fie suficient de scăzută, pierzând proprietățile mecanice și termice ale materialului compozit.
4) Conținutul ridicat de stiren al rășinii pulverizate înseamnă că există un pericol potențial ridicat pentru operator, iar vâscozitatea scăzută înseamnă că rășina poate pătrunde cu ușurință în hainele de lucru ale angajatului și poate intra în contact direct cu pielea.
5) Concentrația de stiren volatil în aer este dificil de îndeplinit cerințele legale.
5. Aplicații tipice:
Garduri simple, panouri structurale cu sarcină mică, cum ar fi caroserii auto decaporabile, carafurile de camioane, cada și bărcile mici.
Formarea mâinilor
1, Descrierea metodei: Infiltrează manual rășina în fibre, fibrele pot fi țesute, împletite, cusute sau legate și alte metode de întărire, modelarea la așezare manuală se face de obicei cu role sau perii, iar apoi rășina este stoarsă cu un role de lipire pentru a-l face să pătrundă în fibre. Placajul este plasat sub presiune normală pentru a vindeca.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: nu sunt disponibile cerințe, epoxidice, poliester, ester pe bază de polietilenă, rășini fenolice
Fibră: Fără cerințe, dar greutatea de bază a fibrei Aramid mai mari este dificil de infiltrat cu mâna pusă
Material de bază: nicio cerință
3, principalele avantaje:
1) Istorie lungă a tehnologiei
2) Ușor de învățat
3) Cost scăzut de mucegai dacă utilizați rășina de întărire a temperaturii camerei
4) O alegere largă de materiale și furnizori
5) Conținut ridicat de fibre, fibre mai lungi utilizate decât procesul de pulverizare
4, Principalele dezavantaje:
1) Amestecarea din rășină, conținutul de rășină laminat și calitatea sunt strâns legate de competența operatorului, este dificil să se obțină conținut scăzut de rășină și porozitate scăzută a laminatului
2) Pericole de sănătate și siguranță din rășină, cu cât este mai mică greutatea moleculară a rășinii de întoarcere a mâinilor, cu atât este mai mare amenințarea potențială pentru sănătate, cu atât vâscozitatea înseamnă că rășina este mai probabil să pătrundă în hainele de lucru ale angajaților și, astfel, să intre în contact direct cu pielea.
3) Dacă nu este instalată o ventilație bună, concentrația de stiren se evaporă din esteri pe bază de poliester și polietilenă este dificil de îndeplinit cerințele legale
4) Vâscozitatea rășinii de mână de mână trebuie să fie foarte scăzută, astfel încât conținutul de stiren sau alți solvenți trebuie să fie ridicat, pierzând astfel proprietățile mecanice/termice ale materialului compozit.
5) Aplicații tipice: lame standard ale turbinei eoliene, bărci produse în masă, modele arhitecturale.
Proces de bagaj în vid
1. Descrierea metodei: Procesul de bagaj în vid este o extensie a procesului de mai sus, de mână, adică sigilarea unui strat de peliculă de plastic pe matriță va fi vid de placaj la nivel manual, aplicând o presiune atmosferică pe placaj pentru a obține efectul epuizării și întăririi, pentru a îmbunătăți calitatea materialului compus.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: în principal, rășini epoxidice și fenolice, ester pe bază de poliester și polietilenă nu se aplică, deoarece conțin stiren, volatilizarea în pompa de vid
Fibră: nicio cerință, chiar dacă greutatea de bază a fibrelor mai mari poate fi infiltrată sub presiune
Material de bază: nicio cerință
3. Avantaje principale:
1) Se poate realiza un conținut mai mare de fibre decât procesul standard de întoarcere a mâinilor
2) Raportul de gol este mai mic decât procesul standard de așezare a mâinii.
3) Sub presiune negativă, rășina curge suficient pentru a îmbunătăți gradul de infiltrare a fibrelor, desigur, o parte din rășină va fi absorbită de consumabilele de vid
4) Sănătate și siguranță: Procesul de bagaj în vid poate reduce eliberarea de volatile în timpul procesului de întărire
4, Principalele dezavantaje:
1) Procesul suplimentar crește costurile forței de muncă și a materialului de pungă de vid de unică folosință
2) Cerințe de abilități mai mari pentru operatori
3) Amestecarea din rășină și controlul conținutului de rășină depinde în mare măsură de competența operatorului
4) Deși pungile de vid reduc eliberarea de volatile, riscul pentru sănătate pentru operator este încă mai mare decât cel al procesului de perfuzie sau prepreg
5, Aplicații tipice: Yachts de dimensiuni mari, un singur ediție limitată, piese auto de curse, proces de construcție navală a legăturii de material principal.
Modelare înfășurată
1. Descrierea metodei: Procesul de înfășurare este utilizat practic pentru fabricarea pieselor structurale în formă rotundă, rotundă sau ovală, cum ar fi conductele și jgheaburile. Pachetele de fibre sunt impregnate cu rășină și apoi sunt înfășurate pe un mandrel în diferite direcții. Procesul este controlat de mașina de înfășurare și de viteza mandrelului.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: nicio cerință, cum ar fi epoxidică, poliester, ester pe bază de polietilenă și rășină fenolică etc.
Fibră: Fără cerințe, utilizarea directă a pachetelor de fibre ale cadrului bobinei, nu este necesar să țese sau să coase
Material de bază: nicio cerință, dar pielea este de obicei un material compozit cu un singur strat
3. Principalele avantaje:
(1) Viteza de producție rapidă este un mod economic și rezonabil
(2) Conținutul de rășină poate fi controlat prin măsurarea cantității de rășină transportată de pachetele de fibre care trec prin canelura de rășină.
(3) Costul minimizat al fibrei, fără proces de țesut intermediar
(4) Performanță structurală excelentă, deoarece pachetele de fibre liniare pot fi așezate de -a lungul diferitelor direcții ale rulmentului de sarcină
4. Dezavantaje principale:
(1) Procesul este limitat la structuri goale rotunde.
(2) Fibrele nu sunt aranjate cu ușurință și precisă de -a lungul direcției axiale a componentei
(3) Costul mai mare al modelării pozitive pentru mandrel pentru piese structurale mari
(4) Suprafața exterioară a structurii nu este o suprafață a matriței, deci estetica este mai rea
(5) Utilizarea rășinii cu vâscozitate scăzută, trebuie să acorde atenție proprietăților mecanice și performanței pentru sănătate și siguranță
Aplicații tipice: rezervoare și țevi de depozitare chimică, cilindri, rezervoare de respirație a pompierilor.
Modelarea pultruziunii
1. Descrierea metodei: din pachetul de fibre desenat de bobină, impregnat cu lipici prin placa de încălzire, în placa de încălzire pentru a completa rășina pe infiltrarea fibrelor și a controla conținutul de rășină și, în final, materialul va fi întărit în forma necesară; Această formă a produsului curat fix este tăiată mecanic în lungimi diferite. De asemenea, fibrele pot intra în placa fierbinte în direcții, altele decât 0 grade. Extruziunea și modelarea întinsă este un proces de producție continuu, iar secțiunea transversală a produsului are de obicei o formă fixă, permițând variații ușoare. Va trece prin placa fierbinte a materialului pre-umezit fixat și se va răspândi în matriță întărirea imediat, deși un astfel de proces este mai puțin continuu, dar poate realiza schimbarea formei de secțiune transversală.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: de obicei epoxid, poliester, ester pe bază de polietilenă și rășină fenolică etc.
Fibră: nicio cerință
Material de bază: nu este utilizat frecvent
3. Avantaje principale:
(1) Viteza rapidă de producție, este un mod economic și rezonabil de pre-umezire și vindecare a materialelor
(2) Controlul precis al conținutului de rășină
(3) Minimizarea costurilor fibrelor, fără proces de țesut intermediar
(4) Proprietăți structurale excelente, deoarece pachetele de fibre sunt aranjate în linii drepte, fracția de volum de fibre este ridicată
(5) Zona de infiltrare a fibrelor poate fi sigilată complet pentru a reduce eliberarea de volatile
4. Principalele dezavantaje:
(1) Procesul limitează forma secțiunii transversale
(2) Costul mai mare al plăcii de încălzire
5. Aplicații tipice: fascicule și armături de structuri de locuințe, poduri, scări și garduri.
Procesul de modelare a transferului de rășină (RTM)
1. Descrierea metodei: fibrele uscate sunt așezate în matrița inferioară, care poate fi prepresurizată pentru a face ca fibrele să se potrivească cu forma mucegaiului cât mai mult posibil și să fie legate adeziv; Apoi, matrița superioară este fixată pe matrița inferioară pentru a forma o cavitate, iar apoi rășina este injectată în cavitate. Injecția de rășină asistată de vid și infiltrarea fibrelor, cunoscute sub numele de injecție de rășină asistată de vid (VARI), este frecvent utilizată. Odată ce infiltrarea fibrelor este completă, supapa de introducere a rășinii este închisă și compozitul este întărit. Injecția de rășină și întărirea se pot face fie la temperatura camerei, fie la condiții încălzite.
2. Selectarea materialelor:
Rășină: de obicei epoxidică, poliester, ester polivinil și rășină fenolică, rășina bismaleimidă poate fi utilizată la temperatură ridicată
Fibră: nicio cerință. Fibra cusută este mai potrivită pentru acest proces, deoarece decalajul dintre pachetul de fibre este propice transferului de rășină; Există fibre special dezvoltate pot promova fluxul de rășină
Material de bază: spuma celulară nu este potrivită, deoarece celulele fagurelor vor fi umplute cu rășină, iar presiunea va determina prăbușirea spumei.
3. Principalele avantaje:
(1) Fracție mai mare de volum de fibre, porozitate scăzută
(2) Mediul de funcționare a sănătății și siguranței, curat și ordonat, deoarece rășina este complet sigilată.
(3) Reduceți utilizarea forței de muncă
(4) laturile superioare și inferioare ale părților structurale sunt suprafețe modelate, ceea ce este ușor pentru tratarea ulterioară a suprafeței.
4. Dezavantaje principale:
(1) Matrițele utilizate împreună sunt costisitoare, grele și relativ voluminoase pentru a rezista la o presiune mai mare.
(2) limitat la fabricarea pieselor mici
(3) Zonele nedorite pot apărea cu ușurință, rezultând un număr mare de resturi
5. Aplicații tipice: navetă spațială mică și complexă și piese auto, scaune de tren.
Timpul post: 08-2024 august
