Komposiitide jaoks, sealhulgas vaigud, kiud ja põhimaterjalid, on lai valik tooraineid ning igal materjalil on oma ainulaadsed tugevuse, jäikuse, sitkuse ja termilise stabiilsuse omadused, erineva kulude ja saagikusega. Komposiitmaterjali kui terviku lõplik jõudlus ei ole seotud mitte ainult vaigu maatriksi ja kiududega (nagu ka Sandwichi materjali struktuuri südamikumaterjal), vaid ka tihedalt seotud konstruktsiooni materjalide projekteerimismeetodi ja tootmisprotsessiga. Selles artiklis tutvustame komposiitide jaoks tavaliselt kasutatavaid tootmismeetodeid, mis on iga meetodi peamised mõjutavad tegurid ja kuidas toorained valitakse erinevate protsesside jaoks.
Pihustusvormimine
1, meetodi kirjeldus: Lühikeste kiudude tugevdusmaterjal ja vaigusüsteem pihustati samal ajal vormi ja seejärel raviti atmosfäärirõhu all vormimisprotsessi termoatseerivateks komposiitproduktideks.
2. materjalivalik:
Vaik: peamiselt polüester
Kiud: jäme klaaskiust lõng
Põhimaterjal: puudub, seda tuleb kombineerida ainult vineeriga
3. peamised eelised:
1) Pikk viimistlemise ajalugu
2) Odav, kiire kiudaine ja vaigu paigutamine
3) Madala hallituse maksumus
4, peamised puudused:
1) vineeri on lihtne moodustada vaigurikkat piirkonda, suure kaaluga
2) Kasutada saab ainult lühikesi kiude, mis piiravad vineeri mehaanilisi omadusi tõsiselt.
3) Pihustamise hõlbustamiseks peab vaiku viskoossus olema piisavalt madal, kaotades komposiitmaterjali mehaanilised ja soojuslikud omadused.
4) Pihustusvaigu kõrge stüreenisisaldus tähendab, et operaatoril on suur potentsiaalne oht ja madal viskoossus tähendab, et vanus võib hõlpsalt tungida töötaja tööriidesse ja puutuda nahaga otsesesse kontakti.
5) Lenduva stüreeni kontsentratsiooni õhus on juriidiliste nõuete täitmine keeruline.
5. Tüüpilised rakendused:
Lihtsad piirded, madala koormusega konstruktsioonpaneelid, näiteks kabrioletavad autokehad, veoautode paigaldamised, vannid ja väikesed paadid.
Käte paigutus vormimine
1, meetod Kirjeldus: vaigu käsitsi infiltreerige kiududesse, kiudu saab koondada, punuda, õmmelda või siduda ning muud tugevdamismeetodid, käte paigaldamist tehakse tavaliselt rullide või pintslitega ning seejärel pigistatakse vanus liimirulliga, et see paistab kiududesse. Vinepuu pannakse raviks normaalse rõhu all.
2. materjalivalik:
Vaik: puudub nõue, epoksü, polüester, polüetüleenil põhinev ester, fenoolvaigud
Kiud: puuduvad nõuded, kuid suurema aramiidikiudaabi põhikaal on käsitsi pandud keeruline sisse tungida
Põhimaterjal: puudub nõue
3, peamised eelised:
1) pikk tehnoloogia ajalugu
2) Lihtne õppida
3) Toatemperatuuri kõvenemise vaigu kasutamisel madala hallitusega kulud
4) materjalide ja tarnijate lai valik
5) kõrge kiudainesisaldus, pikemad kiud kui pihustamisprotsess
4, peamised puudused:
1) Vaigu segunemine, laminaadi vaigusisaldus ja kvaliteet on tihedalt seotud operaatori oskusega, on keeruline saada madalat vaigusisaldust ja laminaadi madalat poorsust
2) Vaigu tervise- ja ohutusoht, mida madalam on käepaiga vaigu molekulmass, seda suurem on potentsiaalne terviseoht, seda madalam viskoossus tähendab, et vanus tungib tõenäolisemalt töötajate tööriidesse ja on seega otsese kokkupuutega nahaga.
3) Kui head ventilatsiooni ei paigaldata, on stüreeni kontsentratsioon aurustunud polüestrist ja polüetüleenpõhistest estritest õhku, et õigusnõudeid täita on keeruline
4) Käsipastavaiku viskoossus peab olema väga madal, seega peab stüreeni või muude lahustite sisaldus olema kõrge, kaotades seega komposiitmaterjali mehaanilised/termilised omadused.
5) Tüüpilised rakendused: standardsed tuuleturbiini terad, masstoodetud paadid, arhitektuurimudelid.
Tolmuimejaprotsess
1. Meetodi kirjeldus: tolmuimemise protsess on ülaltoodud käsitsi paikade laiendamine, st plastkile kihi pitseerimine vormile on käsitsi palav vineeri vaakum, rakendades vineerile atmosfäärirõhku, et saavutada kurnamise ja pingutamise mõju, et parandada komposipsematerjali kvaliteeti.
2. materjalivalik:
Vaik: peamiselt epoksü- ja fenoolvaigud, polüester ja polüetüleenpõhine ester ei ole rakendatavad, kuna need sisaldavad stüreeni, lendudes vaakumpumbasse
Kiud: puudub nõue, isegi kui suuremate kiudude alusmass saab rõhu all sissetungida
Põhimaterjal: puudub nõue
3. peamised eelised:
1) Saada on kõrgema kiudainesisalduse kui tavaline käe paigutamine
2) Voidsuhe on madalam kui tavaline käe paigutamise protsess.
3) Negatiivse rõhu all voolab vanus piisavalt kiudainete infiltratsiooni parandamiseks. Muidugi imendub osa vaigust vaakumitarvete abil
4) Tervis ja ohutus: tolmuimemise protsess võib vähendada lenduvate ainete vabanemist kõvenemise ajal
4, peamised puudused:
1) Täiendav protsess suurendab tööjõukulusid ja ühekordselt kasutatavat vaakumkoti materjali
2) Operaatorite kõrgemad oskuste nõuded
3) Vaigu segamine ja vaigusisalduse kontroll sõltub suuresti operaatori oskusest
4) Kuigi vaakumkotid vähendavad lenduvate ainete vabanemist, on operaatori terviseoht endiselt kõrgem kui infusiooni- või ettevalmistamise protsessil
5, Tüüpilised rakendused: suur suurus, ühe piiratud väljaandega jahi, võidusõiduautode osad, südamiku materjali sidumise laevaehitusprotsess.
Mähis vormimine
1. Meetodi kirjeldus: mähise protsessi kasutatakse põhimõtteliselt õõnsate, ümmarguste või ovaalsete kujuliste konstruktsiooniosade, näiteks torude ja künade tootmiseks. Kiudkimbud on vaiguga immutatud ja haaratakse seejärel erinevates suundades. Protsessi kontrollib mähise masin ja mandri kiirus.
2. materjalivalik:
Vaik: puudub nõue, näiteks epoksü, polüester, polüetüleenil põhinev ester ja fenoolne vanus jne.
Kiud: puuduvad nõuded, pooliraami kiudude otsene kasutamine, ei pea kootud kiu kangasse kootud kudumist ega õmblemist
Põhimaterjal: puudub nõue, kuid nahk on tavaliselt ühekihiline komposiitmaterjal
3. peamised eelised:
(1) Kiire tootmiskiirus, on majanduslik ja mõistlik viisi koondamiste jaoks
(2) Vaigusisaldust saab kontrollida, mõõtes vaigukimpude poolt läbi viidud vaigu kogust.
(3) Kiudude minimeeritud kulud, vahepealne kudumisprotsess
(4) Suurepärane struktuurne jõudlus, kuna lineaarseid kiudusid saab paigutada erinevatele koormuslaagrisuundadele
4. peamised puudused:
(1) Protsess piirdub ümarate õõnsate struktuuridega.
(2) Kiud ei ole komponendi aksiaalse suunaga hõlpsalt ja täpselt paigutatud
(3) suurte konstruktsiooniosade mandri positiivse vormimise kõrgemad kulud
(4) Konstruktsiooni välimine pind ei ole hallituse pind, seega on esteetika hullem
(5) Madala viskoossusega vaigu kasutamine peab pöörama tähelepanu mehaanilistele omadustele ning tervise- ja ohutuse jõudlusele
Tüüpilised rakendused: keemilised hoiumahutid ja torud, silindrid, tuletõrjujate hingamispaagid.
Pultusioonvormimine
1. Meetodi kirjeldus: kütteplaadi kaudu liimiga immutatud kiudude kimbust tõmmatud kiudude komplektist, et täita vanus kiu infiltratsioonil, ja kontrollida vaigu sisaldust ning lõppkokkuvõttes ravitakse materjal nõutavasse kuju; Fikseeritud kõvendatud toote see kuju lõigatakse mehaaniliselt erinevaks pikkuseks. Kiud saavad kuuma plaadi siseneda ka muudes suunas kui 0 kraadi. Ekstrusioon ja veniv vormimine on pidev tootmisprotsess ja toote ristlõigetel on tavaliselt fikseeritud kuju, mis võimaldab väikseid variatsioone. Läbib eelnimetatud materjali kuuma plaadi fikseeritud ja levib kohe vormi, ehkki selline protsess on vähem pidev, kuid võib saavutada ristlõike kuju muutuse.
2. materjalivalik:
Vaik: tavaliselt epoksü, polüester, polüetüleenil põhinev ester ja fenoolne vanus jne.
Kiud: puudub nõue
Põhimaterjal: tavaliselt ei kasutata
3. peamised eelised:
(1) Kiire tootmiskiirus, on ökonoomne ja mõistlik viis materjalide eel- ja kõvenemiseel
(2) Vaigu sisu täpne kontroll
(3) Kiudude kulude minimeerimine, vahepealne kudumisprotsess
(4) Suurepärased struktuurilised omadused, kuna kiudude kimbud on paigutatud sirgjooneliselt, on kiudaine maht kõrge
(5) Kiudude infiltratsiooniala saab lenduvate ainete vabanemise vähendamiseks täielikult pitseerida
4. peamised puudused:
(1) Protsess piirab ristlõike kuju
(2) Kütteplaadi kõrgemad kulud
5. Tüüpilised rakendused: eluasemekonstruktsioonide, sildade, redelite ja aiade talad ja sõrestikud.
Vaigu ülekandevormimisprotsess (RTM)
1. Meetodi kirjeldus: Alumises vormis on pandud kuivad kiud, mida saab eelnevalt survestada, et kiud sobiks võimalikult palju vormi kuju ja olla kleepuv; Seejärel fikseeritakse ülemine vorm alumisele vormile, moodustades õõnsuse, ja seejärel süstitakse vanus õõnsusse. Tavaliselt kasutatakse vaakumiga abistatavat vaiku süstimist ja kiudude infiltratsiooni, mida tuntakse vaakum-abiga vaigu süstimisena (VARI). Kui kiudaine infiltratsioon on lõppenud, on vaigu sissejuhatusventiil suletud ja komposiit ravitakse. Vaigu süstimist ja kõvenemist saab teha kas toatemperatuuril või kuumutatud tingimustel.
2. materjalivalik:
Vaik: tavaliselt saab bismaleimiidvaiku kasutada kõrgel temperatuuril epoksü, polüester, polüvinüülestri ja fenoolse vaiguga
Kiud: puudub nõue. Õmmeldud kiudained sobivad selle protsessi jaoks paremini, kuna kiudude kimpude vahe soodustab vaigu ülekandmist; Seal on spetsiaalselt arenenud kiud, mis võivad soodustada vaigu voogu
Tuummaterjal: rakuvaht ei sobi, kuna kärgstruktuuri rakud täidetakse vaiguga ja rõhk põhjustab vaht varisemise.
3. peamised eelised:
(1) kõrgem kiudaine mahuosa, madal poorsus
(2) Tervise ja ohutus, puhas ja korras töökeskkond, kuna vaigu on täielikult suletud.
(3) Vähendage tööjõu kasutamist
(4) Konstruktsiooniosade ülemised ja alumised küljed on vormitud pinnad, mis on järgneva pinna töötlemiseks lihtne.
4. peamised puudused:
(1) Koos kasutatud vormid on kallid, rasked ja suhteliselt mahukad, et taluda suuremat rõhku.
(2) piiratud väikeste osade tootmisega
(3) Haldamata alad võivad hõlpsalt tekkida, mille tulemuseks on suur arv vanarauaid
5. Tüüpilised rakendused: väikesed ja keerulised kosmosesüstikud ja autoosad, rongiistmed.
Postiaeg: 08.-10-2024
