Technologia formowania materiałów kompozytowych jest podstawą i warunkiem rozwoju przemysłu materiałów kompozytowych. Wraz z poszerzaniem zakresu zastosowań materiałów kompozytowych, przemysł kompozytowy szybko się rozwija, niektóre procesy formowania ulegają poprawie, wciąż pojawiają się nowe metody formowania, obecnie istnieje ponad 20 metod formowania kompozytów z osnową polimerową i są z powodzeniem stosowane w produkcji przemysłowej, jak na przykład:
(1) Proces ręcznego formowania pasty – metoda formowania na mokro;
(2) Proces formowania strumieniowego;
(3) Technologia formowania przetłocznego żywicy (technologia RTM);
(4) Formowanie metodą worka ciśnieniowego (metoda worka ciśnieniowego);
(5) Formowanie dociskowe worka próżniowego;
(6) Technologia formowania w autoklawie;
(7) Technologia formowania kotłów hydraulicznych;
(8) Technologia formowania rozszerzalnego termicznie;
(9) Technologia formowania struktury warstwowej;
(10) Proces produkcji materiałów formierskich;
(11) Technologia wtrysku materiału formierskiego ZMC;
(12) Proces formowania;
(13) Technologia produkcji laminatów;
(14) Technologia walcowania rur;
(15) Technologia formowania produktów do uzwojenia włókien;
(16) Ciągły proces produkcji płyt;
(17) Technologia odlewania;
(18) Proces formowania tłoczonego;
(19) Ciągły proces wytwarzania rur nawojowych;
(20) Technologia wytwarzania plecionych materiałów kompozytowych;
(21) Technologia wytwarzania termoplastycznych form arkuszowych i proces formowania na zimno;
(22) Proces formowania wtryskowego;
(23) Proces formowania przez wytłaczanie;
(24) Proces formowania rur metodą odśrodkową;
(25) Inna technologia formowania.
W zależności od wybranego materiału matrycy żywicznej powyższe metody nadają się odpowiednio do produkcji kompozytów termoutwardzalnych i termoplastycznych, a niektóre procesy są odpowiednie dla obu.
Charakterystyka procesu formowania produktów kompozytowych: w porównaniu z innymi technologiami przetwarzania materiałów proces formowania materiałów kompozytowych ma następujące cechy:
(1) Jednoczesne wytwarzanie materiałów i formowanie produktów w celu uzupełnienia ogólnej sytuacji, procesu produkcji materiałów kompozytowych, czyli procesu formowania produktów. Wydajność materiałów musi być zaprojektowana zgodnie z wymogami użytkowania produktów, dlatego przy doborze materiałów, współczynniku projektowym, określeniu warstw włókien i metodzie formowania, muszą spełniać właściwości fizyczne i chemiczne produktów, kształt strukturalny i jakość wyglądu wymagania.
(2) formowanie produktów jest stosunkowo prostą ogólną matrycą z termoutwardzalnej żywicy kompozytowej, formowanie jest płynną cieczą, materiałem wzmacniającym jest miękkie włókno lub tkanina, dlatego w przypadku tych materiałów do wytwarzania produktów kompozytowych wymagany proces i sprzęt są znacznie prostsze niż w przypadku innych materiałów, w przypadku niektórych produktów można wyprodukować tylko zestaw form.
Najpierw skontaktuj się z procesem formowania pod niskim ciśnieniem
Proces kontaktowego formowania niskociśnieniowego charakteryzuje się ręcznym umieszczaniem zbrojenia, ługowaniem żywicy lub prostym umieszczaniem zbrojenia i żywicy przy pomocy narzędzi. Inną cechą procesu formowania niskociśnieniowego kontaktowego jest to, że w procesie formowania nie trzeba przykładać ciśnienia formowania (formowanie kontaktowe) lub stosować jedynie niskie ciśnienie formowania (ciśnienie 0,01 ~ 0,7 mpa po formowaniu kontaktowym, maksymalne ciśnienie nie przekracza 2,0 mpa).
Kontaktowy proces formowania niskociśnieniowego jest pierwszym materiałem w formie męskiej, formie męskiej lub kształcie formy, a następnie poprzez ogrzewanie lub utwardzanie w temperaturze pokojowej, wyjmowanie z formy, a następnie obróbkę pomocniczą i produkty. Do tego rodzaju procesów formowania zalicza się ręczne formowanie pastą, formowanie strumieniowe, prasowanie worków, formowanie przetłoczne żywicy, formowanie w autoklawie i formowanie rozszerzające się pod wpływem ciepła (formowanie niskociśnieniowe). Pierwsze dwa to formowanie kontaktu.
W procesie kontaktowego formowania pod niskim ciśnieniem proces formowania pastą ręczną jest pierwszym wynalazkiem w produkcji materiału kompozytowego z matrycą polimerową, w najszerszym zakresie, inne metody to rozwój i doskonalenie procesu formowania pastą ręczną. Największą zaletą procesu formowania kontaktowego jest proste wyposażenie, szerokie możliwości adaptacji, mniejsze inwestycje i szybki efekt. Według statystyk z ostatnich lat, kontaktowy proces formowania niskociśnieniowego w światowej produkcji przemysłowej materiałów kompozytowych nadal zajmuje dużą część, np. Stany Zjednoczone stanowią 35%, Europa Zachodnia stanowi 25%, Japonia stanowi 42%, Chiny stanowiły 75%. To pokazuje, jak ważna i niezastąpiona jest technologia kontaktowego formowania pod niskim ciśnieniem w produkcji przemysłu materiałów kompozytowych. Jest to metoda procesowa, która nigdy nie upadnie. Jednak jego największą wadą jest niska wydajność produkcji, duża intensywność pracy, niska powtarzalność produktu i tak dalej.
1. Surowce
Kontaktowe formowanie niskociśnieniowe surowców to materiały wzmocnione, żywice i materiały pomocnicze.
(1) Ulepszone materiały
Wymagania dotyczące formowania stykowego dla materiałów ulepszonych: (1) materiały ulepszone można łatwo zaimpregnować żywicą; (2) Istnieje wystarczająca zmienność kształtu, aby spełnić wymagania dotyczące formowania złożonych kształtów produktów; (3) bąbelki są łatwe do odliczenia; (4) może spełnić wymagania dotyczące właściwości fizycznych i chemicznych warunków użytkowania produktów; ⑤ Rozsądna cena (jak najtaniej), obfite źródła.
Wzmocnione materiały do formowania kontaktowego obejmują włókno szklane i jego tkaninę, włókno węglowe i jego tkaninę, włókno Arlene i jego tkaninę itp.
(2) Materiały matrycowe
Kontaktowy proces formowania niskociśnieniowego spełniający wymagania dotyczące materiału matrycy: (1) pod warunkiem ręcznej pasty, materiał wzmocniony włóknem łatwy do namoczenia, łatwy do wykluczenia pęcherzyków, silna przyczepność do włókna; (2) W temperaturze pokojowej może żelować, zestalać się i wymagać skurczu, ma mniej substancji lotnych; (3) Odpowiednia lepkość: ogólnie 0,2 ~ 0,5 Pa·s, nie może powodować zjawiska przepływu kleju; (4) nietoksyczny lub o niskiej toksyczności; Cena jest rozsądna, a źródło jest gwarantowane.
Powszechnie stosowanymi żywicami w produkcji są: nienasycona żywica poliestrowa, żywica epoksydowa, żywica fenolowa, żywica bismaleimidowa, żywica poliimidowa i tak dalej.
Wymagania wydajnościowe kilku procesów formowania stykowego żywicy:
Wymagania dotyczące metody formowania dotyczące właściwości żywicy
Produkcja żelu
1, formowanie nie płynie, łatwe do odpieniania
2, jednolity ton, bez pływającego koloru
3, szybkie utwardzanie, brak zmarszczek, dobra przyczepność do warstwy żywicy
Formowanie ręczne
1, dobra impregnacja, łatwe do namoczenia włókno, łatwe do wyeliminowania pęcherzyków
2, rozprzestrzenianie się po szybkim utwardzeniu, mniejsze uwalnianie ciepła, skurcz
3, mniej lotny, powierzchnia produktu nie jest lepka
4. Dobra przyczepność pomiędzy warstwami
Formowanie wtryskowe
1. Zapewnij wymagania dotyczące ręcznego formowania pasty
2. Odzysk tiksotropowy następuje wcześniej
3, temperatura ma niewielki wpływ na lepkość żywicy
4. Żywica powinna wystarczyć na długi czas, a po dodaniu przyspieszacza lepkość nie powinna wzrosnąć
Formowanie torebek
1, dobra zwilżalność, łatwe namoczenie włókna, łatwe usuwanie pęcherzyków
2, szybkie utwardzanie, utwardzanie za małe
3, niełatwy do płynięcia klej, silna przyczepność między warstwami
(3) Materiały pomocnicze
Proces formowania kontaktowego materiałów pomocniczych odnosi się głównie do dwóch kategorii wypełniacza i koloru oraz utwardzacza, rozcieńczalnika i środka utwardzającego, należących do układu matrycy żywicy.
2, pleśń i środek antyadhezyjny
(1) Formy
Forma jest głównym wyposażeniem we wszelkiego rodzaju procesach formowania kontaktowego. Jakość formy wpływa bezpośrednio na jakość i koszt produktu, dlatego musi być starannie zaprojektowana i wykonana.
Projektując formę, należy kompleksowo uwzględnić następujące wymagania: (1) Spełniać wymagania dotyczące precyzji projektowania produktu, rozmiar formy jest dokładny, a powierzchnia gładka; (2) mieć wystarczającą wytrzymałość i sztywność; (3) wygodne wyjmowanie z formy; (4) mają wystarczającą stabilność termiczną; Lekka waga, odpowiednie źródło materiału i niski koszt.
Forma do formowania kontaktowego o strukturze formy jest podzielona na: formę męską, formę męską i trzy rodzaje form, bez względu na rodzaj formy, może opierać się na rozmiarze, wymaganiach dotyczących formowania, projekcie jako całości lub zmontowanej formie.
Podczas wytwarzania materiału formy należy spełnić następujące wymagania:
① Może spełnić wymagania dotyczące dokładności wymiarowej, jakości wyglądu i żywotności produktów;
(2) Materiał formy powinien mieć wystarczającą wytrzymałość i sztywność, aby zapewnić, że forma nie będzie łatwa do odkształcenia i uszkodzenia w procesie użytkowania;
(3) nie jest skorodowany przez żywicę i nie wpływa na utwardzanie żywicy;
(4) Dobra odporność na ciepło, utwardzanie produktu i utwardzanie przez ogrzewanie, forma nie jest zdeformowana;
(5) Łatwy w produkcji, łatwy do wyjęcia z formy;
(6) dzień na zmniejszenie masy formy, wygodna produkcja;
⑦ Cena jest niska, a materiały łatwe do zdobycia. Materiały, które można zastosować na formy do ręcznej pasty to: drewno, metal, gips, cement, metal o niskiej temperaturze topnienia, sztywne tworzywa spienione i tworzywa wzmocnione włóknem szklanym.
Podstawowe wymagania dotyczące środka uwalniającego:
1. Nie powoduje korozji formy, nie wpływa na utwardzanie żywicy, przyczepność żywicy jest mniejsza niż 0,01 mpa;
(2) Krótki czas tworzenia filmu, jednolita grubość, gładka powierzchnia;
Korzystanie z bezpieczeństwa, brak efektu toksycznego;
(4) odporność na ciepło, może być podgrzewana przez temperaturę utwardzania;
⑤ Jest łatwy w obsłudze i tani.
Środek antyadhezyjny w procesie formowania kontaktowego obejmuje głównie środek antyadhezyjny, płynny środek antyadhezyjny i maść, środek antyadhezyjny do wosku.
Proces formowania pasty ręcznej
Przebieg procesu ręcznego formowania pasty jest następujący:
(1) Przygotowanie produkcji
Wielkość miejsca pracy do ręcznego wklejania należy określić w zależności od wielkości produktu i dziennej wydajności. Miejsce powinno być czyste, suche i dobrze wentylowane, a temperatura powietrza powinna wynosić od 15 do 35 stopni Celsjusza. Sekcja renowacji poprocesowej powinna być wyposażona w urządzenie odpylające spaliny i zraszające wodę.
Przygotowanie formy obejmuje czyszczenie, montaż i środek antyadhezyjny.
Przygotowując klej żywiczny należy zwrócić uwagę na dwa problemy: (1) zapobiec mieszaniu się pęcherzyków kleju; (2) Ilość kleju nie powinna być zbyt duża, a każdą ilość należy zużyć przed żelowaniem żywicy.
Materiały wzmacniające Rodzaje i specyfikacje materiałów wzmacniających należy dobierać w oparciu o wymagania projektowe.
(2) Wklejanie i utwardzanie
Ręczna pasta warstwowa z wklejaniem warstw dzieli się na metodę mokrą i metodę suchą drugą: (1) sucha tkanina z prepregu warstwowego jako surowiec, wstępnie nauczony materiał (tkanina) zgodnie z próbką pociętą na zły materiał, ogrzewanie zmiękczające warstwę , a następnie warstwa po warstwie na formie i zwróć uwagę, aby wyeliminować pęcherzyki między warstwami, aby było gęste. Metodę tę stosuje się do formowania w autoklawie i workach. (2) Nakładanie mokrych warstw bezpośrednio w formie wzmocni zanurzenie materiału, warstwa po warstwie blisko formy, usunie pęcherzyki i sprawi, że będzie gęsty. Ogólny proces ręcznego wklejania przy użyciu tej metody nakładania warstw. Warstwa mokra dzieli się na pastę warstwy żelkotu i pastę warstwy strukturalnej.
Narzędzie do wklejania ręcznego Narzędzie do wklejania ręcznego ma ogromny wpływ na zapewnienie jakości produktu. Istnieją wałek wełniany, wałek z włosia, wałek spiralny i piła elektryczna, wiertarka elektryczna, maszyna do polerowania i tak dalej.
Zestalone produkty zestalają się ze stwardnienia rozsianego i dojrzewają w dwóch etapach: od żelu do zmiany trójkątnej, potrzeba zwykle 24 godzin, obecnie stopień zestalenia wynosi 50% ~ 70% (stopień twardości ba Ke wynosi 15), można wyburzyć, po wyjęciu zestalić się poniżej warunków środowiska naturalnego Zdolność 1 ~ 2 tygodni sprawia, że produkty mają wytrzymałość mechaniczną, powiedzmy dojrzałe, a stopień ich zestalenia wynosi 85% powyżej. Ogrzewanie może przyspieszyć proces utwardzania. W przypadku stali poliestrowo-szklanej ogrzewanie w temperaturze 80 ℃ przez 3 godziny, w przypadku stali epoksydowo-szklanej temperatura po utwardzaniu może być kontrolowana w zakresie 150 ℃. Istnieje wiele metod ogrzewania i utwardzania, średnie i małe produkty można podgrzewać i utwardzać w piecu do utwardzania, duże produkty można podgrzewać lub ogrzewać podczerwienią.
(3)Dformowanie i ubieranie
Rozformowanie Wyjęcie z formy w celu zapewnienia, że produkt nie ulegnie uszkodzeniu. Metody wyjmowania z formy są następujące: (1) Urządzenie do wyjmowania z formy jest osadzone w formie, a śruba jest obracana podczas wyjmowania z formy w celu wyrzucenia produktu. Forma do rozformowywania ciśnieniowego ma wlot sprężonego powietrza lub wody, wyjmowanie z formy będzie odbywało się za pomocą sprężonego powietrza lub wody (0,2 mpa) pomiędzy formą a produktem, jednocześnie za pomocą młotka do drewna i młotka gumowego, tak aby produkt oddzielił się od formy. (3) Rozformowanie dużych produktów (takich jak statki) za pomocą podnośników, dźwigów i klinów z twardego drewna oraz innych narzędzi. (4) W przypadku produktów złożonych można zastosować metodę ręcznego wyjmowania z formy w celu wklejenia dwóch lub trzech warstw FRP na formę, utwardzenia po odklejeniu z formy, a następnie nałożenia na formę i kontynuowania wklejania do projektowanej grubości. Łatwo jest po utwardzeniu wyjąć z formy.
Opatrunek dzieli się na dwa rodzaje: jeden to opatrunek rozmiarowy, drugi naprawczy. (1) Po ukształtowaniu rozmiaru produktów, zgodnie z rozmiarem projektu, odetnij nadmiar części; (2) Naprawa usterek obejmuje naprawę perforacji, pęcherzyków, naprawę pęknięć, wzmocnienie otworów itp.
Technika formowania strumieniowego
Technologia formowania strumieniowego stanowi udoskonalenie ręcznego formowania pasty, w stopniu półzmechanizowanym. Technologia formowania strumieniowego ma duży udział w procesie formowania materiałów kompozytowych, np. 9,1% w Stanach Zjednoczonych, 11,3% w Europie Zachodniej i 21% w Japonii. Obecnie krajowe wtryskarki importowane są głównie ze Stanów Zjednoczonych.
(1) Zasada procesu formowania strumieniowego oraz zalety i wady
W procesie formowania wtryskowego miesza się inicjator i promotor z dwóch rodzajów poliestru, odpowiednio z pistoletu natryskowego po obu stronach, i odcina się niedoprzęd z włókna szklanego przez środek palnika, mieszając się z żywicą, osadzając się w formie, gdy osad do określonej grubości za pomocą walca zagęszczającego, aby żywica nasycona była włóknem, wyeliminowała pęcherzyki powietrza, utwardziła się w produkty.
Zalety formowania strumieniowego: (1) zastosowanie niedoprzędu z włókna szklanego zamiast tkaniny może obniżyć koszty materiałów; (2) Wydajność produkcji jest 2-4 razy wyższa niż w przypadku pasty ręcznej; (3) Produkt ma dobrą integralność, brak połączeń, wysoką wytrzymałość na ścinanie międzywarstwowe, wysoką zawartość żywicy, dobrą odporność na korozję i odporność na wycieki; (4) może zmniejszyć zużycie trzepotania, cięcia skrawków tkanin i pozostałego kleju; Rozmiar i kształt produktu nie są ograniczone. Wadami są: (1) wysoka zawartość żywicy, produkty o niskiej wytrzymałości; (2) produkt może być gładki tylko z jednej strony; ③ Zanieczyszcza środowisko i jest szkodliwy dla zdrowia pracowników.
Wydajność formowania strumieniowego do 15 kg/min, dzięki czemu nadaje się do produkcji dużych kadłubów. Jest szeroko stosowany do obróbki wanien, osłon maszyn, toalet integralnych, elementów karoserii samochodowych i produktów o dużych reliefach.
(2) Przygotowanie produkcji
Oprócz spełnienia wymagań procesu ręcznego wklejania, szczególną uwagę należy zwrócić na spaliny środowiskowe. W zależności od wielkości produktu salę operacyjną można zamknąć, aby oszczędzać energię.
Surowcami do przygotowania materiału są głównie żywica (głównie nienasycona żywica poliestrowa) i nieskręcony niedoprzęd z włókna szklanego.
Przygotowanie formy obejmuje czyszczenie, montaż i środek antyadhezyjny.
Urządzenia do formowania wtryskowego Wtryskarki dzielą się na dwa typy: typ zbiornika ciśnieniowego i typ pompy: (1) Wtryskarka typu pompowego, w której inicjator żywicy i przyspieszacz są odpowiednio pompowane do mieszalnika statycznego, całkowicie mieszane, a następnie wyrzucane przez spray pistolet, znany jako pistolet typu mieszanego. Jego komponentami są pneumatyczny układ sterowania, pompa żywicy, pompa pomocnicza, mieszalnik, pistolet natryskowy, wtryskiwacz do cięcia włókien itp. Pompa żywicy i pompa pomocnicza są sztywno połączone wahaczem. Wyreguluj położenie pompy pomocniczej na wahaczu, aby zapewnić proporcje składników. Pod działaniem sprężarki powietrza żywica i środek pomocniczy są równomiernie mieszane w mieszalniku i tworzone przez kropelki pistoletu natryskowego, które w sposób ciągły natryskiwane są na powierzchnię formy ciętym włóknem. Ta maszyna strumieniowa ma tylko pistolet do natryskiwania kleju, prostą konstrukcję, niewielką wagę, mniej odpadów inicjatora, ale ze względu na mieszanie się w systemie należy ją oczyścić natychmiast po zakończeniu, aby zapobiec zablokowaniu wtrysku. (2) Maszyna strumieniowa dostarczająca klej ze zbiornikiem ciśnieniowym ma za zadanie zainstalować klej żywiczny odpowiednio w zbiorniku ciśnieniowym i wprowadzić klej do pistoletu natryskowego w celu ciągłego natryskiwania pod ciśnieniem gazu do zbiornika. Składa się z dwóch zbiorników na żywicę, rury, zaworu, pistoletu natryskowego, wtryskiwacza do cięcia włókien, wózka i wspornika. Podczas pracy należy podłączyć źródło sprężonego powietrza, sprawić, aby sprężone powietrze przeszło przez separator powietrze-woda do zbiornika żywicy, przecinarki do włókna szklanego i pistoletu natryskowego, tak aby żywica i włókno szklane były w sposób ciągły wyrzucane przez pistolet natryskowy, atomizacja żywicy, dyspersję włókna szklanego, równomiernie wymieszać i następnie osadzić w formie. Ten strumień jest żywicą zmieszaną na zewnątrz pistoletu, więc zatkanie dyszy pistoletu nie jest łatwe.
(3) Kontrola procesu formowania natryskowego
Wybór parametrów procesu wtrysku: ① Produkty do formowania natryskowego zawierające żywicę, kontrola zawartości żywicy na poziomie około 60%. Gdy lepkość żywicy wynosi 0,2 Pa·s, ciśnienie w zbiorniku żywicy wynosi 0,05–0,15 mpa, a ciśnienie atomizacji wynosi 0,3–0,55 mpa, można zagwarantować jednorodność składników. (3) Odległość mieszania żywicy natryskiwanej za pomocą pistoletu natryskowego o różnym kącie jest inna. Ogólnie rzecz biorąc, wybiera się kąt 20°, a odległość pomiędzy pistoletem natryskowym a formą wynosi 350 ~ 400 mm. Aby zmienić odległość, należy ustawić kąt pistoletu natryskowego z dużą prędkością, aby zapewnić wymieszanie każdego składnika w miejscu przecięcia w pobliżu powierzchni formy i zapobiec odlatywaniu kleju.
Należy zwrócić uwagę na formowanie natryskowe: (1) temperatura otoczenia powinna być kontrolowana na poziomie (25 ± 5) ℃, zbyt wysoka, łatwo spowodować zablokowanie pistoletu natryskowego; Zbyt słabe, nierówne wymieszanie, powolne utwardzanie; (2) W systemie strumieniowym nie może znajdować się woda, w przeciwnym razie będzie to miało wpływ na jakość produktu; (3) Przed formowaniem spryskaj formę warstwą żywicy, a następnie spryskaj warstwę mieszaniny włókien żywicy; (4) Przed formowaniem wtryskowym najpierw wyreguluj ciśnienie powietrza, kontroluj zawartość żywicy i włókna szklanego; (5) Pistolet natryskowy powinien poruszać się równomiernie, aby zapobiec wyciekom i rozpylaniu. Nie może iść po łuku. Nakładanie się dwóch linii jest mniejsze niż 1/3, a pokrycie i grubość powinny być jednolite. Po natryskiwaniu warstwy natychmiast zastosować zagęszczenie walcowe, zwrócić uwagę na krawędzie oraz powierzchnię wklęsłą i wypukłą, upewnić się, że każda warstwa jest dociśnięta na płasko, usunąć pęcherzyki powietrza, zapobiec zadziorom wywołanym włóknami; Po każdej warstwie sprayu sprawdzić, kwalifikuje się po kolejnej warstwie sprayu; ⑧ Ostatnia warstwa, którą należy spryskać, wygładzi powierzchnię; ⑨ Oczyść dyszę natychmiast po użyciu, aby zapobiec zestaleniu żywicy i uszkodzeniu sprzętu.
Formowanie transferowe żywicy
Formowanie transferowe żywicy, w skrócie RTM. RTM rozpoczęła się w latach pięćdziesiątych XX wieku i jest technologią formowania w zamkniętej matrycy, usprawniającą proces ręcznego formowania pasty, umożliwiającą wytwarzanie dwustronnych lekkich produktów. W innych krajach do tej kategorii zalicza się również wtrysk żywicy i infekcję ciśnieniową.
Podstawową zasadą RTM jest ułożenie materiału wzmocnionego włóknem szklanym we wnęce formy zamkniętej. Żel żywiczny jest wtryskiwany do wnęki formy pod ciśnieniem, materiał wzmocniony włóknem szklanym jest moczony, następnie utwardzany, a uformowany produkt jest wyjmowany z formy.
Z poprzedniego poziomu badawczego kierunek badań i rozwoju technologii RTM będzie obejmował sterowaną mikrokomputerem jednostkę wtryskową, ulepszoną technologię wstępnego formowania materiału, tanią formę, system szybkiego utwardzania żywicy, stabilność procesu i zdolność adaptacji itp.
Charakterystyka technologii formowania RTM: (1) umożliwia wytwarzanie produktów dwustronnych; (2) Wysoka wydajność formowania, odpowiednia do produkcji produktów FRP na średnią skalę (mniej niż 20000 sztuk rocznie); ③RTM to operacja w formach zamkniętych, która nie zanieczyszcza środowiska i nie szkodzi zdrowiu pracowników; (4) materiał wzmacniający można układać w dowolnym kierunku, łatwo jest zastosować materiał wzmacniający w zależności od stanu naprężenia próbki produktu; (5) mniejsze zużycie surowców i energii; ⑥ Mniej inwestycji w budowę fabryki, szybciej.
Technologia RTM jest szeroko stosowana w budownictwie, transporcie, telekomunikacji, służbie zdrowia, lotnictwie i innych dziedzinach przemysłu. Opracowane przez nas produkty to: obudowy i części samochodowe, elementy pojazdów rekreacyjnych, miazga spiralna, łopata turbiny wiatrowej o długości 8,5 m, osłona przeciwsłoneczna, pokrywa maszyny, wanna, łazienka, deska basenowa, siedzenie, zbiornik na wodę, budka telefoniczna, słup telegraficzny , mały jacht itp.
(1) Proces i sprzęt RTM
Cały proces produkcyjny RTM podzielony jest na 11 procesów. Operatorzy, narzędzia i wyposażenie każdego procesu są stałe. Forma jest transportowana samochodem i przechodzi przez każdy proces po kolei, aby zrealizować operację przepływu. Czas cyklu formy na linii montażowej zasadniczo odzwierciedla cykl produkcyjny produktu. Małe produkty zajmują zazwyczaj tylko dziesięć minut, a cykl produkcyjny dużych produktów można kontrolować w ciągu 1 godziny.
Sprzęt do formowania Sprzęt do formowania RTM to głównie wtryskarka i forma do żywicy.
Maszyna do wtryskiwania żywicy składa się z pompy żywicy i pistoletu wtryskowego. Pompa żywiczna to zestaw pomp tłokowych, górna część to pompa aerodynamiczna. Kiedy sprężone powietrze porusza tłok pompy powietrza w górę i w dół, pompa żywicy pompuje żywicę do zbiornika żywicy ilościowo poprzez regulator przepływu i filtr. Dźwignia boczna wprawia w ruch pompę katalizatora i pompuje ilościowo katalizator do zbiornika. Sprężone powietrze jest napełniane do obu zbiorników, aby wytworzyć siłę buforową przeciwną do ciśnienia pompy, zapewniając stały przepływ żywicy i katalizatora do głowicy wtryskowej. Pistolet wtryskowy po turbulentnym przepływie w mieszalniku statycznym i może wytworzyć żywicę i katalizator w stanie bez mieszania gazu, formę wtryskową, a następnie mieszalniki pistoletów mają konstrukcję wlotu detergentu, ze zbiornikiem rozpuszczalnika pod ciśnieniem 0,28 MPa, gdy maszyna po użyciu włącz przełącznik, automatyczny rozpuszczalnik, pistolet wtryskowy do czyszczenia.
② Forma RTM formy jest podzielona na formę ze stali szklanej, formę metalową ze stali szklanej powlekaną powierzchnią i formę metalową. Formy z włókna szklanego są łatwe w produkcji i tańsze, formy z włókna szklanego poliestrowego można użyć 2000 razy, formy z włókna szklanego epoksydowego można użyć 4000 razy. Forma z tworzywa sztucznego wzmocniona włóknem szklanym o pozłacanej powierzchni może być używana ponad 10000 razy. Formy metalowe są rzadko używane w procesie RTM. Ogólnie rzecz biorąc, opłata za pleśń w RTM wynosi tylko 2% do 16% opłaty w przypadku SMC.
(2) Surowce RTM
RTM wykorzystuje surowce, takie jak system żywic, materiał wzmacniający i wypełniacz.
System żywic Główną żywicą stosowaną w procesie RTM jest nienasycona żywica poliestrowa.
Materiały wzmacniające Ogólne materiały wzmacniające RTM to głównie włókno szklane, jego zawartość wynosi 25% ~ 45% (stosunek wagowy); Powszechnie stosowanymi materiałami wzmacniającymi są filc ciągły z włókna szklanego, filc kompozytowy i szachownica.
Wypełniacze są ważne w procesie RTM, ponieważ nie tylko obniżają koszty i poprawiają wydajność, ale także pochłaniają ciepło podczas egzotermicznej fazy utwardzania żywicy. Powszechnie stosowanymi wypełniaczami są wodorotlenek glinu, kulki szklane, węglan wapnia, mika i tak dalej. Jego dawka wynosi 20% ~ 40%.
Metoda ciśnieniowa worka, metoda autoklawowa, metoda kotła hydraulicznego iTMetoda hermalnego formowania ekspansyjnego
Metoda ciśnieniowa worka, metoda w autoklawie, metoda czajnika hydraulicznego i metoda formowania poprzez rozszerzanie cieplne, znana jako proces formowania niskociśnieniowego. Proces formowania polega na ręcznym układaniu nawierzchni, materiale wzmacniającym i żywicy (w tym prepregu) zgodnie z kierunkiem projektowania i układaniu warstwa po warstwie na formie, po osiągnięciu określonej grubości, poprzez ciśnienie, ogrzewanie, utwardzanie, wyjmowanie z formy, ubierać się i zdobywać produkty. Różnica między tymi czterema metodami a procesem ręcznego formowania pasty polega jedynie na procesie utwardzania pod ciśnieniem. Są więc jedynie udoskonaleniem procesu ręcznego formowania pasty, w celu poprawy gęstości wyrobów i siły wiązania międzywarstwowego.
Dzięki włóknom szklanym, włóknom węglowym, borowym, włóknom aramongowym i żywicy epoksydowej jako surowcam, wysokowydajne produkty kompozytowe wytwarzane metodą formowania pod niskim ciśnieniem są szeroko stosowane w samolotach, rakietach, satelitach i promach kosmicznych. Takie jak drzwi samolotu, owiewka, antena radarowa, wspornik, skrzydło, ogon, przegroda, ściana i samoloty stealth.
(1) Metoda ciśnienia worka
Formowanie w formie worków to ręczne formowanie pastą niezestalonych produktów za pomocą worków gumowych lub innych elastycznych materiałów w celu wywarcia ciśnienia gazu lub cieczy, tak aby produkty pod ciśnieniem były gęste i zestalone.
Zaletami metody formowania worków są: (1) gładka po obu stronach produktu; ② Dostosuj do żywicy poliestrowej, epoksydowej i fenolowej; Masa produktu jest większa niż masa ręczna.
Formowanie ciśnieniowe worka metodą worka ciśnieniowego i metoda worka próżniowego 2: (1) metoda worka ciśnieniowego Metoda worka ciśnieniowego polega na ręcznym formowaniu pastą niezestalonych produktów w gumowy worek, mocowaniu pokrywy, a następnie za pomocą sprężonego powietrza lub pary (0,25 ~ 0,5 mpa), tak aby produkty w warunkach prasowania na gorąco zestaliły się. (2) Metoda worka próżniowego Metoda ta polega na ręcznym wklejeniu niezkrzepłych produktów w kształcie pasty, z warstwą folii gumowej, produktów pomiędzy folią gumową a formą, uszczelnieniu obrzeży, podciśnieniu (0,05 ~ 0,07 mpa), tak aby pojawiły się pęcherzyki i substancje lotne w produktach są wykluczone. Ze względu na małe podciśnienie metodę formowania workiem próżniowym stosuje się wyłącznie do formowania na mokro wyrobów kompozytowych poliestrowych i epoksydowych.
(2) czajnik ciśnieniowy i metoda czajnika hydraulicznego
Gorący czajnik w autoklawie i czajnik hydrauliczny znajdują się w metalowym pojemniku, poprzez sprężony gaz lub ciecz na niezestalonych produktach z pasty ręcznej, ogrzewanie i ciśnienie, sprawiają, że jest to proces formowania zestalonego.
Autoklaw metodą autoklawu to poziomy metalowy zbiornik ciśnieniowy, nieutwardzone produkty do ręcznej pasty oraz szczelne plastikowe torby, odkurzanie, a następnie forma z samochodem w celu promowania autoklawu, poprzez parę (ciśnienie wynosi 1,5 ~ 2,5 mpa) i próżnię pod ciśnieniem produkty, ogrzewanie, wyładowanie pęcherzykowe, tak aby zestaliło się w warunkach gorącego ciśnienia. Łączy zalety metody worka ciśnieniowego i metody worka próżniowego z krótkim cyklem produkcyjnym i wysoką jakością produktu. Metoda gorącego autoklawu może wytwarzać duże rozmiary i złożony kształt wysokiej jakości produktów kompozytowych o wysokiej wydajności. Rozmiar produktu jest ograniczony przez autoklaw. Obecnie największy autoklaw w Chinach ma średnicę 2,5 m i długość 18 m. Opracowane i zastosowane produkty obejmują skrzydło, ogon, reflektor anteny satelitarnej, korpus rakiety powracającej i kopułę o konstrukcji warstwowej. Największą wadą tej metody jest inwestycja w sprzęt, waga, złożona konstrukcja, wysoki koszt.
Metoda kotła hydraulicznego Czajnik hydrauliczny jest zamkniętym naczyniem ciśnieniowym, objętość jest mniejsza niż gorący czajnik ciśnieniowy, ustawiony pionowo, produkcja pod ciśnieniem gorącej wody, na niezestalonych ręcznie produktach pasty podgrzewanych pod ciśnieniem, tak aby zestaliły się. Ciśnienie czajnika hydraulicznego może osiągnąć 2 MPa lub więcej, a temperatura wynosi 80 ~ 100 ℃. Nośnik oleju, podgrzać do 200 ℃. Produkt wytwarzany tą metodą jest gęsty, ma krótki cykl, wadą metody kotła hydraulicznego są duże inwestycje w sprzęt.
(3) metoda formowania rozszerzalnego termicznie
Formowanie rozszerzalne cieplnie to proces stosowany do wytwarzania wysokowydajnych produktów kompozytowych o pustych ściankach. Jego zasadą działania jest zastosowanie różnych współczynników rozszerzalności materiałów formy, wykorzystanie rozszerzalności objętościowej po podgrzaniu przy różnym ciśnieniu wytłaczania, konstrukcja ciśnienia produktu. Formą męską metodą formowania rozszerzalności cieplnej jest kauczuk silikonowy o dużym współczynniku rozszerzalności, a formą żeńską jest materiał metalowy o małym współczynniku rozszerzalności. Niezestalone produkty są ręcznie umieszczane pomiędzy formą męską a formą żeńską. Ze względu na różny współczynnik rozszerzalności formy dodatniej i ujemnej, występuje ogromna różnica odkształceń, co powoduje, że produkty zestalają się pod ciśnieniem na gorąco.
Czas publikacji: 29-06-22