Esiste un'ampia scelta di materie prime per i compositi, tra cui resine, fibre e materiali core, e ogni materiale ha le sue proprietà uniche di resistenza, rigidità, tenacità e stabilità termica, con costi e rendimenti variabili. Tuttavia, le prestazioni finali di un materiale composito nel suo insieme non sono solo correlate alla matrice di resina e alle fibre (nonché al materiale centrale in una struttura di materiale sandwich), ma anche strettamente correlata al metodo di progettazione e al processo di produzione dei materiali nella struttura. In questo documento, introdurremo i metodi di produzione comunemente usati per i compositi, i principali fattori di influenza di ciascun metodo e il modo in cui le materie prime sono selezionate per diversi processi.
Stampaggio spray
1, Descrizione del metodo: il materiale di rinforzo in fibra di cortocircuito e il sistema di resina allo stesso tempo spruzzato nello stampo e quindi curato sotto pressione atmosferica in prodotti compositi di termoinestro di un processo di stampaggio.
2. Selezione del materiale:
Resina: principalmente poliestere
Fibra: filo in fibra di vetro grossolana
Materiale core: nessuno, deve essere combinato solo con il compensato
3. Vantaggi principali:
1) lunga storia di artigianato
2) basso costo, lay-up veloce di fibra e resina
3) basso costo della muffa
4, i principali svantaggi:
1) Il compensato è facile da formare area ricca di resina, alto peso
2) È possibile utilizzare solo fibre di cortocircuito, il che limita seriamente le proprietà meccaniche del compensato.
3) Al fine di facilitare la spruzzatura, la viscosità della resina deve essere abbastanza bassa, perdendo le proprietà meccaniche e termiche del materiale composito.
4) L'alto contenuto di stirene della resina spray significa che c'è un elevato pericolo potenziale per l'operatore e la bassa viscosità significa che la resina può facilmente penetrare nei vestiti di lavoro del dipendente e entrare in contatto diretto con la pelle.
5) La concentrazione di stirene volatile nell'aria è difficile da soddisfare i requisiti legali.
5. Applicazioni tipiche:
Simpuga semplice, pannelli strutturali a basso carico come corpi di auto convertibili, carenature per camion, vasche da bagno e piccole barche.
Modanatura a mano
1, Descrizione del metodo: infiltrare manualmente la resina nelle fibre, le fibre possono essere intrecciate, intrecciate, cucite o legate e altri metodi di rinforzo, lo stampaggio di lay-up a mano viene solitamente eseguito con rulli o spazzole, quindi la resina viene schiacciata con un rullo di colla per farlo penetrare nelle fibre. Il compensato è posto sotto la normale pressione per curare.
2. Selezione del materiale:
Resina: non sono disponibili requisiti, resina epossidica, poliestere, estere a base di polietilene, resine fenoliche
Fibra: nessun requisito, ma il peso di base della fibra aramidica più grande è difficile da infiltrarsi a mano
Materiale core: nessun requisito
3, i principali vantaggi:
1) lunga storia di tecnologia
2) facile da imparare
3) basso costo dello stampo se si utilizza la resina di cura della temperatura ambiente
4) Ampia scelta di materiali e fornitori
5) contenuto di fibre elevate, fibre più lunghe utilizzate dal processo di spruzzatura
4, Svantaggi principali:
1) La miscelazione della resina, il contenuto di resina laminato e la qualità sono strettamente correlati alla competenza dell'operatore, è difficile ottenere un basso contenuto di resina e una bassa porosità del laminato
2) Pericoli per la salute e la sicurezza della resina, più basso è il peso molecolare della resina di lay-up della mano, maggiore è la potenziale minaccia per la salute, più bassa è la viscosità significa che la resina ha maggiori probabilità di penetrare nei vestiti di lavoro dei dipendenti e quindi entra in contatto diretto con la pelle.
3) Se non viene installata una buona ventilazione, la concentrazione di stirene evaporata da esteri a base di poliestere e polietilene nell'aria è difficile soddisfare i requisiti legali
4) La viscosità della resina incollata a mano deve essere molto bassa, quindi il contenuto di stirene o altri solventi deve essere elevato, perdendo così le proprietà meccaniche/termiche del materiale composito.
5) Applicazioni tipiche: pale di turbine eoliche standard, barche prodotte in serie, modelli architettonici.
Processo di insaccamento del vuoto
1. Metodo Descrizione: il processo di insaccamento del vuoto è un'estensione del processo di decollo a mano sopra, cioè sigillare uno strato di film in plastica sullo stampo sarà il vuoto in compensato a mano a mano, applicando una pressione atmosferica al compensato per raggiungere l'effetto di esaurimento e serraggio, per migliorare la qualità del materiale composito.
2. Selezione del materiale:
Resina: principalmente resine epossidiche e fenoliche, estere a base di poliestere e polietilene non è applicabile, perché contengono stirene, volatilizzazione nella pompa del vuoto
Fibra: nessun requisito, anche se il peso di base delle fibre più grandi può essere infiltrato sotto pressione
Materiale core: nessun requisito
3. Vantaggi principali:
1) È possibile ottenere un contenuto di fibre più elevato rispetto al processo di lay-up standard
2) Il rapporto vuoto è inferiore al processo di lay-up standard.
3) Sotto una pressione negativa, la resina scorre sufficientemente per migliorare il grado di infiltrazione di fibre, ovviamente, parte della resina sarà assorbita dai materiali di consumo del vuoto
4) Salute e sicurezza: il processo di insaccamento del vuoto può ridurre il rilascio di volatili durante il processo di indurimento
4, Svantaggi principali:
1) Il processo aggiuntivo aumenta il costo del travaglio e del materiale del vuoto usa e getta
2) Requisiti di abilità più elevati per gli operatori
3) La miscelazione e il controllo della resina del contenuto di resina dipendono in gran parte dalla competenza dell'operatore
4) Sebbene i sacchetti sottovuoto riducano il rilascio di volatili, il rischio per la salute per l'operatore è ancora superiore a quello dell'infusione o del processo di pre -preg
5, Applicazioni tipiche: grandi dimensioni, yacht in edizione limitata, parti di auto da corsa, processo di costruzione navale del legame del materiale principale.
Modanatura tortuosa
1. Descrizione del metodo: il processo di avvolgimento è sostanzialmente utilizzato per produrre parti strutturali cave, rotonde o ovali come tubi e depressioni. I fasci di fibre sono imprunati in resina e poi feriti su un mandrino in varie direzioni. Il processo è controllato dalla macchina di avvolgimento e dalla velocità del mandrino.
2. Selezione del materiale:
Resina: nessun requisito, come epossidico, poliestere, estere a base di polietilene e resina fenolica, ecc.
Fibra: nessun requisito, uso diretto di fasci di fibre del telaio della bobina, non è necessario intrecciare o cucire tessuti nel panno in fibra
Materiale core: nessun requisito, ma la pelle è di solito un materiale composito a strato singolo
3. I principali vantaggi:
(1) velocità di produzione rapida, è un modo economico e ragionevole di layup
(2) Il contenuto di resina può essere controllato misurando la quantità di resina trasportata da fasci di fibre che passano attraverso la scanalatura della resina.
(3) Costo delle fibre ridotte al minimo, nessun processo di tessitura intermedia
(4) Eccellenti prestazioni strutturali, perché i fasci di fibra lineare possono essere posti lungo le varie direzioni del cuscinetto di carico
4. Svantaggi principali:
(1) Il processo è limitato alle strutture vuote rotonde.
(2) Le fibre non sono disposte facilmente e accuratamente lungo la direzione assiale del componente
(3) Costo più elevato dello stampaggio positivo del mandrino per grandi parti strutturali
(4) La superficie esterna della struttura non è una superficie dello stampo, quindi l'estetica è peggiore
(5) L'uso della resina a bassa viscosità, deve prestare attenzione alle proprietà meccaniche e alle prestazioni di salute e sicurezza
Applicazioni tipiche: serbatoi e tubi di stoccaggio chimico, cilindri, serbatoi di respirazione da combattimento.
Stampaggio della poltrusione
1. Metodo Descrizione: dal portabobina disegnato il fascio di fibre impregnati di colla attraverso la piastra di riscaldamento, nella piastra di riscaldamento per completare la resina sull'infiltrazione di fibre e controllare il contenuto di resina e, in definitiva, il materiale verrà curato nella forma richiesta; Questa forma del prodotto a cura fissa viene tagliata meccanicamente in diverse lunghezze. Le fibre possono anche entrare nella piastra calda in direzioni diverse da 0 gradi. L'estrusione e lo stampaggio elastico sono un processo di produzione continua e la sezione trasversale del prodotto di solito ha una forma fissa, consentendo lievi variazioni. Passerà attraverso la piastra calda del materiale pre-bagnato fisso e diffuso nello stampo immediatamente curando, sebbene tale processo sia meno continuo, ma può ottenere il cambiamento di forma della sezione trasversale.
2. Selezione del materiale:
Resina: di solito epossidico, poliestere, estere a base di polietilene e resina fenolica, ecc.
Fibra: nessun requisito
Materiale core: non comunemente usato
3. Vantaggi principali:
(1) Velocità di produzione rapida, è un modo economico e ragionevole di pre-bagnare e curare i materiali
(2) controllo preciso del contenuto di resina
(3) minimizzazione dei costi in fibra, nessun processo di tessitura intermedia
(4) Eccellenti proprietà strutturali, poiché i fasci di fibre sono disposti in linee rette, la frazione di volume delle fibre è elevata
(5) L'area di infiltrazione in fibra può essere completamente sigillata per ridurre il rilascio di volatili
4. I principali svantaggi:
(1) Il processo limita la forma della sezione trasversale
(2) Costo più elevato della piastra di riscaldamento
5. Applicazioni tipiche: travi e capriate di strutture abitative, ponti, scale e recinzioni.
Processo di stampaggio di trasferimento in resina (RTM)
1. Descrizione del metodo: le fibre asciutte sono posate nello stampo inferiore, che può essere pre-pressurizzato per far sì che le fibre si adattassero al più possibile la forma dello stampo e si limitino aderentemente; Quindi, lo stampo superiore è fissato sullo stampo inferiore per formare una cavità, quindi la resina viene iniettata nella cavità. L'iniezione di resina assistita dal vuoto e l'infiltrazione delle fibre, nota come iniezione di resina assistita dal vuoto (VARI), vengono comunemente usate. Una volta completata l'infiltrazione della fibra, la valvola di introduzione della resina è chiusa e il composito è curato. L'iniezione di resina e la cura possono essere eseguite a temperatura ambiente o in condizioni riscaldate.
2. Selezione del materiale:
Resina: di solito epossidico, poliestere, polivinil estere e resina fenolica, la resina bismaleimide può essere utilizzata ad alta temperatura
Fibra: nessun requisito. La fibra cucita è più adatta a questo processo, poiché il divario tra il fascio di fibre è favorevole al trasferimento di resina; Ci sono fibre appositamente sviluppate possono promuovere il flusso di resina
Materiale core: la schiuma cellulare non è adatta, perché le cellule a nido d'ape saranno riempite con resina e la pressione causerà anche il collasso della schiuma.
3. I principali vantaggi:
(1) frazione di volume in fibra più elevata, bassa porosità
(2) Ambiente di operazione di salute e sicurezza, pulito e ordinato poiché la resina è completamente sigillata.
(3) Ridurre l'uso del lavoro
(4) I lati superiori e inferiori delle parti strutturali sono superfici modellate, che è facile per il successivo trattamento superficiale.
4. Svantaggi principali:
(1) Gli stampi usati insieme sono costosi, pesanti e relativamente ingombranti al fine di resistere a una maggiore pressione.
(2) limitato alla produzione di piccole parti
(3) Le aree indesiderate possono verificarsi facilmente, risultando in un gran numero di scarti
5. Applicazioni tipiche: navetta spaziale piccola e complessa e parti automobilistiche, sedili del treno.
Tempo post: agosto-08-2024
