Композитні матеріали з вуглецевого волокна потрібно обробляти за допомогою процесів формування від препрега до кінцевих деталей. З розвитком технології вуглецевого волокна процес формування композитних матеріалів з вуглецевого волокна також постійно вдосконалюється. Однак різні процеси формування композитних матеріалів з вуглецевого волокна не існують у спосіб оновлення та усунення. Часто кілька процесів співіснують для досягнення найкращих ефектів за різних умов і обставин. Нижче наведено 12 найбільш часто використовуваних процесів формування композитних матеріалів з вуглецевого волокна на цьому етапі. Давайте подивимося, які ви знаєте.
Процес формування розпиленням
Він відноситься до типу формування під низьким тиском у процесі ручного укладання. Після того, як коротко нарізане волокно та смола змішуються за допомогою розпилювача, стиснене повітря розпорошується на форму. Після досягнення заданої товщини її вручну притискають гумовим валиком, а потім затверджують. Напівмеханізований процес формування, створений для покращення ручного формування, має певний ступінь підвищення ефективності роботи, але він все ще не може відповідати масовому виробництву. Використовується для виготовлення перехідних шарів для автомобільних кузовів, корпусів, ванн, резервуарів.
Намотування
Безперервна волокниста або тканинна стрічка, просочена смоляним клеєм, намотується на стрижневу форму відповідно до певної схеми, а потім затверджується та виймається з форми, щоб стати композитним продуктом. Формування намотування з вуглецевого волокна може повноцінно використовувати його високу питому міцність, високий питомий модуль і низьку щільність. Структура продукту проста і може використовуватися для виготовлення циліндрів, сфер і деяких тіл обертання з позитивною кривизною або циліндричних виробів з вуглецевого волокна.
Рідке формування
Процес синтезу рідких мономерів у високомолекулярні полімери та подальшого затвердіння полімерів у композиційні матеріали змінено на завершення безпосередньо у прес-формі одночасно, що не тільки зменшує споживання енергії в процесі, але й скорочує цикл формування ( створення продукту займає лише близько 2 хвилин). Однак застосування цього процесу має базуватися на точному транспортуванні та вимірюванні по трубопроводу, а також на автоматичному контролі температури та тиску. Він належить до перетину полімерних матеріалів і сучасної високотехнологічної науки і техніки, і його нинішнє застосування не дуже широке.
Рідке формування в основному включає: процес формування RTM, формування RFI та формування VARI.
Основна перевага процесу формування за допомогою інфільтрації смоляної плівки (RFI) полягає в тому, що форма простіша, ніж форма для процесу RTM, смола тече вздовж напрямку товщини, легше просочувати волокно, немає попереднього препрегу та вартість. нижче. Однак точність розмірів і якість поверхні отриманого продукту не такі хороші, як у процесу RTM, вміст пустот вище, а ефективність трохи нижча. Підходить для виготовлення великих плоских або простих вигнутих деталей.
Переваги процесу вакуумного формування (VARI) полягають у високому використанні сировини, меншій обробці та обробці деталей, відсутності необхідності препрегу, низькій вартості та придатності для виробництва великих структурних деталей стінових панелей при кімнатній або низькій температурі. Але недоліки подібні до процесу формування RFI.
Формування з перенесенням смоли (RTM)
Технологія перенесення смолою (RTM: Resin Transfer Molding) — це недорогий метод виготовлення композитного матеріалу, який спочатку використовувався в основному для вторинних несучих структурних частин літака, таких як двері та оглядові кришки. У 1996 році Агентство передових оборонних дослідницьких проектів США провело дослідження щодо недорогої технології виробництва RTM для високоміцних основних несучих компонентів. Технологія RTM має такі переваги, як висока ефективність, низька вартість, гарна якість деталей, висока точність розмірів і невеликий вплив на навколишнє середовище. Його можна використовувати для формування великих, складних і високоміцних композитних деталей. За останні роки це стало одним із найактивніших напрямів досліджень у галузі обробки аерокосмічних матеріалів.
Компресійне формування
Помістіть препрег з вуглецевого волокна між верхньою та нижньою формами, закрийте форму та поставте форму на гідравлічний формувальний стіл. Після певного періоду високої температури та високого тиску для затвердіння смоли видаліть виріб з вуглецевого волокна. Ця технологія формування має такі переваги, як висока ефективність, хороша якість продукту, висока точність розмірів і невеликий вплив на навколишнє середовище. Підходить для пакетного формування високоміцних композитних деталей. Однак початкове виготовлення форми є складним, інвестиції великі, а розмір деталі обмежений розміром преса.
Лиття під тиском
Це нова технологія. Обладнання Bole CIML інтегрує традиційний «багатоетапний» процес в «одноетапний метод», який значно скорочує процес і краще зберігає довжину волокна, досягаючи мети енергозбереження та ефективного виробництва. Подолавши низку ключових технічних проблем, таких як оптимізація формули, система змішування, інтелектуальна система керування та оптимізація параметрів процесу формування у виробництві матеріалів, обладнання, він повністю відповідає вимогам легкої ваги автомобіля щодо міцності, вартості, ефективності тощо, і його можна назвати інструментом спеціального обладнання для полегшення автомобіля.
Формування вручну - спосіб формування мокрого шару
Нанесіть роздільний засіб і гелеве покриття на робочу поверхню форми, покладіть вирізаний препрег з вуглецевого волокна на робочу поверхню форми, нанесіть щіткою або розпорошіть системний клей, а після досягнення необхідної товщини формуйте, затверджуйте та знімайте з форми. Сьогодні, з високорозвиненою технологією підготовки, процес ручного укладання все ще широко використовується в багатьох галузях, таких як нафтохімічні контейнери, резервуари для зберігання та автомобільні корпуси, завдяки його перевагам у простоті процесу, низьких інвестиціях і широкому застосуванні. Його недоліками є пухка текстура, низька щільність, низька міцність продукту, і він в основному залежить від ручної праці, нестабільної якості та низької ефективності виробництва.
Вакуумний автоклав
Помістіть заготовки з композитного матеріалу, виготовлені шляхом укладання одношарового препрегу, у заданому напрямку в автоклав і завершіть процес затвердіння при певній температурі та тиску. Автоклав - це спеціальна ємність під тиском, яка може витримувати і регулювати певний діапазон температури і тиску. Заготовки укладають на поверхню форми з роздільним засобом, а потім покривають по черзі пористою антипригарною тканиною (плівкою), клейовим повстю та дихаючим повстю, запечатують у вакуумний пакет, а потім поміщають в автоклав. . Перед нагріванням і затвердінням мішок спочатку відкачується для видалення повітря та летких речовин, а потім нагрівається, створюється тиск і затверджується відповідно до системи затвердіння різних смол. Розробка та впровадження системи затвердіння є ключовими для забезпечення якості автоклавних формованих деталей.
Компанія Suzhou Norn Composite Materials використовувала процес автоклавного формування під час виготовлення військових транспортних ящиків для військового підприємства. Вироблені військові транспортні коробки мають гладкий зовнішній вигляд і стабільну структуру, і, нарешті, пройшли військову перевірку. Процес вакуумного автоклавного формування має багато переваг. Він може не тільки затверджувати ламінати різної товщини та виготовляти деталі зі складними криволінійними поверхнями, але також має дуже надійні механічні властивості. Однак відповідне вакуумне автоклавне формування також має деякі недоліки, такі як розмір деталей обмежений розміром автоклава, а також високе споживання енергії, що призводить до відносно високих експлуатаційних витрат.
Введення вакууму
Скорочено VIP, покладіть «сухі» композитні матеріали з вуглецевого волокна на прес-форму, потім покладіть вакуумні пакети та видаліть вакуум у системі, щоб сформувати негативний тиск у порожнині форми. Тиск, створюваний вакуумом, використовується для вдавлювання ненасиченої смоли в шар волокон через попередньо прокладений трубопровід, щоб смола могла проникнути в армуючий матеріал і, нарешті, заповнити всю форму. Після затвердіння продукту матеріал вакуумного мішка видаляють, щоб отримати бажаний продукт із форми.
У вакуумному середовищі смола просочує вуглецеве волокно, і в продукті утворюється дуже мало бульбашок. Продукт має вищу міцність і меншу вагу, а якість продукту є відносно стабільною. Крім того, зменшуються втрати смоли. Лише одна сторона прес-форми може бути використана для отримання виробу з гладкими та плоскими поверхнями з обох боків, а товщину виробу можна краще контролювати. Він зазвичай використовується в кермах і радарах у човновій промисловості, лопатях і кришках двигунів у вітроенергетиці, а також у різних дахах, лобових стеклах і відсіках в автомобільній промисловості.
Індукційне нагрівання 3iTech
Новий процес індукційного нагрівання, який інтегрує датчики у прес-форму, може обробляти вуглецеве волокно за температури 20 градусів -400 градусів і нагрівати поверхню форми за допомогою датчиків, інтегрованих у форму, через теплопровідність. Це додаткова технологія, запущена новою компанією RocTool для системи Cage. Електромагнітна індукція може швидко нагріти форму та добре контролювати місцеву температуру. Його перевага полягає в тому, що він значно скорочує час циклу та витрати на компоненти. Однак ця технологія на даний момент не підходить для великих компонентів, і відповідний вихід має бути достатньо великим.
Формування ламінування
Помістіть препреги, укладені шар за шаром, між верхньою та нижньою плоскими формами для створення тиску та нагрівання для затвердіння. Цей процес може безпосередньо успадкувати методи виробництва та обладнання деревної фанери, а також покращити та вдосконалити її відповідно до реологічних властивостей смоли. Процес формування ламінування в основному використовується для виробництва композитних матеріалів різної специфікації та різного призначення. Він має характеристики високої механізації та автоматизації, стабільної якості продукції тощо, але одноразові інвестиції в обладнання великі.
Пультрузійне формування
Під дією тяги безперервні джгути з вуглецевого волокна, ремені або тканина, просочені смоляним клеєм, формуються та твердіють через екструзійну головку для безперервного виробництва профілів необмеженої довжини. Пультрузійне формування є спеціальним процесом у процесі композитного формування. Його перевага полягає в тому, що процес виробництва може бути повністю автоматизований, а ефективність виробництва висока.
Масова частка волокон у пултрузійних продуктах може досягати 80%. Просочення здійснюється під натягом, що може повноцінно виконувати роль армуючих матеріалів. Виріб має високу міцність. Поздовжню та поперечну міцність готового виробу можна регулювати довільно, що може відповідати вимогам до різних механічних властивостей виробу. Цей процес придатний для виробництва профілів різної форми поперечного перерізу, таких як I-подібні, кутові, рифлені, труби спеціальної форми поперечного перерізу та комбіновані профілі поперечного перерізу, що складаються із зазначених вище форм поперечного перерізу.
З моменту свого створення Suzhou Noen Composite Materials зосереджується на галузі вуглецевого волокна. Він не лише оснащений повним обладнанням для виробництва серцевини з вуглецевого волокна, таким як машини для гарячого пресування вуглецевого волокна, печі для затвердіння в автоклаві тощо, але також створив спеціальну лабораторію для аналізу та розробки інноваційних функціональних матеріалів. У промисловості з вуглецевого волокна компанія завжди дотримувалася принципу клієнта насамперед і надавала клієнтам більш якісні вироби з вуглецевого волокна.