Во моментов, постојат многу производни процеси за композитни материјални структури, кои можат да се применат за производство и производство на различни структури.Сепак, имајќи ја предвид ефикасноста на индустриското производство и трошоците за производство на воздухопловната индустрија, особено на цивилните авиони, итно е да се подобри процесот на стврднување за да се намалат времето и трошоците.Rapid Prototyping е нов производствен метод заснован на принципите на дискретно и наредено формирање, што е евтина технологија за брзо прототипирање.Вообичаените технологии вклучуваат обликување со компресија, формирање течност и формирање на термопластичен композитен материјал.
1. Технологија за брзо притискање на мувла
Технологијата за брзо изработка на прототипови на калапи е процес со кој се поставуваат претходно поставени предпрегрупни празнини во калапот, а по затворањето на калапот, празнините се набиваат и се зацврстуваат преку загревање и притисок.Брзината на обликување е брза, големината на производот е точна, а квалитетот на обликувањето е стабилен и униформен.Во комбинација со технологијата за автоматизација, може да постигне масовно производство, автоматизација и евтино производство на композитни структурни компоненти од јаглеродни влакна во областа на цивилното воздухопловство.
Чекори на обликување:
① Набавете метален калап со висока цврстина што одговара на димензиите на потребните делови за производство, а потоа ставете го калапот во преса и загрејте го.
② Преформирајте ги потребните композитни материјали во облик на калапот.Преформирањето е клучен чекор кој помага да се подобрат перформансите на готовите делови.
③ Вметнете ги преформираните делови во загреаниот калап.Потоа компресирајте го калапот на многу висок притисок, вообичаено во опсег од 800psi до 2000psi (во зависност од дебелината на делот и видот на употребениот материјал).
④ Откако ќе го ослободите притисокот, извадете го делот од калапот и отстранете ги сите бруси.
Предности на калапи:
Од различни причини, обликувањето е популарна технологија.Дел од причината зошто е популарен е затоа што користи напредни композитни материјали.Во споредба со металните делови, овие материјали често се поцврсти, полесни и поотпорни на корозија, што резултира со предмети со подобри механички својства.
Друга предност на обликувањето е неговата способност да произведува многу сложени делови.Иако оваа технологија не може целосно да ја постигне брзината на производство на калапи со инјектирање на пластика, таа обезбедува повеќе геометриски форми во споредба со типичните ламинирани композитни материјали.Во споредба со калапи со пластично вбризгување, тоа овозможува и подолги влакна, што го прави материјалот посилен.Затоа, обликувањето може да се гледа како средина помеѓу обликувањето со пластично вбризгување и производството на ламиниран композитен материјал.
1.1 Процес на формирање на SMC
SMC е кратенка за композитни материјали што формираат лим, односно композитни материјали што формираат лим.Главните суровини се составени од специјално предиво SMC, незаситена смола, адитиви со ниско собирање, полнила и разни адитиви.Во раните 1960-ти, за прв пат се појави во Европа.Околу 1965 година, САД и Јапонија сукцесивно ја развија оваа технологија.Во доцните 1980-ти, Кина воведе напредни производни линии и процеси на SMC од странство.SMC има предности како што се супериорни електрични перформанси, отпорност на корозија, мала тежина и едноставен и флексибилен инженерски дизајн.Неговите механички својства може да се споредат со одредени метални материјали, па затоа е широко користен во индустриите како што се транспортот, градежништвото, електрониката и електротехниката.
1.2 Процес на формирање BMC
Во 1961 година беше лансирана соединението за обликување на незаситена смола (SMC) развиено од Bayer AG во Германија.Во 1960-тите, Bulk Molding Compound (BMC) почна да се промовира, исто така познат како DMC (Dough Molding Compound) во Европа, кој не беше задебелен во раните фази (1950-ти);Според американската дефиниција, BMC е задебелен BMC.По прифаќањето на европската технологија, Јапонија постигна значителни достигнувања во примената и развојот на BMC, а до 1980-тите, технологијата стана многу зрела.Досега, матрицата што се користи во BMC е незаситена полиестерска смола.
BMC припаѓа на термореактивна пластика.Врз основа на карактеристиките на материјалот, температурата на барелот на материјалот на машината за вбризгување не треба да биде превисока за да се олесни протокот на материјалот.Затоа, во процесот на вбризгување на BMC, контролирањето на температурата на бурето на материјалот е многу важно и мора да постои контролен систем за да се обезбеди соодветност на температурата, со цел да се постигне оптимална температура од делот за хранење до млазницата.
1.3 Калапи полициклопентадиен (PDCPD).
Калапот на полициклопентадиен (PDCPD) е главно чиста матрица наместо армирана пластика.Принципот на процесот на обликување PDCPD, кој се појави во 1984 година, припаѓа на истата категорија како и полиуретанското лиење (PU) и првпат беше развиен од Соединетите Американски Држави и Јапонија.
Telene, подружница на јапонската компанија Zeon Corporation (лоцирана во Bondues, Франција), постигна голем успех во истражувањето и развојот на PDCPD и неговите комерцијални операции.
Самиот процес на обликување RIM е полесен за автоматизирање и има помали трошоци за работна сила во споредба со процесите како што се прскање FRP, RTM или SMC.Цената на мувлата што ја користи PDCPD RIM е многу помала од онаа на SMC.На пример, калапот на аспираторот на моторот на Kenworth W900L користи обвивка од никел и леано алуминиумско јадро, со смола со мала густина со специфична тежина од само 1,03, што не само што ги намалува трошоците туку и ја намалува тежината.
1.4 Директно онлајн формирање на термопластични композитни материјали засилени со влакна (LFT-D)
Околу 1990 година, LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct) беше претставен на пазарот во Европа и Америка.Компанијата CPI во Соединетите Американски Држави е првата компанија во светот што разви директно композитна композитна опрема за термопластично калапи засилена со долги влакна и соодветна технологија (LFT-D, Direct In Line Mixing).Влезе во комерцијална работа во 1991 година и е глобален лидер во оваа област.Diffenbarcher, германска компанија, ја истражува технологијата LFT-D од 1989 година. Во моментов, главно се LFT D, Tailored LFT (кој може да постигне локално засилување врз основа на структурен стрес) и Advanced Surface LFT-D (видлива површина, висока површина квалитет) технологии.Од гледна точка на производната линија, нивото на печатот на Дифенбархер е многу високо.Системот за истиснување D-LFT на германската компанија Coperation е на водечка позиција на меѓународно ниво.
1.5 Технологија за производство на лиење без калапи (PCM)
PCM (Pattern less Casting Manufacturing) е развиен од Центарот за ласерско брзо прототипирање на Универзитетот Цингхуа.Технологијата за брзи прототипови треба да се примени на традиционалните процеси на леење на смола песок.Прво, набавете го CAD моделот за леење од моделот на дел CAD.STL-датотеката на моделот CAD за леење е слоевит за да се добијат информации за профилот на пресек, кои потоа се користат за генерирање контролни информации.За време на процесот на обликување, првата млазница прецизно го прска лепилото на секој слој песок со компјутерска контрола, додека втората млазница го прска катализаторот по истата патека.Двете подлежат на реакција на сврзување, зацврстувајќи го песокот слој по слој и формирајќи куп.Песокот во областа каде што лепилото и катализаторот работат заедно се зацврстува заедно, додека песокот во другите области останува во зрнеста состојба.По стврднувањето на еден слој, следниот слој се врзува, а откако ќе се сврзат сите слоеви, се добива просторен ентитет.Оригиналниот песок е сè уште сув песок во области каде што лепилото не се прска, што го олеснува отстранувањето.Со чистење на неизлечениот сув песок во средината, може да се добие калап за леење со одредена дебелина на ѕидот.По нанесување или импрегнирање на бојата на внатрешната површина на калапот за песок, може да се користи за истурање метал.
Температурната точка на стврднување на процесот PCM обично е околу 170 ℃.Вистинското ладно поставување и ладно соголување што се користи во процесот на PCM се разликува од обликувањето.Ладно поставување и ладно соголување вклучува постепено поставување на препрег на калапот во согласност со барањата за структурата на производот кога мувлата е на студениот крај, а потоа затворање на калапот со пресата за формирање откако ќе заврши поставувањето за да се обезбеди одреден притисок.Во тоа време, мувлата се загрева со помош на машина за температура на мувла, Вообичаениот процес е да се подигне температурата од собна температура до 170 ℃, а стапката на загревање треба да се прилагоди според различни производи.Повеќето од нив се направени од оваа пластика.Кога температурата на мувлата ќе ја достигне поставената температура, се врши зачувување на изолацијата и притисокот за да се излечи производот на висока температура.По завршувањето на стврднувањето, исто така е неопходно да се користи машина за температура на мувла за да се излади температурата на мувлата до нормална температура, а стапката на загревање е исто така поставена на 3-5 ℃/min, а потоа продолжете со отворање на мувла и извлекување на делови.
2. Технологија за формирање на течност
Технологијата за формирање на течност (LCM) се однесува на серија технологии за формирање на композитни материјали кои прво ги ставаат преформите од суви влакна во затворена шуплина на мувла, а потоа вбризгуваат течна смола во шуплината на мувлата по затворањето на мувлата.Под притисок, смолата тече и ги натопува влакната.Во споредба со процесот на формирање лименка со топло пресување, LCM има многу предности, како што е погодна за производство на делови со висока димензионална точност и сложен изглед;Ниски трошоци за производство и едноставна работа.
Особено процесот на RTM под висок притисок развиен во последниве години, HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), скратено како процес на обликување HP-RTM.Тоа се однесува на процесот на обликување на користење на притисок под висок притисок за мешање и инјектирање смола во вакуум запечатен калап претходно поставен со материјали зајакнати со влакна и претходно вградени компоненти, а потоа добивање производи од композитен материјал преку полнење со проток на смола, импрегнација, стврднување и декалапирање. .Со намалување на времето на вбризгување, се очекува да се контролира времето на производство на воздухопловните структурни компоненти во рок од десетици минути, постигнувајќи висока содржина на влакна и производство на делови со високи перформанси.
Процесот на формирање HP-RTM е еден од процесите на формирање на композитен материјал кој широко се користи во повеќе индустрии.Неговите предности лежат во можноста за постигнување ниска цена, краток циклус, масовно производство и висококвалитетно производство (со добар квалитет на површината) во споредба со традиционалните RTM процеси.Широко се користи во различни индустрии како што се автомобилско производство, бродоградба, производство на авиони, земјоделски машини, железнички транспорт, производство на енергија од ветер, спортски стоки итн.
3. Термопластичен композитен материјал за формирање технологија
Во последниве години, термопластичните композитни материјали станаа жариште за истражување во областа на производството на композитни материјали и домашно и на меѓународно ниво, поради нивните предности на висока отпорност на удар, висока цврстина, висока толеранција на оштетување и добра отпорност на топлина.Заварувањето со термопластични композитни материјали може значително да го намали бројот на приклучоци за нитни и завртки во конструкциите на авионите, што значително ќе ја подобри ефикасноста на производството и ќе ги намали трошоците за производство.Според Airframe Collins Aerospace, првокласен добавувач на конструкции на авиони, заварливите термопластични конструкции од конзерви од нетопло цедење имаат потенцијал да го скратат производниот циклус за 80% во споредба со металните и термореактивните композитни компоненти.
Употребата на најсоодветната количина материјали, изборот на најекономичен процес, употребата на производи во соодветните делови, постигнувањето на предодредени дизајнерски цели и постигнувањето на идеалниот сооднос на трошоците за перформанси на производите отсекогаш биле насока. на напорите за практичарите на композитни материјали.Верувам дека во иднина ќе се развијат повеќе процеси на обликување за да се задоволат потребите за дизајн на производство.
Време на објавување: 21-11-2023 година
