Šiuo metu yra daug kompozicinių medžiagų konstrukcijų gamybos procesų, kurie gali būti taikomi įvairių konstrukcijų gamybai ir gamybai.Tačiau, atsižvelgiant į pramoninės gamybos efektyvumą ir aviacijos pramonės, ypač civilinių orlaivių, gamybos sąnaudas, būtina skubiai pagerinti kietėjimo procesą, kad būtų sumažintas laikas ir sąnaudos.Greitasis prototipų kūrimas yra naujas gamybos metodas, pagrįstas diskretiško ir sudėtinio formavimo principais, o tai yra nebrangi greitojo prototipų kūrimo technologija.Įprastos technologijos apima presavimą, skysčių formavimą ir termoplastinių kompozicinių medžiagų formavimą.
1. Formos presavimo greitojo prototipų kūrimo technologija
Greitoji liejimo prototipų kūrimo technologija yra procesas, kurio metu iš anksto paruošti ruošiniai įdedami į formavimo formą, o formą uždarius, ruošiniai sutankinami ir sukietėja kaitinant ir spaudžiant.Liejimo greitis yra greitas, gaminio dydis yra tikslus, o formavimo kokybė yra stabili ir vienoda.Kartu su automatizavimo technologijomis galima pasiekti masinę anglies pluošto kompozitinių konstrukcinių komponentų gamybą, automatizavimą ir nebrangų gamybą civilinės aviacijos srityje.
Liejimo žingsniai:
① Įsigykite didelio stiprumo metalinę formą, atitinkančią gamybai reikalingų dalių matmenis, tada įdėkite formą į presą ir pašildykite.
② Iš anksto suformuokite reikiamas kompozicines medžiagas į formos formą.Preformavimas yra labai svarbus žingsnis, padedantis pagerinti gatavų dalių veikimą.
③ Įdėkite iš anksto suformuotas dalis į įkaitintą formą.Tada suspauskite formą labai aukštu slėgiu, paprastai nuo 800 psi iki 2000 psi (priklausomai nuo detalės storio ir naudojamos medžiagos tipo).
④ Atleidę slėgį, išimkite dalį iš formos ir pašalinkite visas įdubas.
Liejimo privalumai:
Dėl įvairių priežasčių liejimas yra populiari technologija.Viena iš priežasčių, kodėl ji yra populiari, yra ta, kad jame naudojamos pažangios kompozicinės medžiagos.Palyginti su metalinėmis dalimis, šios medžiagos dažnai yra tvirtesnės, lengvesnės ir atsparesnės korozijai, todėl objektai pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis.
Kitas liejimo pranašumas yra galimybė gaminti labai sudėtingas dalis.Nors ši technologija negali visiškai pasiekti plastiko liejimo gamybos greičio, ji suteikia daugiau geometrinių formų, palyginti su įprastomis laminuotomis kompozitinėmis medžiagomis.Palyginti su plastikiniu liejimu, jis taip pat leidžia naudoti ilgesnius pluoštus, todėl medžiaga tampa tvirtesnė.Todėl liejimas gali būti laikomas viduriu tarp plastiko liejimo įpurškimo ir laminuotų kompozicinių medžiagų gamybos.
1.1 SMC formavimo procesas
SMC yra lakštinį metalą formuojančių kompozitinių medžiagų, ty lakštinį metalą formuojančių kompozicinių medžiagų, santrumpa.Pagrindines žaliavas sudaro specialūs SMC verpalai, nesočiosios dervos, mažai susitraukiantys priedai, užpildai ir įvairūs priedai.septintojo dešimtmečio pradžioje ji pirmą kartą pasirodė Europoje.Maždaug 1965 m. JAV ir Japonija iš eilės sukūrė šią technologiją.Devintojo dešimtmečio pabaigoje Kinija pristatė pažangias SMC gamybos linijas ir procesus iš užsienio.SMC turi pranašumų, tokių kaip puikus elektrinis našumas, atsparumas korozijai, lengvas svoris ir paprastas bei lankstus inžinerinis dizainas.Jo mechaninės savybės gali būti panašios į tam tikras metalines medžiagas, todėl jis plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip transportas, statyba, elektronika ir elektrotechnika.
1.2 BMC formavimo procesas
1961 m. buvo išleistas nesočiųjų dervų lakštų formavimo mišinys (SMC), kurį sukūrė Bayer AG Vokietijoje.Septintajame dešimtmetyje buvo pradėtas reklamuoti birių formavimo mišinių (BMC), Europoje dar žinomas kaip DMC (tešlos formavimo mišinys), kuris nebuvo sutirštintas ankstyvosiose stadijose (šeštajame dešimtmetyje);Pagal amerikietišką apibrėžimą BMC yra sutirštintas BMC.Priėmusi europietiškas technologijas, Japonija padarė reikšmingų laimėjimų taikydama ir plėtodama BMC, o 1980-aisiais ši technologija tapo labai subrendusi.Iki šiol BMC naudojama matrica buvo nesočioji poliesterio derva.
BMC priklauso termoreaktingiesiems plastikams.Atsižvelgiant į medžiagos charakteristikas, liejimo mašinos medžiagos statinės temperatūra neturi būti per aukšta, kad būtų palengvintas medžiagos srautas.Todėl BMC liejimo procese labai svarbu kontroliuoti medžiagos statinės temperatūrą, todėl turi būti įdiegta valdymo sistema, užtikrinanti temperatūros tinkamumą, kad būtų pasiekta optimali temperatūra nuo padavimo sekcijos iki antgalis.
1.3 Policiklopentadieno (PDCPD) liejimas
Policiklopentadieno (PDCPD) liejimas dažniausiai yra gryna matrica, o ne sustiprintas plastikas.PDCPD liejimo proceso principas, atsiradęs 1984 m., priklauso tai pačiai kategorijai, kaip ir poliuretano (PU) formavimas, ir pirmą kartą jį sukūrė JAV ir Japonija.
Japonijos bendrovės Zeon Corporation dukterinė įmonė Telene (įsikūrusi Bondues mieste, Prancūzija) sulaukė didžiulės sėkmės PDCPD tyrimų ir plėtros bei jos komercinių operacijų srityje.
Pats RIM formavimo procesas yra lengviau automatizuojamas ir turi mažesnes darbo sąnaudas, palyginti su tokiais procesais kaip FRP purškimas, RTM ar SMC.PDCPD RIM naudojamų formų kaina yra daug mažesnė nei SMC.Pavyzdžiui, Kenworth W900L variklio gaubto formoje naudojamas nikelio apvalkalas ir aliuminio šerdis su mažo tankio derva, kurios savitasis sunkis yra tik 1,03, o tai ne tik sumažina išlaidas, bet ir sumažina svorį.
1.4 Tiesioginis pluoštu sustiprintų termoplastinių kompozitinių medžiagų (LFT-D) formavimas tinkle
Apie 1990 metus Europos ir Amerikos rinkai buvo pristatytas LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct).CPI Company Jungtinėse Amerikos Valstijose yra pirmoji pasaulyje įmonė, sukūrusi tiesioginio linijinio kompozitinio ilgo pluošto termoplastinio liejimo įrangą ir atitinkamą technologiją (LFT-D, tiesioginis maišymas linijoje).Jis pradėjo komercinę veiklą 1991 m. ir yra pasaulinis šios srities lyderis.Vokietijos įmonė „Diffenbarcher“ tiria LFT-D technologiją nuo 1989 m. Šiuo metu daugiausia yra LFT D, pritaikytas LFT (kuris gali pasiekti vietinį sutvirtinimą pagal konstrukcinį įtempį) ir Advanced Surface LFT-D (matomas paviršius, aukštas paviršius). kokybės) technologijas.Gamybos linijos požiūriu Diffenbarcher spaudos lygis yra labai aukštas.Vokietijos bendradarbiavimo įmonės D-LFT ekstruzijos sistema užima pirmaujančią poziciją tarptautiniu mastu.
1.5 Liejimo be formų gamybos technologija (PCM)
PCM (Pattern less Casting Manufacturing) sukūrė Tsinghua universiteto Lazerinio greitojo prototipų kūrimo centras.Greito prototipų kūrimo technologija turėtų būti taikoma tradiciniams dervos smėlio liejimo procesams.Pirma, gaukite liejimo CAD modelį iš dalies CAD modelio.Liejimo CAD modelio STL failas yra sluoksniuotas, kad būtų gauta skerspjūvio profilio informacija, kuri vėliau naudojama valdymo informacijai generuoti.Liejimo proceso metu pirmasis antgalis kompiuteriu valdant tiksliai purškia klijus ant kiekvieno smėlio sluoksnio, o antrasis antgalis purškia katalizatorių tuo pačiu keliu.Dviejuose vyksta surišimo reakcija, smėlis po sluoksnio kietėja ir susidaro krūva.Smėlis toje vietoje, kur veikia kartu klijai ir katalizatorius, kartu sukietėja, o kitose vietose smėlis lieka granuliuotas.Sukietėjus vieną sluoksnį, suklijuojamas kitas sluoksnis, o suklijavus visus sluoksnius gaunamas erdvinis vienetas.Pradinis smėlis vis dar yra sausas smėlis tose vietose, kur klijai nėra purškiami, todėl jį lengviau pašalinti.Išvalius nesukietėjusį sausą smėlį viduryje, galima gauti tam tikro sienelės storio liejimo formą.Užtepus arba impregnavus dažus ant smėlio formos vidinio paviršiaus, jį galima naudoti metalo liejimui.
PCM proceso kietėjimo temperatūros taškas paprastai yra apie 170 ℃.Faktinis šaltas klojimas ir šaldymas, naudojamas PCM procese, skiriasi nuo liejimo.Šaltasis klojimas ir šaldymas apima laipsnišką preprego klojimą ant formos pagal gaminio struktūros reikalavimus, kai forma yra šaltame gale, o po klojimo formos uždaroma formavimo presu, kad būtų užtikrintas tam tikras slėgis.Šiuo metu pelėsiai pašildomi naudojant pelėsių temperatūros mašiną, Įprastas procesas yra pakelti temperatūrą nuo kambario temperatūros iki 170 ℃, o šildymo greitį reikia reguliuoti pagal skirtingus produktus.Dauguma jų pagaminti iš šio plastiko.Kai pelėsių temperatūra pasiekia nustatytą temperatūrą, atliekama izoliacija ir slėgio išsaugojimas, kad produktas sukietėtų aukštoje temperatūroje.Baigus sukietėjimą, taip pat būtina naudoti pelėsių temperatūros mašiną, kad pelėsių temperatūra būtų atvėsinta iki normalios temperatūros, o kaitinimo greitis taip pat nustatomas 3–5 ℃ / min. Tada pradėkite pelėsių atidarymą ir dalių ištraukimą.
2. Skysčio formavimo technologija
Skystojo formavimo technologija (LCM) reiškia daugybę kompozicinių medžiagų formavimo technologijų, kurių metu sausi pluošto ruošiniai pirmiausia dedami į uždarą formos ertmę, o po to uždarius formą į pelėsių ertmę įpurškiama skysta derva.Esant slėgiui, derva teka ir sugeria pluoštus.Palyginti su karšto presavimo skardinių formavimo procesu, LCM turi daug privalumų, pavyzdžiui, tinka gaminti detales, turinčias didelį matmenų tikslumą ir sudėtingą išvaizdą;Mažos gamybos sąnaudos ir paprastas valdymas.
Ypač pastaraisiais metais sukurtas aukšto slėgio RTM procesas, HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), sutrumpintai kaip HP-RTM formavimo procesas.Tai liejimo procesas, kai naudojamas aukšto slėgio slėgis maišant ir įpurškiant dervą į vakuuminiu būdu sandarią formą, iš anksto išklotą pluoštu sustiprintomis medžiagomis ir iš anksto įterptais komponentais, o po to gaunami kompozicinių medžiagų produktai užpildant dervos srautu, impregnuojant, kietinant ir išardant. .Sumažinus įpurškimo laiką, tikimasi, kad aviacijos konstrukcinių komponentų gamybos laikas bus kontroliuojamas per kelias dešimtis minučių, todėl bus pasiektas didelis pluošto kiekis ir didelio našumo dalių gamyba.
HP-RTM formavimo procesas yra vienas iš sudėtinių medžiagų formavimo procesų, plačiai naudojamų keliose pramonės šakose.Jo pranašumai yra galimybė pasiekti nebrangų, trumpo ciklo, masinę gamybą ir aukštos kokybės gamybą (su gera paviršiaus kokybe), palyginti su tradiciniais RTM procesais.Jis plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, tokiose kaip automobilių gamyba, laivų statyba, orlaivių gamyba, žemės ūkio technika, geležinkelių transportas, vėjo energijos gamyba, sporto prekės ir kt.
3. Termoplastinių kompozitinių medžiagų formavimo technologija
Pastaraisiais metais termoplastinės kompozitinės medžiagos tapo mokslinių tyrimų tašku kompozitinių medžiagų gamybos srityje tiek šalies viduje, tiek tarptautiniu mastu dėl savo pranašumų – didelio atsparumo smūgiams, didelio kietumo, didelio atsparumo pažeidimams ir gero atsparumo karščiui.Suvirinant termoplastinėmis kompozitinėmis medžiagomis galima žymiai sumažinti kniedžių ir varžtų jungčių skaičių orlaivių konstrukcijose, labai pagerinant gamybos efektyvumą ir sumažinant gamybos sąnaudas.Anot Airframe Collins Aerospace, pirmos klasės orlaivių konstrukcijų tiekėjo, ne karšto presavimo skardinėse suvirinamos termoplastinės konstrukcijos gali sutrumpinti gamybos ciklą 80 %, palyginti su metaliniais ir termoreaktyviais kompozitiniais komponentais.
Tinkamo medžiagų kiekio naudojimas, ekonomiškiausio proceso parinkimas, gaminių panaudojimas atitinkamose dalyse, iš anksto nustatytų projektavimo tikslų pasiekimas ir idealaus gaminių eksploatacinių sąnaudų santykio pasiekimas visada buvo kryptis. pastangų kompozitinių medžiagų specialistams.Tikiu, kad ateityje bus sukurta daugiau liejimo procesų, atitinkančių gamybos projektavimo poreikius.
Paskelbimo laikas: 2023-11-21
