Тренутно постоји много производних процеса за структуре од композитних материјала, који се могу применити на производњу и производњу различитих структура.Међутим, с обзиром на ефикасност индустријске производње и производне трошкове ваздухопловне индустрије, посебно цивилних авиона, хитно је побољшати процес очвршћавања како би се смањило време и трошкови.Рапид Прототипинг је нова производна метода заснована на принципима дискретног и наслаганог обликовања, што је јефтина технологија брзе израде прототипа.Уобичајене технологије укључују компресијско обликовање, формирање течности и формирање термопластичних композитних материјала.
1. Технологија брзог израде прототипа пресовањем калупа
Технологија брзог израде прототипа калупа је процес који поставља претходно положене препрег бланке у калуп за калуповање, а након што се калуп затвори, готови се збијају и учвршћују грејањем и притиском.Брзина обликовања је велика, величина производа је тачна, а квалитет обликовања је стабилан и уједначен.У комбинацији са технологијом аутоматизације, може постићи масовну производњу, аутоматизацију и јефтину производњу композитних структурних компоненти од угљеничних влакана у области цивилног ваздухопловства.
Кораци обликовања:
① Набавите метални калуп високе чврстоће који одговара димензијама потребних делова за производњу, а затим уградите калуп у пресу и загрејте га.
② Преформирајте потребне композитне материјале у облик калупа.Преформирање је кључни корак који помаже у побољшању перформанси готових делова.
③ Убаците претходно обликоване делове у загрејани калуп.Затим стисните калуп под веома високим притиском, обично у распону од 800 пси до 2000 пси (у зависности од дебљине дела и врсте материјала који се користи).
④ Након отпуштања притиска, уклоните део из калупа и уклоните све неравнине.
Предности обликовања:
Из различитих разлога, обликовање је популарна технологија.Део разлога зашто је популаран је зато што користи напредне композитне материјале.У поређењу са металним деловима, ови материјали су често јачи, лакши и отпорнији на корозију, што резултира објектима са бољим механичким својствима.
Још једна предност калупа је његова способност производње веома сложених делова.Иако ова технологија не може у потпуности да постигне брзину производње пластичног бризгања, она пружа више геометријских облика у поређењу са типичним ламинираним композитним материјалима.У поређењу са бризгањем пластике, такође омогућава дужа влакна, чинећи материјал јачим.Због тога се калупљење може посматрати као средина између бризгања пластике и производње ламинираних композитних материјала.
1.1 Процес формирања СМЦ
СМЦ је скраћеница за композитне материјале који формирају лим, односно композитне материјале који формирају лим.Главне сировине су састављене од СМЦ специјалног предива, незасићене смоле, адитива за ниско скупљање, пунила и разних адитива.Почетком 1960-их први пут се појавио у Европи.Око 1965. године, Сједињене Државе и Јапан су сукцесивно развијали ову технологију.Крајем 1980-их, Кина је увела напредне СМЦ производне линије и процесе из иностранства.СМЦ има предности као што су супериорне електричне перформансе, отпорност на корозију, мала тежина и једноставан и флексибилан инжењерски дизајн.Његова механичка својства могу се упоредити са одређеним металним материјалима, тако да се широко користи у индустријама као што су транспорт, грађевинарство, електроника и електротехника.
1.2 Процес формирања БМЦ-а
Године 1961. лансирана је смеша за обликовање листова од незасићене смоле (СМЦ) коју је развио Баиер АГ у Немачкој.Шездесетих година прошлог века почела је да се промовише маса за калуповање у расутом стању (БМЦ), позната и као ДМЦ (смеша за калупљење теста) у Европи, која није била згушњавана у својим раним фазама (1950-их);Према америчкој дефиницији, БМЦ је задебљани БМЦ.Након прихватања европске технологије, Јапан је направио значајна достигнућа у примени и развоју БМЦ-а, а до 1980-их година технологија је постала веома зрела.До сада је матрица коришћена у БМЦ-у била незасићена полиестерска смола.
БМЦ спада у термореактивне пластике.На основу карактеристика материјала, температура бачве материјала машине за бризгање не би требало да буде превисока да би се олакшао проток материјала.Стога, у процесу бризгања БМЦ-а, контрола температуре бурета материјала је веома важна, а систем контроле мора бити на месту да би се обезбедила погодност температуре, како би се постигла оптимална температура од одсека за храњење до млазница.
1.3 Полициклопентадиен (ПДЦПД) обликовање
Полициклопентадиенски (ПДЦПД) калупи су углавном чиста матрица, а не ојачана пластика.Принцип ПДЦПД процеса обликовања, који се појавио 1984. године, припада истој категорији као и полиуретански (ПУ) калуп, а први су га развили Сједињене Државе и Јапан.
Телене, подружница јапанске компаније Зеон Цорпоратион (са седиштем у Бондуесу, Француска), постигла је велики успех у истраживању и развоју ПДЦПД-а и његових комерцијалних операција.
Сам процес обликовања РИМ-а је лакши за аутоматизацију и има ниже трошкове рада у поређењу са процесима као што су ФРП прскање, РТМ или СМЦ.Трошак калупа који користи ПДЦПД РИМ је много нижи него код СМЦ.На пример, калуп за хаубу мотора Кенвортх В900Л користи шкољку од никла и ливено алуминијумско језгро, са смолом мале густине са специфичном тежином од само 1,03, што не само да смањује трошкове већ и тежину.
1.4 Директно онлајн формирање термопластичних композитних материјала ојачаних влакнима (ЛФТ-Д)
Око 1990. године, ЛФТ (Лонг Фибер Реинфорцед Тхермопластицс Дирецт) је представљен на тржишту у Европи и Америци.Компанија ЦПИ у Сједињеним Државама је прва компанија на свету која је развила опрему за ливење термопласта од композита са дугим влакнима и одговарајућу технологију (ЛФТ-Д, Дирецт Ин Лине Микинг).У комерцијални рад ушао је 1991. године и глобални је лидер у овој области.Диффенбарцхер, немачка компанија, истражује ЛФТ-Д технологију од 1989. Тренутно постоје углавном ЛФТ Д, Таилоред ЛФТ (који може постићи локално ојачање на основу структуралног напрезања) и Адванцед Сурфаце ЛФТ-Д (видљива површина, висока површина квалитет) технологије.Из перспективе производне линије, ниво Дифенбархерове штампе је веома висок.Д-ЛФТ екструзиони систем немачке компаније Цоператион је на водећој позицији на међународном нивоу.
1.5 Технологија производње ливења без калупа (ПЦМ)
ПЦМ (Паттернлесс Цастинг Мануфацтуринг) је развијен од стране Ласер Рапид Прототипинг Центра Универзитета Тсингхуа.Технологију брзе израде прототипа треба применити на традиционалне процесе ливења у песку од смоле.Прво, набавите ЦАД модел за ливење из ЦАД модела дела.СТЛ датотека ЦАД модела за ливење је слојевита да би се добила информација о профилу попречног пресека, која се затим користи за генерисање контролних информација.Током процеса обликовања, прва млазница прецизно распршује лепак на сваки слој песка компјутерском контролом, док друга млазница прска катализатор дуж исте путање.Њих двоје пролазе кроз реакцију везивања, учвршћујући песак слој по слој и формирајући гомилу.Песак у области где лепак и катализатор раде заједно се учвршћује, док песак у другим областима остаје у зрнастом стању.Након очвршћавања једног слоја, следећи слој се везује, а након што су сви слојеви повезани, добија се просторна целина.Оригинални песак је још увек сув песак на местима где лепак није прскан, што олакшава уклањање.Чишћењем неосушеног сувог песка у средини може се добити калуп за ливење одређене дебљине зида.Након наношења или импрегнирања боје на унутрашњу површину пешчаног калупа, може се користити за изливање метала.
Температурна тачка очвршћавања ПЦМ процеса је обично око 170 ℃.Стварно хладно полагање и хладно скидање које се користи у процесу ПЦМ разликује се од калупа.Хладно полагање и хладно скидање укључује постепено полагање препрега на калуп у складу са захтевима структуре производа када је калуп на хладном крају, а затим затварање калупа пресом за формирање након што је полагање завршено да би се обезбедио одређени притисак.У овом тренутку, калуп се загрева помоћу машине за температуру калупа. Уобичајени процес је подизање температуре са собне температуре на 170 ℃, а брзина загревања треба да се подеси према различитим производима.Већина њих је направљена од ове пластике.Када температура калупа достигне задату температуру, врши се изолација и очување притиска како би се производ очврснуо на високој температури.Након што је очвршћавање завршено, такође је потребно користити машину за температуру калупа за хлађење температуре калупа на нормалну температуру, а брзина грејања је такође подешена на 3-5 ℃/мин, затим наставите са отварањем калупа и екстракцијом делова.
2. Технологија формирања течности
Технологија формирања течности (ЛЦМ) се односи на серију технологија формирања композитних материјала које прво постављају предформе сувих влакана у затворену шупљину калупа, а затим убризгавају течну смолу у шупљину калупа након затварања калупа.Под притиском, смола тече и натапа влакна.У поређењу са процесом формирања конзерви врућим пресовањем, ЛЦМ има многе предности, као што је погодан за производњу делова са високом димензионалном прецизношћу и сложеним изгледом;Ниска цена производње и једноставан рад.
Нарочито РТМ процес високог притиска развијен последњих година, ХП-РТМ (Хигх Прессуре Ресин Трансфер Молдинг), скраћено ХП-РТМ процес обликовања.Односи се на процес обликовања који користи притисак под високим притиском за мешање и убризгавање смоле у вакуумски запечаћени калуп претходно положен материјалима ојачаним влакнима и унапред уграђеним компонентама, а затим добијање производа од композитног материјала кроз пуњење смолом, импрегнацију, очвршћавање и уклањање из калупа. .Смањењем времена убризгавања, очекује се да ће се контролисати време производње ваздухопловних структурних компоненти у року од неколико десетина минута, постижући висок садржај влакана и производњу делова високих перформанси.
ХП-РТМ процес формирања је један од процеса формирања композитних материјала који се широко користи у више индустрија.Његове предности леже у могућности постизања ниске цене, кратког циклуса, масовне производње и висококвалитетне производње (са добрим квалитетом површине) у поређењу са традиционалним РТМ процесима.Широко се користи у разним индустријама као што су производња аутомобила, бродоградња, производња авиона, пољопривредне машине, железнички транспорт, производња енергије ветра, спортска опрема итд.
3. Технологија формирања термопластичног композитног материјала
Последњих година, термопластични композитни материјали постали су жариште истраживања у области производње композитних материјала како у земљи тако и у иностранству, због својих предности високе отпорности на удар, високе жилавости, високе толеранције на оштећења и добре отпорности на топлоту.Заваривање термопластичним композитним материјалима може значајно смањити број спојева заковица и вијака у структурама авиона, значајно побољшавајући ефикасност производње и смањујући трошкове производње.Према Аирфраме Цоллинс Аероспаце, првокласном добављачу конструкција за авионе, термопластичне структуре које се не формирају вруће пресоване могу да се заваре имају потенцијал да скрате циклус производње за 80% у поређењу са металним и термореактивним композитним компонентама.
Употреба најпогодније количине материјала, избор најекономичнијег процеса, употреба производа у одговарајућим деловима, постизање унапред одређених циљева дизајна и постизање идеалног односа трошкова и перформанси производа увек су били правац. напора за практичаре композитних материјала.Верујем да ће се у будућности развијати више процеса обликовања како би се задовољиле потребе дизајна производње.
Време поста: 21.11.2023
