Існуе шырокі выбар сыравіны для кампазітаў, у тым ліку смалы, валокны і асноўныя матэрыялы, і кожны матэрыял мае свае ўнікальныя ўласцівасці трываласці, калянасці, глейкасці і тэрмічнай стабільнасці, з рознымі выдаткамі і выхадам. Аднак канчатковыя характарыстыкі кампазітнага матэрыялу ў цэлым звязаны не толькі з матрыцай смалы і валокнамі (а таксама з асноўным матэрыялам у сэндвіч-структуры), але і цесна звязаны з метадам праектавання і працэсам вытворчасці матэрыялаў у структуры. У гэтай працы мы прадставім найбольш распаўсюджаныя метады вытворчасці кампазітаў, асноўныя фактары, якія ўплываюць на кожны метад, і тое, як сыравіна выбіраецца для розных працэсаў.
Ліццё пад ціскам
1, апісанне метаду: кароткарэзаны армавальны матэрыял з валакна і сістэма смалы адначасова распыляюцца ў форму, а затым падвяргаюцца атмасфернаму ціску ў тэрмарэактыўныя кампазітныя вырабы ў працэсе фармавання.
2. Выбар матэрыялу:
Смала: у асноўным поліэстэр
Валакно: грубая пража з шкловалакна
Асноўны матэрыял: няма, трэба спалучаць толькі з фанерай
3. Асноўныя перавагі:
1) Доўгая гісторыя майстэрства
2) Нізкі кошт, хуткае нанясенне валакна і смалы
3) Нізкі кошт формы
4, асноўныя недахопы:
1) Фанера лёгка ўтварае багатую смалой вобласць, мае вялікую вагу
2) Можна выкарыстоўваць толькі каротка нарэзаныя валокны, што сур'ёзна абмяжоўвае механічныя ўласцівасці фанеры.
3) Для палягчэння распылення глейкасць смалы павінна быць дастаткова нізкай, што прывядзе да страты механічных і цеплавых уласцівасцей кампазітнага матэрыялу.
4) Высокае ўтрыманне стыролу ў распыляльнай смале азначае, што існуе высокая патэнцыйная небяспека для аператара, а нізкая глейкасць азначае, што смала можа лёгка пранікаць у рабочую вопратку супрацоўніка і ўступаць у непасрэдны кантакт са скурай.
5) Канцэнтрацыя лятучага стыролу ў паветры цяжка адпавядаць заканадаўчым патрабаванням.
5. Тыповыя сферы прымянення:
Простыя агароджы, канструкцыйныя панэлі з нізкай нагрузкай, такія як кузавы кабрыялетаў, абцякальнікі грузавікоў, ванны і невялікія лодкі.
Ручное ліццё пластом
1, апісанне метаду: смалу ўручную прапускаюць у валокны, валокны можна ткаць, аплятаць, шыць або злучаць, а таксама выкарыстоўваць іншыя метады ўзмацнення, ручное фармаванне звычайна выконваецца з дапамогай валікаў або шчотак, а затым смала сціскаецца клеевым валікам, каб яна пранікла ў валокны. Фанера зацвярдзее пад нармальным ціскам.
2. Выбар матэрыялу:
Смала: не патрабуецца, даступныя эпаксідныя, поліэфірныя, поліэтыленавыя эфірныя, фенольныя смалы
Валакно: няма патрабаванняў, але базавая вага большага араміднага валакна цяжка пранікнуць у ручную кладку
Асноўны матэрыял: няма патрабаванняў
3, асноўныя перавагі:
1) Доўгая гісторыя тэхналогій
2) Лёгка вучыцца
3) нізкі кошт формы пры выкарыстанні смалы, якая зацвярдзее пры пакаёвай тэмпературы
4) Шырокі выбар матэрыялаў і пастаўшчыкоў
5) Высокае ўтрыманне валакна, выкарыстоўваюцца больш доўгія валакна, чым пры распыленні
4, Асноўныя недахопы:
1) Змешванне смалы, утрыманне і якасць ламінату цесна звязаны з майстэрствам аператара, цяжка атрымаць нізкае ўтрыманне смалы і нізкую парыстасць ламінату.
2) Небяспека для здароўя і бяспекі, звязаная з выкарыстаннем смалы: чым ніжэй малекулярная маса смалы для ручнога нанясення, тым большая патэнцыйная пагроза для здароўя, чым ніжэйшая глейкасць, тым большая верагоднасць таго, што смала пранікне ў рабочую вопратку супрацоўнікаў і, такім чынам, будзе непасрэдна кантактаваць са скурай.
3) Калі не ўсталявана добрая вентыляцыя, канцэнтрацыя стыролу, які выпараецца з поліэфірных і поліэтыленавых эфіраў у паветры, цяжка адпавядаць заканадаўчым патрабаванням.
4) Вязкасць смалы для ручнога нанясення павінна быць вельмі нізкай, таму ўтрыманне стыролу або іншых растваральнікаў павінна быць высокім, што прывядзе да страты механічных/цеплавых уласцівасцей кампазітнага матэрыялу.
5) Тыповыя сферы прымянення: стандартныя лопасці ветраных турбін, серыйна вырабленыя лодкі, архітэктурныя мадэлі.
Працэс вакуумнай фасоўкі
1. Апісанне метаду: Працэс вакуумнага фармавання з'яўляецца пашырэннем вышэйапісанага працэсу ручнога кладкі, г.зн. герметызацыя пласта поліэтыленавай плёнкі на форме будзе ажыццяўляцца вакуумным кладкай фанеры ўручную, пры гэтым да фанеры прымяняецца атмасферны ціск для дасягнення эфекту адпампоўкі і зацягвання, з мэтай паляпшэння якасці кампазітнага матэрыялу.
2. выбар матэрыялу:
Смала: у асноўным эпаксідныя і фенольныя смалы, поліэфірныя і поліэтыленавыя эфіры непрыдатныя, бо яны ўтрымліваюць стырол, выпараюцца ў вакуумным помпе.
Валакно: не патрабуецца, нават калі базавая вага больш буйных валокнаў можа быць прасякнута пад ціскам
Асноўны матэрыял: няма патрабаванняў
3. Асноўныя перавагі:
1) Можна дасягнуць больш высокага ўтрымання валакна, чым пры стандартным працэсе ручной кладкі
2) Каэфіцыент пустотнасці ніжэйшы, чым пры стандартным працэсе ручной кладкі.
3) Пад адмоўным ціскам смала цячэ дастаткова, каб палепшыць ступень пранікнення валокнаў, вядома, частка смалы будзе паглынута вакуумнымі расходнымі матэрыяламі.
4) Здароўе і бяспека: працэс вакуумнай фасоўкі можа паменшыць вылучэнне лятучых рэчываў падчас працэсу зацвярдзення.
4, Асноўныя недахопы:
1) Дадатковы працэс павялічвае кошт працы і матэрыялу аднаразовага вакуумнага пакета
2) Павышаныя патрабаванні да кваліфікацыі аператараў
3) Змешванне смалы і кантроль яе ўтрымання ў значнай ступені залежаць ад кваліфікацыі аператара.
4) Нягледзячы на тое, што вакуумныя пакеты памяншаюць выкід лятучых рэчываў, рызыка для здароўя аператара ўсё ж вышэйшая, чым пры працэсе інфузіі або препрега.
5, Тыповыя сферы прымянення: вялікія памеры, адзінкавыя яхты абмежаванай серыі, дэталі гоначных аўтамабіляў, працэс суднабудавання злучэння асноўнага матэрыялу.
абмоткавае ліццё
1. Апісанне метаду: Працэс намотвання ў асноўным выкарыстоўваецца для вырабу полых, круглых або авальных канструкцыйных дэталяў, такіх як трубы і жолабы. Пучкі валокнаў прасякнуты смалой, а затым намотваюцца на апраўку ў розных напрамках. Працэс кантралюецца намоточнай машынай і хуткасцю апраўкі.
2. Выбар матэрыялу:
Смала: не патрабуецца, напрыклад, эпаксідная, поліэфірная, поліэтыленавая эфірная і фенольная смала і г.д.
Валакно: няма патрабаванняў, непасрэднае выкарыстанне пучкоў валокнаў рамы шпулькі, не трэба плясці або шыць, уплеценыя ў валакно тканіны
Асноўны матэрыял: няма патрабаванняў, але абалонка звычайна ўяўляе сабой аднаслаёвы кампазітны матэрыял
3. асноўныя перавагі:
(1) высокая хуткасць вытворчасці, гэта эканамічны і разумны спосаб пластоў
(2) Змест смалы можна кантраляваць, вымяраючы колькасць смалы, якая пераносіцца пучкамі валокнаў, якія праходзяць праз канаўку смалы.
(3) Мінімізаваны кошт валакна, адсутнасць прамежкавага працэсу ткацтва
(4) выдатныя структурныя характарыстыкі, бо лінейныя пучкі валокнаў можна ўкладваць уздоўж розных напрамкаў нясення нагрузкі
4. Асноўныя недахопы:
(1) Працэс абмежаваны круглымі пустоцелымі канструкцыямі.
(2) Валакны не размяшчаюцца лёгка і дакладна ўздоўж восевага кірунку кампанента
(3) Больш высокі кошт фармавання на апраўцы для буйных канструкцыйных дэталяў
(4) Знешняя паверхня канструкцыі не з'яўляецца паверхняй формы, таму эстэтыка горшая
(5) Пры выкарыстанні нізкаглейкай смалы неабходна звяртаць увагу на механічныя ўласцівасці і паказчыкі бяспекі.
Тыповыя сферы прымянення: рэзервуары і трубы для захоўвання хімічных рэчываў, балоны, дыхальныя балоны пажарных.
Пультрузійнае фармаванне
1. Апісанне метаду: з трымальніка шпулькі прасякнуты клеем пучок валокнаў праходзіць праз награвальную пласціну, у якой смалой завяршаецца пранікненне валокнаў, кантралюецца ўтрыманне смалы, і ў канчатковым выніку матэрыял зацвярдзее ў патрэбную форму; гэтая форма фіксаванага зацвярдзелага прадукту механічна разразаецца на кавалкі рознай даўжыні. Валакны таксама могуць трапляць у гарачую пласціну ў напрамках, адрозных ад 0 градусаў. Экструзія і расцяжэнне - гэта бесперапынны вытворчы працэс, і папярочны перасек прадукту звычайна мае фіксаваную форму, што дазваляе невялікія адхіленні. Папярэдне ўвільготнены фіксаваны матэрыял, які праходзіць праз гарачую пласціну, будзе неадкладна размеркаваны па форме і зацвярдзее, хоць такі працэс менш бесперапынны, але можа дасягнуць змены формы папярочнага перасеку.
2. Выбар матэрыялу:
Смала: звычайна эпаксідная, поліэфірная, поліэтыленавая, эфірная і фенольная смала і г.д.
Абалоніна: не патрабуецца
Асноўны матэрыял: не часта выкарыстоўваецца
3. Асноўныя перавагі:
(1) высокая хуткасць вытворчасці, з'яўляецца эканамічным і разумным спосабам папярэдняга ўвільгатнення і зацвярдзення матэрыялаў
(2) дакладны кантроль утрымання смалы
(3) мінімізацыя выдаткаў на валакно, адсутнасць прамежкавага працэсу ткацтва
(4) выдатныя структурныя ўласцівасці, паколькі пучкі валокнаў размешчаны па прамых лініях, аб'ёмная доля валокнаў высокая
(5) зона пранікнення валакна можа быць цалкам герметычна запячатана, каб паменшыць выкід лятучых рэчываў
4. асноўныя недахопы:
(1) працэс абмяжоўвае форму папярочнага сячэння
(2) Больш высокі кошт награвальнай пліты
5. Тыповыя сферы прымянення: бэлькі і фермы жыллёвых канструкцый, масты, лесвіцы і агароджы.
Працэс фармавання з пераносам смалы (RTM)
1. Апісанне метаду: Сухія валокны ўкладваюцца ў ніжнюю форму, якую можна папярэдне сціснуць, каб валокны максімальна адпавядалі форме формы і былі звязаны клеем; затым верхняя форма фіксуецца на ніжняй форме, утвараючы поласць, а затым смала ўводзіцца ў поласць. Звычайна выкарыстоўваецца вакуумная ін'екцыя смалы і інфільтрацыя валокнаў, вядомая як вакуумная ін'екцыя смалы (VARI). Пасля завяршэння інфільтрацыі валокнаў клапан увядзення смалы зачыняецца, і кампазіт зацвярдзее. Ін'екцыя і зацвярдзенне смалы могуць праводзіцца як пры пакаёвай тэмпературы, так і пры награванні.
2. Выбар матэрыялу:
Смала: звычайна эпаксідная, поліэфірная, полівінілавая эфірная і фенольная смала, бісмалеімідная смала можа выкарыстоўвацца пры высокай тэмпературы
Валакно: не патрабуецца. Для гэтага працэсу больш падыходзіць прашытае валакно, бо прамежак паміж пучкамі валокнаў спрыяе пераносу смалы; спецыяльна распрацаваныя валокны могуць спрыяць цячэнню смалы.
Матэрыял асновы: ячэістая пена не падыходзіць, таму што сотавыя ячэйкі будуць запоўненыя смалой, і ціск таксама прывядзе да разбурэння пены.
3. асноўныя перавагі:
(1) Больш высокая аб'ёмная доля валакна, нізкая парыстасць
(2) Бяспека працы, чыстае і акуратнае асяроддзе эксплуатацыі, бо смала цалкам герметычная.
(3) Скараціць выкарыстанне працоўнай сілы
(4) Верхні і ніжні бакі канструкцыйных дэталяў маюць адлітыя паверхні, што спрашчае наступную апрацоўку паверхні.
4. Асноўныя недахопы:
(1) Формы, якія выкарыстоўваюцца разам, дарагія, цяжкія і адносна грувасткія, каб вытрымліваць большы ціск.
(2) абмежавана вытворчасцю дробных дэталяў
(3) Лёгка могуць узнікнуць неўвільготненыя ўчасткі, што прывядзе да ўтварэння вялікай колькасці смецця
5. Тыповыя сферы прымянення: невялікія і складаныя дэталі касмічных шатлаў і аўтамабіляў, сядзенні цягнікоў.
Час публікацыі: 08 жніўня 2024 г.
