Có nhiều lựa chọn nguyên liệu thô cho vật liệu tổng hợp, bao gồm nhựa, sợi và vật liệu cốt lõi, và mỗi vật liệu có tính chất riêng của sức mạnh, độ cứng, độ bền và độ ổn định nhiệt, với chi phí và sản lượng khác nhau. Tuy nhiên, hiệu suất cuối cùng của một vật liệu tổng hợp nói chung không chỉ liên quan đến ma trận và sợi nhựa (cũng như vật liệu cốt lõi trong cấu trúc vật liệu bánh sandwich), mà còn liên quan chặt chẽ đến phương pháp thiết kế và quá trình sản xuất vật liệu trong cấu trúc. Trong bài báo này, chúng tôi sẽ giới thiệu các phương pháp sản xuất thường được sử dụng cho vật liệu tổng hợp, các yếu tố ảnh hưởng chính của từng phương pháp và cách chọn nguyên liệu thô cho các quy trình khác nhau.
Xịt đúc
1, Phương pháp Mô tả: Hệ thống gia cố sợi và nhựa cắt ngắn đồng thời được phun vào khuôn, sau đó được chữa khỏi áp suất khí quyển vào các sản phẩm composite làm nhiệt của quá trình đúc.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: chủ yếu là polyester
Sợi: Sợi thủy tinh thô
Vật liệu cốt lõi: Không, cần được kết hợp với ván ép một mình
3. Ưu điểm chính:
1) Lịch sử lâu dài của nghề thủ công
2) Chi phí thấp, bố trí chất xơ và nhựa nhanh
3) Chi phí khuôn thấp
4, Nhược điểm chính:
1) Ván ép rất dễ hình thành khu vực giàu nhựa, trọng lượng cao
2) Chỉ có thể sử dụng các sợi cắt ngắn, điều này hạn chế nghiêm trọng các tính chất cơ học của ván ép.
3) Để tạo điều kiện cho việc phun, độ nhớt nhựa cần đủ thấp, mất các tính chất cơ học và nhiệt của vật liệu composite.
4) Hàm lượng styren cao của nhựa phun có nghĩa là có nguy cơ tiềm ẩn cao đối với người vận hành và độ nhớt thấp có nghĩa là nhựa có thể dễ dàng xâm nhập vào quần áo làm việc của nhân viên và tiếp xúc trực tiếp với da.
5) Nồng độ của styrene dễ bay hơi trong không khí rất khó đáp ứng các yêu cầu pháp lý.
5. Các ứng dụng điển hình:
Hàng rào đơn giản, các tấm cấu trúc tải trọng thấp như thân xe chuyển đổi, fairings xe tải, bồn tắm và thuyền nhỏ.
Đúc bàn tay
1, Phương pháp Mô tả: XIN VUI LÒNG NHIỀU NHẤP vào các sợi, các sợi có thể được dệt, bện, khâu hoặc liên kết và các phương pháp gia cố khác, đúc tay tay thường được thực hiện bằng các con lăn hoặc bàn chải, và sau đó nhựa được ép bằng một con lăn keo để làm cho nó xâm nhập vào sợi. Ván ép được đặt dưới áp lực bình thường để chữa bệnh.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: Không có yêu cầu, epoxy, polyester, este dựa trên polyetylen, nhựa phenolic có sẵn
Sợi: Không có yêu cầu, nhưng trọng lượng cơ bản của sợi aramid lớn hơn rất khó để xâm nhập
Tài liệu cốt lõi: Không yêu cầu
3, Ưu điểm chính:
1) Lịch sử công nghệ lâu dài
2) Dễ học
3) Chi phí khuôn thấp nếu sử dụng nhựa bảo dưỡng nhiệt độ phòng
4) Lựa chọn rộng rãi các vật liệu và nhà cung cấp
5) Hàm lượng sợi cao, sợi dài hơn được sử dụng so với quá trình phun
4, Nhược điểm chính:
1) Trộn nhựa, hàm lượng và chất lượng nhựa nhựa có liên quan chặt chẽ với sự thành thạo của người vận hành, rất khó để có được hàm lượng nhựa thấp và độ xốp thấp của lớp gỗ
2) Các mối nguy hiểm về sức khỏe và an toàn của nhựa, trọng lượng phân tử của nhựa đặt tay càng thấp, mối đe dọa sức khỏe tiềm tàng càng lớn, độ nhớt càng thấp có nghĩa là nhựa có nhiều khả năng thâm nhập vào quần áo làm việc của nhân viên và do đó tiếp xúc trực tiếp với da.
3) Nếu không được cài đặt thông gió tốt, nồng độ styren đã bay hơi từ các este dựa trên polyester và polyetylen vào không khí rất khó đáp ứng các yêu cầu pháp lý
4) Độ nhớt của nhựa bàn tay cần phải rất thấp, do đó, hàm lượng của styren hoặc dung môi khác phải cao, do đó mất tính chất cơ học/nhiệt của vật liệu composite.
5) Các ứng dụng điển hình: lưỡi tuabin gió tiêu chuẩn, thuyền sản xuất hàng loạt, mô hình kiến trúc.
Quá trình đóng gói chân không
1. Mô tả phương pháp: Quá trình đóng gói chân không là một phần mở rộng của quá trình đặt tay ở trên, tức là niêm phong một lớp màng nhựa trên khuôn sẽ là máy hút bụi bằng tay đặt tay, áp dụng áp lực khí quyển lên gỗ dán để đạt được hiệu quả của việc cạn kiệt và siết chặt, để cải thiện chất lượng của vật liệu composite.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: chủ yếu là epoxy và nhựa phenolic, este dựa trên polyester và polyetylen không được áp dụng, vì chúng có chứa styrene, bay hơi vào bơm chân không
Sợi: Không yêu cầu, ngay cả khi trọng lượng cơ sở của các sợi lớn hơn có thể bị xâm nhập dưới áp lực
Tài liệu cốt lõi: Không yêu cầu
3. Ưu điểm chính:
1) Hàm lượng chất xơ cao hơn quá trình bố trí tay tiêu chuẩn có thể đạt được
2) Tỷ lệ khoảng trống thấp hơn quy trình bố trí tay tiêu chuẩn.
3) Dưới áp suất âm, dòng nhựa đủ để cải thiện mức độ xâm nhập của sợi
4) Sức khỏe và an toàn: Quá trình đóng gói chân không có thể làm giảm việc giải phóng các chất bay hơi trong quá trình bảo dưỡng
4, Nhược điểm chính:
1) Quá trình bổ sung làm tăng chi phí lao động và vật liệu túi chân không dùng một lần
2) Yêu cầu kỹ năng cao hơn cho các nhà khai thác
3) Trộn nhựa và kiểm soát hàm lượng nhựa phụ thuộc phần lớn vào tính toán của người vận hành
4) Mặc dù túi chân không làm giảm việc giải phóng các chất bay hơi, nhưng rủi ro sức khỏe cho người vận hành vẫn cao hơn quá trình truyền dịch hoặc chuẩn bị trước
5, Các ứng dụng điển hình: Kích thước lớn, Du thuyền phiên bản giới hạn đơn, Bộ phận xe đua, quy trình đóng tàu của liên kết vật liệu cốt lõi.
Đúc cuộn dây
1 Các bó sợi được tẩm nhựa và sau đó vết thương trên một trục gá theo nhiều hướng khác nhau. Quá trình này được điều khiển bởi máy cuộn dây và tốc độ trục gá.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: Không có yêu cầu, chẳng hạn như epoxy, polyester, este dựa trên polyetylen và nhựa phenolic, v.v.
Sợi: Không có yêu cầu, sử dụng trực tiếp các bó sợi của khung ống, không cần phải dệt hoặc may dệt vào vải sợi
Vật liệu cốt lõi: Không yêu cầu, nhưng da thường là vật liệu composite một lớp
3. Ưu điểm chính:
(1) Tốc độ sản xuất nhanh, là một cách layup kinh tế và hợp lý
(2) Hàm lượng nhựa có thể được kiểm soát bằng cách đo lượng nhựa được mang theo bằng các bó sợi đi qua rãnh nhựa.
(3) Chi phí sợi giảm thiểu, không có quy trình dệt trung gian
(4) Hiệu suất cấu trúc tuyệt vời, bởi vì các bó sợi tuyến tính có thể được đặt dọc theo các hướng mang tải khác nhau
4. Nhược điểm chính:
(1) Quá trình này được giới hạn trong các cấu trúc rỗng tròn.
(2) Sợi không dễ dàng được bố trí và chính xác dọc theo hướng trục của thành phần
(3) Chi phí đúc dương tính cao hơn cho các bộ phận cấu trúc lớn
(4) Bề mặt bên ngoài của cấu trúc không phải là bề mặt khuôn, vì vậy tính thẩm mỹ còn tệ hơn
(5) Việc sử dụng nhựa có độ nhớt thấp, cần chú ý đến các tính chất cơ học và hiệu suất an toàn và sức khỏe
Các ứng dụng điển hình: bể chứa hóa chất và đường ống, xi lanh, bể thở lửa.
Đúc pultrusion
1. Mô tả phương pháp: Từ gói bobbin được vẽ gói sợi được tẩm keo qua tấm sưởi, trong tấm sưởi để hoàn thành nhựa trên thâm nhiễm sợi và điều khiển hàm lượng nhựa, và cuối cùng vật liệu sẽ được chữa khỏi hình dạng cần thiết; Hình dạng này của sản phẩm được chữa khỏi cố định được cắt cơ học thành các độ dài khác nhau. Sợi cũng có thể vào tấm nóng theo hướng khác 0 độ. Đất ép và đúc kéo dài là một quá trình sản xuất liên tục và mặt cắt sản phẩm thường có hình dạng cố định, cho phép các biến thể nhỏ. Sẽ đi qua tấm nóng của vật liệu được bảo hiểm trước cố định và lan rộng vào khuôn ngay lập tức, mặc dù quá trình như vậy ít liên tục hơn, nhưng có thể đạt được sự thay đổi hình dạng mặt cắt.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: thường là epoxy, polyester, este dựa trên polyetylen và nhựa phenolic, v.v.
Sợi: Không có yêu cầu
Vật liệu cốt lõi: không được sử dụng phổ biến
3. Ưu điểm chính:
(1) Tốc độ sản xuất nhanh, là một cách kinh tế và hợp lý để làm việc trước và vật liệu bảo dưỡng
(2) Kiểm soát chính xác hàm lượng nhựa
(3) Giảm thiểu chi phí sợi, không có quy trình dệt trung gian
(4) Các đặc tính cấu trúc tuyệt vời, vì các bó sợi được sắp xếp theo các đường thẳng, phần thể tích sợi cao
(5) Khu vực thâm nhiễm sợi có thể được niêm phong hoàn toàn để giảm giải phóng các chất bay hơi
4. Những nhược điểm chính:
(1) Quá trình giới hạn hình dạng của mặt cắt ngang
(2) Chi phí tấm sưởi cao hơn
5. Các ứng dụng điển hình: dầm và vì các cấu trúc nhà ở, cầu, thang và hàng rào.
Quy trình đúc chuyển nhựa (RTM)
1 Sau đó, khuôn trên được cố định ở khuôn dưới để tạo thành một khoang, và sau đó nhựa được tiêm vào khoang. Tiêm nhựa hỗ trợ chân không và xâm nhập các sợi, được gọi là tiêm nhựa hỗ trợ chân không (VARI), thường được sử dụng. Khi thâm nhiễm sợi hoàn thành, van giới thiệu nhựa được đóng lại và tổng hợp được chữa khỏi. Việc phun nhựa và bảo dưỡng có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng hoặc trong điều kiện nóng.
2. Lựa chọn vật liệu:
Nhựa: thường là epoxy, polyester, polyvinyl ester và nhựa phenolic, nhựa bismaleimide có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao
Sợi: Không có yêu cầu. Sợi may phù hợp hơn với quá trình này, bởi vì khoảng cách giữa bó sợi có lợi cho việc chuyển nhựa; Có những sợi được phát triển đặc biệt có thể thúc đẩy dòng nhựa
Vật liệu cốt lõi: Bọt di động không phù hợp, bởi vì các tế bào tổ ong sẽ chứa đầy nhựa, và áp suất cũng sẽ khiến bọt sụp đổ.
3. Ưu điểm chính:
(1) Phần thể tích sợi cao hơn, độ xốp thấp
(2) Sức khỏe và an toàn, môi trường hoạt động sạch và gọn gàng vì nhựa được niêm phong hoàn toàn.
(3) Giảm sử dụng lao động
(4) Các cạnh trên và dưới của các bộ phận cấu trúc là các bề mặt đúc, dễ xử lý bề mặt tiếp theo.
4. Nhược điểm chính:
(1) Các khuôn được sử dụng cùng nhau là đắt tiền, nặng và tương đối cồng kềnh để chịu được áp lực lớn hơn.
(2) Giới hạn trong việc sản xuất các bộ phận nhỏ
(3) Các khu vực chưa được xử lý có thể dễ dàng xảy ra, dẫn đến một số lượng lớn phế liệu
5. Các ứng dụng điển hình: Các bộ phận không gian nhỏ và phức tạp và các bộ phận ô tô, ghế tàu.
Thời gian đăng: Tháng 8-08-2024
