Quy trình xử lý bằng nồi hấp bao gồm việc xếp các tấm prepreg theo thông số kỹ thuật xếp lớp trong khuôn, niêm phong chúng trong túi hút chân không, sau đó đặt toàn bộ cụm vào nồi hấp. Thông qua quá trình gia nhiệt và tạo áp suất bên trong thiết bị nồi hấp, vật liệu trải qua phản ứng đóng rắn, biến đổi tấm prepreg thành hình dạng mong muốn đồng thời đáp ứng các yêu cầu chất lượng của linh kiện.
Ưu điểm của quy trình hấp tiệt trùng:
Phân bố áp suất đồng đều bên trong thùng: Việc tạo áp suất bằng khí nén, khí trơ (N₂, CO₂) hoặc hỗn hợp khí đảm bảo áp suất được tác dụng đều lên tất cả các điểm dọc theo các đường pháp tuyến của bề mặt túi hút chân không. Điều này cho phép áp suất đồng đều trong quá trình tạo hình và đóng rắn linh kiện.
Nhiệt độ không khí đồng đều bên trong bể: Khí nóng (hoặc khí lạnh) lưu thông nhanh chóng bên trong bể, duy trì nhiệt độ khí ổn định ở mọi điểm. Với cấu trúc khuôn được thiết kế tốt, điều này đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ tối thiểu trên toàn bộ chi tiết trong suốt chu kỳ làm nóng và làm lạnh khi được niêm phong bên trong khuôn.
Tính ứng dụng rộng rãi: Thiết kế khuôn tương đối đơn giản cho phép đạt hiệu quả cao, phù hợp để tạo hình các bề mặt phức tạp có diện tích lớn như da, tấm và vỏ. Nó có thể sản xuất nhiều cấu trúc và bộ phận phức tạp với kích thước khác nhau. Điều kiện nhiệt độ và áp suất bên trong nồi hấp có thể đáp ứng các yêu cầu tạo hình của hầu hết các vật liệu composite nền polymer.
Quy trình tạo hình ổn định và đáng tin cậy: Áp suất và nhiệt độ đồng đều bên trong nồi hấp đảm bảo chất lượng sản phẩm nhất quán. Các bộ phận được sản xuất bằng quy trình nồi hấp có độ xốp thấp và hàm lượng nhựa đồng đều. So với các phương pháp tạo hình khác, các bộ phận được sản xuất bằng nồi hấp có tính chất cơ học ổn định và đáng tin cậy. Cho đến nay, phần lớn các bộ phận composite chịu tải cao trong các ứng dụng hàng không vũ trụ được chế tạo bằng quy trình nồi hấp.
Nhược điểm của quy trình tiệt trùng bằng nồi hấp:
Đầu tư và chi phí cao: So với các quy trình khác, hệ thống nồi hấp áp suất có kích thước lớn, cấu trúc phức tạp và được phân loại là bình chịu áp lực, khiến việc xây dựng một nồi hấp áp suất lớn vô cùng tốn kém. Mỗi chu kỳ đóng rắn tiêu thụ một lượng đáng kể các vật liệu phụ trợ đắt tiền như túi hút chân không, gioăng làm kín, màng chống dính, thảm thấm và vải chống dính. Ngoài ra, quy trình này tiêu thụ một lượng lớn nước, điện và khí đốt.
Các ứng dụng chính của quy trình hấp tiệt trùng:
Hàng không vũ trụ: Tấm vỏ, gân, khung, tấm che, v.v.
Ngành ô tô: Các tấm thân xe và các bộ phận cấu trúc như tấm nắp ca-pô trong/ngoài, tấm cửa trong/ngoài, tấm mái, chắn bùn, dầm bậc cửa, trụ B, v.v.
Vận tải đường sắt: tà ván, dầm đỡ, v.v.;
Ngành hàng hải, hàng tiêu dùng cao cấp, v.v.
Quy trình hấp tiệt trùng là phương pháp chính để sản xuất liên tục.vật liệu composite gia cường bằng sợiCác thành phần. Được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao như hàng không vũ trụ, vận tải đường sắt, thể thao và giải trí, và năng lượng mới, các sản phẩm composite được sản xuất bằng phương pháp hấp áp suất chiếm hơn 50% tổng sản lượng composite. Riêng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, tỷ lệ này vượt quá 80%.
Vật liệu phụ trợ chân không cho nồi hấp tiệt trùng
Màng túi hút chân không
Màng túi hút chân không đóng vai trò là vật liệu phụ trợ trong quá trình đóng rắn các cấu kiện composite. Vật liệu màng này có thể tạo và duy trì trạng thái chân không trong các điều kiện môi trường cụ thể. Chức năng của nó là thiết lập hệ thống chân không.
Vải lót thường được sử dụng làm lớp chắn chính giữa sản phẩm và các vật liệu phụ trợ chân không khác. Nó không bám dính vào sản phẩm và có thể dễ dàng bóc ra sau khi đóng rắn, chịu được nhiệt độ lên đến khoảng 230°C.
Vải PTFE chịu nhiệt cao cấp: Sợi thủy tinh cao cấp được dệt vào các chất nền vải sợi thủy tinh tiên tiến bằng các kiểu dệt trơn, chéo, satin hoặc các kiểu dệt khác. Các chất nền này trải qua các kỹ thuật xử lý độc đáo bao gồm việc tẩm kỹ lưỡng nhiều lần với nhũ tương PTFE dạng huyền phù để tạo ra các loại vải chịu nhiệt cao với nhiều độ dày và nhiều khổ siêu rộng.
Màng phân tách
Trong hầu hết các trường hợp, màng ngăn cách tiếp xúc trực tiếp với vật liệu nhiều lớp, cách ly nó khỏi lớp nỉ thoáng khí không tách khuôn. Việc lựa chọn màng ngăn cách phụ thuộc vào nhiệt độ đóng rắn, áp suất, độ phức tạp của chi tiết và hệ thống nhựa. Màng ngăn cách có lỗ thường được sử dụng để đảm bảo loại bỏ không khí và các chất dễ bay hơi bị mắc kẹt bên trong vật liệu nhiều lớp.
Nỉ đục lỗ
Quy trình dập kim đảm bảo kiểm soát chặt chẽ, mật độ bề mặt đồng đều và độ dày phù hợp. Việc kiểm tra 100% kim loại trong suốt quá trình đảm bảo không có mảnh vụn kim loại. Sản phẩm có độ bền, khả năng chịu áp lực, chịu nhiệt và khả năng định hình tuyệt vời.
Được sử dụng trong các quy trình hấp tiệt trùng, nó có điểm hóa mềm là 170°C và điểm nóng chảy trên 240°C, có khả năng chịu được nhiệt độ ngắn hạn dưới 200°C.
Băng keo niêm phong
Băng keo niêm phong được sử dụng để niêm phong túi hút chân không và các bộ phận đúc. Nó phải có độ bám dính đủ để bám chắc vào bề mặt khuôn mà không quá dính, đảm bảo băng keo có thể được bóc ra khỏi màng túi hút chân không để định vị lại. Ngoài ra, sau khi đóng rắn, băng keo phải bóc ra khỏi bề mặt khuôn một cách sạch sẽ. Chúng tôi cung cấp nhiều loại băng keo niêm phong cho các điều kiện đóng rắn khác nhau.
Ống chân không
Ống chân không bao gồm đế chân không, đầu nối đực/cái một chiều và nhiều thành phần ống khác nhau dùng cho các ứng dụng chân không. Các phụ kiện này đảm bảo độ kín khí trong quá trình hoạt động chân không.
Ứng dụng quy trình đúc bằng nồi hấp
Là một phương pháp tạo hình được áp dụng rộng rãi chosản phẩm sợi carbonQuá trình tiệt trùng bằng nồi hấp bao gồm các bước sau:
Quy trình chuẩn bị
Công đoạn này chủ yếu bao gồm chuẩn bị dụng cụ và vật liệu, bao gồm khuôn mẫu, vật liệu composite sợi carbon và các vật liệu phụ trợ.
Lớp vật liệu
Bước này bao gồm việc cắt, xếp lớp và nén vật liệu prepreg. Vật liệu prepreg sợi carbon được cắt theo kích thước và yêu cầu cụ thể bằng cách sử dụng khuôn mẫu hoặc máy cắt tự động. Sau đó, vật liệu prepreg được cắt theo kích thước mong muốn, xếp lớp theo thông số kỹ thuật thiết kế và cuối cùng được nén sơ bộ. Hiện nay, các sản phẩm sợi carbon như ống, tấm hoặc các hình dạng phức tạp khác thường được chế tạo bằng phương pháp xếp lớp thủ công, mang lại tính linh hoạt cao.
Quy trình chuẩn bị đóng rắn
Bước này chủ yếu bao gồm việc đóng gói sản phẩm sợi carbon, cắt các vật liệu phụ trợ và sắp xếp chúng. Thông thường, công đoạn chuẩn bị đóng rắn bao gồm chuẩn bị chi tiết, khuôn, túi hút chân không và các vật liệu phụ trợ. Các vật liệu phụ trợ thiết yếu bao gồm chất tách khuôn và vật liệu thông hơi (được sử dụng để phân phối đều chân không trong hệ thống túi hút chân không).
Quá trình đóng rắn và tạo hình
Quá trình đóng rắn là một bước thiết yếu đối với mọi sản phẩm sợi carbon. Nó bao gồm việc gia nhiệt và nén nhựa nhiệt rắn bên trong vật liệu prepreg dưới các điều kiện xử lý cố định để tạo thành cấu trúc mạng lưới ba chiều ổn định. Đối với vật liệu composite sợi carbon nhiệt rắn, một khi đã đóng rắn, bất kỳ khuyết tật nào phát sinh từ quá trình xếp lớp hoặc quá trình đóng rắn đều không thể khắc phục được. Do đó, việc kiểm soát chặt chẽ các thông số quy trình trong quá trình đóng rắn bằng nồi hấp là rất quan trọng.
Điều tra
Việc kiểm tra chủ yếu bao gồm ba phương pháp: kiểm tra bằng mắt thường, kiểm tra siêu âm hoặc kiểm tra không phá hủy bằng tia X. Sau khi đóng rắn, các sản phẩm sợi carbon được kiểm tra bằng mắt thường bề mặt để kiểm tra các khuyết tật như đốm trắng, lỗ rỗng nhựa hoặc sự tích tụ nhựa. Kiểm tra bên trong thường sử dụng kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm hoặc tia X, có thể phát hiện các dạng khuyết tật khác nhau dựa trên mật độ vật liệu và phát hiện các lỗ rỗng dày đặc bên trong hoặc sự tách lớp.
Xử lý hậu kỳ
Xử lý sau gia công là cần thiết vì các chi tiết sợi carbon được gia công thường có gờ hoặc bavia. Chúng có thể được loại bỏ bằng máy đánh bóng hoặc dao phay để đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế.
Ngoài các bước tiêu chuẩn này, một số thành phần composite cần được ép khuôn bằng nồi hấp thứ cấp để liên kết hoặc đóng rắn đồng thời, cho phép sản xuất các bộ phận composite có hình dạng phức tạp.
Thời gian đăng bài: 26/02/2026
