Суровините на композитните материјали вклучуваат смола, влакна и јадро, итн.Има многу избори, и секој материјал има своја уникатна цврстина, вкочанетост, цврстина и термичка стабилност, а неговата цена и излез се исто така различни.
Сепак, композитниот материјал како целина, неговата конечна изведба не е само поврзана со матрицата на смолата и влакната (и основниот материјал во структурата на сендвич), туку и тесно поврзана со методот на дизајнирање и процесот на производство на материјалите во структурата. .
Оваа статија ќе ги претстави најчесто користените методи на композитно производство, главните фактори кои влијаат на секој метод и како да се изберат суровини за различни процеси.
Опис на методот:Процес на обликување во кој сечканиот материјал зајакнат со влакна и системот со смола се прскаат во калапот истовремено, а потоа се стврднуваат под нормален притисок за да се формира термореактивна композитен производ.
избор на материјал:
Смола: главно полиестер
Влакна: предиво од крупни стаклени влакна
Основен материјал: Нема, треба посебно да се комбинира со ламинати
Главната предност:
1) Занаетчиството има долга историја
2) Ниска цена, брзо поставување на влакна и смола
3) Ниска цена на мувла
Главните недостатоци:
1) Ламинираната плоча лесно се формира област збогатена со смола, а тежината е релативно висока
2) Може да се користат само сецкани влакна, што сериозно ги ограничува механичките својства на ламинатите
3) За да се олесни прскањето, вискозноста на смолата треба да биде доволно мала за да ги изгуби механичките и термичките својства на композитниот материјал
4) Високата содржина на стирен во смолата за прскање значи поголеми потенцијални опасности за операторите, а нискиот вискозитет значи дека смолата лесно може да навлезе во работната облека на вработените и директно да контактира со кожата
5) Концентрацијата на стирен испаруван во воздухот тешко ги исполнува законските барања
типична апликација:
Едноставно оградување, структурни панели со мала оптовареност, како што се конвертибилни каросерии на автомобили, облоги на камиони, кади и мали чамци
Опис на методот:Рачно импрегнирајте ги влакната со смола.Влакната може да се зајакнат со ткаење, плетење, шиење или лепење.Поставувањето на рацете обично се прави со валјаци или четки, а потоа смолата се стиска со гумен валјак за да навлезе во влакната.Ламинатите беа стврднати под нормален притисок.
избор на материјал:
Смола: нема потреба, епоксидна, полиестер, поливинил естер, фенолна смола се прифатливи
Влакна: Нема потреба, но арамидното влакно со поголема основна тежина е тешко да се инфилтрира со рачно поставување
Основен материјал: нема потреба
Главната предност:
1) Занаетчиството има долга историја
2) Лесно за учење
3) Ако се користи смола за стврднување на собна температура, цената на мувлата е мала
4) Голем избор на материјали и добавувачи
5) Висока содржина на влакна, употребените влакна се подолги од процесот на прскање
Главните недостатоци:
1) Мешањето на смола, содржината на смола и квалитетот на ламинатите се тесно поврзани со умешноста на операторите, тешко е да се добијат ламинати со ниска содржина на смола и ниска порозност
2) Здравствените и безбедносните опасности од смолата.Колку е помала молекуларната тежина на смолата за лежење на рацете, толку е поголема потенцијалната закана по здравјето.Колку е помал вискозноста, толку е полесно смолата да навлезе во работната облека на вработените и директно да контактира со кожата
3) Ако не е инсталирана добра опрема за вентилација, концентрацијата на стирен испаризиран од полиестер и поливинил естер во воздухот е тешко да ги исполни законските барања
4) Вискозноста на смолата за поставување на раката треба да биде многу ниска, така што содржината на стирен или други растворувачи мора да биде висока, со што се губат механичките/термичките својства на композитниот материјал
Типични апликации:стандардни ножеви на турбините на ветер, масовно произведени чамци, архитектонски модели
Опис на методот:Процесот на вакуумска вреќа е продолжување на горенаведениот процес на рачно положување, односно, слој од пластична фолија се запечатува на калапот за да се вакумизира рачно поставениот ламинат и се применува атмосферски притисок на ламинатот за да се постигне ефектот на издувните гасови и набивањето.Да се подобри квалитетот на композитните материјали.
избор на материјал:
Смола: главно епоксидна и фенолна смола, полиестер и поливинил естер не се соодветни бидејќи содржат стирен, кој испарува во вакуумската пумпа
Влакна: Нема потреба, дури и влакната со голема основна тежина може да се навлажнуваат под притисок
Основен материјал: нема потреба
Главната предност:
1) Може да постигне поголема содржина на влакна од стандардниот процес на поставување на рацете
2) Порозноста е помала од стандардниот процес на поставување на рака
3) Под услов на негативен притисок, целосниот проток на смолата го подобрува степенот на навлажнување на влакната.Се разбира, дел од смолата ќе се апсорбира од вакуумските потрошни материјали
4) Здравје и безбедност: Процесот на вакуумска кеса може да го намали ослободувањето на испарливи материи за време на стврднувањето
Главните недостатоци:
1) Дополнителните процеси ја зголемуваат цената на трудот и материјалите за вакуумски кеси за еднократна употреба
2) Повисоки технички барања за операторите
3) Контролата на мешањето на смола и содржината на смола во голема мера зависи од умешноста на операторот
4) Иако вакуумската кеса го намалува ослободувањето на испарливи материи, здравствената закана за операторот е сè уште поголема од онаа на процесот на инфузија или препрегнување
Типични апликации:големи, еднократни јахти со ограничено издание, делови за тркачки автомобили, поврзување на основни материјали во бродоградба
Deyang Yaosheng Композитен материјал Co., Ltd.е професионална компанија која произведува различни производи од стаклени влакна.Компанијата главно произведува скитници со стаклени влакна, стаклени влакна сецкани тепих, стаклени влакна крпа / скитници ткаенина / морска ткаенина, итн. Ве молиме слободно контактирајте со нас.
Тел: +86 15283895376
Whatsapp: +86 15283895376
Email: yaoshengfiberglass@gmail.com
Опис на методот:Процесот на намотување во основа се користи за производство на шупливи, тркалезни или овални структурни делови како што се цевки и резервоари.Откако снопот со влакна е импрегниран со смола, се намотува на мандрелата во различни насоки, а процесот се контролира со машината за намотување и брзината на мандрелото.
избор на материјал:
Смола: нема потреба, како што се епоксидна, полиестер, поливинил естер и фенолна смола, итн.
Влакна: нема потреба, директно користете го пакетот влакна на ролна, нема потреба да ткаете или шиете во ткаенина со влакна
Основен материјал: нема потреба, но кожата обично е еднослоен композитен материјал
Главната предност:
1) Брзината на производство е брза, и тоа е економичен и разумен метод на слоеви
2) Содржината на смола може да се контролира со мерење на количината на смола што ја носи снопот влакна што минува низ резервоарот за смола
3) Минимизирајте ги трошоците за влакна, без среден процес на ткаење
4) Структурните перформанси се одлични, бидејќи линеарните снопови влакна може да се постават во различни носечки насоки
Главните недостатоци:
1) Овој процес е ограничен на кружни шупливи структури
2) Не е лесно да се распоредат влакната долж аксијалната насока на компонентата
3) Цената на машката мувла од мандрела за големи структурни делови е релативно висока
4) Надворешната површина на структурата не е површината на мувлата, така што естетиката е лоша
5) Кога се користи смола со низок вискозитет, треба да се обрне внимание на хемиските перформанси и перформансите на здравјето и безбедноста
Типични апликации:резервоари за складирање хемикалии и цевки за испорака, цилиндри, резервоари за дишење на пожарникари
Опис на методот:Снопот со влакна извлечен од ролетот се натопува и поминува низ грејната плоча, а смолата се инфилтрира во влакното на грејната плоча, а содржината на смолата се контролира и на крајот материјалот се стврднува во потребната форма;овој стврднат производ со фиксна форма се сече механички на различни должини.Влакната може да навлезат и во топлата плоча во насоки различни од 0 степени.
Пултрузијата е континуиран производствен процес, а пресекот на производот обично има фиксна форма, што овозможува мали промени.Поправете го претходно влажниот материјал што минува низ ринглата и распоредете го во калапот за итно стврднување.Иако овој процес има слаб континуитет, може да ја промени формата на напречниот пресек.
избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестер, поливинил естер и фенолна смола, итн.
Влакна: нема потреба
Основен материјал: не се користи најчесто
Главната предност:
1) Брзината на производство е брза, и тоа е економичен и разумен начин за претходно навлажнување и лекување на материјалите
2) Прецизна контрола на содржината на смола
3) Минимизирајте ги трошоците за влакна, без среден процес на ткаење
4) Одлични структурни перформанси, бидејќи сноповите на влакна се наредени во права линија и волуменската фракција на влакната е висока
5) Областа за инфилтрација на влакна може целосно да се запечати за да се намали ослободувањето на испарливи материи
Главните недостатоци:
1) Овој процес ја ограничува формата на напречниот пресек
2) Цената на грејната плоча е релативно висока
Типични апликации:Греди и фарми за куќни конструкции, мостови, скали и огради
6. Калапи за пренос на смола (RTM)
Опис на методот:Поставете суви влакна во долниот калап, нанесете притисок однапред за да ги направите влакната да одговараат на обликот на мувлата што е можно повеќе и да ги врзете;потоа, фиксирајте го горниот калап на долниот калап за да формирате празнина, а потоа вбризгувајте ја смолата во шуплината на мувлата.
Обично се користат вбризгување на смола со помош на вакуум и инфилтрација на влакна, имено процес на инфузија на смола со помош на вакуум (VARI).Штом ќе заврши инфилтрацијата на влакната, вентилот за внесување на смолата се затвора и композитот се стврднува.Инјектирањето и стврднувањето на смола може да се направат на собна температура или под загреани услови.
избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестер, поливинил естер и фенолна смола, бизмалеимид смола може да се користи на висока температура
Влакна: Нема потреба.Зашиените влакна се посоодветни за овој процес бидејќи празнините во пакетот со влакна го олеснуваат преносот на смола;има специјално развиени влакна за да се олесни протокот на смола
Основен материјал: пената од саќе не е соодветна, бидејќи ќелиите на саќе ќе се наполнат со смола, а притисокот ќе предизвика колапс на пената
Главната предност:
1) Висока волуменска фракција на влакна и ниска порозност
2) Бидејќи смолата е целосно запечатена, таа е здрава и безбедна, а работната средина е чиста и уредна
3) Намалете ја употребата на работна сила
4) Горните и долните страни на структурниот дел се површини на мувла, што е лесно за последователна површинска обработка
Главните недостатоци:
1) Калапот што се користи заедно е скап, а за да издржи поголем притисок, тој е тежок и релативно незгоден
2) Ограничено на производство на мали делови
3) Ненавлажнетите области се склони да се појават, што резултира со голема количина отпад
Типични апликации:мали и сложени вселенски шатлови и автоделови, седишта за воз
7. Други процеси на перфузија – SCRIMP, RIFT, VARTM, итн.
Опис на методот:Поставете ги сувите влакна на сличен начин како и процесот RTM, а потоа поставете ја крпата за ослободување и одводната мрежа.По завршувањето на поставувањето, тој е целосно запечатен со вакуумска кеса, а кога вакуумот ќе достигне одредено барање, смолата се внесува во целата структура за поставување.Распределбата на смолата во ламинатот се постигнува со водење на протокот на смолата низ водечката мрежа и на крајот сувите влакна целосно се инфилтрираат од врвот до дното.
избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестерска, поливинил естерска смола
Влакна: Секое вообичаено влакно.Зашиените влакна се подобро прилагодени за овој процес бидејќи празнините во пакетите со влакна го забрзуваат преносот на смола
Основен материјал: пена од саќе не се применува
Главната предност:
1) Исто како и RTM процесот, но само едната страна е површината на мувла
2) Едната страна на мувлата е вакуумска кеса, што во голема мера ги заштедува трошоците за калапот и ја намалува потребата калапот да издржи притисок
3) Големите структурни делови може да имаат и висока волуменска фракција на влакна и мала порозност
4) Стандардниот калап за процесирање на рака може да се користи за овој процес по модификација
5) Структурата на сендвич може да се обликува истовремено
Главните недостатоци:
1) За големи структури, процесот е релативно комплициран и поправките не можат да се избегнат
2) Вискозитетот на смолата мора да биде многу низок, што исто така ги намалува механичките својства
3) Ненавлажнетите области се склони да се појават, што резултира со голема количина отпад
Типични апликации:Пробно производство на мали чамци, каросериски панели за возови и камиони, ножеви на турбини на ветер
8. Препрег – процес на автоклав
Опис на методот:Влакното или крпата со влакна е претходно импрегнирана од производителот на материјалот со смола што содржи катализатор, а методот на производство е метод на висока температура и висок притисок или метод на растворање со растворувач.Катализаторот е латентен на собна температура, давајќи му на материјалот рок на траење од недели или месеци на собна температура;ладењето може да го продолжи рокот на траење.
Претрупувањето може рачно или машинско да се постави на површината на калапот, потоа да се покрие во вакум кеса и да се загрее на 120-180°C.По загревањето смолата може повторно да тече и на крајот да се излечи.Може да се користи автоклав за да се изврши дополнителен притисок врз материјалот, обично до 5 атмосфери.
избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестер, фенолна смола, смола отпорна на високи температури како полиимид, цијанат естер и бизмалеимид, исто така, може да се користи
Влакна: Нема потреба.Може да се користи сноп со влакна или ткаенина со влакна
Основен материјал: нема потреба, но пената треба да биде отпорна на висока температура и висок притисок
Главната предност:
1) Односот на смолата со средството за лекување и содржината на смола се точно поставени од добавувачот, многу е лесно да се добијат ламинати со висока содржина на влакна и ниска порозност
2) Материјалот има одлични здравствени и безбедносни карактеристики, а работната средина е чиста, што потенцијално заштедува автоматизација и трошоци за работна сила
3) Цената на еднонасочните материјални влакна е минимизирана и не е потребен среден процес за ткаење влакна во ткаенина
4) Процесот на производство бара смола со висок вискозитет и добра влажност, како и оптимизирани механички и термички својства
5) Продолжувањето на работното време на собна температура значи дека структурната оптимизација и распоредот на сложените форми исто така лесно се постигнуваат
6) Потенцијални заштеди во автоматизација и трошоци за работна сила
Главните недостатоци:
1) Цената на материјалите се зголемува, но тоа е неизбежно за да се исполнат барањата за апликација
2) Потребен е автоклав за да се заврши стврднувањето, кое има висока цена, долго време на работа и ограничувања на големината
3) Калапот треба да издржи висока температура на процесот, а материјалот на јадрото ги има истите барања
4) За подебели делови, потребно е претходно вакуум кога се поставуваат препреги за да се елиминираат меѓуслојните воздушни меури
Типични апликации:структурни делови на вселенскиот шатл (како што се крилата и опашките), тркачките болиди на Ф1
9. Препрег – неавтоклавен процес
Опис на методот:Процесот на производство на препрегум за стврднување на ниска температура е потполно ист како предпрегриза во автоклав, разликата е во тоа што хемиските својства на смолата овозможуваат да се стврдне на 60-120°C.
За стврднување на ниски температури 60°C, времето на работа на материјалот е само една недела;за катализатори со висока температура (>80°C), времето на работа може да достигне неколку месеци.Флуидноста на системот со смола овозможува стврднување со користење само вакумски кеси, избегнувајќи употреба на автоклави.
избор на материјал:
Смола: Обично само епоксидна смола
Влакна: нема потреба, исто како и традиционалниот препрег
Основен материјал: нема потреба, но посебно внимание треба да се посвети кога се користи стандардна ПВЦ пена
Главната предност:
1) Ги има сите предности на традиционалното препрегнување со автоклав ((i.))-((vi.))
2) Материјалот за мувла е евтин, како што е дрвото, бидејќи температурата на стврднување е ниска
3) Процесот на производство на големи структурни делови е поедноставен, само треба да се изврши притисок врз вакуумската кеса, да се циркулира топлиот воздух на рерната или системот за греење со топол воздух на самата мувла за да се исполнат барањата за лекување
4) Може да се користат и обични материјали од пена, а процесот е позрел
5) Во споредба со автоклавот, потрошувачката на енергија е помала
6) Напредната технологија обезбедува добра димензионална точност и повторливост
Главните недостатоци:
1) Трошоците за материјалот сè уште се повисоки од сувите влакна, иако цената на смолата е пониска од претпреготовката за воздухопловство
2) Калапот треба да издржи повисока температура од процесот на инфузија (80-140°C)
Типични апликации:ножеви на турбини на ветер со високи перформанси, големи тркачки чамци и јахти, спасувачки авиони, компоненти на воз
10. Процес без автоклавирање на полу-прегривач SPRINT/прегревање со зраци SparPreg
Опис на методот:Тешко е да се испуштат воздушните меури помеѓу слоевите или слоевите кои се преклопуваат за време на процесот на стврднување кога се користи препрегум во подебели структури (>3мм).Со цел да се надмине оваа тешкотија, беше воведена претвакуумизација во процесот на слоевитост, но значително се зголеми времето на процесот.
Во последниве години, Гурит воведе серија на подобрени производи за препрегнување со патентирана технологија, овозможувајќи производството на висококвалитетни (ниска порозност) подебели ламинати да се заврши во процес на еден чекор.Полу-прегнастата SPRINT е составена од два слоја суви влакна кои сендвичираат со слој од структура на сендвич со филм од смола.Откако материјалот ќе се постави во калапот, вакуумската пумпа може целосно да го исцеди воздухот во неа пред да се загрее смолата и да омекне и да го впие влакното.зацврсти.
Prepreg со греда SparPreg е подобрена предпрегриза која, кога се стврднува под вакуум, може лесно да ги отстрани воздушните меури од врзаниот двослоен материјал.
избор на материјал:
Смола: претежно епоксидна смола, достапни се и други смоли
Влакна: нема потреба
Основен материјал: повеќето, но посебно внимание треба да се посвети на високата температура кога се користи стандардна ПВЦ пена
Главната предност:
1) За подебели делови (100 mm), сè уште може точно да се добијат висока волуменска фракција на влакна и ниска порозност
2) Почетната состојба на системот на смола е цврста, а перформансите се одлични по стврднување на висока температура
3) Дозволете употреба на евтина ткаенина со влакна со висока основна тежина (како 1600 g/m2), зголемете ја брзината на поставување и заштедете ги трошоците за производство
4) Процесот е многу напреден, операцијата е едноставна и содржината на смолата е прецизно контролирана
Главните недостатоци:
1) Трошоците за материјалот сè уште се повисоки од сувите влакна, иако цената на смолата е пониска од претпреготовката за воздухопловство
2) Калапот треба да издржи повисока температура од процесот на инфузија (80-140°C)
Типични апликации:ножеви на турбини на ветер со високи перформанси, големи тркачки чамци и јахти, спасувачки авиони
Време на објавување: Декември-13-2022 година
