عملية القولبة هي كمية معينة من المادة المسبقة التشريب في تجويف القالب المعدني للقالب، واستخدام مكابس مع مصدر حرارة لإنتاج درجة حرارة وضغط معينين بحيث يتم تليين المادة المسبقة التشريب في تجويف القالب عن طريق الحرارة وتدفق الضغط، والتدفق الكامل، وملء تجويف القالب بمنتجات القولبة والتصلب لطريقة العملية.
تتميز عملية القولبة بضرورة التسخين في عملية القولبة، والغرض من التسخين هو جعل المادة المسبقة التشريب تليين تدفقالراتنجملء تجويف القالب وتسريع تفاعل معالجة مادة مصفوفة الراتنج. أثناء عملية ملء تجويف القالب بمادة التشريب المسبق، لا تتدفق مصفوفة الراتنج فحسب، بل تتدفق أيضًا مادة التعزيز، حيث تملأ مصفوفة الراتنج وألياف التعزيز جميع أجزاء تجويف القالب في آن واحد.
فقطالراتنجاللزوجة المصفوفة كبيرة جدًا، والرابطة قوية جدًا، من أجل التدفق مع الألياف المقوية، لذلك تتطلب عملية القولبة ضغط قولبة أكبر، مما يتطلب قوالب معدنية ذات قوة عالية ودقة عالية ومقاومة للتآكل، ويتطلب استخدام مكابس ساخنة خاصة للتحكم في درجة حرارة قالب المعالجة والضغط ووقت الإمساك ومعلمات العملية الأخرى.
تتميز طريقة التشكيل بكفاءة إنتاج عالية، ودقة في حجم المنتج، وتشطيب سطحي دقيق، خاصةً في المنتجات ذات البنية المعقدة من المواد المركبة، ويمكن تشكيلها مرة واحدة دون التأثير على أدائها. عيبها الرئيسي هو تعقيد تصميم وتصنيع القالب، وارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي. على الرغم من العيوب المذكورة أعلاه، لا تزال عملية التشكيل تحتل مكانة مهمة في عملية تشكيل المواد المركبة.
1. التحضير
قم بعمل جيدمادة مسبقة التشريب، قوالب الأدوات، مع قطعة اختبار الفرن للعمل الداعم، وتنظيف القالب في الاستخدام الأخير من الراتينج المتبقي، والحطام، للحفاظ على القالب نظيفًا وناعمًا.
2. قطع ووضع المواد المسبقة التشريب
سيتم تحويلها إلى منتج من المواد الخام ألياف الكربون الجاهزة، قبل اجتياز المراجعة، وحساب مساحة المواد الخام، والمواد، وعدد الأوراق، طبقة المواد الخام طبقة البخور المضافة، في نفس الوقت على تراكب المواد للضغط المسبق، والضغط على شكل منتظم، ونوعية عدد معين من الكيانات الكثيفة.
3.الصب والتصلب
ضع المواد الخام المكدسة في القالب، وفي نفس الوقت في الوسائد الهوائية البلاستيكية الداخلية، وأغلق القالب، ثم ضع الكل في آلة التشكيل، والوسائد الهوائية البلاستيكية الداخلية بالإضافة إلى ضغط ثابت معين، ودرجة حرارة ثابتة، وضبط وقت ثابت، بحيث يتم علاجه.
4. التبريد وإزالة القالب
بعد فترة من الوقت من الضغط خارج القالب البارد أولاً تعرف لفترة من الوقت، ثم افتح القالب، وإزالة القالب خارج العين لتنظيف قالب الأدوات.
5. معالجة القوالب
بعد إزالة القالب، يجب تنظيف المنتج، باستخدام فرشاة فولاذية أو فرشاة نحاسية لكشط البلاستيك المتبقي، ثم نفخه بالهواء المضغوط لتلميع المنتج المصبوب، بحيث يكون السطح أملسًا ونظيفًا.
6. الاختبار غير المدمر والتفتيش النهائي
يتم إجراء الاختبارات غير المدمرة والتفتيش النهائي للمنتجات وفقًا لمتطلبات وثائق التصميم.
تحليل النقاط الفنية لعملية صب المواد مسبقة التشريب
منذ نشأة مركبات ألياف الكربون، كانت محدودةً بتكلفة التصنيع وتأثير مراحل الإنتاج، ولم تُطبّق بكميات كبيرة. تحديد تكلفة إنتاج ألياف الكربون ومراحل إنتاجها هو عملية التشكيل.مادة مركبة من ألياف الكربونهناك العديد من عمليات التشكيل، مثل RTM وVARI وخزانات الضغط الساخن وفرن المعالجة المسبقة (OOA)، ولكن هناك عيبان: 1. دورة التشكيل طويلة؛ 2. السعر مرتفع (مقارنةً بالمعادن والبلاستيك). يمكن لعملية التشكيل بالضغط المسبق، كنوع من عمليات التشكيل، تحقيق الإنتاج بكميات كبيرة وتقليل تكلفة الإنتاج، وهو أمر شائع الاستخدام.
تشير عملية صبّ البري بريج إلى درجة الحرارة والضغط اللازمين لنشر البري بريج في قالب ضغط مُشكَّل مسبقًا خلال فترة زمنية محددة. تتميز هذه العملية بسرعة صب عالية، ومتطلبات معدات بسيطة وسهلة التشغيل. بالمقارنة مع خزان الضغط الساخن، وعمليات VARI وOOA، يتميز المنتج بجودة سطحية ممتازة، وثبات أبعاد جيد، وسهولة في التحكم.
▲مخطط تدفق عملية صب التشريب المسبق
أربعة عناصر لعملية التشكيل
1. درجة الحرارة والتجانس: تعكس درجة التفاعل بينالراتنجوعامل المعالجةوتوحيد موضع التفاعل، والسيطرة بشكل رئيسي على جودة سطح القالب ودرجة المعالجة؛
2. الضغط والتوحيد: يعكس تأثير تفريغ الهواء وتدفقه في الراتنج، والتحكم في جودة سطح القالب والخصائص الميكانيكية؛
3. طول وقت المعالجة: يعكس درجة المعالجة، لضمان كفاءة الإنتاج؛
4. سمك تجويف القالب: يعكس سمك المنتج، وفقًا للخصائص الخاصة لمادة ألياف الكربون نفسها، قم بتصميم سمك تجويف معقول.
قابلية تطبيق العملية
مادة البريبريجمن الناحية النظرية، يمكن لعملية التشكيل أن تصنع أي هيكل للمنتج، إذا كان هيكل المنتج معقدًا للغاية، مثل الإبزيم المقلوب، أو مساحة الشفة الكبيرة جدًا، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة القوالب وصعوبات الإنتاج، لذلك فإن هيكل القطع المعقدة بشكل خاص ليس قويًا، ولكن يمكننا أن نكون تحسينًا هيكليًا أو تصميم كتلة + حلول ربط لتصنيع أجزاء معقدة.
التكنولوجيا ذات الصلة
1. تقنية القطع متعدد الطبقات: يتم قطع المواد مسبقة التشريب متعددة الطبقات في وقت واحد؛ ويتم قطع المواد مسبقة التشريب بزوايا مختلفة في وقت واحد لتحسين كفاءة القطع.
2. تقنية التسخين الساخن/التسخين الساخن: يتم تسخين القالب مباشرة إلى درجة حرارة المعالجة، ويتم وضع القالب في القالب وضغطه على شكله، مما يقلل من وقت التشكيل ويقلل من استهلاك الطاقة.
3. تقنية التشكيل بالحجم الصافي: يتم ثقب القالب إلى الحجم الصافي أولاً، ثم يتم وضعه في قالب الحجم الصافي للتصلب، مما يقلل من عملية القطع.
صعوبات العملية
صعوبة تصميم قوالب المنتجات ذات الهياكل المعقدة: كثرة المشابك المقلوبة والزوايا السالبة في المنتجات تُصعّب عملية التصنيع، كما أن استخدامها لفترات طويلة يُقلل من دقة تنسيق موضع القطع. لذلك، عند تصميم المنتج، يُنصح بتجنب المشابك المقلوبة أو الزوايا السالبة.
ملاحظة: متطلبات جودة سطح الغطاء الخارجي للمنتج عالية جدًا، ومن المشاكل الشائعة في أجزاء ألياف الكربون: بقع بيضاء على أجزاء المنتج؛ مشاكل في ملمس المنتج غير المتجانس؛ ثقوب دقيقة على السطح، ومشاكل في عدم وجود غراء، وما إلى ذلك. باختصار، عامل المعالجة في مادة البري بريج غير متجانس أو أن التفاعل غير مكتمل؛ درجة حرارة القالب غير متساوية؛ درجة الحرارة والضغط غير متناسقين؛ تصميم القالب ومعالجته غير مكتملين؛ عملية التشكيل غير محكومة؛ القالبعامل تحريريتفاعل، وما إلى ذلك.
وقت النشر: ١٧ يناير ٢٠٢٥