فرآیند قالبگیری عبارت است از تزریق مقدار مشخصی از پیشپرگ به داخل حفره فلزی قالب، استفاده از پرس با منبع گرما برای تولید دما و فشار خاص به طوری که پیشپرگ در حفره قالب توسط گرما، جریان فشار، پر شدن از جریان، پر شدن حفره قالب و محصولات قالبگیری و پخت به روش فرآیندی نرم شود.
فرآیند قالبگیری با نیاز به گرمایش در فرآیند قالبگیری مشخص میشود، هدف از گرمایش، نرم کردن جریان پیشآغشته است.رزین، پر کردن حفره قالب و تسریع واکنش پخت ماده ماتریس رزین. در طی فرآیند پر کردن حفره قالب با پیش آغشته، نه تنها ماتریس رزین جریان مییابد، بلکه ماده تقویتکننده نیز جریان مییابد و ماتریس رزین و الیاف تقویتکننده همزمان تمام قسمتهای حفره قالب را پر میکنند.
فقطرزینویسکوزیته ماتریس بسیار زیاد است، پیوند بسیار قوی است تا بتواند با الیاف تقویت کننده جریان یابد، بنابراین فرآیند قالب گیری نیاز به فشار قالب گیری بیشتری دارد که به قالب های فلزی با استحکام بالا، دقت بالا و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارد و برای کنترل دمای قالب گیری در حال پخت، فشار، زمان نگهداری و سایر پارامترهای فرآیند، نیاز به استفاده از پرس های داغ مخصوص دارد.
روش قالبگیری با راندمان تولید بالا، دقت اندازه محصول، پرداخت سطح، به ویژه برای ساختار پیچیده مواد کامپوزیت، به طور کلی میتواند یک بار قالبگیری شود و به عملکرد محصولات مواد کامپوزیت آسیبی نمیرساند. نقص اصلی آن این است که طراحی و ساخت قالب پیچیدهتر است و سرمایهگذاری اولیه بیشتری لازم دارد. اگرچه فرآیند قالبگیری دارای کاستیهای فوق است، اما فرآیند قالبگیری هنوز جایگاه مهمی در فرآیند قالبگیری مواد کامپوزیت دارد.
۱. آمادهسازی
کار خوبی انجام دادنپیشآغشتهقالبهای قالبگیری، با قطعه آزمایشی کوره از کارهای پشتیبانی، و تمیز کردن قالب در آخرین استفاده از رزین باقی مانده، آوار، برای تمیز و صاف نگه داشتن قالب.
۲، برش و لایه گذاری پیش آغشته ها
پس از گذراندن مراحل بررسی، مواد اولیه فیبر کربن آماده شده و به محصولی تبدیل میشوند که پیش آغشته باشد. مساحت مواد اولیه، تعداد ورقها، لایه لایه مواد اولیه اضافه شده و همزمان با اعمال فشار اولیه، مواد به شکل منظم و با کیفیت تعداد مشخصی از مواد متراکم فشرده میشوند.
۳. قالبگیری و عملآوری
مواد اولیه انباشته شده را درون قالب قرار دهید و همزمان در کیسههای هوای پلاستیکی داخلی، قالب را ببندید، کل مواد را درون دستگاه قالبگیری قرار دهید، کیسههای هوای پلاستیکی داخلی به علاوه یک فشار ثابت خاص، دمای ثابت، زمان ثابتی را تنظیم کنید تا پخته شوند.
۴. خنکسازی و تخلیه قالب
پس از مدتی فشار در خارج از قالب، ابتدا قالب را برای مدتی در حالت سرد قرار دهید و سپس قالب را باز کنید و قالب را از بیرون سوراخ کنید تا ابزارآلات قالب تمیز شوند.
5، پردازش قالب
پس از خارج کردن قطعه از قالب، باید آن را تمیز کرد، با یک برس فولادی یا برس مسی پلاستیک باقیمانده را تراشید و با دمیدن هوای فشرده، قطعه قالبگیری شده را صیقل داد تا سطح آن صاف و تمیز شود.
۶، آزمایش غیرمخرب و بازرسی نهایی
آزمایشهای غیرمخرب و بازرسی نهایی محصولات مطابق با الزامات اسناد طراحی انجام میشود.
تحلیل نکات فنی فرآیند قالبگیری پیشآغشته
از زمان تولد کامپوزیتهای الیاف کربن، این ماده همواره به دلیل هزینه تولید و تأثیر ضرب آهنگهای تولید، محدود بوده و در مقادیر زیاد به کار گرفته نشده است. هزینه تولید الیاف کربن و ضرب آهنگ آن را با فرآیند قالبگیری تعیین کنید،مواد کامپوزیت فیبر کربنفرآیندهای قالبگیری زیادی وجود دارد، مانند RTM، VARI، مخازن پرس گرم، پیشپرگ پختشده در کوره (OOA) و غیره، اما دو مشکل وجود دارد: ۱، زمان چرخه قالبگیری طولانی است؛ ۲، قیمت آن گران است (در مقایسه با فلزات و پلاستیک). قالبگیری فشاری پیشپرگ، به عنوان نوعی فرآیند قالبگیری، میتواند تولید دستهای را محقق کند و هزینه تولید را کاهش دهد، که به طور فزایندهای مورد استفاده قرار میگیرد.
فرآیند قالبگیری پیشپرگ به دما و فشاری اشاره دارد که در یک دوره زمانی مشخص، پیشپرگ در قالبگیری فشاری بدنه از پیش شکلگرفته پخش میشود. سرعت قالبگیری این فرآیند سریع است، تجهیزات مورد نیاز ساده و کاربری آن آسان است، در مقایسه با مخزن پرس داغ، فرآیندهای VARI و OOA، محصول از نظر کیفیت ظاهری سطح، پایداری ابعادی خوب و کنترل فرآیند آسان است.
▲ نمودار جریان فرآیند قالب گیری قبل از بارداری
چهار عنصر فرآیند قالبگیری
۱. دما و یکنواختی: منعکس کننده میزان واکنش بینرزینوعامل پختو یکنواختی موقعیت واکنش، که عمدتاً کیفیت سطح قالبگیری و درجه پخت را کنترل میکند؛
۲. فشار و یکنواختی: منعکس کننده تخلیه هوا و اثر جریان در رزین، کنترل کیفیت سطح قالب گیری و خواص مکانیکی؛
۳. مدت زمان پخت: منعکس کننده درجه پخت، برای اطمینان از راندمان تولید؛
۴. ضخامت حفره قالب: با توجه به ضخامت محصول، با توجه به ویژگیهای خاص خود ماده فیبر کربن، ضخامت حفره معقولی را طراحی کنید.
کاربردپذیری فرآیند
پیشآغشتهفرآیند قالبگیری از لحاظ تئوری میتواند هر ساختاری از محصول را تولید کند، اگر ساختار محصول بیش از حد پیچیده باشد، مانند سگک معکوس، مساحت فلنج بیش از حد، منجر به افزایش قابل توجه هزینه قالبها و مشکلات تولید میشود، بنابراین برای ساختار قطعات به خصوص پیچیده، کاربرد قوی نیست، اما میتوانیم از بهینهسازی ساختاری یا طراحی بلوک + راهحلهای اتصال برای تولید قطعات پیچیده استفاده کنیم.
فناوری مرتبط
۱. فناوری برش چندلایه: پیشآغشتههای چندلایه در یک زمان برش داده میشوند؛ پیشآغشتههایی با زوایای مختلف در یک زمان برش داده میشوند تا راندمان برش بهبود یابد.
۲. فناوری ورود/خروج گرما: قالب مستقیماً تا دمای پخت گرم میشود و پیشساز در قالب قرار داده شده و به شکل دلخواه فشرده میشود که این امر زمان قالبگیری را کوتاه کرده و مصرف انرژی را کاهش میدهد.
۳. فناوری قالبگیری با اندازه خالص: ابتدا پیشسازه تا رسیدن به اندازه خالص پانچ میشود و سپس برای پخت در قالب با اندازه خالص قرار میگیرد که این امر فرآیند برش را کاهش میدهد.
مشکلات فرآیند
دشواری در طراحی قالب برای محصولات با ساختار پیچیده: اگر تعداد زیادی سگک معکوس و گوشههای منفی در محصولات وجود داشته باشد، ساخت قالبها را دشوارتر میکند و در عین حال، پس از استفاده طولانی مدت از قالبها، منجر به کاهش دقت هماهنگی موقعیتی درجها میشود. بنابراین، هنگام طراحی محصول، سعی کنید از سگک معکوس یا زاویه منفی جلوگیری کنید.
توجه: قطعات پوشش بیرونی محصول، الزامات کیفیت سطح بسیار بالایی دارند، مشکلات رایج قطعات ساخته شده از الیاف کربن عبارتند از: نقاط سفید در قسمتهای بافت شبنمدار محصول؛ مشکلات بافت نامرتب محصول؛ سوراخهای سطحی، مشکلات کمبود چسب و غیره. به طور خلاصه، دلایل عبارتند از: عامل پخت در پیشآغشته به طور یکنواخت مخلوط نشده یا واکنش ناقص است؛ دمای قالب یکنواخت نیست؛ دما و فشار در جای خود نیستند؛ طراحی و پردازش قالب در جای خود نیست؛ فرآیند قالبگیری کنترل نمیشود؛ قالبعامل رهاسازیواکنش نشان میدهد، و غیره.
زمان ارسال: ۱۷ ژانویه ۲۰۲۵