Proses pencetakan melibatkan memasukkan sejumlah prepreg ke dalam rongga cetakan logam, menggunakan mesin pres dengan sumber panas untuk menghasilkan suhu dan tekanan tertentu sehingga prepreg di dalam rongga cetakan melunak karena panas, tekanan mengalir, penuh, mengisi rongga cetakan, dan menghasilkan produk hasil pencetakan dan pengerasan.
Proses pencetakan ditandai dengan kebutuhan pemanasan dalam proses pencetakan, tujuan pemanasan adalah untuk melunakkan prepreg agar mudah mengalir.damar, mengisi rongga cetakan dan mempercepat reaksi pengerasan material matriks resin. Selama proses pengisian rongga cetakan dengan prepreg, tidak hanya matriks resin yang mengalir, tetapi juga material penguat, dan matriks resin serta serat penguat mengisi semua bagian rongga cetakan secara bersamaan.
Hanya itudamarViskositas matriks sangat besar, ikatan sangat kuat, agar dapat mengalir bersama serat penguat, maka proses pencetakan membutuhkan tekanan pencetakan yang lebih besar, yang memerlukan cetakan logam dengan kekuatan tinggi, presisi tinggi, dan ketahanan korosi, serta memerlukan penggunaan mesin pres panas khusus untuk mengontrol suhu pengeringan cetakan, tekanan, waktu penahanan, dan parameter proses lainnya.
Metode pencetakan dengan efisiensi produksi tinggi, akurasi ukuran produk, dan hasil akhir permukaan yang baik, terutama untuk produk material komposit dengan struktur kompleks, umumnya dapat dicetak sekali saja tanpa merusak kinerja produk material komposit. Kekurangan utamanya adalah desain dan pembuatan cetakan lebih kompleks, serta investasi awal lebih besar. Meskipun proses pencetakan memiliki kekurangan tersebut, proses pencetakan dengan cetakan tetap memegang posisi penting dalam proses pencetakan material komposit.
1. Persiapan
Lakukan pekerjaan dengan baikprepreg, membuat cetakan perkakas, dengan benda uji tungku sebagai pendukung pekerjaan, dan membersihkan cetakan dari sisa resin dan kotoran pada penggunaan terakhir, untuk menjaga agar cetakan tetap bersih dan halus.
2. Pemotongan dan penataan prepreg
Akan dibuat menjadi produk dari bahan baku serat karbon yang sudah siap, prepreg setelah melewati peninjauan, menghitung luas bahan baku, bahan, jumlah lembaran, bahan baku lapis demi lapis ditambahkan, pada saat yang sama bahan tersebut ditumpangkan untuk pra-tekanan, ditekan menjadi bentuk yang teratur, dengan kualitas sejumlah entitas padat tertentu.
3. Pencetakan dan pengeringan
Masukkan bahan baku yang telah ditumpuk ke dalam cetakan, dan pada saat yang sama masukkan kantung udara plastik bagian dalam, tutup cetakan, seluruhnya dimasukkan ke dalam mesin cetak, kantung udara plastik bagian dalam diberi tekanan konstan tertentu, suhu konstan, dan waktu konstan, sehingga terjadi pengerasan.
4. Pendinginan dan pelepasan dari cetakan
Setelah beberapa waktu diberi tekanan di luar cetakan, pertama-tama biarkan dingin selama beberapa waktu, lalu buka cetakan, lepaskan cetakan dari luar untuk membersihkan cetakan perkakas.
5. Proses pencetakan
Setelah produk dikeluarkan dari cetakan, produk tersebut perlu dibersihkan dengan sikat baja atau sikat tembaga untuk mengikis sisa plastik, dan dengan meniupkan udara bertekanan, produk cetakan dipoles agar permukaannya halus dan bersih.
6. Pengujian tanpa merusak dan inspeksi akhir
Pengujian tanpa merusak dan inspeksi akhir produk dilakukan sesuai dengan persyaratan dokumen desain.
Analisis poin-poin teknis proses pencetakan prepreg
Sejak awal kemunculan komposit serat karbon, selalu ada batasan terkait biaya produksi dan dampak dari proses produksi yang tinggi, sehingga belum diterapkan dalam jumlah besar. Faktor yang menentukan biaya produksi dan dampak proses pencetakan serat karbon adalah proses pencetakan itu sendiri.material komposit serat karbonProses pencetakan prepreg sangat beragam, seperti RTM, VARI, tangki pengepresan panas, prepreg pengeringan oven (OOA), dll., tetapi terdapat dua kendala: 1, waktu siklus pencetakan lama; 2, harganya mahal (dibandingkan dengan logam dan plastik). Pencetakan Kompresi Prepreg, sebagai salah satu jenis proses pencetakan, dapat mewujudkan produksi massal dan mengurangi biaya produksi, sehingga semakin banyak digunakan.
Proses pencetakan prepreg mengacu pada suhu dan tekanan tertentu yang digunakan untuk menyebarkan prepreg ke dalam cetakan kompresi berbentuk badan yang telah dibentuk sebelumnya. Kecepatan pencetakan proses ini cepat, persyaratan peralatannya sederhana, mudah dioperasikan, dibandingkan dengan tangki pengepresan panas, VARI, dan proses OOA, produk yang dihasilkan unggul dalam kualitas tampilan permukaan, stabilitas dimensi yang baik, dan prosesnya mudah dikontrol.
▲Diagram alur proses pencetakan pre-preg
Empat elemen dari proses pencetakan
1. Suhu dan keseragaman: mencerminkan tingkat reaksi antaradamarDanagen pengawetdan keseragaman posisi reaksi, terutama mengendalikan kualitas permukaan cetakan dan tingkat pengerasan;
2. Tekanan dan keseragaman: mencerminkan efek pelepasan dan aliran udara dalam resin, mengendalikan kualitas permukaan cetakan dan sifat mekanik;
3. Lamanya waktu pengeringan: mencerminkan tingkat pengeringan, untuk memastikan efisiensi produksi;
4. Ketebalan rongga cetakan: mencerminkan ketebalan produk, sesuai dengan karakteristik khusus material serat karbon itu sendiri, rancang ketebalan rongga yang wajar.
Penerapan proses
PrepregSecara teori, proses pencetakan dapat menghasilkan struktur produk apa pun. Namun, jika struktur produk terlalu kompleks, seperti gesper terbalik atau area flensa yang terlalu besar, hal ini akan mengakibatkan peningkatan biaya cetakan dan kesulitan produksi yang signifikan. Oleh karena itu, penerapannya kurang kuat untuk struktur komponen yang sangat kompleks. Namun, kita dapat melakukan optimasi struktural atau desain blok + solusi pengikatan untuk memproduksi komponen kompleks.
Teknologi Terkait
1. Teknologi Pemotongan Multi-lapisan: Prepreg multi-lapisan dipotong sekaligus; prepreg dengan sudut berbeda dipotong secara bersamaan untuk meningkatkan efisiensi pemotongan.
2. Teknologi hot-in/hot-out: cetakan dipanaskan langsung hingga suhu pengerasan, dan preform dimasukkan ke dalam cetakan lalu ditekan hingga berbentuk, yang mempersingkat waktu pencetakan dan mengurangi konsumsi energi.
3. Teknologi pencetakan ukuran bersih: preform dipotong terlebih dahulu sesuai ukuran bersih, kemudian dimasukkan ke dalam cetakan ukuran bersih untuk proses pengeringan, sehingga mengurangi proses pemotongan.
Kesulitan Proses
Kesulitan dalam mendesain cetakan untuk produk dengan struktur kompleks: Jika terdapat banyak lekukan terbalik dan sudut negatif pada produk, hal ini akan membuat pembuatan cetakan menjadi lebih sulit, dan pada saat yang sama, setelah cetakan digunakan dalam waktu lama, akan menyebabkan penurunan presisi koordinasi posisi sisipan. Oleh karena itu, saat mendesain produk, cobalah untuk menghindari lekukan terbalik atau sudut negatif.
Catatan: Persyaratan kualitas permukaan bagian penutup luar produk sangat tinggi, masalah umum pada bagian material serat karbon adalah: bintik-bintik putih pada tekstur produk yang berembun; masalah tekstur produk yang berantakan; lubang kecil pada permukaan, masalah kurangnya perekat, dan sebagainya. Singkatnya, penyebabnya adalah: zat pengeras dalam prepreg tidak tercampur secara merata atau reaksinya tidak sempurna; suhu cetakan tidak seragam; suhu dan tekanan tidak tepat; desain dan pemrosesan cetakan tidak tepat; proses pencetakan tidak terkontrol; cetakanagen pelepasanbereaksi, dan seterusnya.
Waktu posting: 17 Januari 2025