מאפייני תהליך יציקת סיבי פחמן מרוכבים וזרימת התהליך

תהליך יציקה הוא החדרת כמות מסוימת של חומר קדם-פרג לחלל התבנית המתכתי. שימוש במכבשים עם מקור חום מייצר טמפרטורה ולחץ מסוימים, כך שהחומר הקדם-פרג בחלל התבנית מתרכך על ידי חום ולחץ, וממלא את חלל התבנית בתוצרי היציקה והריפוי.

תהליך היציקה מאופיין בצורך בחימום בתהליך היציקה, מטרת החימום היא לגרום לפרפרג לרכך את זרימת החומר.שְׂרָף, ממלאים את חלל התבנית ומאיצים את תגובת הריפוי של חומר מטריצת השרף. במהלך תהליך מילוי חלל התבנית עם prepreg, לא רק מטריצת השרף זורמת, אלא גם חומר החיזוק, ומטריצת השרף וסיבי החיזוק ממלאים את כל חלקי חלל התבנית בו זמנית.

רק ה-שְׂרָףצמיגות המטריצה ​​גדולה מאוד, הקשר חזק מאוד, על מנת לזרום עם סיבי החיזוק, תהליך היציקה דורש לחץ יציקה גדול יותר, הדורש תבניות מתכת בעלות חוזק גבוה, דיוק גבוה ועמידות בפני קורוזיה, ודורש שימוש במכבשים חמים מיוחדים כדי לשלוט בטמפרטורת היציקה, הלחץ, זמן ההחזקה ופרמטרים אחרים של התהליך.

שיטת היציקה בעלת יעילות ייצור גבוהה, דיוק בגודל המוצר וגימור פני השטח, במיוחד עבור מבנה מורכב של מוצרים מחומר מרוכב, ניתנת בדרך כלל ליציקה פעם אחת, מבלי לפגוע בביצועים של מוצרים מחומר מרוכב. החיסרון העיקרי שלה הוא שתכנון וייצור התבנית מורכבים יותר, וההשקעה הראשונית גדולה יותר. למרות שלתהליך היציקה יש את החסרונות הנ"ל, תהליך היציקה עדיין תופס מקום חשוב בתהליך היציקה של חומר מרוכב.

1. הכנה
תעשו עבודה טובהפרפרג, תבניות לעיצוב כלי עבודה, בעזרת חתיכת בדיקת תנור תומכת, ניקוי שאריות שרף ופסולת מהתבנית בשימוש האחרון, כדי לשמור על ניקיון וחלקות התבנית.
2、חיתוך והנחת חומרי קדם-פרג
ייוצר למוצר של חומרי גלם מסיבי פחמן מוכן, prepreg לאחר שעבר את הסקירה, לחשב את שטח חומרי הגלם, חומרים, מספר הגיליונות, חומר הגלם שכבה אחר שכבה של קטורת שנוספו, באותו הזמן על סופרפוזיציה של החומר עבור הלחץ המקדים, לחוץ לצורה של רגיל, האיכות של מספר מסוים של ישויות צפופות.
3、יציקה וריפוי
הכניסו את חומרי הגלם המוערמים לתבנית, ובמקביל סגרו את התבנית את כריות האוויר הפלסטיק הפנימיות. הכניסו את כריות האוויר הפלסטיק הפנימיות למכונת הדפוס, תוך שמירה על לחץ קבוע מסוים, טמפרטורה קבועה וזמן קבוע, כך שהתבנית מתקשחת.
4、קירור ופירוק עובש
לאחר פרק זמן של לחץ מחוץ לתבנית, יש להפעיל לחץ קר למשך זמן מה, ולאחר מכן לפתוח את התבנית ולסגור את העין החיצונית כדי לנקות את תבנית הכלים.
5、עיבוד דפוס
לאחר פירוק המוצר מהתבנית יש לנקות אותו, בעזרת מברשת פלדה או מברשת נחושת כדי לגרד את שאריות הפלסטיק, ולנשוף באוויר דחוס, ללטש את המוצר היצוק, כך שהמשטח יהיה חלק ונקי.
6、בדיקות לא הרסניות ובדיקה סופית
בדיקות בלתי הרסניות ובדיקה סופית של המוצרים מתבצעות בהתאם לדרישות מסמכי התכנון.

ניתוח נקודות טכניות של תהליך יציקת פרפרג

מאז לידתם של חומרים מרוכבים מסיבי פחמן, הם תמיד הוגבלו על ידי עלות הייצור והשפעת פעימות הייצור, ולא יושמו בכמויות גדולות. עלות ייצור סיבי פחמן והפעימות הן תהליך היציקה,חומר מרוכב מסיבי פחמןישנם תהליכי יציקה רבים, כגון RTM, VARI, מיכלי כבישה חמה, קדם-פרג ריפוי בתנור (OOA) וכו', אך ישנם שני צווארי בקבוק: 1, זמן מחזור היציקה ארוך; 2, המחיר יקר (בהשוואה למתכות ופלסטיק). יציקת דחיסה קדם-פרג, כסוג של תהליך יציקה, יכולה לממש ייצור אצווה ולהפחית את עלויות הייצור, ונמצאת בשימוש נרחב יותר ויותר.

תהליך יציקת Prepreg מתייחס לטמפרטורה ולחץ, ובפרק זמן מסוים, כאשר הפרפרג נפרס לתוך גוף היציקה המוכנה מראש. מהירות היציקה של תהליך זה מהירה, דרישות הציוד פשוטות וקלות לתפעול. בהשוואה לתהליכי כבישה חמה, VARI ו-OOA, המוצר מצוין הן באיכות פני השטח הנראית לעין, יציבות ממדית טובה והן קלות לשליטה בתהליך.

▲תרשים זרימה של תהליך היציקה לפני ההיריון

ארבעה אלמנטים של תהליך היציקה

1. טמפרטורה ואחידות: משקפות את מידת התגובה ביןשְׂרָףוחומר ריפויואחידות מיקום התגובה, בעיקר שליטה על איכות משטח היציקה ומידת הריפוי;

2. לחץ ואחידות: המשקפים את פריקת האוויר ואת אפקט הזרימה בשרף, שולטים באיכות משטח היציקה ובתכונות המכניות;

3. משך זמן הריפוי: המשקף את מידת הריפוי, כדי להבטיח יעילות ייצור;

4. עובי חלל התבנית: בהתאם לעובי המוצר, בהתאם למאפיינים המיוחדים של חומר סיבי הפחמן עצמו, עיצוב עובי חלל סביר.

תחולת התהליך

פרפרגתהליך היציקה יכול תיאורטית לייצר כל מבנה של מוצר. מבנה המוצר מורכב מדי, כגון אבזם הפוך או שטח אוגן גדול מדי, וכתוצאה מכך עלייה משמעותית בעלות התבניות וקשיי ייצור. לכן, היישום של מבנה של חלקים מורכבים במיוחד אינו חזק, אך ניתן לייצר חלקים מורכבים באמצעות אופטימיזציה מבנית או תכנון בלוקים + פתרונות הדבקה.

טכנולוגיה קשורה

1. טכנולוגיית חיתוך רב-שכבתית: חותכים קדם-פרגים רב-שכבתיים בבת אחת; חותכים קדם-פרגים בזוויות שונות בבת אחת כדי לשפר את יעילות החיתוך.

2. טכנולוגיית כניסה/יציאה חמה: התבנית מחוממת ישירות לטמפרטורת הריפוי, והתבנית המוכנה מוכנסת לתבנית ולוחצת לצורה הנדרשת, מה שמקצר את זמן היציקה ומפחית את צריכת האנרגיה.

3. טכנולוגיית יציקה בגודל נטו: התבנית המקדימה מנוקבת תחילה לגודל נטו, ולאחר מכן מוכנסת לתבנית בגודל נטו לצורך ריפוי, מה שמפחית את תהליך החיתוך.

קשיי תהליך

קושי בתכנון תבניות עבור מוצרים בעלי מבנה מורכב: אם יש הרבה אבזמים הפוכים ופינות שליליות במוצרים, הדבר יקשה על ייצור התבניות, ובמקביל, לאחר שימוש ממושך בתבניות, הדבר יוביל לירידה בדיוק התיאום המיקוםי של התוספות. לכן, בעת תכנון המוצר, יש לנסות להימנע מאבזם הפוך או זווית שלילית.

הערה: דרישות איכות פני השטח של החלקים החיצוניים של המוצר גבוהות מאוד, בעיות נפוצות בחלקים מחומר סיבי פחמן הן: כתמים לבנים במרקם של החלקים הטל במוצר; בעיות מרקם מבולגנות במוצר; חורים על פני השטח, חוסר דבק וכן הלאה. לסיכום הסיבות, חומר הריפוי בתבנית prepreg אינו מעורבב באופן אחיד או שהתגובה אינה שלמה; טמפרטורת התבנית אינה אחידה; הטמפרטורה והלחץ אינם תקינים; עיצוב ועיבוד התבנית אינם תקינים; תהליך היציקה אינו מבוקר;חומר שחרורמגיב, וכן הלאה.