Bij het vormproces wordt een bepaalde hoeveelheid prepreg in de metalen matrijs geplaatst. Door middel van persen met een warmtebron wordt een bepaalde temperatuur en druk bereikt, waardoor de prepreg in de matrijs zacht wordt, vloeit en de matrijs volledig vult met materiaal. Dit vormt en hardt het eindproduct uit.
Het vormproces wordt gekenmerkt door de noodzaak tot verwarming. Het doel van de verwarming is om het prepreg zachter te maken en de vloei-eigenschappen te verbeteren.harsHet vullen van de vormholte versnelt de uithardingsreactie van het harsmatrixmateriaal. Tijdens het vullen van de vormholte met prepreg vloeit niet alleen de harsmatrix mee, maar ook het versterkingsmateriaal, waardoor de harsmatrix en de versterkende vezels tegelijkertijd alle delen van de vormholte vullen.
Alleen deharsDe matrix heeft een zeer hoge viscositeit en de binding is zeer sterk. Om de versterkende vezels te laten vloeien, vereist het vormproces een hogere vormdruk. Dit vereist metalen mallen met een hoge sterkte, hoge precisie en corrosiebestendigheid, en het gebruik van speciale warmtepersen om de temperatuur van het uithardingsproces, de druk, de verblijftijd en andere procesparameters te regelen.
De vormmethode kenmerkt zich door een hoge productie-efficiëntie, nauwkeurige productafmetingen en een goede oppervlakteafwerking. Vooral voor complexe composietmaterialen is het mogelijk om producten in één keer te vormen zonder de eigenschappen van het composietmateriaal aan te tasten. Het belangrijkste nadeel is echter dat het ontwerp en de fabricage van de matrijs complexer zijn en dat de initiële investering hoger ligt. Ondanks deze nadelen blijft de vormmethode een belangrijke rol spelen in de productie van composietmaterialen.
1. Voorbereiding
Doe je werk goedpre-zwangerschapHet vormgeven van mallen, het testen van het werkstuk in de oven met behulp van ondersteunende onderdelen, en het reinigen van de mal na het laatste gebruik om harsresten en vuil te verwijderen, zodat de mal schoon en glad blijft.
2. Het snijden en plaatsen van prepregs
Er wordt een product gemaakt van koolstofvezelgrondstoffen, die na beoordeling worden verwerkt tot prepreg. Het oppervlak van de grondstoffen, het aantal materialen en de lagen worden berekend. De grondstoffen worden laag voor laag op elkaar gestapeld en tegelijkertijd onder voordruk in een regelmatige vorm geperst, met een bepaalde dichtheid.
3. Vormen en uitharden
Plaats de gestapelde grondstoffen in de mal, samen met de interne plastic luchtkussens, sluit de mal en plaats het geheel in de spuitgietmachine. De interne plastic luchtkussens zorgen voor een constante druk en temperatuur gedurende een constante tijd, zodat het materiaal uithardt.
4. Koelen en ontvormen
Na een bepaalde tijd druk buiten de mal te hebben uitgeoefend, eerst een bepaalde tijd afkoelen, vervolgens de mal te openen en de mal via de opening te ontvormen om de matrijs te reinigen.
5. Vormgeving verwerken
Na het ontvormen moet het product worden schoongemaakt. Met een stalen of koperen borstel worden de plasticresten verwijderd, waarna het product met perslucht wordt gepolijst tot een glad en schoon oppervlak.
6. Niet-destructief onderzoek en eindinspectie
Niet-destructief onderzoek en de eindinspectie van de producten worden uitgevoerd volgens de eisen van de ontwerpdocumenten.
Analyse van de technische aspecten van het prepreg-vormproces
Sinds de introductie van koolstofvezelcomposieten is de toepassing ervan beperkt gebleven door de productiekosten en de impact van productiefouten. De productiekosten en de impact van het vormproces zijn hierbij cruciaal.koolstofvezelcomposietmateriaalEr bestaan veel vormprocessen, zoals RTM, VARI, warmpersen, ovenharding van prepreg (OOA), enzovoort. Deze processen hebben echter twee nadelen: 1. de lange cyclustijd; 2. de hoge prijs (vergeleken met metalen en kunststoffen). Prepreg-compressievormen, als vormproces, maakt massaproductie mogelijk en verlaagt de productiekosten, waardoor het steeds vaker wordt toegepast.
Het prepreg-vormproces verwijst naar het proces waarbij prepreg onder temperatuur en druk gedurende een bepaalde tijd in een voorgevormd object wordt geperst. Dit proces verloopt snel, vereist eenvoudige apparatuur en is gemakkelijk te bedienen. In vergelijking met de hete pers, VARI en OOA-processen, biedt het product een uitstekende oppervlaktekwaliteit en dimensionale stabiliteit, en is het proces eenvoudig te controleren.
▲Stroomschema van het pre-preg vormproces
Vier elementen van het vormproces
1. Temperatuur en uniformiteit: weerspiegelen de mate van reactie tussenharsEnuithardingsmiddelen de uniformiteit van de reactiepositie, waarbij vooral de kwaliteit van het vormoppervlak en de uithardingsgraad worden gecontroleerd;
2. Druk en uniformiteit: weerspiegelt het effect van de luchtontlading en -stroming in de hars, en controleert de kwaliteit van het vormoppervlak en de mechanische eigenschappen;
3. De uithardingstijd: deze weerspiegelt de mate van uitharding en zorgt voor een efficiënte productie;
4. Matrijsdikte: de matrijsdikte wordt bepaald aan de hand van de specifieke eigenschappen van het koolstofvezelmateriaal zelf, waarbij rekening wordt gehouden met de dikte van het product. Een redelijke matrijsdikte wordt ontworpen.
Proces toepasbaarheid
Voor de zwangerschapHet spuitgietproces kan in theorie elke productstructuur produceren. Echter, als de productstructuur te complex is, zoals een omgekeerde gesp of een te groot flensoppervlak, resulteert dit in een aanzienlijke verhoging van de matrijskosten en productieproblemen. Daarom is het proces minder geschikt voor bijzonder complexe onderdelen. We kunnen echter structurele optimalisatie of blokontwerp + verbindingsoplossingen toepassen om complexe onderdelen te produceren.
Gerelateerde technologie
1. Meerlaagse snijtechnologie: Meerlaagse prepregs worden in één keer gesneden; prepregs met verschillende hoeken worden in één keer gesneden om de snij-efficiëntie te verbeteren.
2. Hot-in/hot-out-technologie: de mal wordt direct verwarmd tot de uithardingstemperatuur, waarna de voorvorm in de mal wordt geplaatst en in vorm wordt geperst. Dit verkort de vormtijd en verlaagt het energieverbruik.
3. Vormtechnologie voor netmaten: de voorvorm wordt eerst op netmaat gestanst en vervolgens in de mal voor netmaat geplaatst om uit te harden, waardoor het snijproces wordt verminderd.
Procesmoeilijkheden
Moeilijkheden bij het ontwerpen van mallen voor producten met een complexe structuur: Als producten veel omgekeerde knikken en negatieve hoeken bevatten, wordt de productie van de mallen lastiger. Bovendien leidt langdurig gebruik van de mallen tot een afname van de precisie van de positionering van de inzetstukken. Probeer daarom bij het ontwerpen van een product omgekeerde knikken en negatieve hoeken te vermijden.
Let op: de eisen aan de oppervlaktekwaliteit van de buitenste bekledingsdelen van het product zijn zeer hoog. Veelvoorkomende problemen met koolstofvezelonderdelen zijn: witte vlekken op de productstructuur, een onregelmatige textuur, gaatjes in het oppervlak, gebrek aan lijm, enzovoort. Samenvattend kunnen de oorzaken zijn: de uithardingsmiddelen in het prepreg zijn niet gelijkmatig gemengd of de reactie is onvolledig; de temperatuur van de mal is niet uniform; de temperatuur en druk zijn niet optimaal; het ontwerp en de verwerking van de mal zijn niet goed; het vormproces is niet gecontroleerd; de mal zelf is defect.vrijgaveagentreageert, enzovoort.
Geplaatst op: 17 januari 2025