O processo de moldagem consiste em inserir uma certa quantidade de pré-impregnado na cavidade de um molde metálico. Utilizando uma prensa com fonte de calor, gera-se uma temperatura e pressão específicas que amolecem o pré-impregnado na cavidade do molde, fazendo com que ele flua e preencha a cavidade, moldando-se e curando o produto.
O processo de moldagem é caracterizado pela necessidade de aquecimento, cujo objetivo é amolecer o pré-impregnado e facilitar seu fluxo.resinaO preenchimento da cavidade do molde acelera a reação de cura do material da matriz resinosa. Durante o processo de preenchimento da cavidade do molde com o pré-impregnado, não apenas a matriz resinosa flui, mas também o material de reforço, e a matriz resinosa e as fibras de reforço preenchem todas as partes da cavidade do molde simultaneamente.
Apenas oresinaA viscosidade da matriz é muito alta e a ligação é muito forte, o que dificulta o fluxo com as fibras de reforço. Portanto, o processo de moldagem exige uma pressão de moldagem maior, o que requer moldes metálicos de alta resistência, alta precisão e resistência à corrosão, além do uso de prensas a quente especiais para controlar a temperatura de cura do molde, a pressão, o tempo de retenção e outros parâmetros do processo.
O método de moldagem por injeção apresenta alta eficiência de produção, precisão dimensional e acabamento superficial, sendo especialmente indicado para produtos de materiais compósitos com estrutura complexa, que geralmente podem ser moldados em uma única etapa sem comprometer o desempenho do material. Sua principal desvantagem reside na maior complexidade do projeto e fabricação do molde, além do maior investimento inicial. Apesar dessas desvantagens, o processo de moldagem por injeção ainda ocupa uma posição importante na fabricação de materiais compósitos.
1. Preparação
Faça um bom trabalho depré-impregnado, moldes de moldagem, com a peça de teste do forno como suporte para o trabalho, e limpeza do molde após o último uso para remover resíduos de resina e detritos, mantendo-o limpo e liso.
2. Corte e colocação de pré-impregnados
Será produzido um produto a partir de matérias-primas de fibra de carbono já preparadas, o pré-impregnado, após passar pela revisão, calculando-se a área das matérias-primas, os materiais, o número de folhas, a matéria-prima camada por camada, adicionando-se simultaneamente o incenso, sobrepondo-se o material para pré-compressão, prensando-o em uma forma regular, com uma certa quantidade de entidades densas.
3. Moldagem e cura
Coloque as matérias-primas empilhadas no molde e, ao mesmo tempo, nos airbags plásticos internos, feche o molde e insira o conjunto na máquina de moldagem. Os airbags plásticos internos são submetidos a uma pressão constante, temperatura constante e tempo constante, para que o material seja curado.
4. Resfriamento e desmoldagem
Após um período de pressão externa no molde, aguarde um pouco antes de abrir o molde e remover o material que estava fora do molde para limpá-lo.
5. Processamento de moldagem
Após a desmoldagem, o produto precisa ser limpo com uma escova de aço ou de cobre para remover os resíduos de plástico e, em seguida, polido com ar comprimido para que a superfície fique lisa e limpa.
6. Ensaios não destrutivos e inspeção final
Os ensaios não destrutivos e a inspeção final dos produtos são realizados de acordo com os requisitos dos documentos de projeto.
Análise dos aspectos técnicos do processo de moldagem de pré-impregnados
Desde o surgimento dos compósitos de fibra de carbono, seu uso sempre foi limitado pelo custo de fabricação e pelo impacto das batidas na produção, o que impediu sua aplicação em larga escala. O custo de produção da fibra de carbono e as batidas na produção são determinados principalmente pelo processo de moldagem.material compósito de fibra de carbonoExistem muitos processos de moldagem, como RTM, VARI, prensagem a quente, cura de pré-impregnados em forno (OOA), etc., mas apresentam dois gargalos: 1, o tempo de ciclo de moldagem é longo; 2, o custo é elevado (comparado a metais e plásticos). A moldagem por compressão de pré-impregnados, como um tipo de processo de moldagem, permite a produção em lotes e reduz os custos de produção, sendo cada vez mais utilizada.
O processo de moldagem por pré-impregnado refere-se à compressão de um material pré-impregnado em um molde pré-moldado, sob temperatura e pressão determinadas. Este processo apresenta alta velocidade de moldagem, requisitos de equipamento simples e operação fácil. Comparado aos processos de prensagem a quente, VARI e OOA, o produto final apresenta excelente qualidade superficial, boa estabilidade dimensional e facilidade de controle.
▲Fluxograma do processo de moldagem de pré-impregnados
Quatro elementos do processo de moldagem
1. Temperatura e uniformidade: refletem o grau de reação entreresinaeagente de curae a uniformidade da posição de reação, controlando principalmente a qualidade da superfície de moldagem e o grau de cura;
2. Pressão e uniformidade: refletem o efeito da descarga de ar e do fluxo na resina, controlando a qualidade da superfície de moldagem e as propriedades mecânicas;
3. Duração do tempo de cura: reflete o grau de cura, para garantir a eficiência da produção;
4. Espessura da cavidade do molde: refletindo a espessura do produto, de acordo com as características especiais do próprio material de fibra de carbono, deve-se projetar uma espessura de cavidade adequada.
Aplicabilidade do processo
Pré-impregnadoTeoricamente, o processo de moldagem pode fabricar qualquer estrutura do produto. No entanto, se a estrutura do produto for muito complexa, como uma dobra invertida ou uma área de flange excessiva, isso resulta em um aumento substancial no custo dos moldes e em dificuldades de produção. Portanto, para peças com estruturas particularmente complexas, a aplicabilidade não é tão forte. Contudo, podemos utilizar otimização estrutural ou soluções de projeto em bloco combinadas com colagem para fabricar peças complexas.
Tecnologia relacionada
1. Tecnologia de corte multicamadas: Os pré-impregnados multicamadas são cortados de uma só vez; pré-impregnados com diferentes ângulos são cortados simultaneamente para melhorar a eficiência do corte.
2. Tecnologia de entrada/saída a quente: o molde é aquecido diretamente até a temperatura de cura, e a pré-forma é colocada no molde e prensada até adquirir a forma desejada, o que reduz o tempo de moldagem e o consumo de energia.
3. Tecnologia de moldagem em tamanho final: a pré-forma é perfurada até o tamanho final desejado e, em seguida, colocada no molde de tamanho final para cura, reduzindo o processo de corte.
Dificuldades de Processo
Dificuldade no projeto de moldes para produtos com estrutura complexa: Se houver muitas dobras invertidas e cantos negativos nos produtos, a fabricação dos moldes será mais difícil e, ao mesmo tempo, após um longo período de uso, a precisão do posicionamento das inserções diminuirá. Portanto, ao projetar o produto, procure evitar dobras invertidas ou ângulos negativos.
Nota: os requisitos de qualidade da superfície das partes externas do produto são muito elevados. Os problemas comuns em peças de fibra de carbono incluem: textura irregular, manchas brancas, problemas de textura, poros na superfície, falta de cola, entre outros. Em resumo, as causas são: o agente de cura no pré-impregnado não está misturado uniformemente ou a reação está incompleta; a temperatura do molde não é uniforme; a temperatura e a pressão não estão adequadas; o projeto e o processamento do molde não estão adequados; o processo de moldagem não é controlado; o moldeagente de liberaçãoreage, e assim por diante.
Data da publicação: 17/01/2025