Процесс формования заключается в загрузке определенного количества препрега в полость металлической формы, использовании пресса с источником тепла для создания определенной температуры и давления, в результате чего препрег в полости формы размягчается под воздействием тепла, происходит его растекание под давлением, заполнение полости формы, формование и отверждение изделия.
Процесс формования характеризуется необходимостью нагрева, цель которого — обеспечить размягчение препрега и его текучесть.смолаЗаполнение полости формы и ускорение реакции отверждения материала смоляной матрицы. В процессе заполнения полости формы препрегом течет не только смоляная матрица, но и армирующий материал, и смоляная матрица и армирующие волокна одновременно заполняют все части полости формы.
ТолькосмолаВязкость матрицы очень высока, связь очень прочная, поэтому для текучести вместе с армирующими волокнами процесс формования требует большего давления, что, в свою очередь, требует использования металлических форм высокой прочности, точности и коррозионной стойкости, а также применения специальных горячих прессов для контроля температуры отверждения, давления, времени выдержки и других параметров процесса.
Метод формования отличается высокой эффективностью производства, точностью размеров изделий и качеством поверхности, особенно для сложных по структуре изделий из композитных материалов, которые, как правило, можно отформовать за один раз, не ухудшая их эксплуатационные характеристики. Его главный недостаток заключается в сложности проектирования и изготовления пресс-форм, а также в больших первоначальных инвестициях. Несмотря на указанные недостатки, процесс формования в пресс-формах по-прежнему занимает важное место в производстве композитных материалов.
1. Подготовка
Хорошо справьтесь с работойпрепрегИзготовление формовочных пресс-форм, использование испытательного образца для печи в качестве опорной конструкции, а также очистка пресс-формы от остатков смолы и мусора перед последним использованием для поддержания ее чистоты и гладкости.
2. Раскрой и укладка препрегов
Из готового сырья для производства углеродного волокна будет изготовлен препрег, после проверки которого будет рассчитана площадь сырья, количество материалов, количество листов, сложенных слой за слоем, одновременно наложенное на материал для предварительного прессования, спрессованное в форму правильного размера, определенного количества плотных элементов.
3. Формование и отверждение
Поместите сложенные заготовки в форму, одновременно поместив их во внутренние пластиковые воздушные подушки, закройте форму, поместите все это в формовочную машину, создайте внутри пластиковые воздушные подушки определенное постоянное давление, постоянную температуру и установите постоянное время для отверждения.
4. Охлаждение и извлечение из формы
После некоторого времени нахождения изделия под давлением вне формы, сначала необходимо предварительно извлечь его из формы, а затем открыть форму и очистить ее снаружи.
5. Технологический процесс формования
После извлечения изделия из формы его необходимо очистить, соскребая остатки пластика стальной или медной щеткой, а затем продув сжатым воздухом, чтобы отполировать поверхность и сделать ее гладкой и чистой.
6. Неразрушающий контроль и окончательная проверка.
Неразрушающий контроль и окончательная проверка продукции проводятся в соответствии с требованиями проектной документации.
Анализ технических аспектов процесса формования препрегов.
С момента появления композитных материалов из углеродного волокна их использование всегда ограничивалось себестоимостью производства и влиянием производственных процессов, поэтому они не получили широкого распространения. Стоимость производства и обработки углеродного волокна определяется процессом формования.композитный материал из углеродного волокнаСуществует множество процессов формования, таких как RTM, VARI, горячее прессование в ваннах, отверждение препрегов в печах (OOA) и т. д., но у них есть два узких места: 1) длительное время цикла формования; 2) высокая цена (по сравнению с металлами и пластиками). Формование препрегов под давлением, как один из способов формования, позволяет осуществлять серийное производство и снижать себестоимость продукции, поэтому он все шире используется.
Процесс формования препрега подразумевает, что при определенной температуре и давлении препрег распределяется в предварительно сформированном теле путем компрессионного формования. Скорость формования при этом процессе высока, требования к оборудованию просты, процесс удобен в эксплуатации. По сравнению с горячим прессованием, процессами VARI и OOA, получаемый продукт обладает превосходными характеристиками как по внешнему виду, так и по стабильности размеров, а сам процесс легко контролируется.
▲Технологическая схема процесса формования препрега
Четыре элемента процесса формования
1. Температура и однородность: отражение степени реакции междусмолаиотвердительа также однородность положения реакционной смеси, в основном контролирующая качество формовочной поверхности и степень отверждения;
2. Давление и равномерность: отражение эффекта удаления воздуха и текучести смолы, контроль качества поверхности отливки и механических свойств;
3. Продолжительность процесса отверждения: отражает степень отверждения и обеспечивает эффективность производства;
4. Толщина полости пресс-формы: учитывая толщину изделия и особые характеристики самого углеродного волокна, проектируется разумная толщина полости.
Применимость процесса
ПрепрегТеоретически, процесс формования позволяет изготавливать изделия любой конструкции. Однако, если конструкция изделия слишком сложная, например, с перевернутой складкой или слишком большой площадью фланца, это приводит к существенному увеличению стоимости пресс-форм и трудностям в производстве. Поэтому возможности применения для особо сложных деталей ограничены. Тем не менее, можно использовать оптимизацию конструкции или блочное проектирование с последующим склеиванием для изготовления сложных деталей.
Соответствующие технологии
1. Технология многослойной резки: многослойные препреги разрезаются за один раз; препреги с разными углами разрезаются одновременно для повышения эффективности резки.
2. Технология горячего ввода/вывода: форма нагревается непосредственно до температуры отверждения, заготовка помещается в форму и прессуется, придавая ей нужную форму, что сокращает время формования и снижает энергопотребление.
3. Технология формования с заданным размером: заготовка сначала штампуется до заданного размера, а затем помещается в форму для отверждения, что сокращает процесс резки.
Трудности процесса
Сложности при проектировании пресс-форм для изделий со сложной конструкцией: если в изделиях много перевернутых загибов и отрицательных углов, это усложняет изготовление пресс-форм, а также приводит к снижению точности позиционирования вставок после длительной эксплуатации. Поэтому при проектировании изделия следует избегать перевернутых загибов или отрицательных углов.
Примечание: требования к качеству поверхности наружных покрытий изделия очень высоки. К распространенным проблемам в изделиях из углеродного волокна относятся: образование белых пятен на поверхности, неровная текстура, точечные дефекты поверхности, недостаток клея и т.д. В целом, причинами могут быть: неравномерное распределение отвердителя в препреге или неполная реакция; неравномерная температура пресс-формы; несоответствие температуры и давления требованиям; неоптимальная конструкция и технология пресс-формы; отсутствие контроля процесса формования; неисправная пресс-форма.агент выпускареагирует и так далее.
Дата публикации: 17 января 2025 г.