Kalıplama işlemi, belirli miktarda prepregin metal kalıbın kalıp boşluğuna yerleştirilmesi, bir ısı kaynağı ile presler kullanılarak belirli bir sıcaklık ve basınç oluşturulması, böylece kalıp boşluğundaki prepregin ısı ve basınçla yumuşatılması, akışla dolması ve kalıp boşluğunun doldurularak kalıplama ve kürleme ürünlerinin elde edilmesi işlemidir.
Kalıplama işlemi, ısıtma ihtiyacıyla karakterize edilir; ısıtmanın amacı, önceden emprenye edilmiş malzemenin yumuşamasını ve akışkanlığını sağlamaktır.reçineKalıp boşluğunu doldurur ve reçine matris malzemesinin kürlenme reaksiyonunu hızlandırır. Kalıp boşluğunun prepreg ile doldurulması işlemi sırasında sadece reçine matrisi değil, takviye malzemesi de akar ve reçine matrisi ile takviye lifleri aynı anda kalıp boşluğunun tüm kısımlarını doldurur.
SadecereçineMatris viskozitesi çok yüksek, bağ çok güçlü olduğundan, takviye lifleriyle birlikte akabilmesi için kalıplama işlemi daha yüksek bir kalıplama basıncı gerektirir; bu da yüksek mukavemetli, yüksek hassasiyetli ve korozyona dayanıklı metal kalıplar ve kürleme kalıplama sıcaklığını, basıncı, bekleme süresini ve diğer işlem parametrelerini kontrol etmek için özel sıcak preslerin kullanılmasını gerektirir.
Yüksek üretim verimliliği, ürün boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi sağlayan kalıplama yöntemi, özellikle karmaşık yapıya sahip kompozit malzeme ürünleri için genellikle tek seferde kalıplama imkanı sunar ve kompozit malzeme ürünlerinin performansına zarar vermez. Başlıca dezavantajı ise kalıp tasarımının ve üretiminin daha karmaşık olması ve başlangıç yatırımının daha yüksek olmasıdır. Kalıplama işlemi yukarıdaki dezavantajlara sahip olsa da, kompozit malzeme kalıplama sürecinde önemli bir yer tutmaktadır.
1. Hazırlık
İşinizi iyi yapınprepregKalıplama aletleri, fırın test parçası ve destekleyici iş parçası ile birlikte, kalıbın son kullanımda kalan reçine ve artıklardan temizlenmesi, kalıbın temiz ve pürüzsüz kalmasını sağlar.
2. Prepreglerin kesilmesi ve yerleştirilmesi
Karbon fiber hammaddelerinden, incelemeden geçtikten sonra, hammaddelerin alanını, malzeme miktarını, levha sayısını hesaplayarak, hammadde katmanlarını tek tek ekleyerek, aynı zamanda malzemelerin üst üste bindirilmesiyle ön basınç uygulayarak, düzenli bir şekil verilerek, belirli sayıda yoğunluğa sahip bir ürün elde edilecektir.
3. Kalıplama ve kürleme
İstiflenmiş ham maddeleri kalıba yerleştirin ve aynı anda iç kısımdaki plastik hava yastıklarını da içine koyun, kalıbı kapatın ve tümünü kalıplama makinesine yerleştirin. İç kısımdaki plastik hava yastıkları belirli bir sabit basınç, sabit sıcaklık ve sabit bir süre ayarlayarak kürleşme işlemini gerçekleştirir.
4. Soğutma ve kalıptan çıkarma
Bir süre kalıbın dışında basınç uygulandıktan sonra, önce soğuk bir süre beklenir, ardından kalıp açılır ve kalıp ağzından kalıptan çıkarma işlemi yapılarak kalıp temizleme işlemi gerçekleştirilir.
5. Kalıplama İşlemi
Kalıptan çıkarıldıktan sonra ürünün temizlenmesi gerekir; çelik fırça veya bakır fırça ile kalan plastik kalıntıları kazınır ve basınçlı hava ile üflenerek kalıplanmış ürün parlatılır, böylece yüzey pürüzsüz ve temiz olur.
6. Tahribatsız test ve son kontrol
Ürünlerin tahribatsız testleri ve son kontrolleri, tasarım belgelerinin gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilir.
Prepreg kalıplama sürecinin teknik noktalarının analizi
Karbon fiber kompozitlerin doğuşundan beri, üretim maliyeti ve üretimdeki aşınma etkileriyle sınırlı kalmış ve büyük miktarlarda uygulanmamıştır. Karbon fiber üretim maliyetini ve aşınmayı belirleyen en önemli faktör kalıplama işlemidir.karbon fiber kompozit malzemeKalıplama işleminde RTM, VARI, sıcak pres tankları, fırında kürlenen prepreg (OOA) gibi birçok yöntem bulunmaktadır, ancak iki darboğaz söz konusudur: 1, kalıplama çevrim süresi uzundur; 2, fiyatı yüksektir (metal ve plastiklere kıyasla). Prepreg Sıkıştırma Kalıplama, bir kalıplama işlemi türü olarak, seri üretime olanak tanır ve üretim maliyetini düşürür; bu nedenle giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Prepreg kalıplama işlemi, belirli bir süre boyunca sıcaklık ve basınç altında prepregin önceden şekillendirilmiş gövdeye sıkıştırılarak kalıplanması anlamına gelir. Bu işlemin kalıplama hızı yüksektir, ekipman gereksinimleri basittir, kullanımı kolaydır; sıcak pres tankı, VARI ve OOA işlemlerine kıyasla, ürünün hem yüzey görünür kalitesi hem de boyutsal stabilitesi mükemmeldir ve işlem kontrolü kolaydır.
▲Önceden emprenye edilmiş kalıplama prosesi akış şeması
Kalıplama sürecinin dört unsuru
1. Sıcaklık ve homojenlik: reaksiyon derecesini yansıtır.reçineVekürleme maddesive reaksiyon pozisyonunun homojenliği, esas olarak kalıplama yüzeyinin kalitesini ve kürlenme derecesini kontrol eder;
2. Basınç ve homojenlik: Reçine içindeki hava tahliyesi ve akış etkisini yansıtarak kalıplama yüzeyinin kalitesini ve mekanik özelliklerini kontrol eder;
3. Kürlenme süresi: Üretim verimliliğini sağlamak için kürlenme derecesini yansıtır;
4. Kalıp boşluğu kalınlığı: Ürünün kalınlığını yansıtır ve karbon fiber malzemenin kendine özgü özelliklerine göre makul bir boşluk kalınlığı tasarlanır.
Süreç uygulanabilirliği
PrepregKalıplama işlemi teorik olarak herhangi bir ürün yapısını üretebilir; ancak ters toka, çok fazla flanş alanı gibi çok karmaşık ürün yapıları, kalıp maliyetlerinde önemli bir artışa ve üretim zorluklarına yol açar. Bu nedenle, özellikle karmaşık yapıdaki parçalar için uygulanabilirliği güçlü değildir; ancak yapısal optimizasyon veya blok tasarım + yapıştırma çözümleriyle karmaşık parçaları üretebiliriz.
İlgili Teknoloji
1. Çok Katmanlı Kesim Teknolojisi: Çok katmanlı prepregler tek seferde kesilir; farklı açılara sahip prepregler tek seferde kesilerek kesim verimliliği artırılır.
2. Sıcak giriş/sıcak çıkış teknolojisi: Kalıp doğrudan kürleme sıcaklığına kadar ısıtılır ve ön şekillendirilmiş parça kalıba yerleştirilerek şekillendirilir; bu da kalıplama süresini kısaltır ve enerji tüketimini azaltır.
3. Net boyutlu kalıplama teknolojisi: Ön şekillendirilmiş parça önce net boyutuna göre delinir ve ardından kürleme için net boyutlu kalıba yerleştirilir, böylece kesme işlemi azaltılır.
Süreç Zorlukları
Karmaşık yapıdaki ürünler için kalıp tasarımında zorluklar: Ürünlerde çok sayıda ters kıvrım ve negatif köşe varsa, kalıpların üretimi zorlaşır ve aynı zamanda kalıplar uzun süre kullanıldıktan sonra, ek parçaların konumlandırma koordinasyonunun hassasiyetinde azalmaya yol açar. Bu nedenle, ürün tasarlanırken ters kıvrım veya negatif açılardan kaçınılmaya çalışılmalıdır.
Not: Ürünün dış kaplama kısımlarının yüzey kalitesi gereksinimleri çok yüksektir. Karbon fiber malzeme kısımlarında sık karşılaşılan sorunlar şunlardır: ürünün çiğ dokusunda beyaz lekeler; ürünün düzensiz doku sorunları; yüzeyde iğne deliği, yapıştırıcı eksikliği sorunları vb. Özetle, nedenler şunlardır: prepreg içindeki kürleme maddesinin homojen olarak karıştırılmaması veya reaksiyonun tamamlanmaması; kalıp sıcaklığının homojen olmaması; sıcaklık ve basıncın uygun olmaması; kalıp tasarımı ve işlemesinin uygun olmaması; kalıplama işleminin kontrol edilmemesi; kalıpserbest bırakma ajanıtepki verir, ve benzeri.
Yayın tarihi: 17 Ocak 2025