Постои широк избор на суровини за композити, вклучувајќи смоли, влакна и материјали за јадро, и секој материјал има свои уникатни својства на цврстина, крутост, жилавост и термичка стабилност, со различни трошоци и приноси. Сепак, конечните перформанси на композитниот материјал како целина не се поврзани само со матрицата на смолата и влакната (како и со материјалот на јадрото во структурата од сендвич материјал), туку се тесно поврзани и со методот на дизајнирање и процесот на производство на материјалите во структурата. Во овој труд, ќе ги претставиме најчесто користените методи на производство на композити, главните фактори на влијание на секој метод и како се избираат суровините за различни процеси.
Спреј лиење
1, опис на методот: материјалот за зајакнување со кратки влакна и системот со смола се прскаат истовремено во калапот, а потоа се стврднуваат под атмосферски притисок во термореактивни композитни производи од процес на лиење.
2. Избор на материјал:
Смола: главно полиестер
Влакна: преѓа од груби стаклени влакна
Материјал на јадрото: нема, треба да се комбинира само со иверица
3. Главни предности:
1) Долга историја на занаетчиството
2) Ниска цена, брзо поставување на влакна и смола
3) Ниска цена на мувла
4, главните недостатоци:
1) Иверицата е лесна за формирање област богата со смола, со голема тежина
2) Може да се користат само кратки влакна, што сериозно ги ограничува механичките својства на иверицата.
3) За да се олесни прскањето, вискозитетот на смолата треба да биде доволно низок, со што ќе се изгубат механичките и термичките својства на композитниот материјал.
4) Високата содржина на стирен во смолата за прскање значи дека постои голема потенцијална опасност за операторот, а нискиот вискозитет значи дека смолата лесно може да навлезе во работната облека на вработениот и да дојде во директен контакт со кожата.
5) Концентрацијата на испарлив стирен во воздухот е тешко да се исполни со законските барања.
5. Типични апликации:
Едноставни огради, структурни панели со мала оптовареност како што се каросерии за автомобили-кабриолет, облоги за камиони, кади и мали чамци.
Рачно обликување на леј-ап
1, опис на методот: рачно инфилтрирање на смолата во влакната, влакната можат да бидат ткаени, плетени, зашиени или споени и други методи на зајакнување, рачното обликување обично се прави со валјаци или четки, а потоа смолата се цеди со валјак за лепење за да навлезе во влакната. Иверицата се става под нормален притисок за да се стврдне.
2. Избор на материјал:
Смола: нема барање, достапни се епоксидни, полиестерски, естерски смоли на база на полиетилен, фенолни смоли.
Влакна: нема барања, но основната тежина на поголемите арамидни влакна е тешко да се инфилтрира во рачно поставените влакна.
Основен материјал: нема барање
3, главните предности:
1) Долга историја на технологијата
2) Лесно за учење
3) ниска цена на калапот ако се користи смола за стврднување на собна температура
4) Широк избор на материјали и добавувачи
5) Висока содржина на влакна, подолги влакна се користат отколку во процесот на прскање
4, Главни недостатоци:
1) Мешањето на смола, содржината и квалитетот на ламинатот се тесно поврзани со стручноста на операторот, тешко е да се добие ниска содржина на смола и ниска порозност на ламинатот
2) Опасности по здравјето и безбедноста од смола, колку е помала молекуларната тежина на смолата за рачно поставување, толку е поголема потенцијалната закана по здравјето, толку е помала вискозноста што значи дека смолата е поверојатно да навлезе во работната облека на вработените и на тој начин да дојде во директен контакт со кожата.
3) Доколку не е инсталирана добра вентилација, концентрацијата на стирен што испарува од полиестер и естри на база на полиетилен во воздухот е тешко да се исполнат законските барања.
4) Вискозитетот на смолата за рачно нанесување паста треба да биде многу низок, па затоа содржината на стирен или други растворувачи мора да биде висока, со што се губат механичките/термичките својства на композитниот материјал.
5) Типични примени: стандардни лопатки на ветерни турбини, масовно произведени чамци, архитектонски модели.
Процес на вакуумско пакување
1. Опис на методот: Процесот на вакуумско пакување е продолжение на горенаведениот процес на рачно поставување, т.е. запечатување на слој од пластична фолија на калапот ќе биде со рачно поставување на иверица под вакуум, со примена на атмосферски притисок врз иверицата за да се постигне ефект на исцрпување и затегнување, со цел да се подобри квалитетот на композитниот материјал.
2. избор на материјал:
Смола: главно епоксидни и фенолни смоли, естери базирани на полиестер и полиетилен не се применливи, бидејќи содржат стирен, испаруваат во вакуум пумпата
Влакна: нема барање, дури и ако основната тежина на поголемите влакна може да се инфилтрира под притисок
Основен материјал: нема барање
3. Главни предности:
1) Може да се постигне поголема содржина на влакна од стандардниот процес на рачно поставување
2) Односот на празнини е помал од стандардниот процес на рачно поставување.
3) Под негативен притисок, смолата тече доволно за да се подобри степенот на инфилтрација на влакната, секако, дел од смолата ќе биде апсорбирана од вакуумските потрошни материјали
4) Здравје и безбедност: процесот на вакуумско пакување може да го намали ослободувањето на испарливи материи за време на процесот на стврднување
4, Главни недостатоци:
1) Дополнителниот процес ја зголемува цената на работната сила и материјалот за вакуумските кеси за еднократна употреба
2) Повисоки барања за вештини за операторите
3) Мешањето на смола и контролата на содржината на смола во голема мера зависи од вештината на операторот
4) Иако вакуумските кеси го намалуваат ослободувањето на испарливи материи, здравствениот ризик за операторот е сè уште поголем отколку кај процесот на инфузија или препрегирање
5, Типични апликации: големи димензии, единечни јахти со ограничено издание, делови за тркачки автомобили, процес на бродоградба на сврзувањето на основниот материјал.
Лиење со намотување
1. Опис на методот: Процесот на намотување во основа се користи за производство на шупливи, тркалезни или овални структурни делови како што се цевки и корита. Сноповите влакна се импрегнираат со смола, а потоа се намотуваат на трн во различни насоки. Процесот се контролира од машината за намотување и брзината на трн.
2. Избор на материјал:
Смола: нема барање, како што се епоксидна, полиестерска, естерска и фенолна смола базирана на полиетилен, итн.
Влакна: нема барања, директна употреба на снопови влакна на рамката на калем, не е потребно ткаење или шиење вткаено во ткаенината од влакна
Материјал на јадрото: нема барање, но обвивката е обично еднослоен композитен материјал
3. главните предности:
(1) голема брзина на производство, е економичен и разумен начин на распоредување
(2) Содржината на смола може да се контролира со мерење на количината на смола што ја носат снопчињата влакна што минуваат низ жлебот на смолата.
(3) Минимизирана цена на влакната, без меѓупроцес на ткаење
(4) одлични структурни перформанси, бидејќи линеарните снопови влакна можат да се постават по различните насоки на носење товар
4. Главни недостатоци:
(1) Процесот е ограничен на кружни шупливи структури.
(2) Влакната не се лесно и прецизно распоредени по аксијалната насока на компонентата
(3) Повисока цена на позитивно лиење на трн за големи структурни делови
(4) Надворешната површина на структурата не е површина на калап, па затоа естетиката е полоша
(5) Употребата на нисковискозна смола, треба да се обрне внимание на механичките својства и здравствените и безбедносните перформанси
Типични примени: резервоари и цевки за складирање хемикалии, цилиндри, резервоари за дишење за пожарникари.
Пултрузионо обликување
1. Опис на методот: од држачот на бобината се црта сноп влакна импрегниран со лепак низ грејната плоча, во грејната плоча за да се заврши инфилтрацијата на смолата на влакната и да се контролира содржината на смола, и на крајот материјалот ќе се стврдне во потребната форма; оваа форма на фиксниот стврднат производ е механички сечена на различни должини. Влакната исто така можат да влезат во топлата плоча во насоки различни од 0 степени. Екструзијата и истегнувањето во обликување се континуиран процес на производство и пресекот на производот обично има фиксна форма, дозволувајќи мали варијации. Ќе помине низ топлата плоча претходно навлажнетиот материјал фиксиран и ќе се шири во калапот веднаш стврднувајќи, иако таков процес е помалку континуиран, но може да се постигне промена на обликот на пресекот.
2. Избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестерска, естерска и фенолна смола на база на полиетилен, итн.
Влакна: нема барање
Материјал на јадрото: не се користи често
3. Главни предности:
(1) брза брзина на производство, е економичен и разумен начин за претходно навлажнување и стврднување на материјалите
(2) прецизна контрола на содржината на смола
(3) минимизирање на трошоците за влакна, без меѓупроцес на ткаење
(4) одлични структурни својства, бидејќи сноповите влакна се распоредени во прави линии, волуменскиот удел на влакната е висок
(5) областа на инфилтрација на влакна може целосно да се запечати за да се намали ослободувањето на испарливи материи
4. главните недостатоци:
(1) процесот го ограничува обликот на пресекот
(2) Повисока цена на грејната плоча
5. Типични примени: греди и решетки на станбени конструкции, мостови, скали и огради.
Процес на лиење со пренос на смола (RTM)
1. Опис на методот: Сувите влакна се поставуваат во долниот калап, кој може да се претходно притисне за влакната да се прилагодат на обликот на калапот колку што е можно повеќе и да бидат лепливо врзани; потоа, горниот калап се фиксира на долниот калап за да се формира празнина, а потоа смолата се вбризгува во празнината. Вообичаено се користи вбризгување на смола со вакуум и инфилтрација на влакната, познато како вбризгување на смола со вакуум (VARI). Откако ќе заврши инфилтрацијата на влакната, вентилот за внесување на смола се затвора и композитот се стврднува. Вбризгувањето и стврднувањето на смолата може да се извршат или на собна температура или во загреани услови.
2. Избор на материјал:
Смола: обично епоксидна, полиестерска, поливинил естерска и фенолна смола, бисмалеимидната смола може да се користи на висока температура
Влакна: нема барање. Зашиените влакна се посоодветни за овој процес, бидејќи јазот помеѓу снопот влакна е погоден за пренос на смола; постојат специјално развиени влакна кои можат да го поттикнат протокот на смола.
Материјал на јадрото: целуларната пена не е соодветна, бидејќи клетките во облик на саќе ќе бидат исполнети со смола, а притисокот исто така ќе предизвика колапс на пената.
3. главните предности:
(1) Поголема волуменска фракција на влакна, ниска порозност
(2) Здравје и безбедност, чиста и уредна работна средина бидејќи смолата е целосно запечатена.
(3) Намалување на употребата на работна сила
(4) Горните и долните страни на структурните делови се обликувани површини, што е лесно за последователна површинска обработка.
4. Главни недостатоци:
(1) Калапите што се користат заедно се скапи, тешки и релативно гломазни за да издржат поголем притисок.
(2) ограничено на производство на мали делови
(3) Лесно може да се појават ненавлажнети површини, што резултира со голем број отпадоци
5. Типични примени: мали и сложени делови за вселенски шатли и автомобили, седишта за возови.
Време на објавување: 08.08.2024
