Karbonfiberkomposittmaterialer må behandles ved støpeprosesser fra prepreg til ferdige deler. Med utviklingen av karbonfiberteknologi forbedres også støpeprosessen av karbonfiberkomposittmaterialer stadig. Imidlertid eksisterer de forskjellige støpeprosessene av karbonfiberkomposittmaterialer ikke på en måte for oppdatering og eliminering. Ofte eksisterer flere prosesser samtidig for å oppnå de beste effektene under forskjellige forhold og omstendigheter. Følgende lister opp de 12 mest brukte karbonfiberkomposittstøpeprosessene på dette stadiet. La oss se hvilke du kjenner.
Sprøytestøpeprosess
Den tilhører en type lavtrykksstøping i hånd-oppleggingsprosess. Etter at kortklippet fiber og harpiks er blandet med en sprøytepistol, sprøytes trykkluft på formen. Etter å ha nådd den forhåndsbestemte tykkelsen, presses den manuelt med en gummirulle og herdes deretter. En semi-mekanisert støpeprosess opprettet for å forbedre håndoppleggsstøping har en viss grad av forbedring i arbeidseffektivitet, men den kan fortsatt ikke møte masseproduksjon. Den brukes til å produsere overgangslag for bilkarosserier, skrog, badekar og lagringstanker.
Vikle støping
Den kontinuerlige fiber- eller tøytapen impregnert med harpikslim vikles på kjerneformen i henhold til et bestemt mønster, og deretter herdes og fjernes for å bli et komposittprodukt. Karbonfiberviklingsstøping kan gi fullt spill til dens høye spesifikke styrke, høye spesifikke modul og lave tetthet. Produktstrukturen er enkel og kan brukes til å produsere sylindre, kuler og noen rotasjonslegemer med positiv krumning eller sylindriske karbonfiberprodukter.
Flytende støping
Prosessen med å syntetisere flytende monomerer til høymolekylære polymerer og deretter herde polymerene til komposittmaterialer endres for å fullføres direkte i formen på samme tid, noe som ikke bare reduserer energiforbruket i prosessen, men også forkorter støpesyklusen ( det tar bare ca. 2 minutter å fullføre et produkt). Imidlertid må anvendelsen av denne prosessen være basert på nøyaktig rørledningstransport og måling samt automatisk temperatur- og trykkkontroll. Den tilhører skjæringspunktet mellom polymermaterialer og moderne høyteknologisk vitenskap og teknologi, og dens nåværende anvendelse er ikke veldig bred.
Væskestøping inkluderer hovedsakelig: RTM-støpeprosess, RFI-støping og VARI-støping.
Hovedfordelen med støpeprosessen for harpiksfilminfiltrasjon (RFI) er at formen er enklere enn RTM-prosessformen, harpiksen flyter langs tykkelsesretningen, det er lettere å infiltrere fiberen, det er ingen prepreg, og kostnaden er senke. Imidlertid er dimensjonsnøyaktigheten og overflatekvaliteten til det resulterende produktet ikke like god som RTM-prosessen, hulromsinnholdet er høyere og effektiviteten er litt lavere. Den er egnet for produksjon av store flate eller enkle buede deler.
Fordelene med den vakuumassisterte støpeprosessen (VARI) er høy råvareutnyttelse, mindre etterbehandling og bearbeiding av deler, ikke behov for prepreg, lav kostnad og egnet for produksjon av store veggpanelkonstruksjonsdeler ved romtemperatur eller lav temperatur. Men ulempene ligner på RFI-støpeprosessen.
Harpiksoverføringsstøping (RTM)
Harpiksoverføringsstøping (RTM: Resin Transfer Molding)-teknologi er en rimelig produksjonsmetode for komposittmaterialer, som opprinnelig hovedsakelig ble brukt til sekundære lastbærende konstruksjonsdeler for fly, som dører og inspeksjonsdeksler. I 1996 utførte US Defense Advanced Research Projects Agency forskning på lavkost RTM-produksjonsteknologi for høystyrke hovedlastbærende komponenter. RTM-teknologi har fordelene med høy effektivitet, lav pris, god delkvalitet, høy dimensjonsnøyaktighet og liten miljøpåvirkning. Den kan brukes til støping av store, komplekse og høystyrke komposittdeler. Det har blitt en av de mest aktive forskningsretningene innen bearbeiding av romfartsmateriale de siste årene.
Kompresjonsstøping
Plasser prepreg av karbonfiber mellom den øvre og nedre formen, lukk formen og plasser formen på det hydrauliske formebordet. Etter en viss periode med høy temperatur og høyt trykk for å størkne harpiksen, fjern karbonfiberproduktet. Denne støpeteknologien har fordelene med høy effektivitet, god produktkvalitet, høy dimensjonsnøyaktighet og liten miljøpåvirkning. Den er egnet for batchstøping av høyfaste komposittdeler. Imidlertid er den første formproduksjonen kompleks, investeringen er høy, og størrelsen på delen er begrenset av størrelsen på pressen.
Sprøytestøping
Dette er en ny teknologi. Bole CIML-utstyr integrerer den tradisjonelle «multi-step method»-prosessen i en «one-step-metode», som i stor grad forkorter prosessflyten og beholder fiberlengden bedre, og oppnår formålet med energibesparende og effektiv produksjon. Ved å overvinne en rekke sentrale tekniske problemer som formeloptimalisering, blandesystem, intelligent kontrollsystem og støpeprosessparameteroptimalisering i material-utstyr-produksjon, oppfyller den fullt ut kravene til billetting for produktstyrke, kostnad, effektivitet, etc., og kan kalles et skreddersydd utstyrsverktøy for lettvekt i biler.
Hånd lay-up molding-vått lag molding metode
Påfør slippmiddel og gelcoat på arbeidsflaten til formen, legg den kuttede karbonfiberprepreg på arbeidsflaten til formen, børst eller spray harpikssystemets lim, og etter å ha nådd den nødvendige tykkelsen, mugg, herd og ta ut formen. I dag, med den høyt utviklede forberedelsesteknologien, er håndoppleggingsprosessen fortsatt mye brukt på mange felt som petrokjemiske beholdere, lagertanker og bilskaller på grunn av fordelene med enkel prosess, lav investering og bred bruk. Ulempene er løs tekstur, lav tetthet, lav produktstyrke, og den er hovedsakelig avhengig av manuelt arbeid, ustabil kvalitet og lav produksjonseffektivitet.
Vakuum autoklav
Legg komposittmaterialemnene laget ved å stable enkeltlags prepreg i en forhåndsbestemt retning i autoklaven og fullfør herdeprosessen ved en viss temperatur og trykk. Autoklaven er en spesiell trykkbeholder som tåler og regulerer et visst temperatur- og trykkområde. Emnene legges på overflaten av formen med et slippmiddel, og deretter dekkes med porøs anti-klebeduk (film), klebefilt og pustende filt etter tur, og forsegles i en vakuumpose og deretter plasseres i autoklaven. . Før oppvarming og herding blir posen først evakuert for å fjerne luft og flyktige stoffer, og deretter oppvarmet, trykksatt og herdet i henhold til herdesystemet til forskjellige harpikser. Formuleringen og implementeringen av herdesystemet er nøkkelen til å sikre kvaliteten på autoklavstøpte deler.
Suzhou Norn Composite Materials brukte autoklavstøpeprosessen når de tilpasset militære transportbokser for en militær virksomhet. De produserte militære transportkasseproduktene har et jevnt utseende og stabil struktur, og bestod til slutt militærets akseptvurdering. Vakuumautoklavstøpeprosessen har mange fordeler. Det kan ikke bare størkne laminater av forskjellige tykkelser og produsere deler med komplekse buede overflater, men har også svært pålitelige mekaniske egenskaper. Imidlertid har den tilsvarende vakuumautoklavstøpingen også noen ulemper, slik som størrelsen på delene begrenses av størrelsen på autoklaven, og energiforbruket er høyt, noe som resulterer i relativt høye driftskostnader.
Vakuum introduksjon
Forkortet VIP, legg "tørre" karbonfiberkomposittmaterialer på formen, legg deretter vakuumposer og trekk ut vakuumet i systemet for å danne et negativt trykk i formhulen. Trykket som genereres av vakuumet brukes til å presse den umettede harpiksen inn i fiberlaget gjennom den forhåndslagte rørledningen, slik at harpiksen kan infiltrere det forsterkende materialet og til slutt fylle hele formen. Etter at produktet er herdet, fjernes vakuumposematerialet for å oppnå ønsket produkt fra formen.
I et vakuummiljø impregnerer harpiksen karbonfiberen, og det dannes svært få bobler i produktet. Produktet har høyere styrke og lettere vekt, og produktkvaliteten er relativt stabil. I tillegg reduseres tapet av harpiks. Kun én side av formen kan brukes for å få et produkt med glatte og flate overflater på begge sider, og tykkelsen på produktet kan kontrolleres bedre. Det brukes vanligvis i ror og radarskjold i båtindustrien, blader og motordeksler i vindkraftenergi, og forskjellige tak, frontruter og rom i bilindustrien.
3iTech induksjonsoppvarming
En ny induksjonsoppvarmingsprosess som integrerer sensorer i formen kan behandle karbonfiber ved temperaturer på 20 grader -400 grader, og varme formoverflaten ved å bruke sensorer integrert inne i formen gjennom varmeledning. Dette er en tilleggsteknologi lansert av det fremvoksende selskapet RocTool on the Cage-systemet. Elektromagnetisk induksjon kan raskt varme formen og kan godt kontrollere den lokale temperaturen. Fordelen er at den reduserer syklustiden og komponentkostnadene betydelig. Imidlertid er denne teknologien ikke egnet for store komponenter for tiden, og den tilhørende produksjonen må være stor nok.
Lamineringsstøping
Plasser prepregene stablet lag for lag mellom de øvre og nedre flate formene for trykksetting og oppvarming for herding. Denne prosessen kan direkte arve produksjonsmetodene og utstyret til trekryssfiner, og forbedre og perfeksjonere det i henhold til harpiksens reologiske egenskaper. Lamineringsstøpeprosessen brukes hovedsakelig til å produsere komposittmaterialer med forskjellige spesifikasjoner og forskjellige bruksområder. Den har egenskapene til høy mekanisering og automatisering, stabil produktkvalitet, etc., men engangsinvesteringen i utstyr er stor.
Pultrusjonsstøping
Under påvirkning av trekkraft dannes kontinuerlige karbonfibertau, belter eller tøy impregnert med harpikslim og herdes gjennom en ekstruderingsdyse for kontinuerlig å produsere profiler med ubegrenset lengde. Pultrusionsstøping er en spesiell prosess i komposittstøpeprosessen. Fordelen er at produksjonsprosessen kan fullautomatiseres og produksjonseffektiviteten er høy.
Fibermassefraksjonen i pultruderte produkter kan være så høy som 80%. Impregneringen utføres under strekk, noe som kan gi full spill til rollen som forsterkende materialer. Produktet har høy styrke. Den langsgående og tverrgående styrken til det ferdige produktet kan justeres vilkårlig, noe som kan møte de forskjellige mekaniske egenskapskravene til produktet. Denne prosessen er egnet for å produsere profiler med forskjellige tverrsnittsformer, slik som I-formede, vinklede, rillede, spesialformede tverrsnittsrør og kombinerte tverrsnittsprofiler sammensatt av de ovennevnte tverrsnittsformene.
Siden etableringen har Suzhou Noen Composite Materials fokusert på karbonfiberfeltet. Den er ikke bare utstyrt med komplett produksjonsutstyr for karbonfiberkjerne, for eksempel varmepressemaskiner for karbonfiber, autoklavherdeovner, etc., men har også etablert et dedikert laboratorium for å analysere og utvikle innovative funksjonelle materialer. I karbonfiberindustrien har den alltid holdt seg til prinsippet om kunden først og gitt kundene flere karbonfiberprodukter av høy kvalitet.