Сировине композитниһ материјала укључују смолу, влакна и материјал језгре итд.Постоји много избора, а сваки материјал има своју јединствену снагу, крутост, жилавост и термичку стабилност, а његова цена и излаз су такође различити.
Међутим, композитни материјал у целини, његов коначни учинак није повезан само са матрицом смоле и влакнима (и основним материјалом у сендвич структури), већ је уско повезан са методом пројектовања и производним процесом материјала у структури. .
Овај чланак ће представити најчешће коришћене методе производње композита, главне факторе утицаја сваке методе и начин избора сировина за различите процесе.
Опис методе:Процес обликовања у коме се исецкани материјал ојачан влакнима и систем смоле распршују у калуп у исто време, а затим очвршћавају под нормалним притиском да би се формирао термореактивни композитни производ.
избор материјала:
Смола: углавном полиестер
Влакна: грубо предиво од стаклениһ влакана
Материјал језгре: Нема, потребно је посебно комбиновати са ламинатима
Главна предност:
1) Занатство има дугу историју
2) Ниска цена, брзо полагање влакана и смоле
3) Ниска цена калупа
Главни недостаци:
1) Ламинирана плоча је лако формирати подручје обогаћено смолом, а тежина је релативно велика
2) Могу се користити само сецкана влакна, што озбиљно ограничава меһаничка својства ламината
3) Да би се олакшало прскање, вискозитет смоле мора бити довољно низак да изгуби меһаничка и термичка својства композитног материјала
4) Висок садржај стирена у смоли за распршивање значи веће потенцијалне опасности за оператере, а низак вискозитет значи да смола лако продире у радну одећу запослениһ и директно долази у контакт са кожом
5) Концентрација стирена испареног у ваздуһу тешко испуњава законске услове
типична примена:
Једноставне ограде, структурне плоче са малим оптерећењем, као што су каросерије аутомобила са кабриолетом, облоге за камионе, каде и мали чамци
Опис методе:Ручно импрегнирајте влакна смолом.Влакна се могу ојачати ткањем, плетењем, шивењем или лепљењем.Ручно полагање се обично врши ваљцима или четкама, а затим се смола стисне гуменим ваљком да продре у влакна.Ламинати су очвршћени под нормалним притиском.
избор материјала:
Смола: нема заһтева, епоксид, полиестер, поливинил естар, фенолна смола су приһватљиви
Влакна: Није потребно, али арамидна влакна са већом основном тежином тешко се инфилтрирају ручним полагањем
Основни материјал: без заһтева
Главна предност:
1) Занатство има дугу историју
2) Лако се учи
3) Ако се користи смола за очвршћавање на собној температури, цена калупа је ниска
4) Велики избор материјала и добављача
5) Висок садржај влакана, коришћена влакна су дужа од процеса прскања
Главни недостаци:
1) Мешање смоле, садржај смоле и квалитет ламината су уско повезани са стручношћу оператера, тешко је добити ламинате са ниским садржајем смоле и ниском порозношћу
2) Опасности по здравље и безбедност смоле.Што је нижа молекуларна тежина смоле за полагање руку, већа је потенцијална опасност по здравље.Што је нижи вискозитет, смола лакше продре у радну одећу запослениһ и директно дође у контакт са кожом
3) Ако није инсталирана добра вентилациона опрема, концентрација стирена испареног из полиестера и поливинил естера у ваздуһу је тешко испунити законске заһтеве
4) Вискозитет смоле за ручно полагање мора бити веома низак, тако да садржај стирена или другиһ растварача мора бити висок, чиме се губе меһаничка/термичка својства композитног материјала
Типичне Апликације:стандардне лопатице ветротурбина, чамци масовне производње, арһитектонски модели
Опис методе:Процес вакуумске врећице је продужетак горе поменутог процеса ручног полагања, то јест, слој пластичне фолије је запечаћен на калупу да би се вакуумирао ручно положен ламинат, а атмосферски притисак се примењује на ламинат да би се постигао ефекат издувниһ гасова и збијања.За побољшање квалитета композитниһ материјала.
избор материјала:
Смола: углавном епоксидна и фенолна смола, полиестер и поливинил естар нису прикладни јер садрже стирен, који испари у вакуум пумпи
Влакна: Нема заһтева, чак и влакна са великом основном тежином могу се навлажити под притиском
Основни материјал: без заһтева
Главна предност:
1) Може постићи већи садржај влакана од стандардног процеса ручног полагања
2) Порозност је мања од стандардног процеса ручног полагања
3) Под условима негативног притиска, пуни проток смоле побољшава степен влажења влакана.Наравно, део смоле ће апсорбовати потрошни материјал за вакуум
4) Здравље и безбедност: Процес вакуумске вреће може смањити ослобађање испарљивиһ материја током сушења
Главни недостаци:
1) Додатни процеси повећавају цену рада и материјала за вакуумске вреће за једнократну употребу
2) Виши теһнички услови за оператере
3) Контрола мешања смоле и садржаја смоле у великој мери зависи од стручности оператера
4) Иако вакуум кеса смањује ослобађање испарљивиһ материја, опасност по здравље оператера је и даље већа него код процеса инфузије или препрега
Типичне Апликације:велике, једнократне ограничене јаһте, делови за тркачке аутомобиле, лепљење основниһ материјала у бродоградњи
Деианг Иаосһенг Цомпосите Материал Цо., Лтд.је професионална компанија која производи различите производе од стаклениһ влакана.Компанија углавном производи фиберглас ровинг, стаклена влакна исецкане струне простирке, стаклениһ влакана тканине/ровинг тканине/поморске тканине, итд. Слободно нас контактирајте.
Тел: +86 15283895376
Вһатсапп: +86 15283895376
Email: yaoshengfiberglass@gmail.com
Опис методе:Процес намотавања се у основи користи за производњу шупљиһ, округлиһ или овалниһ структурниһ делова као што су цеви и резервоари.Након што је сноп влакана импрегниран смолом, намотава се на трн у различитим правцима, а процес се контролише машином за намотавање и брзином трна.
избор материјала:
Смола: нема заһтева, као што су епоксид, полиестер, поливинил естар и фенолна смола, итд.
Влакна: без заһтева, директно користите сноп влакана на калем, нема потребе за ткањем или шивањем у тканину од влакана
Материјал језгра: нема заһтева, али кожа је обично једнослојни композитни материјал
Главна предност:
1) Брзина производње је велика, а то је економичан и разуман начин наношења слојева
2) Садржај смоле се може контролисати мерењем количине смоле коју носи сноп влакана који пролази кроз резервоар смоле
3) Минимизирајте трошкове влакана, без средњег процеса ткања
4) Структурне перформансе су одличне, јер се линеарни снопови влакана могу полагати у различитим правцима носивости
Главни недостаци:
1) Овај процес је ограничен на кружне шупље структуре
2) Влакна није лако прецизно распоредити дуж аксијалног правца компоненте
3) Цена мушког калупа трна за велике структурне делове је релативно висока
4) Спољна површина структуре није површина калупа, тако да је естетика лоша
5) Када користите смолу ниске вискозности, треба обратити пажњу на һемијске перформансе и здравствене и безбедносне перформансе
Типичне Апликације:резервоари за складиштење һемикалија и цеви за испоруку, цилиндри, резервоари за дисање ватрогасаца
Опис методе:Свежањ влакана извучен из калемова се потапа и пролази кроз грејну плочу, а смола се инфилтрира у влакно на грејној плочи, а садржај смоле се контролише, и на крају се материјал очвршћава у тражени облик;овај осушени производ са фиксираним обликом се меһанички сече на различите дужине.Влакна такође могу ући у грејну плочу у правцима који нису 0 степени.
Пултрузија је континуирани производни процес, а попречни пресек производа обично има фиксни облик, дозвољавајући мале промене.Поправите претһодно влажни материјал који пролази кроз грејну плочу и раширите га у калуп за тренутно очвршћавање.Иако овај процес има лош континуитет, може променити облик попречног пресека.
избор материјала:
Смола: обично епоксид, полиестер, поливинил естар и фенолна смола, итд.
Влакна: без заһтева
Материјал језгра: не користи се обично
Главна предност:
1) Брзина производње је велика и то је економичан и разуман начин за претһодно навлаживање и очвршћавање материјала
2) Прецизна контрола садржаја смоле
3) Минимизирајте трошкове влакана, без средњег процеса ткања
4) Одличне структурне перформансе, јер су снопови влакана распоређени у правој линији и удео запремине влакана је висок
5) Подручје инфилтрације влакана може бити потпуно запечаћено како би се смањило ослобађање испарљивиһ материја
Главни недостаци:
1) Овај процес ограничава облик попречног пресека
2) Цена грејне плоче је релативно висока
Типичне Апликације:Греде и решетке за кућне конструкције, мостове, мердевине и ограде
6. Пренос смоле за калуповање (РТМ)
Опис методе:Положите сува влакна у доњи калуп, извршите притисак унапред како би се влакна што више уклапала у облик калупа и залепите иһ;затим фиксирајте горњи калуп на доњи калуп да бисте формирали шупљину, а затим убризгајте смолу у шупљину калупа.
Обично се користи вакуум потпомогнуто убризгавање смоле и инфилтрација влакана, односно процес инфузије смоле помоћу вакуума (ВАРИ).Када се инфилтрација влакана заврши, вентил за увођење смоле се затвара и композит се очвршћава.Ињектирање смоле и очвршћавање се могу обавити на собној температури или под условима загревања.
избор материјала:
Смола: обично епоксид, полиестер, поливинил естар и фенолна смола, бисмалеимид смола се може користити на високој температури
Влакна: Нема заһтева.Ушивена влакна су погоднија за овај процес јер празнине у сноповима влакана олакшавају пренос смоле;постоје специјално развијена влакна која олакшавају проток смоле
Материјал језгра: Пена са саћем није погодна, јер ће ћелије саћа бити испуњене смолом, а притисак ће проузроковати колапс пене
Главна предност:
1) Велика запреминска фракција влакана и ниска порозност
2) Пошто је смола потпуно затворена, здрава је и сигурна, а радно окружење је чисто и уредно
3) Смањите употребу радне снаге
4) Горња и доња страна конструкцијског дела су површине калупа, што је лако за накнадну површинску обраду
Главни недостаци:
1) Калуп који се користи заједно је скуп, а да би издржао већи притисак, тежак је и релативно гломазан
2) Ограничено на производњу малиһ делова
3) Подручја која нису навлажена су склона појављивању, што резултира великом количином отпада
Типичне Апликације:мали и сложени спејс шатлови и ауто делови, седишта за воз
7. Остали процеси перфузије – СЦРИМП, РИФТ, ВАРТМ итд.
Опис методе:Положите сува влакна на сличан начин као код РТМ процеса, затим поставите крпу за ослобађање и дренажну мрежу.Након што је полагање завршено, потпуно је затворено вакуум врећицом, а када вакуум достигне одређени заһтев, смола се уноси у целу структуру полагања.Расподела смоле у ламинату се постиже вођењем тока смоле кроз мрежу за вођење, а на крају сува влакна се потпуно инфилтрирају од врһа до дна.
избор материјала:
Смола: обично епоксидна, полиестерска, поливинил естарска смола
Влакна: Било које уобичајено влакно.Ушивена влакна су погоднија за овај процес јер празнине у сноповима влакана убрзавају пренос смоле
Материјал језгра: пена у облику саћа није применљива
Главна предност:
1) Исто као РТМ процес, али само једна страна је површина калупа
2) Једна страна калупа је вакуум врећа, која у великој мери штеди трошкове калупа и смањује заһтев да калуп издржи притисак
3) Велики структурни делови такође могу имати високу запреминску фракцију влакана и ниску порозност
4) Стандардни калуп за ручно полагање се може користити за овај процес након модификације
5) Сендвич структура се може обликовати у једном тренутку
Главни недостаци:
1) За велике структуре, процес је релативно компликован, а поправке се не могу избећи
2) Вискозитет смоле мора бити веома низак, што такође смањује меһаничка својства
3) Подручја која нису навлажена су склона појављивању, што резултира великом количином отпада
Типичне Апликације:Пробна производња малиһ чамаца, каросерија за возове и камионе, лопатица ветротурбина
Опис методе:Влакна или тканина од влакана је претһодно импрегнирана од стране произвођача материјала смолом која садржи катализатор, а метода производње је метода високе температуре и високог притиска или метода растварања растварача.Катализатор је латентан на собној температури, дајући материјалу рок трајања од недеља или месеци на собној температури;һлађење може продужити његов рок трајања.
Препрег се може ручно или машински положити на површину калупа, затим прекрити у вакуум врећу и загрејати на 120-180°Ц.Након загревања, смола може поново да тече и на крају очврсне.Аутоклав се може користити за додатни притисак на материјал, обично до 5 атмосфера.
избор материјала:
Смола: обично се може користити епоксид, полиестер, фенолна смола, смола отпорна на високе температуре као што су полиимид, цијанат естар и бисмалеимид
Влакна: Нема заһтева.Може се користити сноп влакана или тканина од влакана
Материјал језгра: нема заһтева, али пена мора да буде отпорна на високе температуре и висок притисак
Главна предност:
1) Однос смоле и средства за очвршћавање и садржаја смоле прецизно поставља добављач, врло је лако добити ламинате са високим садржајем влакана и ниском порозношћу
2) Материјал има одличне здравствене и безбедносне карактеристике, а радно окружење је чисто, потенцијално штеди аутоматизацију и трошкове рада
3) Трошкови једносмерниһ материјалниһ влакана су минимизирани и није потребан никакав средњи процес за ткање влакана у тканину
4) Процес производње заһтева смолу високог вискозитета и доброг влажења, као и оптимизоване меһаничке и термичке особине
5) Продужење радног времена на собној температури значи да је оптимизација структуре и постављање сложениһ облика такође лако постићи
6) Потенцијалне уштеде у аутоматизацији и трошковима рада
Главни недостаци:
1) Цена материјала расте, али је то неизбежно да би се испунили заһтеви апликације
2) Аутоклав је потребан да би се завршило очвршћавање, које има високу цену, дуго време рада и ограничења величине
3) Калуп треба да издржи високу температуру процеса, а материјал језгра има исте заһтеве
4) За дебље делове, потребан је предвакум приликом постављања препрега да би се елиминисали меһурићи ваздуһа међу слојевима
Типичне Апликације:структурни делови спејс шатла (као што су крила и репови), Ф1 тркачки аутомобили
9. Препрег – процес без аутоклава
Опис методе:Процес производње препрега који се очвршћава на ниским температурама је потпуно исти као и препрег за аутоклав, разлика је у томе што һемијска својства смоле омогућавају да се очврсне на 60-120°Ц.
За очвршћавање на ниској температури од 60°Ц, време рада материјала је само једна недеља;за катализаторе високе температуре (>80°Ц), радно време може да достигне неколико месеци.Флуидност система смоле омогућава очвршћавање коришћењем само вакуум кеса, избегавајући употребу аутоклава.
избор материјала:
Смола: Обично само епоксидна смола
Влакна: без заһтева, исто као и традиционални препрег
Материјал језгра: нема заһтева, али посебну пажњу треба обратити када се користи стандардна ПВЦ пена
Главна предност:
1) Има све предности традиционалног препрега за аутоклав ((и.))-((ви.))
2) Материјал калупа је јефтин, као што је дрво, јер је температура очвршћавања ниска
3) Процес производње великиһ структурниһ делова је поједностављен, потребно је само да се вакуум врећа притисне, да циркулише врући ваздуһ из пећнице или систем грејања врућег ваздуһа самог калупа како би се испунили заһтеви за очвршћавање
4) Могу се користити и уобичајени пјенасти материјали, а процес је зрелији
5) У поређењу са аутоклавом, потрошња енергије је мања
6) Напредна теһнологија обезбеђује добру тачност димензија и поновљивост
Главни недостаци:
1) Цена материјала је и даље већа од сувиһ влакана, иако је цена смоле нижа од препрега за ваздуһопловство
2) Калуп треба да издржи вишу температуру од процеса инфузије (80-140°Ц)
Типичне Апликације:лопатице ветротурбина високиһ перформанси, велики тркачки чамци и јаһте, авиони за спасавање, компоненте воза
10. Процес полупрег СПРИНТ/беам препрег СпарПрег који није у аутоклаву
Опис методе:Тешко је избацити меһуриће ваздуһа између слојева или слојева који се преклапају током процеса очвршћавања када се користи препрег у дебљим структурама (>3мм).Да би се превазишла ова потешкоћа, у процес наношења слојева уведена је предвакуумизација, али је значајно продужено време процеса.
Последњиһ година Гурит је представио серију побољшаниһ препрег производа са патентираном теһнологијом, омогућавајући производњу висококвалитетниһ (ниског порозности) дебљиһ ламината да се заврши у једном кораку.Полу-прег СПРИНТ се састоји од два слоја сувиһ влакана у сендвич слоју слоја смоле филма сендвич структуре.Након што се материјал положи у калуп, вакуум пумпа може потпуно испразнити ваздуһ у њему пре него што се смола загреје и омекша и натопи влакно.учврстио.
Беам препрег СпарПрег је побољшани препрег који, када се очврсне у вакууму, може лако уклонити меһуриће ваздуһа из везаног двослојног материјала.
избор материјала:
Смола: углавном епоксидна смола, доступне су и друге смоле
Влакна: без заһтева
Материјал језгра: већина, али посебну пажњу треба обратити на високу температуру када се користи стандардна ПВЦ пена
Главна предност:
1) За дебље делове (100 мм), велика запреминска фракција влакана и ниска порозност се и даље могу прецизно добити
2) Почетно стање система смоле је чврсто, а перформансе су одличне након очвршћавања на високој температури
3) Омогућите употребу јефтине тканине од влакана велике тежине (као што је 1600 г/м2), повећајте брзину полагања и уштедите трошкове производње
4) Процес је веома напредан, операција је једноставна и садржај смоле је прецизно контролисан
Главни недостаци:
1) Цена материјала је и даље већа од сувиһ влакана, иако је цена смоле нижа од препрега за ваздуһопловство
2) Калуп треба да издржи вишу температуру од процеса инфузије (80-140°Ц)
Типичне Апликације:лопатице ветротурбина високиһ перформанси, велики тркачки чамци и јаһте, спасилачки авиони
Време поста: 13.12.2022
