Termoplastiset hiilikuitukomposiittimateriaalit tarkoittavat tuotteita, jotka muodostuvat hiilikuitujen ja kestomuovihartsien fuusiossa. Hiilikuitujen eri muotojen ja erityyppisten termoplastisten hartsien välillä on suuria eroja sulatuksen vaikeudessa, ja myös sulatuksen jälkeisessä suorituskyvyssä on suuria eroja. Tällä hetkellä jatkuvasta hiilikuidusta ja termoplastisesta polyeetterieetteriketonihartsista muodostettujen komposiittimateriaalien suorituskyky on erinomainen, ja tämän komposiittimateriaalin valmistuksessa on mahdollisuus massatuotantoon.
Termoplastisten hiilikuitukomposiittimateriaalien prosessissa teoriasta käytäntöön komposiittimateriaalien valmistus on vaikeampi linkki, ja toinen linkki on se, kuinka komposiittimateriaalit voidaan helposti tehdä erimuotoisiksi osiksi säilyttäen samalla fyysinen rakenne. Eheyden ja mekaanisen suorituskyvyn edut. Edellä olevien kahden linkin ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan paitsi teoreettista tutkimusta, myös käytännön testaus on välttämätöntä. Mitkä käsittely- ja muovausratkaisut ovat tällä hetkellä osoittautuneet toteuttamiskelpoisiksi? Zhishang New Materials vie sinut sen läpi.
Viisi termoplastista hiilikuitukomposiittimuovausprosessia, jotka ovat tällä hetkellä käytännöllisiä
1. Sulata upotusmuotti
Sulakyllästys on paras valinta kiteisten polymeerikyllästettyjen nauhojen valmistukseen. Sulakyllästyslaitteen langansyöttökehyksestä vedetään yksisuuntaisia, yhdensuuntaisia, kiinteän jännityksen kuitukimppuja, jotka lähetetään sulakyllästyssäiliöön termoplastisella hartsilla kyllästettäviksi. Kun se on kuljetettu korkean lämpötilan uunin läpi ja kun se on puristettu prepreg-nauhaksi kuumapuristustelalla, se kääritään rullaksi kelausjärjestelmällä. Sulakyllästysprosessin ydin on maksimoida kuitukimppujen dispersio ja tunkeutua täysin kuitukimppujen sisälle.
Tässä menetelmässä sulassa tilassa oleva hartsi kyllästää dispergoidut kuitukimput tietyssä paineessa. Ihannetapauksessa kuitukimppujen sisäpuoli tunkeutuu täysin ja lopuksi jäähdytetään prepreg- tai prepreg-kuitunauhan saamiseksi. Sulakyllästysprosessi on yksinkertainen, periaatteessa ei synny haihtuvia kaasuja prosessin aikana ja sillä voidaan tarkasti ohjata prepregin kuitupitoisuutta; impregnointivaikutus ei kuitenkaan ole hyvä korkeaviskoosisissa hartsijärjestelmissä, ja kuitujen on vaikea levitä ja dispergoida.
Kokeessa havaittiin, että sen jälkeen, kun hiilikuitu oli johdettu yksiruuvipuristimeen asennetun itse suunnitellun kyllästyspään läpi, syöttösuppiloon lisättiin hapettumisenestoaineisiin sekoitettua PA66-hartsia sulamaan ja pehmentymään, jolloin jatkuva hiilikuitu päällystettiin. , kyllästäminen CF/PA66 prepreg - yksisuuntaisten nauhojen valmistamiseksi, joissa on erilaisia hiilikuitupitoisuuksia.
2. Ekstruusio-ruiskuvalu
Tällä hetkellä hienonnettujen hiilikuitujen (SCF) komposiittimateriaalien muovausprosessi on pääasiassa ekstruusio-ruiskuvalu. Muovausprosessin aikana silputun hiilikuitukomposiittisulan reologisiin ominaisuuksiin vaikuttavat pääasiassa käsittelylämpötila ja leikkausjännitys. Kun prosessointilämpötila on alhaisempi kuin kriittinen arvo, sulatteen näennäinen viskositeetti laskee käsittelylämpötilan noustessa; kun se ylittää kriittisen arvon, näennäinen viskositeetti ei enää merkittävästi muutu prosessointilämpötilan mukana, mikä osoittaa newtonilaisen nesteen ominaisuuksia, ja se soveltuu tällä hetkellä seostettavaksi. Materiaalien muotoilu ja käsittely. Leikkaus vaikuttaa pääasiassa sulan viskoosin virtauksen aktivointienergiaan. Mitä pienempi leikkausjännitys, sitä suurempi viskoosin virtauksen aktivointienergia.
Lisää PA66, klusteroitu hienonnettu hiilikuitu, yhteensopivuusaine, kulutusta kestävät lisäaineet, antioksidantit jne. nopeaan sekoittimeen ja sekoita huoneenlämpötilassa; sitten sulata ja sekoita sekoitetut raaka-aineet kaksoisruuviekstruuderin läpi. Ekstruusio, vesijäähdytys, kuivaus ja sitten pelletointi; valmistettujen pellettien kuivaamisen jälkeen saatiin klusteroitu SCF-vahvistettu PA66-komposiittimateriaali ruiskuvalulla.
3. Muovaus
Muottiin leikattu termoplastinen hiilikuitukomposiittiprepreg-levy tai sekoitettu hiilikuitua sisältävä aihio laitetaan muottiin ja kuumennetaan sitten kestomuovihartsi sulamispisteen tai viskoosin virtauslämpötilan yläpuolelle hartsin sulamiseksi, virtaamiseksi, kyllästämiseksi ja käärimiseksi vahvistusta varten. kuidut sidotaan tiukasti yhteen rajapinnan kautta ja lopuksi jäähdytetään muotoon. Tämän menetelmän etuna on yksinkertainen käyttö, korkea tuotantotehokkuus, alhainen energiankulutus ja alhaiset kustannukset.
Kokeet ovat osoittaneet, että jatkuvatoimisia hiilikuituvahvisteisia kestomuovikomposiitteja voidaan muovata suoraan verkossa. Prosessin ominaisuus on, että sulatetta kuumennetaan vain kerran koko prosessin aikana ja jatkuvan hiilikuidun muoto säilyy suoraa muovausta varten. Tuotteessa olevan hiilikuidun pituus säilyy suurimmassa määrin, ja sillä on korkea tuotantotehokkuus, helppo tuotteen muovaus ja alhaiset tuotantokustannukset. Tulevaisuudessa se voi valmistaa autojen moottorin venttiilikansia, polkimia, vaihdekansia ja muita osia, joilla on tiukat koko- ja suorituskykyvaatimukset.
4. 3D-tulostusmuovaus
3D-tulostustekniikan etuna on suunnittelun vapaus ja mahdollisuus tulostaa suoraan ja nopeasti monimutkaisia komponentteja, joita on vaikea tulostaa perinteisillä menetelmillä. Fused Deposition Modeling (FDM) on yksinkertainen 3D-tulostusprosessi, joka lämmittää sulaa muovikuitua ekstruusiopäässä ja levittää sulatteen yksittäisiin kerroksiin alustalle, jolloin jokainen kerros on vuorovaikutuksessa edellisen kanssa. Liimaus ja lopuksi jäähdytys ja kovettuminen muotoon. FDM:llä painetut mallit ovat tarkkoja ja prosessi on luotettava; kuperia muotoisia malleja tulostettaessa tarvitaan kuitenkin lisätukirakenteita, muuten ne sortuvat tai rikkoutuvat helposti.
3D-tulostuksessa on korkea komposiittimateriaalien käyttöaste, se voi saavuttaa suuren tarkkuuden ja monimutkaisuuden sekä tulostaa monimutkaisia komponentteja, joita on vaikea tulostaa perinteisillä menetelmillä. Lisäksi datamallista komponenttien muovaukseen kuluu lyhyt aika ja se soveltuu uusien tuotteiden kehittämiseen ja kehittämiseen. Pienten osien tuotanto.
5. Automaattinen ladonta ja muotoilu
Automaattinen teippiasennustekniikka on additiivinen valmistusprosessi, jossa käytetään langanlasku- tai teippiasennuslaitteita erityisillä lämmityslaitteilla paikantamiseksi, levittämiseksi ja jähmettämiseksi paikan päällä, lisäämällä kerros kerrokselta komponentin paksuussuunnassa ja saavuttaen lopulta suunnitellun koon, Suorita osien valmistus loppuun. Tätä tekniikkaa käytetään enimmäkseen ilmailualalla ja se soveltuu monimutkaisten hyperboloidikomponenttien valmistukseen. Tämän muovausprosessin etuna on korkea tuotantotehokkuus, korkea automaatioaste ja helppo digitaalinen suunnittelu.
Automaattiset teippiasennusjärjestelmät koostuvat yleensä prepreg-syöttöalustasta, automaattisista teipinasennuspäistä, komponenttimuoteista, CNC-järjestelmistä, tietokoneavusteisesta suunnitteluohjelmistosta (CAD) jne. Kun järjestelmä toimii, komposiittiprepreg-teippi asetetaan nauhan asetuspäähän . Nauha-asentoa ohjaa moniakselinen robottivarsi. Rullasarja ohjaa prepreg-nauhan ulos. Prosessin kuumentamisen jälkeen se asetetaan muotille painetelan vaikutuksesta. Tai edelliselle levitetylle materiaalikerrokselle, ja lopuksi prepreg-teippi leikataan pois leikkausveitsellä, jolloin teipin asennus on valmis.
Verrattuna manuaaliseen ladontamuovaukseen, automaattinen ladontamuovaus on parantanut merkittävästi tehokkuutta, vähemmän jätettä, suurempi mittatarkkuus ja pienempi sisäinen jännitys. Se on laajamittaisen komponenttivalmistuksen tulevaisuuden kehityssuunta.
Hiilikuitukomposiittimateriaalien muovausprosessin parannusprosessi kulkee läpi koko hiilikuituteollisuuden kehityksen. Olipa kyseessä nykyinen valtavirran lämpökovettuva hiilikuitu tai termoplastinen hiilikuitu, jolla on suuri potentiaali tulevaisuudessa, tuotantokapasiteetti ja suorituskykylujuus paranevat muovausprosessin parantamisen ansiosta. Hiilikuitukomposiittimateriaalien tutkimuksen syvenemisen myötä syntyy väistämättä älykkäämpiä muovausprosesseja, ja hiilikuituteollisuuden kehitys tuo lopulta paremman huomisen. Zhishang New Materials uskoo aina lujasti tähän.