Terdapat pelbagai pilihan bahan mentah untuk komposit, termasuk resin, gentian dan bahan teras, dan setiap bahan mempunyai sifat kekuatan, kekakuan, ketahanan dan kestabilan terma yang unik, dengan kos dan hasil yang berbeza-beza. Walau bagaimanapun, prestasi akhir bahan komposit secara keseluruhan bukan sahaja berkaitan dengan matriks resin dan gentian (serta bahan teras dalam struktur bahan sandwic), tetapi juga berkait rapat dengan kaedah reka bentuk dan proses pembuatan bahan dalam struktur tersebut. Dalam kertas kerja ini, kami akan memperkenalkan kaedah pembuatan yang biasa digunakan untuk komposit, faktor pengaruh utama setiap kaedah dan bagaimana bahan mentah dipilih untuk proses yang berbeza.
Acuan semburan
1, penerangan kaedah: bahan pengukuhan gentian pintas dan sistem resin pada masa yang sama disembur dalam acuan, dan kemudian dikeringkan di bawah tekanan atmosfera ke dalam produk komposit termoset proses pengacuan.
2. Pemilihan bahan:
Resin: terutamanya poliester
Serat: benang gentian kaca kasar
Bahan teras: tiada, perlu digabungkan dengan papan lapis sahaja
3. Kelebihan utama:
1) Sejarah panjang ketukangan
2) Kos rendah, penyusunan gentian dan resin yang cepat
3) Kos acuan yang rendah
4, kelemahan utama:
1) Papan lapis mudah dibentuk dengan kawasan kaya resin, beratnya tinggi
2) Hanya gentian pintasan sahaja yang boleh digunakan, yang mengehadkan sifat mekanikal papan lapis dengan serius.
3) Untuk memudahkan penyemburan, kelikatan resin perlu cukup rendah, sekali gus kehilangan sifat mekanikal dan terma bahan komposit.
4) Kandungan stirena yang tinggi dalam resin semburan bermaksud terdapat potensi bahaya yang tinggi kepada pengendali, dan kelikatan yang rendah bermakna resin boleh menembusi pakaian kerja pekerja dengan mudah dan bersentuhan langsung dengan kulit.
5) Kepekatan stirena meruap di udara sukar untuk memenuhi keperluan undang-undang.
5. Aplikasi Lazim:
Pagar mudah, panel struktur beban rendah seperti badan kereta boleh tukar, fairing trak, tab mandi dan bot kecil.
Acuan Susun Tangan
1, penerangan kaedah: resin menyusup secara manual ke dalam gentian, gentian boleh ditenun, dijahit, dijahit atau diikat dan kaedah pengukuhan lain, pengacuan susun atur tangan biasanya dilakukan dengan penggelek atau berus, dan kemudian resin dipencet dengan penggelek gam untuk membuatnya menembusi gentian. Papan lapis diletakkan di bawah tekanan biasa untuk mengeras.
2. Pemilihan bahan:
Resin: tiada keperluan, epoksi, poliester, ester berasaskan polietilena, resin fenolik boleh didapati
Serat: tiada keperluan, tetapi berat asas serat aramid yang lebih besar sukar untuk menyusup ke dalam gentian tangan
Bahan teras: tiada keperluan
3, kelebihan utama:
1) Sejarah teknologi yang panjang
2) Mudah dipelajari
3) kos acuan yang rendah jika menggunakan resin pengawetan suhu bilik
4) Pelbagai pilihan bahan dan pembekal
5) Kandungan serat yang tinggi, serat yang lebih panjang digunakan berbanding proses penyemburan
4, Kelemahan utama:
1) Pencampuran resin, kandungan dan kualiti resin lamina berkait rapat dengan kecekapan pengendali, sukar untuk mendapatkan kandungan resin yang rendah dan keliangan lamina yang rendah
2) Bahaya kesihatan dan keselamatan resin, semakin rendah berat molekul resin yang diletakkan tangan, semakin besar potensi ancaman kesihatan, semakin rendah kelikatan bermakna resin lebih cenderung menembusi pakaian kerja pekerja dan dengan itu bersentuhan langsung dengan kulit.
3) Jika pengudaraan yang baik tidak dipasang, kepekatan stirena yang tersejat daripada ester berasaskan poliester dan polietilena ke udara adalah sukar untuk memenuhi keperluan undang-undang.
4) Kelikatan resin pes tangan perlu sangat rendah, jadi kandungan stirena atau pelarut lain mestilah tinggi, sekali gus kehilangan sifat mekanikal/terma bahan komposit.
5) Aplikasi tipikal: bilah turbin angin standard, bot yang dihasilkan secara besar-besaran, model seni bina.
Proses pembungkusan vakum
1. Huraian kaedah: Proses pembungkusan vakum merupakan lanjutan daripada proses peletakan tangan di atas, iaitu pengedapan lapisan filem plastik pada acuan akan dilakukan dengan peletakan tangan papan lapis vakum, mengenakan tekanan atmosfera pada papan lapis untuk mencapai kesan meletihkan dan mengetatkan, bagi meningkatkan kualiti bahan komposit.
2. pemilihan bahan:
Resin: terutamanya resin epoksi dan fenolik, poliester dan ester berasaskan polietilena tidak boleh digunakan, kerana ia mengandungi stirena, volatilisasi ke dalam pam vakum
Serat: tiada keperluan, walaupun berat asas gentian yang lebih besar boleh menyusup di bawah tekanan
Bahan teras: tiada keperluan
3. Kelebihan utama:
1) Kandungan serat yang lebih tinggi daripada proses penyediaan tangan standard boleh dicapai
2) Nisbah lompang adalah lebih rendah daripada proses lay-up tangan standard.
3) Di bawah tekanan negatif, resin mengalir secukupnya untuk meningkatkan tahap penyusupan gentian, sudah tentu, sebahagian daripada resin akan diserap oleh bahan habis pakai vakum
4) Kesihatan dan keselamatan: proses pembungkusan vakum boleh mengurangkan pembebasan bahan meruap semasa proses pengawetan
4, Kelemahan utama:
1) Proses tambahan meningkatkan kos buruh dan bahan beg vakum pakai buang
2) Keperluan kemahiran yang lebih tinggi untuk pengendali
3) Pencampuran resin dan kawalan kandungan resin banyak bergantung pada kecekapan pengendali
4) Walaupun beg vakum mengurangkan pembebasan bahan meruap, risiko kesihatan kepada pengendali masih lebih tinggi berbanding proses infusi atau pra-penyediaan.
5, Aplikasi tipikal: saiz besar, kapal layar edisi terhad tunggal, bahagian kereta lumba, proses pembinaan kapal bagi ikatan bahan teras.
Acuan Penggulungan
1. Huraian kaedah: Proses penggulungan pada asasnya digunakan untuk mengeluarkan bahagian struktur berbentuk berongga, bulat atau bujur seperti paip dan palung. Bundel gentian diresapi resin dan kemudian dililit pada mandrel dalam pelbagai arah. Proses ini dikawal oleh mesin penggulungan dan kelajuan mandrel.
2. Pemilihan bahan:
Resin: tiada keperluan, seperti epoksi, poliester, ester berasaskan polietilena dan resin fenolik, dsb.
Serat: tiada keperluan, penggunaan langsung berkas serat pada rangka kili, tidak perlu menenun atau menjahit tenunan ke dalam kain serat
Bahan teras: tiada keperluan, tetapi kulit biasanya merupakan bahan komposit satu lapisan
3. kelebihan utama:
(1) kelajuan pengeluaran yang pantas, merupakan cara layup yang ekonomik dan munasabah
(2) Kandungan resin boleh dikawal dengan mengukur jumlah resin yang dibawa oleh berkas gentian yang melalui alur resin.
(3) Kos gentian yang diminimumkan, tiada proses tenunan perantaraan
(4) prestasi struktur yang sangat baik, kerana berkas gentian linear boleh diletakkan di sepanjang pelbagai arah galas beban
4. Kelemahan utama:
(1) Proses ini terhad kepada struktur bulat berongga.
(2) Serat tidak mudah dan tepat disusun sepanjang arah paksi komponen
(3) Kos pengacuan positif mandrel yang lebih tinggi untuk bahagian struktur yang besar
(4) Permukaan luar struktur bukanlah permukaan acuan, jadi estetika lebih teruk
(5) Penggunaan resin kelikatan rendah, perlu memberi perhatian kepada sifat mekanikal dan prestasi kesihatan dan keselamatan
Aplikasi tipikal: tangki dan paip simpanan kimia, silinder, tangki pernafasan ahli bomba.
Acuan pultrusi
1. Penerangan kaedah: daripada pemegang bobbin, berkas gentian yang diresapi dengan gam dilukis melalui plat pemanasan, di dalam plat pemanasan untuk melengkapkan resin pada penyusupan gentian, dan mengawal kandungan resin, dan akhirnya bahan akan diawetkan ke dalam bentuk yang diperlukan; bentuk produk yang diawetkan tetap ini dipotong secara mekanikal kepada panjang yang berbeza. Gentian juga boleh memasuki plat panas dalam arah selain 0 darjah. Pengacuan penyemperitan dan regangan adalah proses pengeluaran berterusan dan keratan rentas produk biasanya mempunyai bentuk tetap, membolehkan sedikit variasi. Akan melalui plat panas bahan yang telah dibasahkan terlebih dahulu dan merebak ke dalam acuan dengan segera diawetkan, walaupun proses sedemikian kurang berterusan, tetapi boleh mencapai perubahan bentuk keratan rentas.
2. Pemilihan bahan:
Resin: biasanya epoksi, poliester, ester berasaskan polietilena dan resin fenolik, dsb.
Serat: tiada keperluan
Bahan teras: tidak biasa digunakan
3. Kelebihan utama:
(1) kelajuan pengeluaran yang pantas, merupakan cara yang ekonomik dan munasabah untuk membasahkan dan menyembuhkan bahan
(2) kawalan kandungan resin yang tepat
(3) pengurangan kos gentian, tiada proses tenunan perantaraan
(4) sifat struktur yang sangat baik, kerana berkas gentian disusun dalam garis lurus, pecahan isipadu gentian adalah tinggi
(5) kawasan penyusupan gentian boleh ditutup sepenuhnya untuk mengurangkan pembebasan bahan meruap
4. kelemahan utama:
(1) proses tersebut mengehadkan bentuk keratan rentas
(2) Kos plat pemanasan yang lebih tinggi
5. Aplikasi tipikal: rasuk dan kekuda struktur perumahan, jambatan, tangga dan pagar.
Proses Pengacuan Pemindahan Resin (RTM)
1. Huraian kaedah: Gentian kering diletakkan di dalam acuan bawah, yang boleh dipratekan untuk menjadikan gentian sesuai dengan bentuk acuan sebanyak mungkin dan diikat secara pelekat; kemudian, acuan atas dipasang pada acuan bawah untuk membentuk rongga, dan kemudian resin disuntik ke dalam rongga. Suntikan resin berbantukan vakum dan penyusupan gentian, yang dikenali sebagai Suntikan Resin Berbantukan Vakum (VARI), biasanya digunakan. Setelah penyusupan gentian selesai, injap pengenalan resin ditutup dan komposit diawetkan. Suntikan dan pengawetan resin boleh dilakukan sama ada pada suhu bilik atau di bawah keadaan pemanasan.
2. Pemilihan Bahan:
Resin: biasanya epoksi, poliester, polivinil ester dan resin fenolik, resin bismaleimida boleh digunakan pada suhu tinggi
Serat: tiada keperluan. Serat yang dijahit lebih sesuai untuk proses ini, kerana jurang antara berkas serat kondusif untuk pemindahan resin; terdapat gentian yang dibangunkan khas yang boleh menggalakkan aliran resin
Bahan teras: buih selular tidak sesuai, kerana sel sarang lebah akan diisi dengan resin, dan tekanan juga akan menyebabkan buih runtuh.
3. kelebihan utama:
(1) Pecahan isipadu gentian yang lebih tinggi, keliangan yang rendah
(2) Kesihatan dan keselamatan, persekitaran operasi yang bersih dan kemas kerana resin ditutup rapat sepenuhnya.
(3) Kurangkan penggunaan tenaga kerja
(4) Bahagian atas dan bawah bahagian struktur adalah permukaan yang dibentuk, yang mudah untuk rawatan permukaan berikutnya.
4. Kelemahan utama:
(1) Acuan yang digunakan bersama adalah mahal, berat dan agak besar untuk menahan tekanan yang lebih besar.
(2) terhad kepada pembuatan bahagian-bahagian kecil
(3) Kawasan yang tidak basah mudah berlaku, mengakibatkan sejumlah besar sisa
5. Aplikasi tipikal: pesawat ulang-alik angkasa lepas dan bahagian automobil yang kecil dan kompleks, tempat duduk kereta api.
Masa siaran: 8 Ogos 2024
