Metoda de producție (8) – Turnare prin compresie
Fibra de carbon este utilizată pe scară largă în industria aerospațială, infrastructură, ecranare electromagnetică, fabricarea de automobile, exploatarea petrolului și alte domenii datorită avantajelor sale de rezistență la oboseală, rezistență la temperaturi ridicate, rezistență ridicată, modul ridicat, conductivitate, rezistență la radiații, coeficient mic de dilatare termică, greutate redusă, etc. Are o flexibilitate ridicată în proiectare și poate fi produs prin diferite metode de producție, inclusiv bobinare, extrudare, injecție, întindere manuală și turnare. Mai jos vă vom arăta mai multe detalii cu privire la una dintre cele mai comune metode de producție a produselor din fibră de carbon – turnarea prin compresie.
Etapele metodei de producție a turnării prin compresie:
1. Plasarea inserțiilor încorporate (dacă există)
Părțile încorporate sunt în general realizate din metal și pot îmbunătăți proprietățile mecanice ale produselor, cum ar fi conductivitatea, conductibilitatea termică sau alte caracteristici funcționale.
Cel mai bine este să preîncălziți inserția înainte de a o plasa, iar inserția trebuie plasată cu precizie și stabil pentru a preveni deplasarea sau detașarea. În caz contrar, scopul utilizării inserțiilor nu poate fi atins și poate duce la casarea produsului și chiar deteriorarea matriței.
2. Pozarea materialului
Așezarea materialului afectează dimensiunea și densitatea produsului și, prin urmare, materialul trebuie măsurat strict înainte de introducerea în matriță după metoda greutății, metoda volumetrică și metoda de numărare.
Metoda greutății este precisă, dar stângace și este adesea folosită pentru materiale fragmentate și fibroase. Metoda volumetrică nu este la fel de precisă ca metoda greutății, dar este ușor de utilizat și este în general folosită pentru măsurarea pulberii. Metoda de numărare este utilizată numai pentru așezarea preimpregnată.
3. Inchiderea matritei
Închiderea matriței constă în 2 pași:
1) înainte ca matrița tată să intre în contact cu materialele: presiunea scăzută (1-5-3.0MPa) este utilizată pentru a scurta ciclul și a evita orice schimbare de material
2) după ce matrița tată intră în contact cu materialele: viteza de închidere a matriței ar trebui să fie încetinită și presiunea ridicată (15-30MPa) trebuie utilizată încet pentru a evita deteriorarea inserției și pentru a provoca evacuarea aerului din matriță.
4. Întărire
Procesul de trecere a unui material de la o stare fluidă la o stare dură, insolubilă se numește solidificarea rășinilor termorigide. Viteza de întărire depinde de viteza la care componentele cu greutate moleculară mică din rășină se transformă în produse cu greutate moleculară mare, adică viteza de întărire este legată de structura moleculară a rășinii.
5. Menținerea presiunii
Procesul de întărire a rășinii în matriță este întotdeauna sub temperatură ridicată și presiune ridicată, iar timpul de menținere a presiunii este în esență timpul de menținere a temperaturii și presiunii, care este complet în concordanță cu rata de întărire. Dacă timpul de menținere a presiunii este prea scurt, adică răcirea prematură și reducerea presiunii care poate duce la întărirea incompletă a rășinii, reducând proprietățile mecanice și electrice precum și rezistența la căldură a produsului. În același timp, produsul va continua să se micșoreze și să experimenteze deformarea după demulare.
6. Demolarea
Produsele cu tije de formare sau anumite părți încorporate trebuie mai întâi deșurubate cu unelte specializate înainte de demulare.
8. Curățarea mucegaiului
Este necesar să curățați matrița după fiecare producție pentru a evita orice materiale reziduale în matriță. După curățare, se poate aplica agent de dezlipire pentru următoarea turnare.
Principalele avantaje ale adoptării turnării prin compresie pentru materialul compozit din fibră de carbon:
1. Eficiență ridicată a producției, specializare ușor de realizat și producție automatizată
2. Produsul are precizie dimensională ridicată și repetabilitate bună
3. Suprafața este netedă și nu necesită mult post-procesare
4. Capabil să formeze produse cu structuri complexe dintr-o singură mișcare
5. Prețul este scăzut pentru producția de masă
Dezavantajele modelării materialelor compozite din fibră de carbon:
1. Fabricarea matrițelor este complexă, iar investiția este mare
2. Potrivit numai pentru produse compozite de dimensiuni mici și mijlocii datorită greutății mari a mucegaiului
Odată cu îmbunătățirea și dezvoltarea continuă a tehnologiei de prelucrare a metalelor, nivelul de fabricație a presei și performanța procesului de rășină sintetică, tonajul și dimensiunea mesei presei continuă să crească, iar temperatura de turnare și presiunea materialului de turnare sunt, de asemenea, relativ reduse, ceea ce duce la dezvoltarea treptată a produselor turnate de dimensiuni mari.
În timpul procesului de turnare, o atenție deosebită trebuie acordată celor trei factori de temperatură, presiune și timp. Temperatura are un impact decisiv asupra topirii, curgerii și solidificării materialelor; Presiunea poate face ca straturile de fibră de carbon preimpregnată să se lipească mai strâns; Timpul poate permite suficient timp pentru ca produsul din cavitatea matriței să se solidifice.
