Viimastel aastatel on nõudlus kergete, tugevate ja vastupidavate komposiitmaterjalide järele kasvanud paljudes tööstusharudes, sealhulgas kosmose-, autotööstuses, mere- ja taastuvenergias. Need materjalid ühendavad kiudude tugevuse nagu süsinik või klaasi vaigu maatriksite vastupidavusega, luues tooteid, mis edestavad traditsioonilisi metalle kaalu ja tugevusega suhete ja korrosiooniresistentsusega.
Üks tõhusamaid tootmismeetodeid kvaliteetsete komposiitosade tootmiseks on vaakumkasutatav vaigu ülekandevormimine (VARTM). VARTM pakub keerukate komposiitkonstruktsioonide valmistamiseks kulutõhusat, skaleeritavat ja keskkonnasõbralikku protsessi. See paistab silma meetodina, mis tasakaalustab kvaliteeti, tootlikkust ja majanduslikku teostatavust, eriti suurte või keerukate osade puhul.
See artikkel pakub põhjalikku ja samm-sammult juhendit mõistmiseks ja rakendamiseks Vartm , aidates inseneridel, tootjatel ja õpilastel aru saada, kuidas see protsess töötab ja miks see sobib ideaalselt suure jõudlusega komposiittootmiseks.
Milline on vaakumkasutatav vaigu ülekandevormimine?
VARTM on suletud liit komposiittootmise tehnika, mis kasutab vaakumrõhku, et vaigu sissetungimiseks vormi sisse asetatud kuiva kiudude tugevdamiseks. Erinevalt traditsioonilistest avatud moosiprotsessidest, mis võib vaiku õhutada ja defekte tekitada, tagab VARTM vaigu põhjaliku tungimise, vähendades tühimikke ja parandades mehaanilisi omadusi.
Põhimõte on lihtne: kuivad kiud pannakse vormi, seejärel suletakse vaakumkotiga. Vaakumi rakendamisel tõmmatakse vaigu kiudude kaudu, küllastades need täielikult. Osa ravib selles kontrollitud keskkonnas, mille tulemuseks on tugev kerge komposiitstruktuur.
Miks valida Vartm?
Enne protsessi sukeldumist tasub mõista peamisi eeliseid, mis muudavad Vartmi nii populaarseks:
Kulutasuvus : nõuab odavamaid tööriistu ja seadmeid võrreldes autoklaavi või kõrgsurvega vaigu ülekandevormimisega.
Täiustatud kvaliteet : vaakuminfusioon vähendab õhutaskuid ja vaigurikkaid tsoone, põhjustades järjepidevat mehaanilist tugevust.
Paindlikkus : sobib väikestele kuni suurtele osadele ja keerukatele kujudele.
Keskkonnaohutus : vähendatud lenduvate orgaaniliste ühendite (VOC) heitkogused suletud hallituse seadistusest.
Energiatõhusus : võib sageli ravida toatemperatuuril või minimaalse kuumutamisega, vähendades energiakulusid.
1. samm: hallituse ettevalmistamine
Protsess algab hallituse valmistamisega, mis määratleb komposiitosa lõpliku kuju. Halv peab olema puhas, tolmust või prahist vaba ja kaetud vabastamisagendiga. See vabastamisaine hoiab ära kõvenenud komposiidi kleepumise, võimaldades hõlpsat eemaldamist kahjustusteta.
VARTM -is kasutatavad vormid võivad olla valmistatud sellistest materjalidest nagu alumiiniumist, klaaskiust või komposiit tööriistalauad, sõltuvalt tootmisskaalast ja keerukusest. Holdiku pinna kvaliteet mõjutab otseselt lõpliku osa välimust.
2. samm: kuivade kiudude tugevduste paigutamine
Kui vorm on valmis, paigutatakse kuiva kiudude tugevdused hoolikalt sisse. Tavaliste tugevduste hulka kuuluvad klaaskiud, süsinikkiud või aramiidkiud matid või kangad. Orienteerumine ja kihtide arv sõltuvad valmis osa mehaanilistest nõuetest.
Kiud on kortsude või voldide vältimiseks hoolikalt paigutatud, kuna need võivad osa tugevust kahjustada. See samm nõuab tähelepanu detailidele, kuna kiudude paigutus määrab komposiidi suundomadused, sealhulgas jäikus ja kandevõime.
3. samm: tihendamine vaakumkotiga
Pärast kuivade kiudude paigutamist asetatakse hallituse komplekti kohale painduv vaakumkoti materjal. Servad suletakse õhukindla korpuse loomiseks kleepumislindi või spetsiaalsete hermeetikute abil.
Vaakumkott on hädavajalik, kuna see hoiab kogu protsessi kogu protsessi ja hoiab ära vaigu lekke. See tuleb hoolikalt kinni vormi perimeetri ümber, et vaakumpump saaks õhku tõhusalt evakueerida.
4. samm: vaigu ja vaakumliinide paigaldamine
Enne vaigu infusiooni alustamist on paigaldatud vaigu sisse- ja vaakumtorud. Need torud on ühendatud vaakumkotis suletud sadamate või aukude kaudu.
Vaigu sisselaskeava võimaldab vedela vaigul voolata kiudainete tugevdusse, vaakumi väljalaskeava eemaldab õhu ja tõmbab vaiku kiudude kaudu. Nende ridade paigutus on kriitiline; Nende paigutus mõjutab seda, kui ühtlaselt vanus kiudaineid levib ja küllastab.
Kiudude peale võib lisada voolukeskkonna või jaotuskihte, mis aitavad vaigul liikuda ühtlasemalt, eriti suurtes või paksudes sektsioonides.
5. samm: vaakumi ja vaigu infusiooni rakendamine
Kui kõik on paigas, aktiveeritakse vaakumpump, et õhku suletud hallituse komplektist evakueerida. Vaakumrõhk surub kiudude kihid, vähendab pisut paksust ja valmistab osa vaigu infusiooniks.
Kui püsiv vaakum on loodud, võetakse vaigu sisselaskeavasse. Vaakumrõhk tõmbab vaiku kiudude kaudu, tagades täieliku märja. Kogu selle etapi vältel on oluline jälgida vaigu voolu ja vaakumirõhku, et vältida kuivade laikude või vaigu ühendamist.
Infusiooniprotsessi kiirus sõltub vaigu viskoossusest, kiudainete läbilaskvusest ja osa paksusest. Madalama viskoossusega vaigud voolavad kergemini, vähendades infusiooniaega.
6. samm: vaigu kõvenemine
Pärast seda, kui vaigu kiudude tugevdamist täielikult küllastab, peab see tahke komposiidi moodustamiseks ravima. Sõltuvalt vaigusüsteemist võib kõvenemine tekkida toatemperatuuril või kiirendada ahjus mõõduka kuumutamisega.
Kõvenemisaja ja temperatuuri dikteerivad vaigu tootja spetsifikatsioonid. Nõuetekohane kõvendamine on soovitud mehaaniliste omaduste ja vastupidavuse saavutamiseks ülioluline.
7. samm: lammutamine ja viimistlemine
Pärast ravimist eemaldatakse vaakumkott ja väljalaskefilm. Komposiitosa ekstraheeritakse hallitusest hoolikalt. Tänu hallituse vabastamisagendile eraldab see osa tavaliselt kahjustusteta.
Sõltuvalt rakendusest võib see osa nõuda kärpimist, puurimist või täiendavaid viimistlusamme, näiteks lihvimist või värvimist. Hallituse poolel on sageli sujuv ja kvaliteetne viimistlus, vähendades vajadust ulatusliku pinnatöö järele.
Näpunäited edukaks VARTM -protsessis
VARTM -iga optimaalsete tulemuste saavutamiseks on siin mõned praktilised näpunäited:
Kasutage kvaliteetseid materjale : kõrgekvaliteedilised kiud ja madala viskoossusega vaigud parandavad voolu ja tugevust.
Säilitage vaakumi terviklikkus : kõik lekked vaakumkotis võivad kahjustada vaigu voogu ja lõplikku osa kvaliteeti.
Plaani vaigu voog hoolikalt : sisselaske-/väljalaskeavade ja voolukeskkonna nõuetekohane paigutamine tagab vaigu ühtlase jaotuse.
Keskkonnatingimused : temperatuur ja niiskus mõjutavad vaigu viskoossust ja kõvenemist; säilitada stabiilsed tingimused.
Rongioperaatorid : kvalifitseeritud tehnikud saavad enne lõpptoodet mõjutada protsessiprobleeme.
Vartmi rakendused
VARTM on mitmekülgsuse ja jõudluse eeliste tõttu leidnud ulatuslikku kasutamist mitmes tööstuses.
Lennunduse kosmose : kergete sisemine paneelide, seadete ja mittekriitiliste konstruktsioonikomponentide tootmine.
Merelaeva : Suurepärase pinnaviimistlusega suurte, korrosioonikindlate paadikerede ja tekkide loomine.
Autotööstus : tugevate, kergete osade tootmiseks jõudluse ja elektrisõidukite tootmine.
Tuuleenergia : pikkade, vastupidavate turbiinide labade valmistamine, mis suudab taluda keskkonnastressi.
Infrastruktuur : komposiitsilla komponentide, torude ja kaitsekatete konstrueerimine korrosioonile ja kulumisele vastupidavad.
Järeldus
Vaakumkasutatav vaigu ülekandevormimine on uuenduslik ja praktiline tootmismeetod, mis ühendab kulutõhususe kvaliteetse väljundiga. Selle võime luua tugevaid, kergeid ja keerulisi komposiitosasid muudab selle hädavajalikuks paljudes suure jõudlusega sektorites. Järgides ülaltoodud samm-sammult juhendi, saavad tootjad VARTM-protsesse enesekindlalt rakendada, tagades osade kvaliteedi ja usaldusväärsuse.
VARTM-i jaoks kohandatud usaldusväärsete, suure jõudlusega vaigu- ja kiudmaterjalide otsijatele pakub Changzhou Huake Polymer Co., Ltd. täiustatud polümeerilahendusi, mis aitavad protsessi optimeerida ja parandada lõplikke komposiitomadusi. Partnerlus selliste ekspertidega nagu Changzhou Huake Polymer tagab, et teil on edukaks komposiitootmiseks vajalikke materjale ja tehnilist tuge.
