یک راهنمای گام به گام برای سازش انتقال رزین با کمک خلاء برای کامپوزیت های با کارایی بالا

در سالهای اخیر ، تقاضا برای مواد کامپوزیت سبک ، با استحکام بالا و بادوام در صنایعی مانند هوافضا ، خودرو ، دریایی و انرژی های تجدید پذیر به طرز چشمگیری افزایش یافته است. این بخش ها به موادی متکی هستند که ضمن کاهش وزن ، عملکرد مکانیکی استثنایی را ارائه می دهند و در نتیجه باعث افزایش راندمان سوخت و طول عمر عملیاتی می شوند. یکی از کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین تکنیک های تولید برای پاسخگویی به این خواسته ها قالب انتقال رزین به کمک خلاء (VARTM) . این فرآیند تولید قطعات کامپوزیت پیچیده را با سطح عالی سطح عالی ، حداقل محتوای باطل و خصوصیات مکانیکی برتر امکان پذیر می کند.

این راهنمای جامع به گردش کار دقیق VARTM می پردازد ، به مهندسین ، تکنسین ها و متخصصان تولیدی که با یک مرحله به مرحله از هر مرحله ، از آماده سازی قالب گرفته تا بخشی از آن استفاده می کنند. با درک جزئیات پیچیده تکنیک های تزریق رزین VARTM ، کاربران می توانند پارامترهای فرآیند خود را بهینه کنند ، نقص را کاهش دهند و به طور مداوم کامپوزیت های با کارایی بالا تولید کنند.

مرحله 1: تهیه قالب - پایه و اساس کیفیت

تهیه قالب اولین مرحله مهم است که پایه و اساس کیفیت بخشی را در فرآیند VARTM تعیین می کند. با تمیز کردن کامل سطح قالب با حلال های درجه صنعتی مانند استون یا ایزوپروپانول برای از بین بردن روغنها ، گرد و غبار و هرگونه آلودگی باقیمانده شروع کنید. حتی ذرات میکروسکوپی می توانند باعث نواقص سطح یا مهار جریان رزین شوند و منجر به بازپرداخت پرهزینه شوند.

پس از تمیز کردن ، یک عامل انتشار قالب با کارایی بالا را با سیستم رزین مورد استفاده سازگار کنید. معمولاً از عوامل آزادسازی مبتنی بر سیلیکون یا نیمه دائمی برای تسهیل چرخه های قالب بندی متعدد استفاده می شوند. با استفاده از یک اسلحه اسپری یا پارچه بدون لینت ، ماده رهاسازی را به طور مساوی بمالید ، و از پوشش کامل اطمینان حاصل کنید. به عامل اجازه دهید تا برای تولید کننده تولید کننده ، معمولاً بین 30 دقیقه تا یک ساعت خشک شود تا از انتشار بهینه قسمت و پایان سطح اطمینان حاصل شود.

ماده قالب و پایان سطح مستقیماً بر ظاهر کامپوزیت نهایی و عملکرد مکانیکی تأثیر می گذارد. قالب های آلومینیومی هدایت حرارتی عالی و صافی سطح را ارائه می دهند ، برای رزین های دارای گرما مفید است ، در حالی که فایبرگلاس یا تابلوهای ابزار کامپوزیت راه حل های مقرون به صرفه برای تولید حجم پایین تر ارائه می دهند. بازرسی و نگهداری دقیق قالب ، از جمله پرداخت و تعمیر هرگونه نقص ، از تکثیر بخشی مداوم اطمینان حاصل کنید.

مرحله 2: تقویت تقویت کننده فیبر خشک-دقت در قرارگیری

خصوصیات مکانیکی کامپوزیت نهایی به شدت به قرارگیری صحیح و جهت گیری تقویت فیبر خشک بستگی دارد. الیاف را با دقت در داخل حفره قالب قرار دهید ، به دنبال توالی های انباشته دقیق که بر اساس مسیرهای بار و الزامات ساختاری طراحی شده اند. تقویت کننده های معمولی شامل فیبر کربن ، فایبرگلاس و تشک های آرامید یا پارچه های بافته شده است. هر نوع ویژگی های مکانیکی متمایز و سازگاری با رزین را ارائه می دهد ، بنابراین انتخاب باید با معیارهای عملکرد قسمت تمام شده مطابقت داشته باشد.

در حین دراز کشیدن ، از چین و چروک ، چین و یا سوء استفاده از فیبر خودداری کنید زیرا این نقص ها می توانند به عنوان کنسانتره استرس عمل کنند ، به طور قابل توجهی مقاومت و مقاومت در برابر خستگی را کاهش می دهد. از ابزارهایی مانند غلطک یا برس استفاده کنید تا الیاف را به راحتی در هندسه های قالب پیچیده مطابقت دهید. متمایز کردن لایه های رسانه ای جریان در صورت لزوم برای تسهیل توزیع رزین در هنگام تزریق ، به ویژه در بخش های ضخیم تر یا پیچیده.

ضخامت لایه ثابت و کسر حجم فیبر باید با استفاده از ابزارهای اندازه گیری مانند سنجهای ضخامت یا مقیاس وزن کنترل و کنترل شود تا مشخصات طراحی را برآورده و از عملکرد مکانیکی قابل تکرار اطمینان حاصل شود.

مرحله 3: آب بندی با یک کیسه خلاء-اطمینان از محکم هوا

پس از قرارگیری فیبر ، قالب با یک فیلم کیسه خلاء انعطاف پذیر که برای حفظ محیط مهر و موم شده در هنگام تزریق رزین طراحی شده است ، پوشانده شده است. کیسه های خلاء ساخته شده از مواد بادوام و مقاوم در برابر سوراخ مانند نایلون یا پلی اتیلن را انتخاب کنید تا در برابر فشارهای فرآیند بدون پارگی مقاومت کنید.

از نوارهای مهر و موم شده کیسه خلاء مانند نوارهای چسبان یا سیلیکون استفاده کنید تا یک مهر و موم هوایی در اطراف فلنج قالب ایجاد کنید. اطمینان حاصل کنید که مهر و موم مداوم و محکم است. هرگونه نشت می تواند یکپارچگی خلاء را به خطر بیاندازد و منجر به تزریق ضعیف رزین و نقص بخشی شود. با اتصال پمپ خلاء و افت فشار فشار بیش از 10 تا 15 دقیقه ، آزمایش نشت خلا را انجام دهید. نشت را به صورت بصری یا استفاده از ردیاب های اولتراسونیک و در صورت لزوم از آن استفاده کنید.

مرحله 4: نصب خطوط رزین و خلاء - موقعیت یابی استراتژیک

نصب مناسب خطوط ورودی رزین و خروجی خروجی برای دستیابی به جریان رزین یکنواخت در طول فیبر فیبر ضروری است. لوله های ورودی رزین را در پایین ترین نقطه نسبت به قالب یا منطقه دورتر از محل خروجی قرار دهید تا یک جبهه جریان یکنواخت ترویج شود.

برای تسهیل تخلیه کارآمد هوا و تزریق رزین باید خط خروجی خلاء در مقابل ورودی قرار گیرد. برای جلوگیری از نشت ، لوله ها را از طریق درگاه های هوایی بسته شده در کیسه خلاء با استفاده از اتصالات تقویت شده یا گرویم های تخصصی وصل کنید.

در قسمت های پیچیده یا بزرگ ، لایه های توزیع رسانه جریان را در بالای الیاف خشک اضافه کنید تا مقاومت جریان و سرعت بخشیدن به اشباع رزین را کاهش دهید. این رسانه های جریان ، موجود در ضخامت های مختلف و نمرات نفوذپذیری ، اطمینان حاصل می کنند که رزین به تمام مناطق فیبر به طور یکنواخت می رسد و لکه های خشک را به حداقل می رساند.

مرحله 5: استفاده از خلاء و تزریق رزین - مدیریت فرآیند کنترل شده

پمپ خلا را شروع کرده و به تدریج هوا را از مونتاژ قالب بسته شده تخلیه کنید ، به طور معمول به سطح خلاء بین 27 تا 29 INHG (90-98 kPa) برسید. خلاء ، فیبر را فشرده می کند ، ضخامت را کمی کاهش می دهد و سیستم را برای تزریق رزین آماده می کند.

برای اطمینان از تخلیه مداوم ، فشار خلاء را با استفاده از سنجهای با دقت بالا کنترل کنید. پس از دستیابی به خلاء پایدار ، دریچه ورودی رزین را باز کنید تا تزریق شروع شود. رزین با فشار خلاء از طریق الیاف کشیده می شود و تمام لایه های تقویت کننده را کاملاً خیس می کند.

ویسکوزیته رزین نقش مهمی در سرعت و کیفیت تزریق دارد. با کنترل دمای رزین قبل از تزریق ، ویسکوزیته رزین را در محدوده بهینه (معمولاً 200-500 CP) حفظ کنید ، اغلب رزین را تا 25-30 درجه سانتیگراد گرم کنید. در صورت لزوم از مخازن گرم شده یا بخاری های درون خط استفاده کنید.

در طول تزریق ، پیشرفت جبهه جریان رزین و پایداری فشار خلاء را با دقت مشاهده کنید. از سنسورهای جریان درون خطی یا بازرسی بصری دستی از طریق کیسه های خلاء شفاف برای نظارت در زمان واقعی استفاده کنید. اگر لکه های خشک یا جریان ناهموار تشخیص داده می شود ، سطح خلاء یا میزان خوراک رزین را بر این اساس تنظیم کنید.

مرحله 6: پخت رزین - دستیابی به یکپارچگی مکانیکی نهایی

پس از تزریق کامل رزین ، خلاء را در حالی که اجازه می دهد رزین را درمان کند ، حفظ کنید. پارامترهای پخت بسته به سیستم رزین متفاوت است اما به طور معمول شامل یک درمان دمای اتاق است که 6-24 ساعت به طول می انجامد یا درمان را با استفاده از اجاق گاز در دمای بین 40 تا 80 درجه سانتیگراد شتاب می گیرد.

برای بهینه سازی زمان و دمای پخت ، که به طور مستقیم بر خصوصیات مکانیکی کامپوزیت ، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی تأثیر می گذارد ، از برگه فنی تهیه کننده رزین پیروی کنید. گرمایش یکنواخت از فشارهای داخلی و تغییر شکل جلوگیری می کند.

مرحله 7: Demolding and Finishing-نهایی کردن قطعات با کیفیت بالا

هنگامی که رزین به طور کامل درمان شد ، کیسه خلاء ، رسانه های جریان و لایه های لایه برداری را با دقت از بین ببرید. با استفاده از ماده رهاسازی قالب ، قسمت کامپوزیت را به آرامی جدا کنید تا از آسیب سطح جلوگیری شود.

بخشی را برای کیفیت ، بررسی نقص سطح ، حفره ها یا اشباع ناقص بررسی کنید. برای ارزیابی دقیق از روشهای آزمایش غیر مخرب مانند اسکن اولتراسونیک یا بازرسی نفوذ رنگ استفاده کنید.

مواد اضافی را با ابزارهای برش مناسب تر و تمیز کنید و عملیات نهایی مانند شن و ماسه ، حفاری یا نقاشی را با توجه به نیازهای کاربردی انجام دهید. سطح قالب با کیفیت بالا اغلب نیاز به پردازش گسترده را کاهش می دهد.

نکات عملی برای کنترل بهینه فرآیند VARTM

• از مواد معتبر استفاده کنید: از تقویت کننده های فیبر درجه بالا و سیستم های رزین با ویسکوزیته کم استفاده کنید ، مانند سیستم های ارائه شده توسط شرکت Changzhou Huake Polymer ، Ltd. برای اطمینان از سازگاری و قابلیت اطمینان فرآیند.

• اطمینان از یکپارچگی خلاء: برای جلوگیری از نشت و حفظ فشار مداوم در هنگام تزریق ، به طور مرتب آزمایش و نگهداری مهر و موم های خلاء ، پمپ های خلاء و شیلنگ ها را آزمایش و نگهداری کنید.

• بهینه سازی جریان رزین: ورودی های رزین/رسانه های استراتژیک موقعیت استراتژیک و ترکیب رسانه های جریان برای دستیابی به اشباع یکنواخت ، به ویژه در هندسه های بزرگ یا پیچیده.

• حفظ محیط پایدار: کنترل دمای کارگاه و رطوبت برای تثبیت ویسکوزیته رزین و رفتار درمانی.

• سرمایه گذاری در آموزش: به طور مداوم اپراتورها را در مورد نظارت بر فرآیند ، تشخیص نقص و عیب یابی برای بهبود کیفیت تولید و کاهش ضایعات آموزش دهید.

• 
  

کاربردهای VARTM در صنایع با کارایی بالا

تطبیق پذیری و مزایای عملکرد VARTM ، تصویب آن را در بخش های مختلفی سوق داده است:

• هوافضا: ساخت مؤلفه های ساختاری سبک ، پانل های داخلی و نمایشگاه هایی که نیاز به عملکرد دقیق مکانیکی و صرفه جویی در وزن دارند.

• دریایی: تولید بدنه های بزرگ و مقاوم در برابر خوردگی قایق و عرشه با اتمام سطح عالی و دوام در برابر محیط های دریایی سخت.

• خودرو: ساخت قطعات سبک و با استحکام بالا برای وسایل نقلیه برقی و کارایی ، بهبود راندمان و ایمنی سوخت.

• انرژی باد: ساخت تیغه های توربین طولانی و با دوام که برای مقاومت در برابر خستگی محیطی و بارگذاری ضربه طراحی شده اند.

• زیرساخت ها: توسعه اجزای پل کامپوزیت ، لوله ها و پوشش های محافظ ارائه مقاومت در برابر خوردگی برتر و ماندگاری.

• 
  

نتیجه گیری - تسلط بر VARTM برای کامپوزیت های برتر

قالب انتقال رزین به کمک خلاء نشان دهنده یک روش تولید مقرون به صرفه ، مقیاس پذیر و با کیفیت بالا برای ساختارهای کامپوزیت پیشرفته است. با پیروی دقیق از مراحل دقیق رویه ای که در اینجا بیان شده است-از تهیه قالب دقیق قالب و لایه برداری فیبر گرفته تا کنترل دقیق و پخت و پز-مأمورین می توانند به طور قابل اعتماد قطعات کامپوزیتی برتر متناسب با خواستار کاربردهای صنعتی تولید کنند.

همکاری با تأمین کنندگان متخصص مانند شرکت Changzhou Huake Polymer Co. ، Ltd. دسترسی به مواد پیشرفته رزین و فیبر را که برای عملکرد بهینه VARTM ساخته شده است ، که از پشتیبانی فنی پشتیبانی می شود که می تواند نتایج تولید را بالا ببرد ، تضمین می کند. در آغوش گرفتن این فرایند صنایع را قادر می سازد تا مرزهای طراحی و عملکرد کامپوزیت را تحت فشار قرار دهند.