قالب انتقال رزین به کمک خلاء چیست و چگونه تولید کامپوزیت را بهبود می بخشد

از آنجا که صنایع در سراسر جهان به مواد سبک و با کارایی بالا فشار می آورند ، نیاز به فن آوری های تولید کامپوزیت کارآمد ، قابل اعتماد و مقرون به صرفه هرگز بیشتر نبوده است. قالب گیری انتقال رزین به کمک خلاء (VARTM) یکی از روشهای نوآورانه ای است که شیوه تولید قطعات کامپوزیت را تغییر داده است. با استفاده از فشار خلاء برای تزریق رزین به تقویت فیبر ، VARTM به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا مؤلفه هایی را تولید کنند که قدرت ، دوام و دقت را با کاهش زباله های مواد و اثرات زیست محیطی ترکیب می کنند. در این مقاله توضیح داده شده است که VARTM چیست ، مراحل مفصلی که در این فرآیند انجام می شود و چگونگی تقویت تولید کامپوزیت در مقایسه با تکنیک های سنتی.

قالب گیری انتقال رزین به کمک خلاء (VARTM) یک فرآیند تولید کامپوزیت با تصویر بسته است که از فشار خلاء برای ترسیم رزین کم ویسکوزیته به داخل فرم های فیبر خشک که در یک قالب مهر و موم شده قرار دارد استفاده می کند. بر خلاف روشهای قالب ریزی باز مانند دراز کشیدن دست ، که به کاربرد دستی رزین متکی است ، VARTM یک محیط کنترل شده را ایجاد می کند که آغوش کامل رزین را تضمین می کند ، به حداقل رساندن نقص مانند حفره ها و لکه های خشک. این کنترل دقیق رزین ، خصوصیات مکانیکی و قوام را بهبود می بخشد و VARTM را به یک انتخاب ایده آل برای برنامه هایی که نیاز به یکپارچگی ساختاری بالا دارند ، تبدیل می کند.

درک روند VARTM

فرآیند تولید VARTM شامل مجموعه ای از مراحل روشمند است که هم قابلیت پیش بینی و هم قابلیت تکرار را ارائه می دهد. هر مرحله به کیفیت و عملکرد قسمت کامپوزیت نهایی کمک می کند:

1. الیاف خشک

این فرآیند با قرار دادن دقیق تقویت کننده های فیبر خشک - مانند فیبر کربن ، فایبرگلاس یا پارچه های آرام - به یک حفره قالب که مطابق با شکل مؤلفه نهایی است ، آغاز می شود. این الیاف بر اساس نیازهای ساختاری قسمت انتخاب و گرا هستند ، با توالی های خاص انباشته شده برای بهینه سازی استحکام و سفتی در جهات بحرانی طراحی شده اند. پیش از شکل ممکن است برای ساده سازی قرارگیری و اطمینان از دقت بعدی استفاده شود. این روش خشک کردن خشک امکان کنترل دقیق بر کسر حجم فیبر و تراز قبل از تزریق رزین را فراهم می کند.

2. کیسه و آب بندی خلاء

پس از اتمام اتمام فیبر ، چندین لایه تخصصی برای تسهیل جریان رزین و ایجاد یک محیط هوایی استفاده می شود. یک لایه لایه برداری بر روی الیاف قرار می گیرد تا پس از پخت ، حذف را سهولت کند. رسانه های جریان در بالا اضافه می شوند تا توزیع رزین یکنواخت در هنگام تزریق ترویج شود. سرانجام ، یک فیلم کیسه خلاء با استفاده از نوار درزگیر خلاء بر روی مونتاژ بسته می شود تا اطمینان حاصل شود که قالب از آن استفاده می کند. لوله های ورودی رزین و خطوط خلاء به این سیستم مهر و موم شده متصل می شوند. این تنظیم بسیار مهم است زیرا خلاء را قادر می سازد تا رزین را از طریق الیاف به طور موثر بکشد.

3. استفاده از خلاء

سپس پمپ خلاء برای تخلیه هوا از داخل قالب بسته شده فعال می شود. خلاء دو هدف مهم را ارائه می دهد: لایه های فیبر را فشرده می کند ، باعث افزایش تراکم فیبر می شود و یک دیفرانسیل فشار ایجاد می کند که پس از معرفی رزین به بستر فیبر می رسد. این محیط فشار منفی برای از بین بردن جیب های هوا و اطمینان از آغوش کامل الیاف ، که برای عملکرد مکانیکی ضروری است ، مهم است.

4. تزریق رزین

پس از دستیابی به سطح خلاء مورد نیاز ، رزین کم ویسکوزیته از طریق لوله های ورودی به داخل قالب وارد می شود. فشار خلاء به طور طبیعی رزین را از طریق تقویت فیبر و از طریق تقویت فیبر می کشد و هر لایه را به طور مساوی اشباع می کند. وجود رسانه های جریان تضمین می کند که توزیع رزین سازگار و سریع است و از لکه های خشک و حفره ها جلوگیری می کند. انتخاب رزین بسیار مهم است. این باید ویسکوزیته بهینه ، خصوصیات مرطوب کننده عالی و خصوصیات درمانی مناسب برای کار مؤثر با فرآیند تزریق خلاء داشته باشد.

5. درمان و دفع

هنگامی که فیبر کاملاً آغشته شود ، رزین مجاز به درمان است. بسته به سیستم رزین مورد استفاده ، پخت می تواند در دمای اتاق رخ دهد یا با گرمایش کنترل شده برای بهینه سازی خواص مکانیکی و کاهش زمان چرخه تسریع شود. پس از پخت ، کیسه خلاء و سایر مواد مصرفی برداشته می شود و قسمت کامپوزیت تمام شده از بین می رود. فرآیندهای پس از درمان ممکن است برای تقویت بیشتر ثبات و استحکام حرارتی اعمال شود.

اهمیت خصوصیات رزین در VARTM

رزین تزریق نقش مهمی در موفقیت فرآیند VARTM و کیفیت مؤلفه کامپوزیت نهایی دارد. بر خلاف رزین های معمولی مورد استفاده در روشهای تخمگذار یا اسپری دست ، رزین های تزریق باید برای تسهیل جریان صاف و عملکرد قوی معیارهای دقیق را رعایت کنند:

1 ویسکوزیته کم برای جریان کارآمد

ویسکوزیته کم تضمین می کند که رزین به راحتی می تواند تقویت کننده فیبر بسته بندی شده را تحت فشار خلاء قرار دهد. این خاصیت برای دستیابی به اشباع کامل قطعات بزرگ یا پیچیده بدون نیاز به سیستم های تزریق فشار قوی ضروری است. ویسکوزیته در محدوده 150 تا 500 سانتیمپی معمولی است و تعادل بهینه بین جریان پذیری و عملکرد مکانیکی پس از پخت ایجاد می کند.

2. قابلیت مرطوب کننده برتر

خواص مرطوب کننده عالی به رزین اجازه می دهد تا با سطوح فیبر کاملاً بپوشانند و از بین بروند و هوای به دام افتاده و حفره ها را از بین ببرند. این باعث افزایش چسبندگی بین سطحی می شود ، که مستقیماً به بهبود قدرت ، مقاومت در برابر خستگی و دوام ساختار کامپوزیت تبدیل می شود.

3. حداقل انقباض در طول درمان

رزین هایی که در طول پلیمریزاسیون کوچک نشان می دهند ، به حفظ ثبات بعدی و کاهش فشارهای باقیمانده که می توانند باعث ایجاد پیچ ​​و خم یا ریزپردازی شوند ، کمک می کنند. این امر به ویژه در هوافضا و اجزای خودرو که در آن تحمل های محکم و اتصالات دقیق اجباری است بسیار مهم است.

4. خصوصیات مکانیکی و حرارتی قوی

پس از درمان ، رزین باید استحکام کششی عالی ، مقاومت در برابر ضربه و ثبات حرارتی را برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت در محیط های خواستار فراهم کند. رزین های تزریق با کیفیت بالا ، مانند مواردی که توسط شرکت Changzhou Huake Polymers ، Ltd. ارائه شده است ، برای رعایت این استانداردهای دقیق ساخته شده اند.

چگونه VARTM تولید کامپوزیت را تقویت می کند

VARTM مزایای بی شماری را نسبت به تکنیک های تولید کامپوزیت سنتی از قبیل تخمگذار دست ، اسپری و قالب گیری انتقال رزین با فشار بالا (RTM) ارائه می دهد. VARTM با خودکار سازی تزریق رزین و کنترل محیط ، کیفیت بخشی را بهبود می بخشد ، هزینه های تولید را کاهش می دهد و اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند:

1. کنترل جریان رزین و قوام پیشرفته

تزریق خلاء محور ، توزیع رزین و اشباع فیبر را تضمین می کند ، و در نتیجه قطعاتی با کسری حجم فیبر بالاتر و حفره های کمتری ایجاد می شود. دستیابی به این سطح کنترل با روشهای دستی دشوار است و منجر به عملکرد و قابلیت اطمینان مکانیکی قابل پیش بینی تر می شود.

2. بهبود خواص مکانیکی و یکپارچگی ساختاری

اشباع رزین یکنواخت کامپوزیت هایی با نسبت قدرت به وزن به وزن ، برای صنایعی مانند هوافضا و خودرو که در آن یکپارچگی ساختاری و کاهش وزن اولویت ها است ، تولید می کند.

3. محیط تولید تمیزتر ، ایمن تر

از آنجا که VARTM یک فرآیند بسته بسته است ، به طور چشمگیری انتشار ترکیبات آلی بی ثبات (VOC) و ذرات موجود در هوا را کاهش می دهد ، ایجاد یک محل کار ایمن تر و یک روش تولید سبزتر که با اهداف پایداری هماهنگ است.

4. کاهش هزینه های ابزار و تجهیزات

قالب های VARTM ساده تر و ارزان تر از قالب های RTM با فشار بالا هستند و این روند را برای نمونه سازی ، تولید دسته ای کوچک و تولید در مقیاس بزرگتر بدون سرمایه گذاری سنگین در دسترس قرار می دهد.

5. مقیاس پذیری و انعطاف پذیری

این تکنیک می تواند در طیف گسترده ای از اندازه ها و پیچیدگی های قسمت ، از اجزای کوچک خودرو گرفته تا تیغه های توربین بادی بزرگ ، ضمن حفظ کیفیت و کارآیی ، اعمال شود.

پایان

قالب گیری انتقال رزین به کمک خلاء نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری تولید کامپوزیت با ترکیب کنترل دقیق رزین ، افزایش عملکرد مکانیکی و مزایای محیطی است. رویکرد بسته و خلاء آن ، به تولید کنندگان این امکان را می دهد تا قطعات کامپوزیتی با کیفیت بالا ، سبک و قابل اعتماد را از نظر کارآمدتر و مقرون به صرفه تر از بسیاری از روشهای سنتی تولید کنند.

با انتخاب رزین های تزریق با کارایی بالا ، مانند مواردی که توسط شرکت Changzhou Huake Polymers ، Ltd. ساخته شده است ، تولید کنندگان می توانند فرآیند VARTM را برای برآورده کردن نیازهای خواستار صنایع مدرن از جمله بخش های هوافضا ، خودرو ، دریایی و بخش های انرژی تجدید پذیر بهینه کنند. از آنجا که بازار کامپوزیت ها همچنان در حال تحول هستند ، VARTM به عنوان یک راه حل همه کاره و پایدار که برای برآورده کردن چالش های آینده آماده است ، معرفی می شود.

شرکت Changzhou Huake Polymers ، Ltd. متعهد به نوآوری در شیمی رزین و پشتیبانی فنی است و به شرکای مختلف در سراسر جهان کمک می کند تا در پیشرفت قابلیت های تولید کامپوزیت موفق شوند.