Kompozitni materiali iz termoplastičnih ogljikovih vlaken se nanašajo na izdelke, ki nastanejo s fuzijo ogljikovih vlaken in termoplastičnih smol. Med različnimi oblikami ogljikovih vlaken in različnimi vrstami termoplastičnih smol so velike razlike v težavnosti zlivanja, velike razlike pa so tudi v vrzeli v zmogljivosti po zlitju. Trenutno je učinkovitost kompozitnih materialov, oblikovanih iz neprekinjenih ogljikovih vlaken in termoplastične polietereterketonske smole, odlična, priprava tega kompozitnega materiala pa ima možnost množične proizvodnje.
V procesu termoplastičnih kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken od teorije do prakse je priprava kompozitnih materialov težja povezava, druga povezava pa je, kako enostavno izdelati kompozitne materiale v dele različnih oblik ob ohranjanju enake fizične strukture. Celovitost in prednosti mehanske zmogljivosti. Za rešitev problemov v zgornjih dveh povezavah niso potrebne le teoretične raziskave, ampak je nepogrešljivo tudi praktično testiranje. Katere rešitve za obdelavo in oblikovanje so trenutno dokazano izvedljive? Zhishang New Materials vas bo popeljal skozi to.
Pet kompozitnih termoplastičnih ogljikovih vlaken postopkov oblikovanja, ki so trenutno praktični
1. Oblikovanje s potapljanjem
Impregnacija s talino je najboljša izbira za pripravo trakov, impregniranih s kristalnim polimerom. Enosmerni, vzporedni snopi vlaken s fiksno napetostjo se vlečejo iz okvirja za dovajanje žice naprave za impregnacijo taline in se pošljejo v posodo za impregnacijo taline, da se impregnirajo s termoplastično smolo. Po prehodu skozi visokotemperaturno peč in po tem, ko ga vroči stiskalni valj stisne v prepreg trak, se navije v zvitek s sistemom navijanja. Bistvo postopka impregnacije s taljenjem je povečati disperzijo snopov vlaken in popolno infiltracijo v notranjost snopov vlaken.
Pri tej metodi smola v staljenem stanju pod določenim pritiskom impregnira razpršene snope vlaken. V idealnem primeru bo notranjost snopov vlaken popolnoma infiltrirana in na koncu ohlajena, da dobimo prepreg ali trak iz prepreg vlaken. Postopek impregnacije taline je preprost, med postopkom praktično ne nastaja hlapnih plinov in lahko natančno nadzoruje vsebnost vlaken v prepregu; vendar učinek impregnacije ni dober v sistemih smol z visoko viskoznostjo in vlakna se težko širijo in razpršijo.
Poskus je pokazal, da je bila po prehodu ogljikovih vlaken skozi impregnacijsko glavo, ki smo jo sami oblikovali in nameščena na ekstruderju z enim polžem, v dovodni lijak dodana smola PA66, pomešana z antioksidanti, da se stopi in plastificira ter tako prekrije neprekinjena ogljikova vlakna. , impregnacija za izdelavo CF/PA66 prepreg enosmernih trakov z različno vsebnostjo ogljikovih vlaken.
2. Ekstruzijsko brizganje
Trenutno je postopek oblikovanja kompozitnih materialov iz sesekljanih ogljikovih vlaken (SCF) v glavnem ekstruzijsko brizganje. Med postopkom oblikovanja na reološke lastnosti kompozitne taline iz sesekljanih ogljikovih vlaken vplivata predvsem temperatura obdelave in strižna napetost. Ko je temperatura obdelave nižja od kritične vrednosti, se navidezna viskoznost taline zmanjša, ko se temperatura obdelave poveča; ko preseže kritično vrednost, se navidezna viskoznost ne spreminja več bistveno s temperaturo obdelave, kar kaže značilnosti newtonske tekočine in je v tem času primerna za mešanje. Oblikovanje in obdelava materialov. Strig vpliva predvsem na energijo aktivacije viskoznega toka taline. Manjša kot je strižna napetost, večja je aktivacijska energija viskoznega toka.
Dodajte PA66, strnjena sesekljana ogljikova vlakna, kompatibilizator, dodatke, odporne proti obrabi, antioksidante itd. v mešalnik visoke hitrosti in mešajte pri sobni temperaturi; nato stopite in zmešajte mešane surovine skozi ekstruder z dvema polžema. Ekstrudiranje, vodno hlajenje, sušenje in nato peletiranje; po sušenju pripravljenih peletov je bil z brizganjem pridobljen kompozitni material PA66, ojačan s SCF.
3. Oblikovanje
Oblikovanje pomeni, da se izrezana termoplastična kompozitna prepreg plošča iz ogljikovih vlaken ali mešani surovec, ki vsebuje ogljikova vlakna, vstavi v kalup, nato pa se termoplastična smola segreje nad tališčem ali temperaturo viskoznega toka, da se tali, pretaka, impregnira in ovije smolo za ojačitev. vlakna so med seboj tesno povezana skozi vmesnik in na koncu ohlajena, da oblikujejo. Ta metoda ima prednosti enostavnega delovanja, visoke proizvodne učinkovitosti, nizke porabe energije in nizkih stroškov.
Poskusi so pokazali, da je mogoče termoplastične kompozite, ojačane z neprekinjenimi ogljikovimi vlakni, oblikovati neposredno na spletu. Značilnost postopka je, da se talina v celotnem procesu segreje samo enkrat, oblika neprekinjenega ogljikovega vlakna pa se ohrani za neposredno oblikovanje. Dolžina ogljikovih vlaken v izdelku se ohrani v največji meri in ima visoko proizvodno učinkovitost, enostavno oblikovanje izdelka in nizke proizvodne stroške. V prihodnosti lahko proizvaja pokrove ventilov avtomobilskih motorjev, pedale, pokrove prestav in druge dele, ki imajo stroge zahteve glede velikosti in zmogljivosti.
4. 3D tiskanje
Tehnologija 3D-tiskanja ima prednosti svobode oblikovanja in zmožnosti neposrednega in hitrega tiskanja kompleksnih komponent, ki jih je težko natisniti s tradicionalnimi metodami. Fused Deposition Modeling (FDM) je preprost postopek 3D-tiskanja, ki segreje staljena plastična vlakna v ekstruzijski glavi in odloži talino v posameznih plasteh na platformo, pri čemer vsaka plast sodeluje s prejšnjo. Lepljenje in končno ohlajanje in utrjevanje v obliko. Modeli, natisnjeni s FDM, so natančni in postopek je zanesljiv; pri tiskanju modelov s konveksnimi oblikami pa so potrebne dodatne podporne strukture, sicer se zlahka sesedejo ali zlomijo.
3D-tiskanje ima visoko stopnjo izkoriščenosti kompozitnih materialov, lahko doseže visoko natančnost in kompleksnost ter lahko natisne kompleksne komponente, ki jih je težko natisniti s tradicionalnimi metodami. Poleg tega traja kratek čas od podatkovnega modela do oblikovanja komponent in je primeren za razvoj in razvoj novih izdelkov. Proizvodnja majhnih serij delov.
5. Avtomatsko polaganje in oblikovanje
Tehnologija samodejnega polaganja traku je dodaten proizvodni proces, ki uporablja opremo za polaganje žice ali traku s posebnimi grelnimi napravami za pozicioniranje, polaganje in strjevanje na mestu, povečevanje plast za plastjo v smeri debeline komponente in končno doseže načrtovano velikost, Dokončajte izdelavo delov. Ta tehnologija se večinoma uporablja na področju letalstva in je primerna za izdelavo kompleksnih hiperboloidnih komponent. Ta proces oblikovanja ima prednosti visoke proizvodne učinkovitosti, visoke stopnje avtomatizacije in enostavnega digitalnega oblikovanja.
Sistemi za samodejno polaganje trakov so običajno sestavljeni iz podajalnikov za prepreg, glav za samodejno polaganje trakov, kalupov za komponente, CNC sistemov, programske opreme za računalniško podprto načrtovanje (CAD) itd. Ko sistem deluje, se kompozitni trak za prepreg položi v glavo za polaganje traku. . Položaj polaganja traku nadzoruje večosna robotska roka. Niz valjev vodi prepreg trak ven. Po segrevanju s postopkom se položi na kalup pod delovanjem tlačnega valja. Ali na prejšnji sloj položenega materiala, na koncu pa prepreg trak odrežemo z rezalnim nožem in tako zaključimo polaganje traku.
V primerjavi z ročnim montažnim oblikovanjem ima avtomatsko montažno oblikovanje znatno izboljšano učinkovitost, manj odpadkov, večjo dimenzijsko natančnost in manjšo notranjo napetost. To je smer prihodnjega razvoja obsežne proizvodnje komponent.
Proces izboljšanja procesa oblikovanja kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken poteka skozi razvoj celotne industrije ogljikovih vlaken. Ne glede na to, ali gre za trenutno prevladujoča termoreaktivna ogljikova vlakna ali termoplastična ogljikova vlakna z velikim potencialom v prihodnosti, se bosta proizvodna zmogljivost in moč delovanja izboljšali zaradi izboljšanja postopka oblikovanja. S poglabljanjem raziskav o kompozitnih materialih iz ogljikovih vlaken se bodo neizogibno pojavili bolj inteligentni postopki oblikovanja, razvoj industrije ogljikovih vlaken pa bo sčasoma pomenil boljši jutri. Zhishang New Materials vedno trdno verjame v to.