EN
Karbon Teli Rulonlarının Hazırlanması və Qatlarla Örtmə Prosedurlarının Təkmilləşdirilməsi
Dəqiq Qatlarla Örtmə: Karbon Teli Rulonunun Açılması, Kəsilməsi və Düzeltilməsi
Qatların açılma prosesini düzgün etmək, bütün sistemin uğuruna nail olmaq üçün çox vacibdir. Gərginlik nəzarəti ilə təmin olunan sistemlər liflərin maşına daxil olarkən deformasiya və zədələnməsinin qarşısını alır. Kəsilmə baxımından qayçı ilə kəsilməyə nisbətən ultrasəs kəsmə üsulu təmiz, pıtırdanmayan və istiliklə zədələnməyən kənarlar əldə etməyə imkan verir. Lazer göstəriciləri ayrı-ayrı liflərin düzgün yerləşdirilməsini təmin edir və bu zaman meyllənmə dərəcəsi 0,5 dərəcədən artıq olmur. Bunu niyə etmək lazımdır? Son nömrəli «Composites Journal» jurnalında müəlliflər öz təhlillərində qeyd etmişlər ki, cəmi bir dərəcəlik meyllənmə tensil möhkəmliyin 7% azalmasına səbəb olur. Qatların yerləşdirilməsi mürəkkəb həndəsi formaya malikdirsə (məsələn, 3D kontur), xüsusi robotlar yapışqarın tətbiqini belə şəkildə həyata keçirir ki, qatların uyğunlaşdırılması növbəti iş səthi üzərinə köçürülərkən saxlanılsın. Bundan əlavə, liflərin havaya qalxmasını qarşısını almaq üçün sistemlərdə statik elektrik nəzarəti və rezinlərin erkən nəm udmasını qarşısını almaq üçün nisbi rütubətin 40% aşağı tutulması kimi digər amillər də nəzarət altına alınmalıdır.
İşçilər materialları kalıplara tökməzdən əvvəl işıqlandırılmış toxunma nümunəsini yoxlayaraq birləşmənin təkmilliyini yoxlayırlar.
Nəmləndirilmiş (WET) qatlarla örtülmə, prepreg və RTM üsullarının qiymətləndirilməsi: Karbon lifli rulon forması və istehsal səviyyəsinə uyğun texnika seçimi
Birləşdirmənin ən yaxşı üsulu performans, həcm və dəyər kriteriyalarından asılı olaraq dəyişir.
Avtoklavda bərkidilmə tələb olunur
Nəm Lay Up üsulunda rezin quru karbon liflər üzərinə əl ilə tətbiq olunur və bu da onu mürəkkəb konstruksiyalara ehtiyac duyulan formalarda ən uyğun üsul edir. Bununla belə, həcm adətən aşağı olur. Belə proseslər üçün orta alətləndirmə xərcləri adətən RTM xərcləndirmə üsullarından 80% az olur. Prepreglər son nəticədə daha yaxşı tutarlılığa və ümumi olaraq daha güclü mexaniki xassələrə malik olduqları üçün iki üsuldan daha üstündür. Bu tutarlılıq prepreg hazırlanma prosesi zamanı liflərin artıq rezinlə impregnasiya olunması hesabına əldə olunur. Lakin prepreg hazırlanma prosesi xüsusi soyuducu saxlama tələb edir və bütün hazırlanma prosesi boyu xüsusi və bir qədər mürəkkəb idarəetmə tələb edir. Bununla belə, RTM üçün istehsalçılar da polimerlərin quru liflər (rezinlə impregnasiya olunmuş) içində kalıbların qapalı forması daxilində təzyiq altında axmasını təmin etmək mürəkkəbliyi ilə qarşılaşır; bu isə çoxlu havanın boşluqlarında toplanmasına səbəb olur və rezinlə impregnasiya olunmuş liflərin müxtəlif partiyalarda tutarlılığı çox aşağı olur. Bu o deməkdir ki, kalıblardan sonra ən məhdudlaşdırıcı amillərdən biri, bir neçə kalıp dəstini əldə etmək üçün bir milyondan çox dollar investisiya etməkdir. Bu yüksək investisiya həddi eyni zamanda kiçik ölçülü əməliyyatlarda RTM-dən istifadəni azaltmağa və əvəzində daha az mürəkkəblik tələb edən proses üsullarından istifadə etməyə kömək edir.
Karbon lif silindrlərinin inteqrasiyası üçün rezin sistemlərinin seçimi və bərkidilmənin optimallaşdırılması
Niyə epoksi rezinlər struktur karbon lif silindrlərinin emalı üçün qızıl standartdır?
Epoksi rezinlər karbon lif silindrləri ilə bağlı struktur tətbiqlər üçün qızıl standartdır, çünki onlar müqayisəsiz yapışma qabiliyyəti, isti sabitliyi və emal nəzarəti təmin edir.
Qatlararası sürüşmə möhkəmliyi:
- yük daşıyan qatlamalar üçün kritikdir və 65 MPa-dan artıqdır.
- istismar temperaturu kosmik sənaye və yüksək performanslı avtomobil sənayesində istifadəyə uyğundur, maksimum 180°C (356°F).
- mərhələli bərkidilmə siklları qalıq gərginliyin və mikroçatlamaların azaldılmasına kömək edir.
Çəkilər analizi ilə göstərilmişdir ki, rezin-lif nisbətinin kütləyə görə 35-40% saxlanılması boşluq miqdarını 2% aşağıda saxlayır və ASTM D3039 çəkmə testi standartlarına cavab verir. Polyester və vinil ester alternativləri üçün karbon lif silindrlərinin qiyməti, bərkidilmə müddəti və uyğunluğuna dair nəzərdə tutulan amillər
Epoksid reçin ən yüksək standartı təmin edir, lakin rəqiblər ya xərclərin dəyəri, ya da istehsal sürəti baxımından ən yüksək marjları təklif edirlər:
Reçin növü | Epoksidə nisbətən xərc | Maksimum iş temperaturu | Karbon lif rulonları ilə uyğunluq
Poliestr | 60–70% aşağı | ¥80 (176°F) | Orta – osmotik şişməyə meylli
Vinil ester | 40–50% aşağı | ¥100 (212°F) | Yüksək – mükəmməl kimyəvi müqavimət
Vinil esterin otaq temperaturunda sərtləşməsi 2–4 saat ərzində baş verir; bu, epoksidin 12–15 saatlıq sərtləşmə müddətindən əhəmiyyətli dərəcədə tezdir və sürətli prototipləşməyə və qeyri-quruluşlu panel istehsalına imkan verir. Sıxılma möhkəmliyində 15–20% azalma kompensasiyası çox vaxt tamamilə məqsədəuyğundur. Bir çox halda, dəniz gəmilərinin güvertələri və avtomobil gövdələri üçün panel istehsalında sıxılma möhkəmliyində itkiyə yol verilməməsi, tələb olunan funksiyanı saxlayaraq material xərclərində 25 dollar/m²-dən artıq qənaətə səbəb olur.
Karbon lif rulonlarının etibarlı istehsalı üçün kalıp dizaynı və alətləşdirmə
Karbon Liflərinin Dövrlənmə Forması ilə Emalı üçün Material, Səth Hazırlığı və Termiki Sabitlik Tələbləri
Kalıbın performansı üç amilin birgə əməkdaşlığına asılıdır: materialın möhkəmliyi, səthin davamlılığı və temperaturun sabitliyi. Bu üç amil birlikdə prototip kalıbın performansını müəyyən edir. Bu baxımdan, prototip kalıbın qurulması üçün alətli polad istifadə oluna bilər, çünki onun qiymət- performans nisbəti yüksəkdir. Uzun müddətli istehsallar üçün kalıba struktur dəstəyi kimi karbid örtüklərin tətbiqi mümkündür və bu, istehsal siklini uzadır. Yüksək temperatur və yüksək gərginliklər üçün strukturca sabit dəstəyə malik xüsusi nikel ərintiləri, məsələn, Invar, termal genişlənmə əmsalının aşağı olması səbəbindən kosmik komponentlərin hazırlanması üçün kalıb qurulmasında üstünlük verilən materiallardır. Invar ərintilərinin bu xüsusiyyəti kalıbın müəyyən edilmiş temperaturlarda termal genişlənməsini minimuma endirir və beləliklə, rezinlərin epoksidlə termal və kimyəvi reaksiyaları nəticəsində kalıbın burulmasına mane olur.
Səth örtüyü mümkün qədər parlaq olmalıdır, ideal olaraq Ra 0,4 mikrondan aşağı olmalıdır. Bu, liflərin emal zamanı tutulmamasını və hissələrin səth çatları və ya mikro yırtıqlar olmadan kalıbdan asanlıqla çıxarılmasını təmin edir. Hava boşluqlarının qarşısını almaq üçün düzgün və strategik yerləşdirilmiş kənar ventilyasiya xüsusilə rezinin ekzotermik bərkidilməsi zamanı çox vacibdir. Bu, karbon silindrlərdə lifli rezin boşluqlarının əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün də vacibdir. Son olaraq, kalıbların 180°C-də -0,1 ilə +0,1 mm aralığında ölçüsünü dəqiq saxlaya biləcəyi şəkildə mühəndisliklə hazırlanması çox vacibdir. Bu dəqiq mühəndislik bütün ciddi kompozit istehsalçıları üçün zəruridir.
Emal Nəzarətinin Əsasları: Karbon Lif Silindrlərinin İstehsalında Keyfiyyət Nəzarəti
Voids (boşluq) olmadan Karbon Lif Silindri Laminatlarının Hazırlanması Üçün Vakuum Çantası Qoyma, Təzyiq Yastığı Tətbiqi və Dezqazlaşdırma Üsulları
Birinci addım, vakuum yaratmaqdır. Kompozitin hər bir təbəqəsi elastik örtük altında, çantada yerləşdirilir və təbəqələrdən havanı çıxarmaq üçün 25–29 düym civə sütunu (Hg) mənfi təzyiq tətbiq olunur. Müsbət təzyiqin 14–100 psi (kvadrat düymə düşən funt) intervalında tətbiqi kompozitin lif/rezin nisbətini dəyişdirən daha çox sıxılma addımıdır, çünki rezinin həcmi ({m}_{resin}) azalır. Defektlərin aradan qaldırılması, xüsusilə boşluqların, bir neçə amilin birgə təsirinin nəticəsidir. Rezinin nəm təbəqələrində hava tutulması əvvəlcə de-bulking valı ilə pozulur/bozulur. Sonra xüsusi toxuma təbəqələri — nəfəs alıcılar adlanan bu təbəqələr — istənilməyən (adətən epoksi) rezini təbəqələrdən müəyyən edilmiş rezin toplama ventillərinə doğru çəkir. Nəhayət, təbəqələri və ya boşluqları çirkləndirə biləcək mümkün qədər az rezin qalmasını təmin etmək üçün sistem rezin bitmə mərhələsindən əvvəl onu udan bleder təbəqələri ilə təchiz olunur.
Boşluq məzmununu 2% aşağıda saxlamaq çox vacibdir. Daha yüksək boşluq məzmunu interlayminar sürüşmə möhkəmliyini 35%-dən artıq azaldır. Təzyiqin monitorinqi və avtomatik sızıntı aşkarlama sistemlərindən istifadə karbon lifli rulonların laminatının birləşdirilməsinin etibarlılığını və bircinsliyini artırır; bu, xüsusilə qalın və ya qeyri-müntəzəm sahələrdə əhəmiyyətlidir.
عمومی سواللار بؤلومو
Karbon lifli rulonlardan istifadə etmənin üstünlükləri nələrdir?
Uyğunsuz olmayan möhkəmlik və sabitlik ilə birlikdə rulon emalı mürəkkəb formalı detalların hazırlanmasına və dəqiq uyğunlaşdırılmasına imkan verir.
Nəmləndirilmiş qatma üsulunun üstünlüyü nədir?
Nəmləndirilmiş qatma üsulu prototiplər və mürəkkəb formalı detallar üçün üstün olsa da, RTM və prepreg proseslərinə nisbətən kütləvi istehsal üçün daha az uyğundur.
Kompozitlərdə epoksidin istifadə edilməsinin səbəbi nədir?
Epoksid strukturun çəkisinə nisbətdə yapışma qabiliyyəti, sabitliyi və interlayminar sürüşmə möhkəmliyi ilə əlaqədar olaraq ən yaxşı seçimdir və buna görə də karbon lif üçün vacibdir.
Karbon lifli laminatların emalında vakuum torbasının funksiyası nədir?
Vacuum torbası havanı çıxarmaq üçün möhkəm qapanma və mənfi təzyiq yaradır və laminatların bərabər şəkildə, boşluqsuz formalaşmasına imkan verir.