חומרים מרוכבים של סיבי פחמן תרמופלסטיים מתייחסים למוצרים שנוצרו על ידי היתוך של סיבי פחמן ושרף תרמופלסטי. ישנם הבדלים עצומים בקושי ההיתוך בין צורות שונות של סיבי פחמן וסוגים שונים של שרפים תרמופלסטיים, ויש גם הבדלים גדולים בפער הביצועים לאחר היתוך. נכון לעכשיו, הביצועים של חומרים מרוכבים הנוצרים מסיבי פחמן רציפים ושרף פוליאתתרקטון תרמופלסטי מצוינים, ולהכנת חומר מרוכב זה יש אפשרות לייצור המוני.
בתהליך של חומרים מרוכבים סיבי פחמן תרמופלסטיים מהתיאוריה לפרקטיקה, הכנת חומרים מרוכבים היא חוליה קשה יותר, והקישור השני הוא איך ליצור בקלות חומרים מרוכבים לחלקים בצורות שונות תוך שמירה על אותו מבנה פיזי. יתרונות יושרה וביצועים מכניים. כדי לפתור את הבעיות בשני הקישורים לעיל, יש צורך לא רק במחקר תיאורטי, אלא גם בבדיקה מעשית הכרחית. אילו פתרונות עיבוד ויציקה מוכחים כיום כמעשיים? Zhishang New Materials יעביר אותך דרכו.
חמישה תהליכי דפוס מרוכבים של סיבי פחמן תרמופלסטיים שהם מעשיים כיום
1. תבנית טבילה ממיסה
הספגת נמס היא הבחירה הטובה ביותר להכנת סרטים ספוגים בפולימר גבישי. צרורות סיבים חד-כיווניים, מקבילים, במתח קבוע, נמשכים ממסגרת הזנת החוטים של מכשיר ההספגה הנמס, ונשלחים למיכל ההספגה הנמס כדי להספוג בשרף תרמופלסטי. לאחר מעבר דרך התנור בטמפרטורה גבוהה ולאחר שנלחץ לקלטת Prepreg על ידי רולר לחיצה חמה, הוא נכרך לגליל על ידי מערכת סלילה. הליבה של תהליך הספגת ההמסה היא למקסם את פיזור צרורות הסיבים ולחדור באופן מלא לפנים צרורות הסיבים.
בשיטה זו, השרף במצב מותך ספיגה את צרורות הסיבים המפוזרים בלחץ מסוים. באופן אידיאלי, החלק הפנימי של צרורות הסיבים יחודר במלואו, ומקורר לבסוף כדי להשיג רצועת סיבים prepreg או prepreg. תהליך הספגה נמס הוא פשוט, למעשה אינו מייצר גזים נדיפים במהלך התהליך, והוא יכול לשלוט במדויק על תכולת הסיבים של ה-prepreg; עם זאת, אפקט ההספגה אינו טוב במערכות שרף עם צמיגות גבוהה, וקשה לסיבים להתפשט ולהתפזר.
הניסוי מצא כי לאחר העברת סיבי הפחמן דרך ראש הספגה בתכנון עצמי המותקן על מכבש עם בורג יחיד, הוספה לבור ההזנה שרף PA66 מעורבב עם נוגדי חמצון כדי להמיס ולפלסטיק, ובכך לציפוי סיבי הפחמן הרציפים. , הספגה לייצור סרטי CF/PA66 prepreg חד-כיווניים עם תכולת סיבי פחמן שונה.
2. יציקת שחול-הזרקה
נכון לעכשיו, תהליך הדפוס של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן קצוצים (SCF) הוא בעיקר יציקת שחול-הזרקה. במהלך תהליך הדפוס, התכונות הריאולוגיות של התכה של סיבי פחמן קצוצים מושפעות בעיקר מטמפרטורת העיבוד וממתח הגזירה. כאשר טמפרטורת העיבוד נמוכה מהערך הקריטי, הצמיגות הנראית לעין של ההמסה יורדת ככל שטמפרטורת העיבוד עולה; כאשר הוא חורג מהערך הקריטי, הצמיגות הנראית כבר אינה משתנה משמעותית עם טמפרטורת העיבוד, מה שמראה את המאפיינים של נוזל ניוטוני, והיא מתאימה להרכבה בשלב זה. גיבוש ועיבוד חומרים. גזירה משפיעה בעיקר על אנרגיית הפעלת הזרימה הצמיגה של ההיתוך. ככל שמתח הגזירה קטן יותר, כך אנרגיית הפעלת הזרימה הצמיגה גדולה יותר.
הוסף PA66, סיבי פחמן קצוצים מקובצים, חומר תואם, תוספים עמידים בפני שחיקה, נוגדי חמצון וכו' לתוך המיקסר המהיר וערבב בטמפרטורת החדר; לאחר מכן ממיסים ומערבבים את חומרי הגלם המעורבים דרך מכבש כפול ברגים. שחול, קירור מים, ייבוש ולאחר מכן פילינג; לאחר ייבוש הכדורים המוכנים, הושג חומר מרוכב PA66 מחוזק מקבץ SCF על ידי הזרקה.
3. דפוס
יציקה היא להכניס לתבנית את יריעת ה-prepreg המרוכבת של סיבי פחמן תרמופלסטיים חתוכים או ריק מעורב המכיל סיבי פחמן, ולאחר מכן לחמם את השרף התרמופלסטי עד מעל נקודת ההיתוך או טמפרטורת הזרימה הצמיגה כדי להמיס, לזרום, להספוג ולעטוף את השרף לחיזוק. סיבים קשורים זה לזה בחוזקה דרך הממשק ולבסוף מתקררים לצורה. לשיטה זו יש יתרונות של פעולה פשוטה, יעילות ייצור גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה ועלות נמוכה.
ניסויים מצאו כי ניתן ליצוק ישירות באינטרנט חומרים תרמופלסטיים מחוזקים בסיבי פחמן. המאפיין של התהליך הוא שההמסה מחוממת פעם אחת בלבד במהלך כל התהליך, וצורת סיבי הפחמן הרציפים נשמרת ליציקה ישירה. אורך סיבי הפחמן במוצר נשמר במידה הרבה ביותר, ויש לו יעילות ייצור גבוהה, יציקת מוצר קלה ועלויות ייצור נמוכות. בעתיד, הוא יכול לייצר כיסויי שסתומים של מנוע רכב, דוושות, כיסויי הילוכים וחלקים אחרים שיש להם דרישות גודל וביצועים קפדניות.
4. דפוס תלת מימד
לטכנולוגיית הדפסת תלת מימד יש יתרונות של חופש עיצוב ויכולת להדפיס באופן ישיר ומהיר רכיבים מורכבים שקשה להדפיס בשיטות מסורתיות. Modeling Deposition Fused Deposition (FDM) הוא תהליך הדפסה תלת מימד פשוט המחמם סיבי פלסטיק מותכים בראש שחול ומניח את ההיתוך בשכבות בודדות על פלטפורמה, כאשר כל שכבה מקיימת אינטראקציה עם הקודמת. הדבקה, ולבסוף קירור והתקשות ליצירת. דגמים המודפסים באמצעות FDM מדויקים והתהליך אמין; עם זאת, כאשר מדפיסים דגמים עם צורות קמורות, נדרשים מבני תמיכה נוספים, אחרת הם יתמוטטו או ישברו בקלות.
הדפסת תלת מימד היא בעלת שיעור ניצול גבוה של חומרים מרוכבים, יכולה להגיע לדיוק ומורכבות גבוהים ויכולה להדפיס רכיבים מורכבים שקשה להדפיס בשיטות מסורתיות. יתרה מכך, זה לוקח זמן קצר ממודל נתונים ליציקת רכיבים, והוא מתאים לפיתוח ופיתוח של מוצרים חדשים. ייצור קבוצות קטנות של חלקים.
5. הנחת ועיצוב אוטומטיים
טכנולוגיית הנחת קלטת אוטומטית היא תהליך ייצור תוסף העושה שימוש בציוד הנחת תיל או הנחת קלטות עם מכשירי חימום מיוחדים למיקום, הנחת והתמצקות במקום, הגדלת שכבה אחר שכבה בכיוון העובי של הרכיב, ולבסוף מגיע לגודל המיועד, השלם את ייצור החלקים. טכנולוגיה זו משמשת בעיקר בתחום התעופה והחלל ומתאימה לייצור רכיבים היפרבולואידים בעלי צורה מורכבת. לתהליך דפוס זה יש את היתרונות של יעילות ייצור גבוהה, רמה גבוהה של אוטומציה ועיצוב דיגיטלי קל.
מערכות הנחת קלטות אוטומטיות מורכבות בדרך כלל ממגשי הזנה מראש, ראשי הנחת קלטות אוטומטיות, תבניות רכיבים, מערכות CNC, תוכנת תכנון בעזרת מחשב (CAD) וכו'. כאשר המערכת פועלת, קלטת ה-prepreg המרוכבת מונחת בראש הנחת הקלטת. . מיקום הנחת הקלטת נשלט על ידי זרוע רובוט רב צירית. סט רולים מוביל את סרט ה-prepreg החוצה. לאחר חימום בתהליך, הוא מונח על התבנית בפעולת גלגלת הלחץ. או על השכבה הקודמת של חומר הניח, ולבסוף חותכים את סרט ה-prepreg על ידי סכין חיתוך, ובכך משלימים הנחת סרט.
בהשוואה ליציקת הנחתה ידנית, יציקת הנחת האוטומטית שיפרה משמעותית את היעילות, פחות בזבוז, דיוק ממדי גבוה יותר ולחץ פנימי נמוך יותר. זהו כיוון הפיתוח העתידי של ייצור רכיבים בקנה מידה גדול.
תהליך השיפור של תהליך יציקת החומרים המרוכבים של סיבי פחמן עובר דרך הפיתוח של כל תעשיית סיבי הפחמן. בין אם מדובר בסיבי הפחמן התרמוסטטיים המיינסטרים הנוכחיים או בסיבי הפחמן התרמופלסטיים עם פוטנציאל רב בעתיד, כושר הייצור וחוזק הביצועים ישתפרו עקב שיפור תהליך היציקה. עם העמקת המחקר על חומרים מרוכבים של סיבי פחמן, בהכרח יצוצו תהליכי דפוס חכמים יותר, ופיתוח תעשיית סיבי הפחמן יביא בסופו של דבר מחר טוב יותר. Zhishang New Materials תמיד מאמין בזה בתוקף.