Hay una amplia variedad de materias primas para compuestos, incluidas resinas, fibras y materiales centrales, y cada material tiene sus propias propiedades únicas de resistencia, rigidez, dureza y estabilidad térmica, con diferentes costos y rendimientos. Sin embargo, el rendimiento final de un material compuesto en su conjunto no solo está relacionado con la matriz de resina y las fibras (así como el material central en una estructura de material sándwich), sino que también se relaciona estrechamente con el método de diseño y el proceso de fabricación de los materiales en la estructura. En este artículo, introduciremos los métodos de fabricación de compuestos de uso común, los principales factores de influencia de cada método y cómo se seleccionan las materias primas para diferentes procesos.
Moldura
1, Descripción del método: el material de refuerzo de fibra corta y el sistema de resina al mismo tiempo rociado en el molde, y luego curado bajo presión atmosférica en productos compuestos termoféricos de un proceso de moldeo.
2. Selección de material:
Resina: principalmente poliéster
Fibra: hilo de fibra de vidrio grueso
Material central: ninguno, debe combinarse solo con madera contrachapada
3. Principales ventajas:
1) larga historia de artesanía
2) Bajo costo, fibra rápida de fibra y resina
3) Bajo costo de moho
4, las principales desventajas:
1) La madera contrachapada es fácil de formar un área rica en resina, alto peso
2) Solo se pueden usar fibras atajadas, lo que limita seriamente las propiedades mecánicas de la madera contrachapada.
3) Para facilitar la pulverización, la viscosidad de la resina debe ser lo suficientemente baja, perdiendo las propiedades mecánicas y térmicas del material compuesto.
4) El alto contenido de estireno de la resina en aerosol significa que existe un alto peligro potencial para el operador, y la baja viscosidad significa que la resina puede penetrar fácilmente en la ropa de trabajo del empleado y entrar en contacto directo con la piel.
5) La concentración de estireno volátil en el aire es difícil de cumplir con los requisitos legales.
5. Aplicaciones típicas:
Cercas simples, paneles estructurales de baja carga, como cuerpos de automóviles convertibles, carenadas de camiones, bañeras y botes pequeños.
Moldura de bandeja de mano
1, Descripción del método: infiltrarse manualmente en la resina en las fibras, las fibras se pueden tejer, trenzar, coser o unirse y otros métodos de refuerzo, la moldura de colocación de manos generalmente se realiza con rodillos o cepillos, y luego la resina se aprieta con un rodillo de pegamento para hacer que penetre en las fibras. La madera contrachapada se coloca bajo presión normal para curar.
2. Selección de material:
Resina: sin requisito, epoxi, poliéster, éster a base de polietileno, resinas fenólicas disponibles
Fibra: sin requisitos, pero el peso base de la fibra de aramida más grande es difícil de infiltrarse
Material central: sin requisito
3, las principales ventajas:
1) larga historia de tecnología
2) Fácil de aprender
3) Bajo costo de moho si se usa resina de curado de temperatura ambiente
4) amplia elección de materiales y proveedores
5) Contenido alto en fibra, fibras más largas utilizadas que el proceso de pulverización
4, principales desventajas:
1) La mezcla de resina, el contenido de resina laminado y la calidad están estrechamente relacionados con la competencia del operador, es difícil obtener bajo contenido de resina y baja porosidad del laminado
2) Los riesgos de salud y seguridad de la resina, cuanto más bajo sea el peso molecular de la resina de la colocación de manos, mayor es la amenaza potencial para la salud, menor es la viscosidad significa que es más probable que la resina penetre en la ropa de trabajo de los empleados y, por lo tanto, entra en contacto directo con la piel.
3) Si no se instala una buena ventilación, la concentración de estireno evaporado de los ésteres de polietileno y polietileno en el aire es difícil de cumplir con los requisitos legales
4) La viscosidad de la resina de pasta manual debe ser muy baja, por lo que el contenido de estireno u otros solventes debe ser alta, perdiendo así las propiedades mecánicas/térmicas del material compuesto.
5) Aplicaciones típicas: cuchillas de turbina eólica estándar, barcos producidos en masa, modelos arquitectónicos.
Proceso de embolsado de vacío
1. Descripción del método: El proceso de embolsado de vacío es una extensión del proceso de captura manual anterior, es decir, el sellado de una capa de película de plástico en el molde será una aspiradora de madera contrachapada, aplicando una presión atmosférica a la madera contrachapada para lograr el efecto de agotarse y apretarse, para mejorar la calidad del material compuesto.
2. Selección de material:
Resina: principalmente las resinas epoxi y fenólicas, el éster a base de polietileno y polietileno no es aplicable, ya que contienen estireno, volatilización en la bomba de vacío
Fibra: sin requisito, incluso si el peso base de las fibras más grandes puede infiltrarse bajo presión
Material central: sin requisito
3. Principales ventajas:
1) Se puede lograr un contenido de fibra más alto que el proceso de colocación de manos estándar
2) La relación vacía es más baja que el proceso de colocación de manos estándar.
3) Bajo presión negativa, la resina fluye lo suficiente como para mejorar el grado de infiltración de fibra, por supuesto, parte de la resina será absorbida por los consumibles al vacío
4) Salud y seguridad: el proceso de embolsado de vacío puede reducir la liberación de volátiles durante el proceso de curado
4, principales desventajas:
1) El proceso adicional aumenta el costo de la mano de obra y el material de la bolsa de vacío desechable
2) Mayores requisitos de habilidad para los operadores
3) La mezcla de resina y el control del contenido de resina dependen en gran medida de la competencia del operador
4) Aunque las bolsas de vacío reducen la liberación de volátiles, el riesgo para la salud para el operador es aún mayor que el del proceso de infusión o prepregaje
5, Aplicaciones típicas: gran tamaño, yates de edición limitada individuales, piezas de auto de carreras, proceso de construcción naval de la unión de material central.
Moldura
1. Descripción del método: El proceso de devanado se usa básicamente para fabricar piezas estructurales de forma hueca, redonda u ovalada, como tuberías y canales. Los paquetes de fibra están impregnados de resina y luego se enrollan sobre un mandril en varias direcciones. El proceso es controlado por la máquina de devanado y la velocidad del mandril.
2. Selección de material:
Resina: sin requisito, como epoxi, poliéster, éster a base de polietileno y resina fenólica, etc.
Fibra: sin requisitos, uso directo de paquetes de fibra del marco de carrete, no necesita tejer o coser tejido en la tela de fibra
Material del núcleo: sin requisito, pero la piel suele ser un material compuesto de una sola capa
3. Las principales ventajas:
(1) La velocidad de producción rápida es una forma económica y razonable de colocaciones
(2) El contenido de resina se puede controlar midiendo la cantidad de resina transportada por paquetes de fibra que pasan a través de la ranura de resina.
(3) Costo de fibra minimizada, sin proceso de tejido intermedio
(4) Excelente rendimiento estructural, porque los paquetes de fibra lineal se pueden colocar a lo largo de las diversas direcciones de soporte de carga
4. Principales desventajas:
(1) El proceso se limita a estructuras huecas redondas.
(2) Las fibras no están dispuestas de manera fácil y precisa a lo largo de la dirección axial del componente
(3) Un mayor costo de moldeo positivo de mandril para piezas estructurales grandes
(4) La superficie externa de la estructura no es una superficie del molde, por lo que la estética es peor
(5) El uso de resina de baja viscosidad debe prestar atención a las propiedades mecánicas y el rendimiento de la salud y la seguridad
Aplicaciones típicas: tanques y tuberías de almacenamiento químico, cilindros, tanques de respiración de bomberos.
Moldura de pultrusión
1. Descripción del método: desde el paquete de fibra dibujado con soporte de bobina impregnado con pegamento a través de la placa de calentamiento, en la placa de calentamiento para completar la resina en la infiltración de fibra y controlar el contenido de resina, y en última instancia, el material se curará en la forma requerida; Esta forma del producto curado fijo se corta mecánicamente en diferentes longitudes. Las fibras también pueden ingresar a la placa caliente en direcciones distintas de 0 grados. La extrusión y el moldeo por estiramiento es un proceso de producción continua y la sección transversal del producto generalmente tiene una forma fija, lo que permite una ligera variaciones. Pasará a través de la placa caliente del material preciso fijo y se extenderá al molde inmediatamente curado, aunque dicho proceso es menos continuo, pero puede lograr el cambio de forma de sección transversal.
2. Selección de material:
Resina: generalmente epoxi, poliéster, éster a base de polietileno y resina fenólica, etc.
Fibra: sin requisito
Material del núcleo: no se usa comúnmente
3. Principales ventajas:
(1) La velocidad de producción rápida es una forma económica y razonable de materiales previos a la humilde y curado
(2) Control preciso del contenido de resina
(3) Minimización de costos de fibra, sin proceso de tejido intermedio
(4) Excelentes propiedades estructurales, debido a que los paquetes de fibra están dispuestos en líneas rectas, la fracción de volumen de fibra es alta
(5) El área de infiltración de fibra se puede sellar por completo para reducir la liberación de volátiles
4. Las principales desventajas:
(1) El proceso limita la forma de la sección transversal
(2) Mayor costo de la placa de calefacción
5. Aplicaciones típicas: vigas y armaduras de estructuras de vivienda, puentes, escaleras y cercas.
Proceso de moldeo de transferencia de resina (RTM)
1. Descripción del método: las fibras secas se colocan en el molde inferior, que se puede prensurarse para hacer que las fibras se ajusten a la forma del molde tanto como sea posible y se unen adhesivamente; Luego, el molde superior se fija en el molde inferior para formar una cavidad, y luego la resina se inyecta en la cavidad. La inyección de resina asistida por vacío y la infiltración de las fibras, conocida como inyección de resina asistida por vacío (VARI), se usa comúnmente. Una vez que se completa la infiltración de fibra, la válvula de introducción de resina está cerrada y el compuesto está curado. La inyección de resina y el curado se pueden hacer a temperatura ambiente o en condiciones calentadas.
2. Selección de material:
Resina: generalmente epoxi, poliéster, éster de polivinilo y resina fenólica, la resina de bismaleimida se puede usar a alta temperatura
Fibra: sin requisito. La fibra cosida es más adecuada para este proceso, porque la brecha entre el paquete de fibra es propicio para la transferencia de resina; Hay fibras especialmente desarrolladas pueden promover el flujo de resina
Material del núcleo: la espuma celular no es adecuada, porque las células de panal se llenarán con resina, y la presión también hará que la espuma colapse.
3. Las principales ventajas:
(1) Fracción de volumen de fibra más alta, baja porosidad
(2) Salud y seguridad, entorno de operación limpio y ordenado a medida que la resina está completamente sellada.
(3) Reducir el uso de mano de obra
(4) Los lados superiores e inferiores de las partes estructurales son superficies moldeadas, lo cual es fácil para el tratamiento de superficie posterior.
4. Principales desventajas:
(1) Los moldes utilizados juntos son caros, pesados y relativamente voluminosos para soportar una mayor presión.
(2) Limitado a la fabricación de piezas pequeñas
(3) Las áreas no positadas pueden ocurrir fácilmente, lo que resulta en una gran cantidad de chatarra
5. Aplicaciones típicas: transbordador espacial pequeño y complejo y piezas de automóviles, asientos de tren.
Tiempo de publicación: agosto-08-2024
