Bahan mentah bahan komposit termasuk resin, gentian dan bahan teras, dsb.Terdapat banyak pilihan, dan setiap bahan mempunyai kekuatan, kekakuan, keliatan dan kestabilan terma yang unik, dan kos serta outputnya juga berbeza.
Walau bagaimanapun, bahan komposit secara keseluruhan, prestasi akhir bukan sahaja berkaitan dengan matriks resin dan gentian (dan bahan teras dalam struktur sandwic), tetapi juga berkait rapat dengan kaedah reka bentuk dan proses pembuatan bahan dalam struktur. .
Artikel ini akan memperkenalkan kaedah pembuatan komposit yang biasa digunakan, faktor utama yang mempengaruhi setiap kaedah dan cara memilih bahan mentah untuk proses yang berbeza.
Penerangan kaedah:Proses pengacuan di mana bahan bertetulang gentian cincang dan sistem resin disembur ke dalam acuan pada masa yang sama, dan kemudian disembuhkan di bawah tekanan biasa untuk membentuk produk komposit termoset.
pemilihan bahan:
Resin: terutamanya poliester
Serat: benang gentian kaca kasar
Bahan teras: Tiada, perlu digabungkan dengan lamina secara berasingan
Kelebihan utama:
1) Ketukangan mempunyai sejarah yang panjang
2) Kos rendah, gentian cepat dan peletakan resin
3) Kos acuan yang rendah
Kelemahan utama:
1) Papan berlapis mudah untuk membentuk kawasan diperkaya resin, dan beratnya agak tinggi
2) Hanya gentian cincang boleh digunakan, yang sangat mengehadkan sifat mekanikal lamina
3) Untuk memudahkan penyemburan, kelikatan resin perlu cukup rendah untuk kehilangan sifat mekanikal dan haba bahan komposit
4) Kandungan stirena yang tinggi dalam resin semburan bermakna potensi bahaya yang lebih tinggi kepada pengendali, dan kelikatan yang rendah bermakna resin mudah menembusi pakaian kerja pekerja dan terus menyentuh kulit.
5) Kepekatan stirena yang meruap di udara sukar untuk memenuhi keperluan undang-undang
aplikasi biasa:
Pagar ringkas, panel struktur beban rendah seperti badan kereta boleh tukar, fairing trak, tab mandi dan bot kecil
Penerangan kaedah:Impregnasi gentian secara manual dengan resin.Gentian boleh diperkukuh dengan menganyam, menjalin, menjahit atau mengikat.Hand lay-up biasanya dilakukan dengan penggelek atau berus, dan kemudian resin diperah dengan penggelek getah untuk menembusi gentian.Laminasi telah sembuh di bawah tekanan biasa.
pemilihan bahan:
Resin: tiada keperluan, epoksi, poliester, ester polivinil, resin fenolik boleh diterima
Serat: Tiada keperluan, tetapi serat aramid dengan berat asas yang lebih besar sukar untuk menyusup dengan meletakkan tangan
Bahan teras: tiada keperluan
Kelebihan utama:
1) Ketukangan mempunyai sejarah yang panjang
2) Mudah dipelajari
3) Jika resin pengawetan suhu bilik digunakan, kos acuan adalah rendah
4) Banyak pilihan bahan dan pembekal
5) Kandungan serat yang tinggi, gentian yang digunakan lebih lama daripada proses semburan
Kelemahan utama:
1) Pencampuran resin, kandungan resin dan kualiti lamina berkait rapat dengan kecekapan pengendali, sukar untuk mendapatkan lamina dengan kandungan resin yang rendah dan keliangan yang rendah
2) Bahaya kesihatan dan keselamatan resin.Semakin rendah berat molekul resin letak tangan, semakin besar potensi ancaman kesihatan.Lebih rendah kelikatan, lebih mudah resin untuk menembusi ke dalam pakaian kerja pekerja dan terus menyentuh kulit
3) Jika peralatan pengudaraan yang baik tidak dipasang, kepekatan stirena yang meruap daripada poliester dan polivinil ester ke udara sukar untuk memenuhi keperluan undang-undang
4) Kelikatan resin letak tangan perlu sangat rendah, jadi kandungan stirena atau pelarut lain mestilah tinggi, sekali gus kehilangan sifat mekanikal/terma bahan komposit
Aplikasi biasa:bilah turbin angin standard, bot yang dihasilkan secara besar-besaran, model seni bina
Penerangan kaedah:Proses beg vakum adalah lanjutan daripada proses meletakkan tangan yang disebutkan di atas, iaitu, lapisan filem plastik dimeterai pada acuan untuk mengosongkan lamina yang diletakkan tangan, dan tekanan atmosfera dikenakan pada lamina untuk mencapai kesan ekzos dan pemadatan.Untuk meningkatkan kualiti bahan komposit.
pemilihan bahan:
Resin: terutamanya resin epoksi dan fenolik, poliester dan ester polivinil tidak sesuai kerana ia mengandungi stirena, yang meruap ke dalam pam vakum
Serat: Tiada keperluan, malah gentian dengan berat asas yang besar boleh dibasahi di bawah tekanan
Bahan teras: tiada keperluan
Kelebihan utama:
1) Boleh mencapai kandungan serat yang lebih tinggi daripada proses meletakkan tangan standard
2) Keliangan adalah lebih rendah daripada proses meletakkan tangan standard
3) Di bawah keadaan tekanan negatif, aliran penuh resin meningkatkan tahap pembasahan gentian.Sudah tentu, sebahagian daripada resin akan diserap oleh bahan guna hampagas
4) Kesihatan dan Keselamatan: Proses beg vakum boleh mengurangkan pembebasan bahan meruap semasa pengawetan
Kelemahan utama:
1) Proses tambahan meningkatkan kos buruh dan bahan beg vakum pakai buang
2) Keperluan teknikal yang lebih tinggi untuk pengendali
3) Kawalan pencampuran resin dan kandungan resin sebahagian besarnya bergantung kepada kecekapan pengendali
4) Walaupun beg vakum mengurangkan pelepasan bahan meruap, ancaman kesihatan kepada pengendali masih lebih tinggi daripada proses infusi atau prepreg
Aplikasi biasa:kapal layar edisi terhad sekali berskala besar, alat ganti kereta lumba, ikatan bahan teras dalam pembinaan kapal
Deyang Yaosheng Composite Material Co., Ltd.adalah sebuah syarikat profesional yang mengeluarkan pelbagai produk gentian kaca.Syarikat ini terutamanya mengeluarkan Fiberglass roving, tikar helai cincang gentian kaca, kain gentian kaca/kain roving/kain marin, dll. Sila hubungi kami.
Tel: +86 15283895376
Whatsapp: +86 15283895376
Email: yaoshengfiberglass@gmail.com
Penerangan kaedah:Proses penggulungan pada asasnya digunakan untuk menghasilkan bahagian struktur berongga, bulat atau bujur seperti paip dan tangki.Selepas berkas gentian diresapi dengan resin, ia dililit pada mandrel dalam pelbagai arah, dan prosesnya dikawal oleh mesin penggulungan dan kelajuan mandrel.
pemilihan bahan:
Resin: tiada keperluan, seperti epoksi, poliester, ester polivinil dan resin fenolik, dsb.
Serat: tiada keperluan, terus gunakan berkas gentian creel, tidak perlu menenun atau menjahit ke dalam kain gentian
Bahan teras: tiada keperluan, tetapi kulit biasanya merupakan bahan komposit satu lapisan
Kelebihan utama:
1) Kelajuan pengeluaran adalah pantas, dan ia adalah kaedah pelapisan yang menjimatkan dan munasabah
2) Kandungan resin boleh dikawal dengan mengukur jumlah resin yang dibawa oleh berkas gentian yang melalui tangki resin
3) Minimumkan kos gentian, tiada proses anyaman perantaraan
4) Prestasi struktur adalah sangat baik, kerana berkas gentian linear boleh diletakkan dalam pelbagai arah galas beban
Kelemahan utama:
1) Proses ini terhad kepada struktur berongga bulat
2) Gentian tidak mudah untuk disusun dengan tepat di sepanjang arah paksi komponen
3) Kos acuan lelaki mandrel untuk bahagian struktur yang besar agak tinggi
4) Permukaan luar struktur bukan permukaan acuan, jadi estetikanya kurang baik
5) Apabila menggunakan resin kelikatan rendah, perhatian perlu diberikan kepada prestasi kimia dan prestasi kesihatan dan keselamatan
Aplikasi biasa:tangki simpanan kimia dan paip penghantaran, silinder, tangki pernafasan anggota bomba
Penerangan kaedah:Bungkusan gentian yang diambil dari creel dicelup dan melalui plat pemanas, dan resin menyusup ke dalam gentian pada plat pemanas, dan kandungan resin dikawal, dan akhirnya bahan itu disembuhkan ke dalam bentuk yang diperlukan;produk sembuh tetap bentuk ini dipotong secara mekanikal kepada pelbagai panjang.Gentian juga boleh memasuki plat panas dalam arah selain daripada 0 darjah.
Pultrusion ialah proses pengeluaran berterusan, dan keratan rentas produk biasanya mempunyai bentuk tetap, membenarkan sedikit perubahan.Betulkan bahan pra-basah yang melalui plat panas dan sebarkan ke dalam acuan untuk pengawetan segera.Walaupun proses ini mempunyai kesinambungan yang lemah, ia boleh mengubah bentuk keratan rentas.
pemilihan bahan:
Resin: biasanya epoksi, poliester, polivinil ester dan resin fenolik, dsb.
Serat: tiada keperluan
Bahan teras: tidak biasa digunakan
Kelebihan utama:
1) Kelajuan pengeluaran adalah pantas, dan ia adalah cara yang menjimatkan dan munasabah untuk pra-basah dan menyembuhkan bahan
2) Kawalan tepat kandungan resin
3) Minimumkan kos gentian, tiada proses anyaman perantaraan
4) Prestasi struktur yang sangat baik, kerana berkas gentian disusun dalam garis lurus dan pecahan isipadu gentian adalah tinggi
5) Kawasan penyusupan gentian boleh ditutup sepenuhnya untuk mengurangkan pembebasan bahan meruap
Kelemahan utama:
1) Proses ini mengehadkan bentuk keratan rentas
2) Kos plat pemanas agak tinggi
Aplikasi biasa:Rasuk dan kekuda untuk struktur rumah, jambatan, tangga dan pagar
6. Acuan Pemindahan Resin (RTM)
Penerangan kaedah:Letakkan gentian kering dalam acuan bawah, gunakan tekanan terlebih dahulu untuk menjadikan gentian itu sesuai dengan bentuk acuan sebanyak mungkin, dan ikatkannya;kemudian, betulkan acuan atas pada acuan bawah untuk membentuk rongga, dan kemudian masukkan resin ke dalam rongga acuan.
Suntikan resin bantuan vakum dan penyusupan gentian biasanya digunakan iaitu proses infusi resin berbantukan vakum (VARI).Setelah penyusupan gentian selesai, injap pengenalan resin ditutup dan komposit sembuh.Suntikan dan pengawetan resin boleh dilakukan pada suhu bilik atau dalam keadaan panas.
pemilihan bahan:
Resin: biasanya epoksi, poliester, polivinil ester dan resin fenolik, resin bismaleimide boleh digunakan pada suhu tinggi
Serat: Tiada keperluan.Gentian yang dijahit lebih sesuai untuk proses ini kerana celah berkas gentian memudahkan pemindahan resin;terdapat gentian yang dibangunkan khas untuk memudahkan pengaliran resin
Bahan teras: Buih sarang lebah tidak sesuai, kerana sel sarang lebah akan diisi dengan resin, dan tekanan akan menyebabkan buih runtuh
Kelebihan utama:
1) Pecahan isipadu gentian tinggi dan keliangan yang rendah
2) Oleh kerana resin dimeterai sepenuhnya, ia sihat dan selamat, dan persekitaran operasi bersih dan kemas
3) Kurangkan penggunaan buruh
4) Bahagian atas dan bawah bahagian struktur adalah permukaan acuan, yang mudah untuk rawatan permukaan berikutnya
Kelemahan utama:
1) Acuan yang digunakan bersama adalah mahal, dan untuk menahan tekanan yang lebih besar, ia adalah berat dan agak rumit
2) Terhad kepada pembuatan bahagian kecil
3) Kawasan yang tidak dibasahi cenderung muncul, mengakibatkan sejumlah besar sekerap
Aplikasi biasa:pengangkutan ulang-alik dan alat ganti kereta yang kecil dan kompleks, tempat duduk kereta api
7. Proses perfusi lain – SCRIMP, RIFT, VARTM, dsb.
Penerangan Kaedah:Letakkan gentian kering dengan cara yang sama dengan proses RTM, kemudian letakkan kain pelepas dan jaring saliran.Selepas layup selesai, ia dimeterai sepenuhnya dengan beg vakum, dan apabila vakum mencapai keperluan tertentu, resin dimasukkan ke dalam keseluruhan struktur layup.Pengagihan resin dalam lamina dicapai dengan membimbing aliran resin melalui jaring panduan, dan akhirnya gentian kering sepenuhnya menyusup dari atas ke bawah.
pemilihan bahan:
Resin: biasanya resin epoksi, poliester, polivinil ester
Serat: Sebarang serat biasa.Gentian yang dijahit lebih sesuai untuk proses ini kerana celah berkas gentian mempercepatkan pemindahan resin
Bahan teras: buih sarang lebah tidak berkenaan
Kelebihan utama:
1) Sama seperti proses RTM, tetapi hanya satu bahagian permukaan acuan
2) Satu sisi acuan adalah beg vakum, yang sangat menjimatkan kos acuan dan mengurangkan keperluan acuan untuk menahan tekanan
3) Bahagian struktur yang besar juga boleh mempunyai pecahan isipadu gentian tinggi dan keliangan yang rendah
4) Acuan proses meletakkan tangan standard boleh digunakan untuk proses ini selepas pengubahsuaian
5) Struktur sandwic boleh dibentuk pada satu masa
Kelemahan utama:
1) Untuk struktur besar, prosesnya agak rumit, dan pembaikan tidak dapat dielakkan
2) Kelikatan resin mestilah sangat rendah, yang juga mengurangkan sifat mekanikal
3) Kawasan yang tidak dibasahi cenderung muncul, mengakibatkan sejumlah besar sekerap
Aplikasi biasa:Pengeluaran percubaan bot kecil, panel badan untuk kereta api dan trak, bilah turbin angin
Penerangan kaedah:Kain gentian atau gentian diresapi terlebih dahulu oleh pengeluar bahan dengan resin yang mengandungi pemangkin, dan kaedah pembuatan adalah kaedah suhu tinggi dan tekanan tinggi atau kaedah pelarutan pelarut.Mangkin terpendam pada suhu bilik, memberikan bahan jangka hayat selama beberapa minggu atau bulan pada suhu bilik;penyejukan boleh memanjangkan jangka hayatnya.
Prepreg boleh diletakkan dengan tangan atau mesin pada permukaan acuan, kemudian ditutup dalam beg vakum dan dipanaskan hingga 120-180°C.Selepas pemanasan resin boleh mengalir semula dan akhirnya sembuh.Autoklaf boleh digunakan untuk menggunakan tekanan tambahan pada bahan, biasanya sehingga 5 atmosfera.
pemilihan bahan:
Resin: biasanya epoksi, poliester, resin fenolik, resin tahan suhu tinggi seperti polimida, ester sianat dan bismaleimide juga boleh digunakan
Serat: Tiada keperluan.Ikatan gentian atau kain gentian boleh digunakan
Bahan teras: tiada keperluan, tetapi buih perlu tahan terhadap suhu tinggi dan tekanan tinggi
Kelebihan utama:
1) Nisbah resin kepada agen pengawet dan kandungan resin ditetapkan dengan tepat oleh pembekal, sangat mudah untuk mendapatkan lamina dengan kandungan serat yang tinggi dan keliangan yang rendah
2) Bahan mempunyai ciri kesihatan dan keselamatan yang sangat baik, dan persekitaran kerja bersih, berpotensi menjimatkan kos automasi dan buruh
3) Kos gentian bahan satu arah diminimumkan, dan tiada proses perantaraan diperlukan untuk menenun gentian menjadi kain
4) Proses pembuatan memerlukan resin dengan kelikatan yang tinggi dan kebolehbasahan yang baik, serta sifat mekanikal dan haba yang dioptimumkan
5) Lanjutan masa bekerja pada suhu bilik bermakna pengoptimuman struktur dan susun atur bentuk kompleks juga mudah dicapai
6) Potensi penjimatan dalam automasi dan kos buruh
Kelemahan utama:
1) Kos bahan meningkat, tetapi ia tidak dapat dielakkan untuk memenuhi keperluan permohonan
2) Autoklaf diperlukan untuk menyelesaikan pengawetan, yang mempunyai kos yang tinggi, masa operasi yang panjang dan sekatan saiz
3) Acuan perlu menahan suhu proses yang tinggi, dan bahan teras mempunyai keperluan yang sama
4) Untuk bahagian yang lebih tebal, pra-vakum diperlukan semasa meletakkan prepregs untuk menghilangkan gelembung udara interlayer
Aplikasi biasa:bahagian struktur pesawat ulang-alik (seperti sayap dan ekor), kereta lumba F1
9. Prepreg – proses bukan autoklaf
Penerangan kaedah:Proses pembuatan prepreg pengawetan suhu rendah adalah sama seperti prepreg autoklaf, perbezaannya ialah sifat kimia resin membolehkan ia diawet pada 60-120°C.
Untuk pengawetan suhu rendah 60°C, masa kerja bahan hanya satu minggu;untuk pemangkin suhu tinggi (>80°C), masa bekerja boleh mencapai beberapa bulan.Kecairan sistem resin membolehkan pengawetan hanya menggunakan beg vakum, mengelakkan penggunaan autoklaf.
pemilihan bahan:
Resin: Biasanya hanya resin epoksi
Serat: tiada keperluan, sama seperti prepreg tradisional
Bahan teras: tiada keperluan, tetapi perhatian khusus harus dibayar apabila menggunakan busa PVC standard
Kelebihan utama:
1) Ia mempunyai semua kelebihan prepreg autoklaf tradisional ((i.))-((vi.))
2) Bahan acuan adalah murah, seperti kayu, kerana suhu pengawetan adalah rendah
3) Proses pembuatan bahagian struktur yang besar dipermudahkan, hanya perlu menekan beg vakum, mengedarkan udara panas ketuhar atau sistem pemanasan udara panas acuan itu sendiri untuk memenuhi keperluan pengawetan
4) Bahan buih biasa juga boleh digunakan, dan prosesnya lebih matang
5) Berbanding dengan autoklaf, penggunaan tenaga adalah lebih rendah
6) Teknologi canggih memastikan ketepatan dimensi yang baik dan kebolehulangan
Kelemahan utama:
1) Kos bahan masih lebih tinggi daripada gentian kering, walaupun kos resin lebih rendah daripada prepreg aeroangkasa
2) Acuan perlu menahan suhu yang lebih tinggi daripada proses infusi (80-140°C)
Aplikasi biasa:bilah turbin angin berprestasi tinggi, bot lumba besar dan kapal layar, pesawat penyelamat, komponen kereta api
10. Proses bukan autoklaf SPRINT separa preg/prepreg rasuk SparPreg
Penerangan kaedah:Adalah sukar untuk melepaskan gelembung udara di antara lapisan atau lapisan bertindih semasa proses pengawetan apabila menggunakan prepreg dalam struktur yang lebih tebal (>3mm).Untuk mengatasi kesukaran ini, pra-vakum telah diperkenalkan ke dalam proses pelapisan, tetapi masa proses meningkat dengan ketara.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Gurit telah memperkenalkan satu siri produk prepreg yang dipertingkatkan dengan teknologi yang dipatenkan, membolehkan pembuatan laminate tebal yang berkualiti tinggi (porositi rendah) disiapkan dalam satu proses satu langkah.SPRINT separuh preg terdiri daripada dua lapisan gentian kering mengapit lapisan struktur sandwic filem resin.Selepas bahan dimasukkan ke dalam acuan, pam vakum boleh mengalirkan udara di dalamnya sepenuhnya sebelum resin memanas dan melembutkan serta merendam gentian.dipadatkan.
Beam prepreg SparPreg ialah prepreg yang dipertingkatkan yang, apabila diawet di bawah vakum, boleh mengeluarkan buih udara dengan mudah daripada bahan dua lapis yang diikat.
pemilihan bahan:
Resin: kebanyakannya resin epoksi, resin lain juga tersedia
Serat: tiada keperluan
Bahan teras: kebanyakannya, tetapi perhatian khusus harus diberikan kepada suhu tinggi apabila menggunakan busa PVC standard
Kelebihan utama:
1) Untuk bahagian yang lebih tebal (100mm), pecahan isipadu gentian tinggi dan keliangan rendah masih boleh diperoleh dengan tepat
2) Keadaan awal sistem resin adalah pepejal, dan prestasinya sangat baik selepas pengawetan suhu tinggi
3) Benarkan penggunaan kain gentian asas tinggi kos rendah (seperti 1600 g/m2), tingkatkan kelajuan susun atur dan menjimatkan kos pembuatan
4) Prosesnya sangat maju, operasinya mudah dan kandungan resin dikawal dengan tepat
Kelemahan utama:
1) Kos bahan masih lebih tinggi daripada gentian kering, walaupun kos resin lebih rendah daripada prepreg aeroangkasa
2) Acuan perlu menahan suhu yang lebih tinggi daripada proses infusi (80-140°C)
Aplikasi biasa:bilah turbin angin berprestasi tinggi, bot lumba besar dan kapal layar, pesawat penyelamat
Masa siaran: Dis-13-2022
