Attualmente, ci sò parechji prucessi di fabricazione per strutture di materiale compositu, chì ponu esse appiicati à a produzzione è a fabricazione di diverse strutture.In ogni casu, cunziddi l'efficienza di a produzzione industriale è i costi di produzzione di l'industria di l'aviazione, in particulare l'aeronautica civile, hè urgente per migliurà u prucessu di curazione per riduce u tempu è i costi.Rapid Prototyping hè un novu metudu di fabricazione basatu annantu à i principii di furmulazione discreta è stacked, chì hè una tecnulugia di prototipazione rapida à pocu costu.I tecnulugii cumuni includenu a furmazione di compressione, a furmazione di liquidu è a furmazione di materiale compositu termoplasticu.
1. Mold pressing rapidu prototipu tecnulugia
A tecnulugia di prototipu rapidu di u modellu hè un prucessu chì mette pre-impregnati pre-impregnati in u stampu di stampa, è dopu chì u moldu hè chjusu, i spazii sò compactati è solidificati per u riscaldamentu è a pressione.A velocità di stampa hè rapida, a dimensione di u produttu hè precisa, è a qualità di stampa hè stabile è uniforme.Cumminatu cù a tecnulugia di l'automatizazione, pò ottene a produzzione di massa, l'automatizazione è a fabricazione di low-cost di cumpunenti strutturali in fibra di carbonu in u campu di l'aviazione civile.
Passi di moldura:
① Ottene un muffa di metallo d'alta resistenza chì currisponde à e dimensioni di e parti necessarie per a produzzione, è poi installate u moldu in una pressa è riscalda.
② Preforma i materiali compositi richiesti in a forma di u moldu.A preformazione hè un passu cruciale chì aiuta à migliurà a prestazione di e parti finite.
③ Inserite e parti preformate in u moldu riscaldatu.Allora comprime u muffa à una pressione assai alta, tipicamente chì varieghja da 800psi à 2000psi (sicondu u gruixu di a parte è u tipu di materiale utilizatu).
④ Dopu avè liberatu a pressione, sguassate a parte da u moldu è sguassate ogni bava.
Vantaghji di u modellu:
Per diversi motivi, u molding hè una tecnulugia populari.A parte di u mutivu perchè hè populari hè perchè usa materiali cumposti avanzati.In cunfrontu à e parti metalliche, sti materiali sò spessu più forti, più ligeri è più resistenti à a corrosione, risultatu in l'uggetti cù megliu proprietà meccaniche.
Un altru vantaghju di u molding hè a so capacità di fabricà pezzi assai cumplessi.Ancu s'è sta tecnulugia ùn pò micca ghjunghje cumplettamente a velocità di pruduzzione di l'iniezione di plastica, furnisce più forme geometriche cumparate cù i materiali compositi laminati tipici.In cunfrontu cù l'injezione di plastica, permette ancu di fibre più longu, rendendu u materiale più forte.Per quessa, u muffatura pò esse vistu cum'è a via media trà l'injezione di plastica è a fabricazione di materiale compositu laminatu.
1.1 Prucessu di furmazione SMC
SMC hè l'abbreviazione di materiali compositi chì formanu lamiere, vale à dì, materiali compositi chì formanu lamiere.E materie prime principali sò cumposti da filatu speciale SMC, resina insaturata, additivi à bassa contrazione, riempitivi è diversi additivi.In u principiu di l'anni 1960, hè apparsu prima in Europa.In 1965, i Stati Uniti è u Giappone sviluppanu successivamente sta tecnulugia.À a fini di l'anni 1980, a Cina hà introduttu linee di produzzione SMC avanzate è prucessi da l'esteru.SMC hà vantaghji cum'è un rendimentu elettricu superiore, resistenza à a corrosione, pesu ligeru è cuncepimentu di ingegneria simplice è flessibile.E so proprietà meccaniche ponu esse paragunabili à certi materiali metallici, per quessa hè largamente utilizatu in industrii cum'è u trasportu, a custruzzione, l'elettronica è l'ingegneria elettrica.
1.2 Prucessu di furmazione BMC
In u 1961, hè stata lanciata u compostu di stampa di foglia di resina insaturata (SMC) sviluppatu da Bayer AG in Germania.In l'anni 1960, Bulk Molding Compound (BMC) hà cuminciatu à esse prumuvutu, cunnisciutu ancu DMC (Dough Molding Compound) in Europa, chì ùn era micca addensatu in i so primi tempi (1950);Sicondu a definizione americana, BMC hè un BMC addensatu.Dopu avè accettatu a tecnulugia europea, u Giappone hà fattu risultati significativu in l'applicazione è u sviluppu di BMC, è da l'anni 1980, a tecnulugia era diventata assai matura.Finu a ora, a matrice utilizata in BMC hè stata resina di poliester insaturata.
BMC appartene à i plastichi termoindurenti.Basatu nantu à e caratteristiche di u materiale, a temperatura di u canna di materiale di a macchina per l'iniezione ùn deve esse troppu alta per facilità u flussu di materiale.Per quessa, in u prucessu di stampa in iniezione di BMC, u cuntrollu di a temperatura di u canna di materiale hè assai impurtante, è un sistema di cuntrollu deve esse in u locu per assicurà l'adattabilità di a temperatura, per ottene a temperatura ottima da a sezione di alimentazione à u ugello.
1.3 Molding Polycyclopentadiene (PDCPD).
U policiclopentadiene (PDCPD) hè principalmente una matrice pura piuttostu cà plastica rinfurzata.U principiu di prucessu di stampa PDCPD, chì emerge in u 1984, appartene à a listessa categuria cum'è u poliuretanu (PU), è hè statu sviluppatu prima da i Stati Uniti è u Giappone.
Telene, una filiale di a cumpagnia giapponese Zeon Corporation (situata in Bondues, Francia), hà ottenutu un grande successu in a ricerca è u sviluppu di PDCPD è e so operazioni cummerciale.
U prucessu di moldura RIM stessu hè più faciule d'automatizà è hà un costu di travagliu più bassu cumparatu cù prucessi cum'è spraying FRP, RTM o SMC.U costu di u moldu utilizatu da PDCPD RIM hè assai più bassu di quellu di SMC.Per esempiu, u muffa di u cappucciu di u mutore di Kenworth W900L usa una cunchiglia di nichel è un core d'aluminiu cast, cù una resina di bassa densità cù una gravità specifica di solu 1,03, chì ùn solu riduce i costi, ma ancu riduce u pesu.
1.4 Formazione diretta in linea di materiali compositi termoplastici rinforzati con fibre (LFT-D)
Circa 1990, LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct) hè statu introduttu à u mercatu in Europa è in America.A Cumpagnia CPI in i Stati Uniti hè a prima cumpagnia di u mondu à sviluppà equipaghji di stampatura termoplastica rinfurzata in fibra longa composta diretta in linea è tecnulugia currispondente (LFT-D, Direct In Line Mixing).Hè intrutu in operazione cummerciale in 1991 è hè un capu mundiale in questu campu.Diffenbarcher, una sucità tedesca, hà ricercà a tecnulugia LFT-D dapoi u 1989. Attualmente, ci sò principalmente LFT D, Tailored LFT (chì ponu ottene un rinfurzamentu lucale basatu nantu à stress strutturale), è Advanced Surface LFT-D (superficie visibile, superficia alta). qualità) tecnulugia.Da a perspettiva di a linea di produzzione, u livellu di stampa di Diffenbarcher hè assai altu.U sistema di estrusione D-LFT di a Cumpagnia di Cooperazione Tedesca hè in una pusizione di punta à u mondu internaziunale.
1.5 Tecnulugia di fabricazione di fusione senza muffa (PCM)
PCM (Pattern less Casting Manufacturing) hè sviluppatu da u Laser Rapid Prototyping Center di l'Università Tsinghua.A tecnulugia di prototipu rapidu deve esse applicata à i prucessi tradiziunali di casting in sabbia di resina.Prima, uttene u mudellu CAD di casting da u mudellu CAD di parte.U schedariu STL di u mudellu CAD di casting hè strattu per ottene infurmazione di u prufilu trasversale, chì hè dopu utilizatu per generà infurmazione di cuntrollu.Duranti u prucessu di mudificazione, u primu ughjettu spruzza accuratamente l'adesivo nantu à ogni strata di sabbia da u cuntrollu di l'urdinatore, mentre chì a seconda bocca spruzza u catalizzatore in u listessu percorsu.I dui sò sottumessi à una reazione di ligame, solidificà a capa di sabbia per strata è furmendu una pila.A sabbia in l'area induve l'adesivu è u catalizzatore travaglianu inseme hè solidificatu inseme, mentre chì a sabbia in altri spazii ferma in un statu granulare.Dopu a curazione di una capa, a capa successiva hè ligata, è dopu chì tutti i strati sò ligati, una entità spaziale hè ottenuta.A sabbia originale hè sempre sabbia secca in i zoni induve l'adesivu ùn hè micca spruzzatu, facendu più faciule per sguassà.Purtendu a sabbia secca senza cura in u mezu, pò esse acquistatu un moldu di casting cù un certu gruixu di muru.Dopu l'appiecazione o impregnate pittura nantu à a superficia interna di u moldu di sabbia, pò esse usata per u metale.
U puntu di temperatura di curazione di u prucessu PCM hè di solitu circa 170 ℃.L'attuale posa à friddu è a spogliatura à friddu utilizata in u prucessu PCM hè sfarente da u modellu.A posa à u friddu è a striscia à u friddu implicanu a posa graduali di u prepreg nantu à u muffa secondu i bisogni di a struttura di u produttu quandu u moldu hè à l'estremità fridda, è dopu chjude u moldu cù a pressa di furmazione dopu chì a posa hè finita per furnisce una certa pressione.À questu tempu, u muffa hè riscaldata cù una macchina di temperatura di u muffa, U prucessu abituale hè di elevà a temperatura da a temperatura di l'ambienti à 170 ℃, è a tarifa di riscaldamentu deve esse aghjustata secondu diversi prudutti.A maiò parte di elli sò fatti di stu plasticu.Quandu a temperatura di u moldu righjunghji a temperatura stabilita, l'insulazione è a preservazione di a pressione sò realizati per guarisce u pruduttu à alta temperatura.Dopu chì a curazione hè finita, hè ancu necessariu d'utilizà una macchina di temperatura di u muffa per rinfriscà a temperatura di u muffa à a temperatura normale, è a tarifa di riscaldamentu hè ancu stabilita à 3-5 ℃ / min.
2. Tecnulugia di furmà liquidu
Tecnulugia di furmazione di liquidu (LCM) si riferisce à una seria di tecnulugii di furmazione di materiale compositu chì prima ponenu preforme di fibra secca in una cavità di muffa chjusa, poi injecta resina liquida in a cavità di u muffa dopu a chiusura di u muffa.Sottu pressione, a resina scorri è immerge i fibri.Paragunatu à u prucessu di furmazione di latte di pressa calda, LCM hà assai vantaghji, cum'è esse adattatu per a fabricazione di pezzi cù una precisione dimensionale elevata è un aspettu cumplessu;Bassu costu di fabricazione è operazione simplice.
In particulare u prucessu RTM à alta pressione sviluppatu in l'ultimi anni, HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), abbreviatu cum'è prucessu di stampa HP-RTM.Si riferisce à u prucessu di mudificazione di l'usu di pressione d'alta pressione per mischjà è iniettà resina in un stampu sigillatu in vacuum pre-dispostu cù materiali rinfurzati in fibra è cumpunenti pre-incrustati, è dopu ottene prudutti di materiale compositu attraversu u riempimentu di flussu di resina, impregnazione, curazione è smolding. .Riducendu u tempu d'iniezione, hè previstu di cuntrullà u tempu di fabricazione di cumpunenti strutturali di l'aviazione in decine di minuti, ottenendu un altu cuntenutu di fibra è a fabricazione di pezzi d'altu rendiment.
U prucessu di furmazione HP-RTM hè unu di i prucessi di furmazione di materiale compositu largamente utilizatu in parechje industrii.I so vantaghji si trovanu in a pussibilità di ottene una produzzione di bassa costu, ciculu cortu, di massa è di alta qualità (cun una bona qualità di a superficia) cumparatu cù i prucessi RTM tradiziunali.Hè largamente utilizatu in diverse industrii cum'è a fabricazione di l'automobile, a custruzzione navale, a fabricazione di l'aeronautica, a machina agricula, u trasportu ferroviariu, a generazione di energia eolica, l'articuli sportivi, etc.
3. Tecnulugia di furmazione di materiale compositu termoplasticu
In l'ultimi anni, i materiali compositi termoplastici sò diventati un puntu di ricerca in u campu di a fabricazione di materiale compositu in u paese è à l'internaziunale, per via di i so vantaghji di resistenza à l'impattu, alta tenacità, alta toleranza di danni è bona resistenza à u calore.A saldatura cù materiali compositi termoplastici pò riduce significativamente u nùmeru di cunnessione di rivet è bullone in strutture di l'aeronautica, migliurà assai l'efficienza di produzzione è riducendu i costi di produzzione.Sicondu Airframe Collins Aerospace, un fornitore di prima classe di strutture di l'aeronautica, e strutture termoplastiche saldabili non pressate in caldu anu u putenziale di accurtà u ciculu di fabricazione di 80% in paragunà à i cumpunenti di metalli è composti termoindurenti.
L'usu di a quantità più adatta di materiali, a selezzione di u prucessu più ecunomicu, l'usu di i prudutti in i parti adatti, a rializazione di ugettivi di design predeterminati, è a realizazione di u rapportu di costu di rendiment ideale di i prudutti sò sempre stati a direzzione. di sforzi per i pratichi di materiale compositu.Credu chì più prucessi di mudificazione seranu sviluppati in u futuru per risponde à i bisogni di cuncepimentu di produzzione.
Tempu di Postu: 21-Nov-2023
