תהליך יצירת החומרים המורכבים הנפוצים ביותר! חומרים עיקריים מצורפים ומבוא ליתרונות וחסרונות

קיימת בחירה רחבה של חומרי גלם לחומרים מרוכבים, כולל שרפים, סיבים וחומרי ליבה, ולכל חומר יש תכונות ייחודיות משלו של חוזק, קשיחות, קשיחות ויציבות תרמית, עם עלויות ותשואות שונות. עם זאת, הביצועים הסופיים של חומר מורכב בכללותו קשורים רק למטריצת השרף וסיבים (כמו גם לחומר הליבה במבנה חומרי כריך), אלא גם קשורים קשר הדוק לשיטת התכנון ולתהליך הייצור של החומרים במבנה. במאמר זה נציג את שיטות הייצור הנפוצות עבור מרוכבים, הגורמים המשפיעים העיקריים של כל שיטה וכיצד נבחרים חומרי גלם לתהליכים שונים.

דפוס ריסוס
1, תיאור שיטה: חומר חיזוק הסיבים הקיצוריים ומערכת השרף בו זמנית מרוססים בתבנית, ואז נרפא בלחץ אטמוספרי למוצרים מורכבים תרמוסטיים של תהליך דפוס.
2. בחירת חומרים:
שרף: בעיקר פוליאסטר
סיבים: חוט סיבי זכוכית גס
חומר ליבה: אין, אין צורך לשלב עם דיקט לבד
3. היתרונות העיקריים:
1) היסטוריה ארוכה של אומנות
2) עלות נמוכה, הגבלה מהירה של סיבים ושרף
3) עלות עובש נמוכה
4, החסרונות העיקריים:
1) דיקט קל ליצירת שטח עשיר בשרף, משקל גבוה
2) ניתן להשתמש רק בסיבים קיצורים, המגבילים ברצינות את התכונות המכניות של דיקט.
3) על מנת להקל על הריסוס, צמיגות השרף צריכה להיות נמוכה מספיק, לאבד את התכונות המכניות והתרמיות של החומר המורכב.
4) תכולת הסטירן הגבוהה של שרף הריסוס פירושה שיש סכנה פוטנציאלית גבוהה למפעיל, והצמיגות הנמוכה פירושה שהשרף יכול לחדור בקלות לבגדי העבודה של העובד ולבוא במגע ישיר עם העור.
5) קשה לעמוד בריכוז הסטירן הנדיף באוויר.
5. יישומים טיפוסיים:
גידור פשוט, לוחות מבניים בעומס נמוך כמו גופי רכב להמרה, ירידות משאיות, אמבטיות וסירות קטנות.

דפוס פריסת ידיים
1, תיאור שיטה: הסתנן ידנית את השרף לסיבים, ניתן לשרוד את הסיבים, קלועים, לתפור או לקשר ושיטות חיזוק אחרות, דפוס שכבת ידיים נעשה בדרך כלל עם גלילים או מברשות, ואז השרף נדחק עם רולר דבק כדי לחדור לסיבים. הדיקט ממוקם בלחץ רגיל לריפוי.
2. בחירת חומרים:
שרף: אין דרישה, אפוקסי, פוליאסטר, אסטר מבוסס פוליאתילן, שרפים פנוליים זמינים
סיבים: אין דרישות, אך משקל הבסיס של סיבי הארמיד הגדול יותר קשה לחדור את היד-יד
חומר ליבה: אין דרישה
3, היתרונות העיקריים:
1) היסטוריה ארוכה של הטכנולוגיה
2) קל ללמוד
3) עלות עובש נמוכה אם משתמשים בשרף ריפוי טמפרטורת חדר
4) בחירה רחבה של חומרים וספקים
5) תכולת סיבים גבוהה, סיבים ארוכים יותר המשמשים מתהליך ריסוס
4, חסרונות עיקריים:
1) ערבוב שרף, תוכן שרף למינציה ואיכות קשורים קשר הדוק למיומנות המפעיל, קשה להשיג תכולת שרף נמוך ונקבוביות נמוכה של הרבד
2) סכנות בריאות ובטיחות של שרף, ככל שהמשקל המולקולרי של שרף ההנחה של היד נמוך יותר, כך איום הבריאותי הפוטנציאלי גדול יותר, ככל שהצמיגות פירושה שהשרף נוטה יותר לחדור לבגדי העבודה של העובדים ובכך יגיע למגע ישיר עם העור.
3) אם לא מותקן אוורור טוב, ריכוז הסטירן המתאדה מאסטרים מבוססי פוליאסטר ופוליאתילן לאוויר קשה לעמוד בדרישות החוקיות
4) הצמיגות של שרף הדפת היד צריכה להיות נמוכה מאוד, כך שתוכן הסטירן או ממסים אחרים חייב להיות גבוה, ובכך לאבד את התכונות המכניות/התרמיות של החומר המורכב.
5) יישומים טיפוסיים: להבי טורבינת רוח סטנדרטיים, סירות מיוצרות המוניות, דגמים ארכיטקטוניים.

תהליך שקית ואקום
1. תיאור שיטה: תהליך שקית ואקום הוא הרחבה של תהליך שכבת היד שלמעלה, כלומר איטום שכבה של סרט פלסטיק על התבנית יהיה ואקום דיקט-שכב ידני, תוך שימוש בלחץ אטמוספרי על הדיקט כדי להשיג את ההשפעה של מתיש והידוק, על מנת לשפר את איכות החומר המורכב.
2. בחירת חומרים:
שרף: בעיקר אפוקסי ושרפים פנוליים, אסתר מבוסס פוליאסטר ופוליאתילן אינו מיושם, מכיוון שהם מכילים סטירן, התנפפות למשאבת הוואקום
סיבים: אין דרישה, גם אם ניתן להסתנן במשקל הבסיס של הסיבים הגדולים יותר בלחץ
חומר ליבה: אין דרישה
3. היתרונות העיקריים:
1) ניתן להשיג תכולת סיבים גבוהה יותר מאשר תהליך הגדרת יד סטנדרטי
2) יחס הריק נמוך מתהליך ההנחה הסטנדרטי של היד.
3) בלחץ שלילי, השרף זורם מספיק כדי לשפר את מידת הסתננות הסיבים, כמובן, חלק מהשרף ייקלט על ידי מתכלים ואקום
4) בריאות ובטיחות: תהליך שקית אבק יכול להפחית את שחרור הנדיפים במהלך תהליך הריפוי
4, חסרונות עיקריים:
1) תהליך נוסף מגדיל את עלות העבודה וחומר שקית ואקום חד פעמית
2) דרישות מיומנות גבוהות יותר למפעילים
3) ערבוב שרף ובקרת תוכן שרף תלויים במידה רבה במיומנות המפעיל
4) למרות שקיות ואקום מפחיתות את שחרור הנדיפים, הסיכון הבריאותי למפעיל עדיין גבוה מזה של התהליך של העירוי או PrepReg
5, יישומים טיפוסיים: גודל גדול, יאכטות במהדורה מוגבלת, חלקי מכוניות מירוץ, תהליך בניית ספינות של קשירת חומרי הליבה.

דפוס מפותל
1. תיאור השיטה: תהליך המתפתל משמש בעיקרו לייצור חלקים מבניים חלולים, עגולים או סגלגליים כמו צינורות ושוקות. צרורות סיבים הם ספוגי שרף ואז פצועים על קנה לכיוונים שונים. התהליך נשלט על ידי מכונת המתפתלת ומהירות המנדל.
2. בחירת חומרים:
שרף: אין דרישה, כגון אפוקסי, פוליאסטר, אסטר מבוסס פוליאתילן ושרף פנולי וכו '.
סיבים: אין דרישות, שימוש ישיר בצרורות סיבים של מסגרת הסליל, אינן צריכות לארוג או לתפור ארוג לבד הסיבים
חומר ליבה: אין דרישה, אך העור הוא בדרך כלל חומר מורכב בשכבה אחת
3. היתרונות העיקריים:
(1) מהירות ייצור מהירה, היא דרך כלכלית וסבירה של פריסות
(2) ניתן לשלוט על תוכן שרף על ידי מדידת כמות השרף הנישא על ידי צרורות סיבים העוברים דרך חריץ השרף.
(3) עלות סיבים ממוזערת, ללא תהליך אריגת ביניים
(4) ביצועים מבניים מצוינים, מכיוון שניתן להניח את צרורות הסיבים הליניאריים לאורך כיווני הנושא העומס השונים
4. חסרונות עיקריים:
(1) התהליך מוגבל למבנים חלולים עגולים.
(2) סיבים אינם מסודרים בקלות ובמדויק לאורך הכיוון הצירי של הרכיב
(3) עלות גבוהה יותר של דפוס חיובי של מנדל לחלקים מבניים גדולים
(4) המשטח החיצוני של המבנה אינו משטח עובש, ולכן האסתטיקה גרועה יותר
(5) השימוש בשרף צמידיות נמוכה, צריך לשים לב לתכונות מכניות וביצועי הבריאות והבטיחות
יישומים אופייניים: מיכלי אחסון כימיים וצינורות, צילינדרים, מיכלי נשימה של לוחם אש.

דפוס פילוזיה
1. תיאור שיטה: ממחזיק הסיבוב שצייר צרור סיבים הספוג בדבק דרך לוחית החימום, בצלחת החימום כדי להשלים את השרף על חדירת הסיבים, ולשלוט בתכולת השרף, ובסופו של דבר החומר יירפא לצורה הנדרשת; צורה זו של המוצר המרפא הקבוע נחתכת מכנית לאורכים שונים. סיבים יכולים גם להיכנס לצלחת החמה בכיוונים שאינם 0 מעלות. דפוס שחול ומתיחה הוא תהליך ייצור רציף ולחתך המוצר בדרך כלל יש צורה קבועה, ומאפשר וריאציות קלות. יעבור דרך הצלחת החמה של החומר המוטבע מראש קבוע ויתפשט לתבנית ריפוי מייד, אם כי תהליך כזה הוא פחות רציף, אך יכול להשיג את שינוי צורת חתך הרוחב.
2. בחירת חומרים:
שרף: בדרך כלל אפוקסי, פוליאסטר, אסטר מבוסס פוליאתילן ושרף פנולי וכו '.
סיבים: אין דרישה
חומר ליבה: לא נפוץ
3. היתרונות העיקריים:
(1) מהירות ייצור מהירה, היא דרך חסכונית וסבירה של חומרי הרטבה וריפוי מראש
(2) שליטה מדויקת על תוכן שרף
(3) צמצום עלות סיבים, אין תהליך אריגת ביניים
(4) תכונות מבניות מצוינות, מכיוון שחבילות הסיבים מסודרות בקווים ישרים, חלק נפח הסיבים גבוה
(5) ניתן לאטום לחלוטין את אזור הסתננות הסיבים כדי להפחית את שחרור הנדיפים
4 החסרונות העיקריים:
(1) התהליך מגביל את צורת חתך הרוחב
(2) עלות גבוהה יותר של צלחת החימום
5. יישומים טיפוסיים: קורות ומסבכים של מבני דיור, גשרים, סולמות וגדרות.

תהליך דפוס העברת שרף (RTM)
1. תיאור השיטה: סיבים יבשים מונחים בתבנית התחתונה, שניתן ללחוץ מראש כדי לגרום לסיבים להתאים לצורת התבנית ככל האפשר ולהיות קשורים לדבק; לאחר מכן, התבנית העליונה קבועה על התבנית התחתונה ליצירת חלל ואז מוזרק השרף לחלל. בדרך כלל משתמשים בהזרקת שרף בסיוע ואקום והסתננות הסיבים, המכונה הזרקת שרף בסיוע ואקום (VARI). לאחר השלמת הסתננות הסיבים, שסתום מבוא השרף סגור והמורכב נרפא. ניתן לבצע הזרקת שרף וריפוי בטמפרטורת החדר או בתנאים מחוממים.
2. בחירת חומרים:
שרף: בדרך כלל ניתן להשתמש באפוקסי, פוליאסטר, פוליוויניל אסטר ושרף פנולי, שרף ביסמילימיד בטמפרטורה גבוהה
סיבים: אין דרישה. תפירה תפירה מתאימה יותר לתהליך זה, מכיוון שהפער בין צרור הסיבים תורם להעברת שרף; ישנם סיבים מפותחים במיוחד שיכולים לקדם את זרימת שרף
חומר ליבה: קצף סלולרי אינו מתאים, מכיוון שתאי חלת הדבש יתמלאו בשרף, והלחץ יגרום גם לקצף להתמוטט.
3. היתרונות העיקריים:
(1) חלקיק נפח סיבים גבוה יותר, נקבוביות נמוכה
(2) בריאות ובטיחות, סביבת פעולה נקייה ומסודרת מכיוון שהשרף אטום לחלוטין.
(3) להפחית את השימוש בעבודה
(4) הצדדים העליונים והתחתונים של החלקים המבניים הם משטחים מעוצבים, וזה קל לטיפול פני השטח לאחר מכן.
4. חסרונות עיקריים:
(1) התבניות המשמשות יחד הן יקרות, כבדות ומגושמות יחסית על מנת לעמוד בלחץ גדול יותר.
(2) מוגבל לייצור חלקים קטנים
(3) אזורים בלתי -נופלים יכולים להתרחש בקלות, וכתוצאה מכך מספר גדול של גרוטאות
5. יישומים טיפוסיים: מעבורת חלל קטנה ומורכבת חלקי רכב, מושבי רכבת.