Die 12 vollständigsten Kohlefaser-Umformprozesse der Geschichte

Die 12 vollständigsten Kohlefaser-Umformprozesse der Geschichte

Carbonfaser-Verbundwerkstoffe müssen in einem Formverfahren vom Prepreg bis zum finalen Teil verarbeitet werden. Mit der Entwicklung der Kohlefasertechnologie verbessert sich auch der Formgebungsprozess von Kohlefaserverbundwerkstoffen ständig. Es gibt jedoch keine verschiedenen Formgebungsverfahren für Kohlefaserverbundwerkstoffe, die aktualisiert und eliminiert werden können, und oft existieren eine Vielzahl von Prozessen nebeneinander, um unter verschiedenen Bedingungen und Umständen die besten Ergebnisse zu erzielen. gute Wirkung. Im Folgenden finden Sie eine Liste der 12 am häufigsten verwendeten Formgebungsverfahren für Kohlefaserverbundwerkstoffe in dieser Phase, und sehen Sie, welche Sie kennen.

Spritzgussverfahren
Es gehört zu einer Art des Niederdruckformens im Handlaminierverfahren. Nach dem Mischen von gehackten Fasern und Harz mit einer Spritzpistole wird Druckluft auf die Form gesprüht, und nach Erreichen einer vorgegebenen Dicke wird sie manuell mit einer Gummiwalze gepresst und dann ausgehärtet und geformt. Ein halbmechanisiertes Formverfahren, das zur Verbesserung des Handlaminierens entwickelt wurde, hat eine gewisse Verbesserung der Arbeitseffizienz, kann aber immer noch nicht mit der Massenproduktion mithalten. Es wird zur Herstellung von Übergangsschichten für Automobilkarosserien, Schiffsrümpfe, Badewannen und Lagertanks verwendet.

Wicklung
Der Prozess des Aufwickelns von mit Harzkleber imprägnierten Endlosfasern oder Gewebebändern auf einer Kernform nach einer bestimmten Regel und dem anschließenden Aushärten und Entformen zu Verbundprodukten. Das Wickelformen aus Kohlefaser kann seine Eigenschaften der hohen spezifischen Festigkeit, des hohen spezifischen Moduls und der geringen Dichte voll ausspielen.

Flüssiges Formen
Synthetisieren Sie flüssige Monomere zu hochmolekularen Polymeren und wechseln Sie dann vom Prozess der Polymerhärtungsreaktion zu Verbundwerkstoffen, die direkt in der Form auf einmal abgeschlossen werden, was nicht nur den Energieverbrauch im Prozess reduziert, sondern auch den Formzyklus verkürzt (nur Es dauert etwa 2 Minuten, um ein Produkt fertigzustellen). Die Anwendung dieses Verfahrens muss jedoch auf einer präzisen Pipeline-Transport- und -Dosierung sowie einer automatischen Temperatur- und Druckregelung basieren.

Das Flüssigformen umfasst hauptsächlich: RTM-Formverfahren, RFI-Formen, VARI-Formen.
Die Hauptvorteile des Harzfilm-Infiltrationsverfahrens (RFI) bestehen darin, dass die Form einfacher ist als die RTM-Prozessform, das Harz entlang der Dickenrichtung fließt, es einfacher ist, die Fasern zu infiltrieren, es kein Prepreg gibt und die Kosten niedriger sind. Die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität der erhaltenen Produkte sind jedoch nicht so gut wie die des RTM-Verfahrens, der Hohlraumgehalt ist höher und der Wirkungsgrad ist etwas geringer, was für die Herstellung von Teilen mit großen Ebenen oder einfachen gekrümmten Oberflächen geeignet ist.
Die Vorteile des vakuumunterstützten Formverfahrens (VARI) sind eine hohe Ausnutzung der Rohstoffe, weniger Beschnitt und Verarbeitung, kein Prepregs erforderlich und niedrige Kosten. Es eignet sich für die Herstellung von großflächigen Plattenbauteilen bei Raumtemperatur oder niedriger Temperatur. Die Nachteile sind jedoch ähnlich wie beim RFI-Formverfahren.

Harz-Transfer-Molding (RTM)
Die Resin Transfer Molding-Technologie (RTM: Resin Transfer Molding) ist ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für Verbundwerkstoffe, das ursprünglich hauptsächlich für sekundär tragende Strukturteile von Flugzeugen wie Türen und Inspektionsluken verwendet wurde. Im Jahr 1996 führte die US Defense Advance Research Agency Forschungen über eine kostengünstige RTM-Fertigungstechnologie für hochfeste Hauptlagerkomponenten durch. Die RTM-Technologie hat die Vorteile eines hohen Wirkungsgrads, niedriger Kosten, einer guten Teilequalität, einer hohen Maßgenauigkeit und geringer Auswirkungen auf die Umwelt. Es kann zum Formen von Verbundteilen mit großem Volumen, komplexer Struktur und hoher Festigkeit angewendet werden. Eine der aktivsten Forschungsrichtungen auf dem Gebiet der Materialverarbeitung.

Formpressen
Das Kohlefaser-Prepreg wird zwischen der oberen und unteren Form platziert, und die Form wird auf dem Hydroforming-Tisch platziert. Nach einer bestimmten Zeit hoher Temperatur und hohem Druck zur Erstarrung des Harzes wird das Kohlefaserprodukt entfernt. Diese Formtechnologie hat die Vorteile eines hohen Wirkungsgrads, einer guten Produktqualität, einer hohen Maßgenauigkeit und einer geringeren Umweltbelastung und eignet sich für das Formen von Massen- und hochfesten Verbundteilen. In der Anfangsphase ist der Formenbau jedoch komplex, die Investition ist hoch und die Größe der Teile ist durch die Größe der Presse begrenzt.

Spritzgießen
Dabei handelt es sich um eine neue Art von Technologie. Die CIML-Anlage von Bole integriert den traditionellen Prozess der "mehrstufigen Methode" in die "einstufige Methode", die den Prozessablauf erheblich verkürzt und die Faserlänge besser beibehält, um den Zweck einer energiesparenden und hocheffizienten Produktion zu erreichen. Durch die Überwindung einer Reihe wichtiger technischer Probleme wie Rezepturoptimierung, Compoundiersystem, intelligentes Steuerungssystem und Optimierung der Formgebungsprozessparameter bei der Herstellung von Materialien und Anlagen werden die Anforderungen des Fahrzeuggewichts in Bezug auf Produktfestigkeit, Kosten und Effizienz vollständig erfüllt. Eine Waffe, die auf das Leichtgewicht von Automobilen zugeschnitten ist.

Hand-Lay-Up - Nass-Lay-Up-Methode
Tragen Sie das Trennmittel und den Gelcoat auf die Arbeitsfläche der Form auf, legen Sie das geschnittene Kohlefaser-Prepreg auf die Arbeitsfläche der Form, bürsten oder sprühen Sie den Harzsystemkleber und formen, verfestigen und entformen Sie nach Erreichen der erforderlichen Dicke. Heute, wo die Aufbereitungstechnologie hoch entwickelt ist, wird das Handlaminierverfahren aufgrund der Vorteile des einfachen Verfahrens, der geringen Investition und der breiten Anwendung immer noch in vielen Bereichen wie petrochemischen Behältern, Lagertanks, Autoschalen usw. eingesetzt. Der Nachteil ist, dass die Textur locker ist, die Dichte gering ist, die Produktfestigkeit nicht hoch ist und es hauptsächlich von der Arbeit abhängt, die Qualität instabil ist und die Produktionseffizienz sehr gering ist.

Vakuum-Autoklav
Der Rohling aus dem Verbundwerkstoff, der durch das Auflegen einer einzigen Schicht Prepreg-Material in einer vorgegebenen Richtung gebildet wird, wird in einen Autoklaven gelegt, und der Aushärtungsprozess wird unter einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck abgeschlossen. Ein Autoklav ist ein spezieller Druckbehälter, der einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich standhalten und ihn regulieren kann. Der Rohling wird nacheinander mit Trennmittel auf die Oberfläche der Form gelegt, dann nacheinander mit porösem Trenntuch (Folie), saugfähigem Filz und Luftfilz bedeckt, in einem Vakuumbeutel versiegelt und dann in einen Autoklaven gelegt. Saugen Sie den Beutel vor dem Erhitzen und Aushärten ab, um Luft und flüchtige Bestandteile zu entfernen, und erhitzen, beaufschlagen und härten Sie ihn dann entsprechend dem Härtungssystem der verschiedenen Harze aus. Die Formulierung und Implementierung des Aushärtungssystems ist der Schlüssel zur Sicherung der Qualität der autoklavierten Teile.
Suzhou Noen Composites verwendete das Autoklaven-Formverfahren bei der Anpassung einer militärischen Transportbox für ein Militärunternehmen. Die gefertigte Militärtransportbox hat ein glattes Erscheinungsbild und eine stabile Struktur und hat schließlich die Abnahmeprüfung des Militärs bestanden. Das Vakuum Formgebungsprozess für Autoklaven hat viele Vorteile. Nicht nur können Laminate unterschiedlicher Dicke und Teile mit komplex gekrümmten Oberflächen ausgehärtet werden, sondern auch die mechanischen Eigenschaften sind sehr zuverlässig. Die entsprechende Vakuum-Autoklaven-Umformung hat jedoch auch einige Nachteile. Zum Beispiel wird die Größe der Teile durch das Heißpressen beeinflusst. Einschränkungen bei der Tankgröße und ein hoher Energieverbrauch führen zu hohen Betriebskosten.

Vakuum Einführung
Kurz VIP legen Sie "trockenes" Kohlefaser-Verbundwerkstoff auf die Form, legen Sie dann einen Vakuumbeutel und ziehen Sie das Vakuum im System heraus, um einen Unterdruck im Formhohlraum zu bilden, und nutzen Sie den durch das Vakuum erzeugten Druck, um das ungesättigte Harz durch die vorverlegte Rohrleitung zu leiten. In die Faserschicht drücken, das Harz in das Verstärkungsmaterial eindringen lassen und schließlich die gesamte Form füllen. Nachdem das Produkt ausgehärtet ist, entfernen Sie das Vakuumbeutelmaterial und nehmen Sie das gewünschte Produkt aus der Form.
Im Vakuummilieu dringt das Harz in die Kohlefaser ein, und es gibt nur sehr wenige Blasen im Produkt. Das Produkt hat eine höhere Festigkeit, ein geringeres Gewicht, eine stabile Produktqualität und reduziert den Harzverlust. Es kann nur eine Seite der Form verwendet werden, um auf beiden Seiten glatte und flache Produkte zu erhalten. , kann die Produktdicke besser steuern. Es wird im Allgemeinen in Rudern und Radarschilden in der Schifffahrtsindustrie, in Rotorblättern und Kabinenabdeckungen in der Windkraft sowie in verschiedenen Arten von Dächern, Windschutzscheiben und Wagen in der Automobilindustrie.

3iTech Induktionserwärmung
Ein neuartiges Induktionserwärmungsverfahren, bei dem ein Induktor in die Form integriert wird, der Kohlenstofffasern bei einer Temperatur von 20 °C bis 400 °C verarbeiten und die Oberfläche der Form mit einem in die Form integrierten Induktor durch Wärmeleitung erwärmen kann. Dabei handelt es sich um eine ergänzende Technologie, die vom Start-up-Unternehmen RocTool auf dem Cage-System eingeführt wurde. Die Verwendung von elektromagnetischer Induktion kann die Form schnell erwärmen und die lokale Temperatur gut steuern. Der Vorteil ist eine deutliche Reduzierung der Zykluszeiten und der Komponentenkosten. Für große Bauteile ist diese Technologie derzeit jedoch nicht geeignet, und das entsprechende Produktionsvolumen muss groß genug sein.

Schichtung
Das schichtweise Prepreg wird zwischen der oberen und unteren Flachform platziert, um es unter Druck zu erhitzen und auszuhärten. Dieser Prozess kann die Produktionsmethoden und -geräte von Holzsperrholz direkt übernehmen und sie entsprechend den rheologischen Eigenschaften des Harzes verbessern und perfektionieren. Das Laminierformverfahren wird hauptsächlich zur Herstellung von Verbundplatten mit unterschiedlichen Spezifikationen und Anwendungen eingesetzt. Es zeichnet sich durch einen hohen Mechanisierungs- und Automatisierungsgrad sowie eine stabile Produktqualität aus, aber die einmalige Investition in die Ausrüstung ist groß.

Pultrusion
Unter der Einwirkung von Traktion wird das mit Harzkleber imprägnierte Endloskohlefaserkabel, der Riemen oder das Tuch geformt und durch die Extrusionsdüse ausgehärtet, um kontinuierlich Profile unbegrenzter Länge herzustellen. Die Pultrusion ist ein spezielles Verfahren im Prozess der Verbundwerkstoffumformung. Seine Vorteile sind, dass der Produktionsprozess vollständig automatisiert und gesteuert werden kann und die Produktionseffizienz hoch ist.
Der Fasermassenanteil in pultrudierten Produkten kann bis zu 80 % betragen. Das Tauchen erfolgt unter Spannung, was die Rolle der Verstärkungsmaterialien voll und ganz spielen kann. Leistungsanforderungen. Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung von Profilen mit unterschiedlichen Querschnittsformen, wie z.B. I-förmige, winkelförmige, nutförmige, speziell geformte Profilrohre und kombinierte Profilprofile, die aus den oben genannten Profilen zusammengesetzt sind.

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