Termoplastiske karbonfiberkomposittmaterialer refererer til produkter dannet ved sammensmelting av karbonfibre og termoplastiske harpikser. Det er store forskjeller i fusjonsvanskelighet mellom ulike former for karbonfibre og ulike typer termoplastiske harpikser, og det er også store forskjeller i ytelsesgapet etter fusjon. For tiden er ytelsen til komposittmaterialer dannet av kontinuerlig karbonfiber og termoplastisk polyetereterketonharpiks utmerket, og fremstillingen av dette komposittmaterialet har mulighet for masseproduksjon.
I prosessen med termoplastiske karbonfiberkomposittmaterialer fra teori til praksis, er fremstillingen av komposittmaterialer en vanskeligere kobling, og den andre koblingen er hvordan man enkelt kan lage komposittmaterialer til deler av forskjellige former samtidig som den samme fysiske strukturen opprettholdes. Integritet og mekanisk ytelse fordeler. For å løse problemene i de to ovennevnte lenkene er det ikke bare nødvendig med teoretisk forskning, men også praktisk testing er uunnværlig. Hvilke prosesserings- og støpeløsninger er for tiden bevist å være gjennomførbare? Zhishang New Materials vil ta deg gjennom det.
Fem termoplastiske karbonfiberkomposittstøpeprosesser som for tiden er praktiske
1. Smeltedypning
Smelteimpregnering er det beste valget for å lage krystallinske polymerimpregnerte tape. Ensrettede, parallelle fiberbunter med fast strekk trekkes fra trådmatingsrammen til smelteimpregneringsanordningen og sendes til smelteimpregneringstanken for å bli impregnert med termoplastisk harpiks. Etter å ha passert gjennom høytemperaturovnen og Etter å ha blitt presset inn i en prepreg-tape av en varmpressvalse, vikles den til en rull med et viklingssystem. Kjernen i smelteimpregneringsprosessen er å maksimere spredningen av fiberbuntene og å fullstendig infiltrere det indre av fiberbuntene.
I denne metoden impregnerer harpiksen i smeltet tilstand de dispergerte fiberbuntene under et visst trykk. Ideelt sett vil innsiden av fiberbuntene være fullstendig infiltrert, og avkjøles til slutt for å oppnå en prepreg eller prepreg fiberstrimmel. Smelteimpregneringsprosessen er enkel, genererer i utgangspunktet ingen flyktige gasser under prosessen, og kan nøyaktig kontrollere fiberinnholdet i prepreg; impregneringseffekten er imidlertid ikke god i harpikssystemer med høy viskositet, og det er vanskelig for fibrene å spre seg og spre seg.
Eksperimentet fant at etter å ha ført karbonfiberen gjennom et selvdesignet impregneringshode installert på en enkeltskrueekstruder, ble PA66-harpiks blandet med antioksidanter tilsatt til matetrakten for å smelte og mykgjøre, og derved belegge den kontinuerlige karbonfiberen. , impregnering for å produsere CF/PA66 prepreg ensrettet tape med forskjellig karbonfiberinnhold.
2. Ekstrudering-sprøytestøping
For tiden er støpeprosessen for hakket karbonfiber (SCF) komposittmaterialer hovedsakelig ekstruderings-injeksjonsstøping. Under støpeprosessen påvirkes de reologiske egenskapene til hakket karbonfiberkomposittsmelte hovedsakelig av prosesseringstemperatur og skjærspenning. Når prosesseringstemperaturen er lavere enn den kritiske verdien, synker den tilsynelatende viskositeten til smelten når prosesseringstemperaturen øker; når den overskrider den kritiske verdien, endres ikke lenger den tilsynelatende viskositeten vesentlig med prosesseringstemperaturen, noe som viser egenskapene til en newtonsk væske, og den er egnet for blanding på dette tidspunktet. Forming og bearbeiding av materialer. Skjærkraft påvirker hovedsakelig den viskøse strømningsaktiveringsenergien til smelten. Jo mindre skjærspenningen er, desto større blir aktiveringsenergien for viskøs strømning.
Tilsett PA66, oppkuttet karbonfiber, kompatibilisator, slitesterke tilsetningsstoffer, antioksidanter osv. i høyhastighetsmikseren og bland ved romtemperatur; smelt og bland deretter de blandede råvarene gjennom en dobbeltskrueekstruder. Ekstrudering, vannkjøling, tørking og deretter pelletisering; etter tørking av de forberedte pellets, ble et gruppert SCF-forsterket PA66-komposittmateriale oppnådd ved sprøytestøping.
3. Støping
Støping er å legge det kuttede termoplastiske karbonfiberkompositt-prepreg-arket eller det blandede emnet som inneholder karbonfiber i formen, og deretter varme opp den termoplastiske harpiksen til over smeltepunktet eller den viskøse strømningstemperaturen for å smelte, flyte, impregnere og pakke inn harpiksen for forsterkning. fibre er tett bundet sammen gjennom grensesnittet og til slutt avkjølt til form. Denne metoden har fordelene med enkel betjening, høy produksjonseffektivitet, lavt energiforbruk og lave kostnader.
Eksperimenter har funnet at kontinuerlige karbonfiberforsterkede termoplastiske kompositter kan støpes direkte online. Det karakteristiske ved prosessen er at smelten kun varmes opp én gang under hele prosessen, og formen på den kontinuerlige karbonfiberen beholdes for direkte støping. Lengden på karbonfiberen i produktet beholdes i størst grad, og den har høy produksjonseffektivitet, enkel produktstøping og lave produksjonskostnader. I fremtiden kan den produsere motorventildeksler, pedaler, girdeksler og andre deler som har strenge krav til størrelse og ytelse.
4. 3D-utskriftsstøping
3D-utskriftsteknologi har fordelene med designfrihet og muligheten til direkte og raskt å skrive ut komplekse komponenter som er vanskelige å skrive ut med tradisjonelle metoder. Fused Deposition Modeling (FDM) er en enkel 3D-utskriftsprosess som varmer opp smeltede plastfibre i et ekstruderingshode og legger opp smelten i enkeltlag på en plattform, hvor hvert lag samhandler med det forrige. Liming, og til slutt avkjøling og herding for å dannes. Modeller som er skrevet ut med FDM er nøyaktige og prosessen er pålitelig; men når du skriver ut modeller med konvekse former, kreves det ytterligere støttestrukturer, ellers vil de lett kollapse eller bryte.
3D-printing har høy utnyttelsesgrad av komposittmaterialer, kan oppnå høy presisjon og kompleksitet, og kan skrive ut komplekse komponenter som er vanskelige å skrive ut med tradisjonelle metoder. Dessuten tar det kort tid fra datamodell til komponentstøping, og egner seg for utvikling og utvikling av nye produkter. Produksjon av små partier med deler.
5. Automatisk legging og forming
Automatisk tapeleggingsteknologi er en additiv produksjonsprosess som bruker trådlegging eller tapeleggingsutstyr med spesielle varmeanordninger for å plassere, legge opp og stivne in situ, øke lag for lag i tykkelsesretningen til komponenten, og til slutt når den designet størrelse, Fullfør produksjonen av delene. Denne teknologien brukes mest i romfartsfeltet og er egnet for å produsere kompleksformede hyperboloidkomponenter. Denne støpeprosessen har fordelene med høy produksjonseffektivitet, høy grad av automatisering og enkel digital design.
Automatiske tapeleggingssystemer består vanligvis av prepreg matebrett, automatiske tapeleggingshoder, komponentformer, CNC-systemer, programvare for datastøttet design (CAD) osv. Når systemet fungerer, plasseres den sammensatte prepreg-tapen inn i tapeleggingshodet . Tapeleggingsposisjonen styres av en flerakset robotarm. Et sett med ruller fører prepreg-tapen ut. Etter å ha blitt oppvarmet av prosessen, legges den på formen under påvirkning av trykkrullen. Eller på forrige lag med lagt materiale, og til slutt kuttes prepreg-tapen av med en skjærekniv, og fullfører dermed en tape-legging.
Sammenlignet med manuell lay-up støping har automatisk lay-up støping betydelig forbedret effektivitet, mindre avfall, høyere dimensjonsnøyaktighet og lavere indre stress. Det er den fremtidige utviklingsretningen for storskala komponentproduksjon.
Forbedringsprosessen for støpeprosessen for karbonfiberkomposittmateriale går gjennom utviklingen av hele karbonfiberindustrien. Enten det er dagens mainstream termoherdende karbonfiber eller den termoplastiske karbonfiberen med stort potensiale i fremtiden, vil produksjonskapasiteten og ytelsesstyrken bli forbedret på grunn av forbedringen av støpeprosessen. Med dypere forskning på karbonfiberkomposittmaterialer, vil mer intelligente støpeprosesser uunngåelig dukke opp, og utviklingen av karbonfiberindustrien vil til slutt innlede en bedre morgendag. Zhishang New Materials har alltid tro på dette.