Sa kasalukuyan, maraming mga proseso ng pagmamanupaktura para sa mga pinagsama-samang istruktura ng materyal, na maaaring mailapat sa paggawa at pagmamanupaktura ng iba't ibang mga istraktura.Gayunpaman, kung isasaalang-alang ang kahusayan sa produksyon ng industriya at mga gastos sa produksyon ng industriya ng abyasyon, lalo na ang sasakyang panghimpapawid ng sibil, ito ay kagyat na pagbutihin ang proseso ng paggamot upang mabawasan ang oras at gastos.Ang Rapid Prototyping ay isang bagong paraan ng pagmamanupaktura batay sa mga prinsipyo ng discrete at stacked forming, na isang murang mabilis na teknolohiya ng prototyping.Kasama sa mga karaniwang teknolohiya ang compression molding, liquid forming, at thermoplastic composite material forming.
1. Mold pressing rapid prototyping technology
Ang mabilis na teknolohiya ng prototyping ng paghuhulma ay isang proseso na naglalagay ng mga paunang inilatag na prepreg na blangko sa molde, at pagkatapos maisara ang amag, ang mga blangko ay siksik at pinatitibay sa pamamagitan ng pag-init at presyon.Ang bilis ng paghubog ay mabilis, ang laki ng produkto ay tumpak, at ang kalidad ng paghubog ay matatag at pare-pareho.Kasama ng teknolohiya ng automation, makakamit nito ang mass production, automation, at murang pagmamanupaktura ng carbon fiber composite structural components sa larangan ng civil aviation.
Mga hakbang sa paghubog:
① Kumuha ng high-strength na metal na amag na tumutugma sa mga sukat ng mga kinakailangang bahagi para sa produksyon, at pagkatapos ay i-install ang amag sa isang pinindot at painitin ito.
② Preform ang mga kinakailangang composite materials sa hugis ng molde.Ang preforming ay isang mahalagang hakbang na tumutulong na mapabuti ang pagganap ng mga natapos na bahagi.
③ Ipasok ang preformed parts sa heated mold.Pagkatapos ay i-compress ang amag sa napakataas na presyon, karaniwang mula 800psi hanggang 2000psi (depende sa kapal ng bahagi at uri ng materyal na ginamit).
④ Pagkatapos bitawan ang presyon, alisin ang bahagi mula sa amag at alisin ang anumang burr.
Mga kalamangan ng paghubog:
Para sa iba't ibang mga kadahilanan, ang paghubog ay isang popular na teknolohiya.Bahagi ng dahilan kung bakit ito sikat ay dahil gumagamit ito ng mga advanced na composite na materyales.Kung ikukumpara sa mga bahagi ng metal, ang mga materyales na ito ay kadalasang mas malakas, mas magaan, at mas lumalaban sa kaagnasan, na nagreresulta sa mga bagay na may mas mahusay na mekanikal na mga katangian.
Ang isa pang bentahe ng paghubog ay ang kakayahang gumawa ng napakakumplikadong mga bahagi.Bagama't hindi ganap na makamit ng teknolohiyang ito ang bilis ng produksyon ng plastic injection molding, nagbibigay ito ng mas maraming geometric na hugis kumpara sa mga tipikal na laminated composite na materyales.Kung ikukumpara sa plastic injection molding, nagbibigay-daan din ito para sa mas mahabang fibers, na ginagawang mas malakas ang materyal.Samakatuwid, ang paghubog ay makikita bilang ang gitnang lupa sa pagitan ng plastic injection molding at laminated composite material manufacturing.
1.1 Proseso ng Pagbuo ng SMC
Ang SMC ay ang abbreviation para sa sheet metal na bumubuo ng mga composite na materyales, iyon ay, sheet metal na bumubuo ng mga composite na materyales.Ang pangunahing hilaw na materyales ay binubuo ng espesyal na sinulid ng SMC, unsaturated resin, low shrinkage additives, fillers, at iba't ibang additives.Noong unang bahagi ng 1960s, ito ay unang lumitaw sa Europa.Sa paligid ng 1965, ang Estados Unidos at Japan ay sunud-sunod na binuo ang teknolohiyang ito.Noong huling bahagi ng dekada 1980, ipinakilala ng Tsina ang mga advanced na linya at proseso ng produksyon ng SMC mula sa ibang bansa.Ang SMC ay may mga pakinabang tulad ng superior electrical performance, corrosion resistance, light weight, at simple at flexible na disenyo ng engineering.Ang mga mekanikal na katangian nito ay maihahambing sa ilang mga metal na materyales, kaya malawak itong ginagamit sa mga industriya tulad ng transportasyon, konstruksiyon, electronics, at electrical engineering.
1.2 Proseso ng Pagbuo ng BMC
Noong 1961, ang unsaturated resin sheet molding compound (SMC) na binuo ng Bayer AG sa Germany ay inilunsad.Noong 1960s, nagsimulang isulong ang Bulk Molding Compound (BMC), na kilala rin bilang DMC (Dough Molding Compound) sa Europa, na hindi pinalapot sa mga unang yugto nito (1950s);Ayon sa kahulugan ng Amerikano, ang BMC ay isang makapal na BMC.Matapos tanggapin ang teknolohiyang European, ang Japan ay nakagawa ng mga makabuluhang tagumpay sa aplikasyon at pagpapaunlad ng BMC, at noong 1980s, ang teknolohiya ay naging napaka-mature.Sa ngayon, ang matrix na ginamit sa BMC ay unsaturated polyester resin.
Ang BMC ay kabilang sa thermosetting plastics.Batay sa mga katangian ng materyal, ang temperatura ng materyal na bariles ng injection molding machine ay hindi dapat masyadong mataas upang mapadali ang daloy ng materyal.Samakatuwid, sa proseso ng paghubog ng iniksyon ng BMC, ang pagkontrol sa temperatura ng materyal na bariles ay napakahalaga, at ang isang sistema ng kontrol ay dapat na nasa lugar upang matiyak ang pagiging angkop ng temperatura, upang makamit ang pinakamainam na temperatura mula sa seksyon ng pagpapakain hanggang sa nguso ng gripo.
1.3 Paghubog ng Polycyclopentadiene (PDCPD).
Ang polycyclopentadiene (PDCPD) molding ay halos isang purong matrix sa halip na reinforced plastic.Ang prinsipyo ng proseso ng paghubog ng PDCPD, na lumitaw noong 1984, ay kabilang sa parehong kategorya bilang polyurethane (PU) molding, at unang binuo ng Estados Unidos at Japan.
Ang Telene, isang subsidiary ng Japanese company na Zeon Corporation (na matatagpuan sa Bondues, France), ay nakamit ang mahusay na tagumpay sa pananaliksik at pagpapaunlad ng PDCPD at ang mga komersyal na operasyon nito.
Ang proseso ng paghubog ng RIM mismo ay mas madaling i-automate at may mas mababang gastos sa paggawa kumpara sa mga proseso tulad ng FRP spraying, RTM, o SMC.Ang halaga ng amag na ginagamit ng PDCPD RIM ay mas mababa kaysa sa SMC.Halimbawa, ang engine hood mold ng Kenworth W900L ay gumagamit ng nickel shell at cast aluminum core, na may mababang density na resin na may partikular na gravity na 1.03 lamang, na hindi lamang nakakabawas sa mga gastos ngunit nakakabawas din ng timbang.
1.4 Direktang Online na Pagbubuo ng Fiber Reinforced Thermoplastic Composite Materials (LFT-D)
Sa paligid ng 1990, ang LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct) ay ipinakilala sa merkado sa Europa at Amerika.Ang CPI Company sa United States ay ang unang kumpanya sa mundo na bumuo ng direct in line composite long fiber reinforced thermoplastic molding equipment at kaukulang teknolohiya (LFT-D, Direct In Line Mixing).Pumasok ito sa komersyal na operasyon noong 1991 at isang pandaigdigang pinuno sa larangang ito.Ang Diffenbarcher, isang kumpanyang Aleman, ay nagsasaliksik ng teknolohiyang LFT-D mula noong 1989. Sa kasalukuyan, higit sa lahat ay mayroong LFT D, Tailored LFT (na maaaring makamit ang lokal na reinforcement batay sa structural stress), at Advanced Surface LFT-D (nakikitang ibabaw, mataas na ibabaw. kalidad) na mga teknolohiya.Mula sa pananaw ng linya ng produksyon, ang antas ng press ng Diffenbarcher ay napakataas.Ang D-LFT extrusion system ng kumpanya ng German Coperation ay nasa nangungunang posisyon sa buong mundo.
1.5 Mouldless Casting Manufacturing Technology (PCM)
Ang PCM (Pattern less Casting Manufacturing) ay binuo ng Laser Rapid Prototyping Center ng Tsinghua University.Ang mabilis na teknolohiya ng prototyping ay dapat ilapat sa tradisyonal na mga proseso ng paghahagis ng buhangin ng resin.Una, kunin ang modelo ng paghahagis ng CAD mula sa modelong bahagi ng CAD.Ang STL file ng casting CAD model ay naka-layer upang makakuha ng cross-sectional na impormasyon ng profile, na pagkatapos ay ginagamit upang bumuo ng control information.Sa panahon ng proseso ng paghubog, ang unang nozzle ay tumpak na nag-spray ng pandikit sa bawat layer ng buhangin sa pamamagitan ng kontrol ng computer, habang ang pangalawang nozzle ay nag-spray ng catalyst sa parehong landas.Ang dalawa ay sumasailalim sa isang bonding reaction, pinatitibay ang layer ng buhangin sa pamamagitan ng layer at bumubuo ng isang tumpok.Ang buhangin sa lugar kung saan nagtutulungan ang adhesive at catalyst ay pinagsama-sama, habang ang buhangin sa ibang mga lugar ay nananatili sa isang butil-butil na estado.Pagkatapos ng paggamot sa isang layer, ang susunod na layer ay bonded, at pagkatapos ng lahat ng mga layer ay bonded, isang spatial entity ay nakuha.Ang orihinal na buhangin ay tuyong buhangin pa rin sa mga lugar kung saan ang pandikit ay hindi na-spray, na ginagawang mas madaling alisin.Sa pamamagitan ng paglilinis ng hindi nalinis na tuyong buhangin sa gitna, maaaring makuha ang isang casting mol na may partikular na kapal ng pader.Pagkatapos mag-apply o mag-impregnating ng pintura sa panloob na ibabaw ng amag ng buhangin, maaari itong magamit para sa pagbuhos ng metal.
Ang curing temperature point ng proseso ng PCM ay karaniwang nasa paligid ng 170 ℃.Ang aktwal na cold laying at cold stripping na ginagamit sa proseso ng PCM ay iba sa paghubog.Ang malamig na pagtula at malamig na pagtatalop ay nagsasangkot ng unti-unting paglalagay ng prepreg sa amag ayon sa mga kinakailangan sa istraktura ng produkto kapag ang amag ay nasa malamig na dulo, at pagkatapos ay isara ang amag gamit ang forming press pagkatapos makumpleto ang pagtula upang magbigay ng isang tiyak na presyon.Sa oras na ito, ang amag ay pinainit gamit ang isang makina ng temperatura ng amag, Ang karaniwang proseso ay ang pagtaas ng temperatura mula sa temperatura ng silid hanggang sa 170 ℃, at ang rate ng pag-init ay kailangang ayusin ayon sa iba't ibang mga produkto.Karamihan sa kanila ay gawa sa plastik na ito.Kapag ang temperatura ng amag ay umabot sa itinakdang temperatura, ang pagkakabukod at pagpapanatili ng presyon ay isinasagawa upang gamutin ang produkto sa mataas na temperatura.Pagkatapos makumpleto ang paggamot, kinakailangan ding gumamit ng makina ng temperatura ng amag upang palamig ang temperatura ng amag sa normal na temperatura, at ang rate ng pag-init ay nakatakda din sa 3-5 ℃/min, Pagkatapos ay magpatuloy sa pagbubukas ng amag at pagkuha ng bahagi.
2. Liquid forming technology
Ang Liquid forming technology (LCM) ay tumutukoy sa isang serye ng mga composite material forming na teknolohiya na unang naglalagay ng dry fiber preforms sa isang closed mold cavity, pagkatapos ay mag-iniksyon ng likidong resin sa mold cavity pagkatapos ng pagsara ng amag.Sa ilalim ng presyon, ang dagta ay dumadaloy at nagbabad sa mga hibla.Kung ikukumpara sa proseso ng pagbuo ng hot pressing can, ang LCM ay may maraming pakinabang, tulad ng pagiging angkop para sa pagmamanupaktura ng mga bahagi na may mataas na dimensional na katumpakan at kumplikadong hitsura;Mababang gastos sa pagmamanupaktura at simpleng operasyon.
Lalo na ang high-pressure na proseso ng RTM na binuo sa mga nakaraang taon, ang HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), na dinaglat bilang proseso ng paghubog ng HP-RTM.Ito ay tumutukoy sa proseso ng paghubog ng paggamit ng mataas na presyon ng presyon upang paghaluin at pag-iniksyon ng dagta sa isang vacuum sealed mold na inilatag na may fiber reinforced materials at pre embedded na mga bahagi, at pagkatapos ay pagkuha ng mga composite material na produkto sa pamamagitan ng resin flow filling, impregnation, curing, at demolding .Sa pamamagitan ng pagbabawas ng oras ng pag-iniksyon, inaasahang makokontrol ang oras ng pagmamanupaktura ng mga bahagi ng istruktura ng aviation sa loob ng sampu-sampung minuto, na makakamit ang mataas na nilalaman ng hibla at paggawa ng mga bahagi na may mataas na pagganap.
Ang proseso ng pagbuo ng HP-RTM ay isa sa mga pinagsama-samang proseso ng pagbuo ng materyal na malawakang ginagamit sa maraming industriya.Ang mga pakinabang nito ay nakasalalay sa posibilidad na makamit ang mura, maikling cycle, mass production, at de-kalidad na produksyon (na may magandang kalidad sa ibabaw) kumpara sa mga tradisyonal na proseso ng RTM.Ito ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya tulad ng pagmamanupaktura ng sasakyan, paggawa ng mga barko, pagmamanupaktura ng sasakyang panghimpapawid, makinarya sa agrikultura, transportasyon ng riles, pagbuo ng lakas ng hangin, mga gamit sa palakasan, atbp.
3. Thermoplastic composite material forming technology
Sa mga nagdaang taon, ang mga thermoplastic composite na materyales ay naging isang research hotspot sa larangan ng composite material manufacturing sa loob ng bansa at internasyonal, dahil sa kanilang mga bentahe ng mataas na impact resistance, mataas na tibay, mataas na damage tolerance, at mahusay na heat resistance.Ang welding na may mga thermoplastic composite na materyales ay maaaring makabuluhang bawasan ang bilang ng mga rivet at bolt na koneksyon sa mga istruktura ng sasakyang panghimpapawid, na lubos na nagpapabuti sa kahusayan ng produksyon at binabawasan ang mga gastos sa produksyon.Ayon sa Airframe Collins Aerospace, isang first-class na supplier ng mga istruktura ng sasakyang panghimpapawid, ang non hot pressed can formed weldable thermoplastic structures ay may potensyal na paikliin ang manufacturing cycle ng 80% kumpara sa metal at thermosetting composite components.
Ang paggamit ng pinaka-angkop na dami ng mga materyales, ang pagpili ng pinaka-matipid na proseso, ang paggamit ng mga produkto sa mga naaangkop na bahagi, ang pagkamit ng mga paunang natukoy na layunin sa disenyo, at ang pagkamit ng perpektong performance cost ratio ng mga produkto ay palaging direksyon. ng mga pagsisikap para sa mga composite material practitioner.Naniniwala ako na mas maraming proseso ng paghubog ang bubuo sa hinaharap upang matugunan ang mga pangangailangan sa disenyo ng produksyon.
Oras ng post: Nob-21-2023
