Hozirgi vaqtda turli tuzilmalarni ishlab chiqarish va ishlab chiqarishda qo'llanilishi mumkin bo'lgan kompozit materiallar konstruktsiyalari uchun ko'plab ishlab chiqarish jarayonlari mavjud.Biroq, aviatsiya sanoatining, ayniqsa fuqarolik samolyotlarining sanoat ishlab chiqarish samaradorligi va ishlab chiqarish xarajatlarini hisobga olgan holda, vaqt va xarajatlarni kamaytirish uchun davolash jarayonini takomillashtirish dolzarbdir.Rapid Prototyping - bu diskret va stacked shakllantirish tamoyillariga asoslangan yangi ishlab chiqarish usuli bo'lib, u arzon narxlardagi tezkor prototiplash texnologiyasidir.Umumiy texnologiyalar orasida siqishni shakllantirish, suyuqlik shakllantirish va termoplastik kompozit materiallarni shakllantirish kiradi.
1. Qolib presslash tez prototiplash texnologiyasi
Qoliplashning tezkor prototiplash texnologiyasi qolipga oldindan qo'yilgan prepreg blankalarini joylashtiradigan jarayon bo'lib, qolip yopilgandan so'ng, bo'shliqlar qizdirish va bosim orqali siqiladi va mustahkamlanadi.Kalıplama tezligi tez, mahsulot hajmi aniq va qoliplash sifati barqaror va bir xil.Avtomatlashtirish texnologiyasi bilan birgalikda u fuqaro aviatsiyasi sohasida uglerod tolali kompozit tarkibiy qismlarni ommaviy ishlab chiqarish, avtomatlashtirish va arzon narxlarda ishlab chiqarishga erishish mumkin.
Kalıplama bosqichlari:
① Ishlab chiqarish uchun kerakli qismlarning o'lchamlariga mos keladigan yuqori quvvatli metall qolipni oling va keyin qolipni pressga o'rnating va uni qizdiring.
② Kerakli kompozitsion materiallarni qolip shakliga oldindan tayyorlang.Oldindan shakllantirish - bu tayyor qismlarning ishlashini yaxshilashga yordam beradigan muhim qadamdir.
③ Oldindan tayyorlangan qismlarni qizdirilgan qolipga soling.Keyin qolipni juda yuqori bosimda, odatda 800psi dan 2000psi gacha (qismning qalinligi va ishlatiladigan material turiga qarab) siqib chiqaring.
④ Bosimni bo'shatgandan so'ng, qismni qolipdan olib tashlang va barcha burmalarni olib tashlang.
Kalıplamaning afzalliklari:
Turli sabablarga ko'ra, kalıplama mashhur texnologiya hisoblanadi.Uning mashhur bo'lishining bir qismi, chunki u ilg'or kompozit materiallardan foydalanadi.Metall qismlar bilan solishtirganda, bu materiallar ko'pincha kuchliroq, engilroq va korroziyaga chidamli bo'lib, yaxshi mexanik xususiyatlarga ega bo'lgan narsalarga olib keladi.
Kalıplamaning yana bir afzalligi juda murakkab qismlarni ishlab chiqarish qobiliyatidir.Ushbu texnologiya plastik qarshi kalıplama ishlab chiqarish tezligiga to'liq erisha olmasa-da, odatdagi laminatsiyalangan kompozit materiallarga nisbatan ko'proq geometrik shakllarni beradi.Plastik qarshi kalıplama bilan solishtirganda, u uzoqroq tolalarni olish imkonini beradi, bu esa materialni kuchliroq qiladi.Shuning uchun, kalıplama plastik qarshi kalıplama va laminatsiyalangan kompozit materiallar ishlab chiqarish o'rtasidagi o'rta zamin sifatida qaralishi mumkin.
1.1 SMC shakllantirish jarayoni
SMC - bu lavha hosil qiluvchi kompozit materiallarning qisqartmasi, ya'ni lavha metall hosil qiluvchi kompozit materiallar.Asosiy xom ashyo SMC maxsus iplari, to'yinmagan qatronlar, past siqilish qo'shimchalari, plomba moddalari va turli qo'shimchalardan iborat.1960-yillarning boshlarida u birinchi marta Evropada paydo bo'ldi.Taxminan 1965 yilda Qo'shma Shtatlar va Yaponiya ushbu texnologiyani ketma-ket ishlab chiqdilar.1980-yillarning oxirida Xitoy chet eldan ilg'or SMC ishlab chiqarish liniyalari va jarayonlarini joriy etdi.SMC yuqori elektr ishlashi, korroziyaga chidamliligi, engil vazni va oddiy va moslashuvchan muhandislik dizayni kabi afzalliklarga ega.Uning mexanik xususiyatlari ma'lum metall materiallar bilan taqqoslanishi mumkin, shuning uchun u transport, qurilish, elektronika va elektrotexnika kabi sohalarda keng qo'llaniladi.
1.2 BMC shakllantirish jarayoni
1961 yilda Germaniyada Bayer AG tomonidan ishlab chiqilgan to'yinmagan qatronli qatlamli qoliplash aralashmasi (SMC) ishga tushirildi.1960-yillarda Yevropada DMC (Dough Molding Compound) nomi bilan ham tanilgan, dastlabki bosqichlarida (1950-yillar) qalinlashtirilmagan Bulk Molding Compound (BMC) targʻibot qilina boshladi;Amerika ta'rifiga ko'ra, BMC qalinlashgan BMC hisoblanadi.Evropa texnologiyasini qabul qilgandan so'ng, Yaponiya BMCni qo'llash va rivojlantirishda sezilarli yutuqlarga erishdi va 1980-yillarga kelib texnologiya juda etuk bo'ldi.Hozirgacha BMCda ishlatiladigan matritsa to'yinmagan polyester qatroni bo'lgan.
BMC termoset plastiklarga tegishli.Materiallar xususiyatlariga ko'ra, inyeksion kalıplama mashinasining material barrelining harorati material oqimini engillashtirish uchun juda yuqori bo'lmasligi kerak.Shuning uchun, BMC ning qarshi kalıplama jarayonida material barrelining haroratini nazorat qilish juda muhim va oziqlantirish qismidan optimal haroratga erishish uchun haroratning mosligini ta'minlash uchun nazorat qilish tizimi mavjud bo'lishi kerak. nozul.
1.3 Politsiklopentadien (PDCPD) shakllantirish
Politsiklopentadien (PDCPD) qoliplash asosan mustahkamlangan plastmassadan ko'ra sof matritsadir.1984 yilda paydo bo'lgan PDCPD kalıplama jarayoni printsipi poliuretan (PU) kalıplama bilan bir xil toifaga kiradi va birinchi marta Qo'shma Shtatlar va Yaponiya tomonidan ishlab chiqilgan.
Yaponiyaning Zeon Corporation (Fransiya, Bondues shahrida joylashgan) kompaniyasining sho''ba korxonasi Telene PDCPD va uning tijorat operatsiyalarini tadqiq qilish va ishlab chiqishda katta muvaffaqiyatlarga erishdi.
RIM kalıplama jarayonining o'zi avtomatlashtirish osonroq va FRP püskürtme, RTM yoki SMC kabi jarayonlarga nisbatan kamroq mehnat xarajatlariga ega.PDCPD RIM tomonidan qo'llaniladigan qolib narxi SMCnikidan ancha past.Misol uchun, Kenworth W900L dvigatel qopqog'i qolipi nikel qobig'i va quyma alyuminiy yadrodan foydalanadi, o'ziga xos og'irligi atigi 1,03 bo'lgan past zichlikdagi qatronlar, bu nafaqat xarajatlarni kamaytiradi, balki og'irlikni ham kamaytiradi.
1.4 Tolalar bilan mustahkamlangan termoplastik kompozit materiallarni (LFT-D) to'g'ridan-to'g'ri onlayn shakllantirish
Taxminan 1990 yilda LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct) Yevropa va Amerika bozoriga kiritildi.Qo'shma Shtatlardagi CPI kompaniyasi dunyodagi birinchi kompaniya bo'lib, to'g'ridan-to'g'ri kompozit uzun tolali mustahkamlangan termoplastik kalıplama uskunalari va tegishli texnologiyani (LFT-D, Direct In Line Mixing) ishlab chiqadi.U 1991 yilda tijorat faoliyatiga kirgan va bu sohada jahon yetakchisi hisoblanadi.Diffenbarcher, nemis kompaniyasi 1989 yildan beri LFT-D texnologiyasini tadqiq qiladi. Hozirda asosan LFT D, Tailored LFT (strukturaviy kuchlanish asosida mahalliy mustahkamlashga erisha oladi) va Advanced Surface LFT-D (ko‘rinadigan sirt, yuqori sirt) mavjud. sifat) texnologiyalari.Ishlab chiqarish liniyasi nuqtai nazaridan, Diffenbarcher matbuotining darajasi juda yuqori.German Cooperation kompaniyasining D-LFT ekstruziya tizimi xalqaro miqyosda yetakchi mavqega ega.
1.5 Qolipsiz quyma ishlab chiqarish texnologiyasi (PCM)
PCM (Pattern less Casting Manufacturing) Tsinghua universitetining lazerli tezkor prototiplash markazi tomonidan ishlab chiqilgan.Tez prototiplash texnologiyasi an'anaviy qatron qum quyish jarayonlarida qo'llanilishi kerak.Birinchidan, SAPR modeli qismidan quyma SAPR modelini oling.Kasting SAPR modelining STL fayli kesma profil ma'lumotlarini olish uchun qatlamlangan bo'lib, undan keyin boshqaruv ma'lumotlarini yaratish uchun foydalaniladi.Kalıplama jarayonida birinchi nozul kompyuter boshqaruvi orqali har bir qum qatlamiga yopishtiruvchini aniq püskürtüyor, ikkinchi nozul esa katalizatorni xuddi shu yo'l bo'ylab püskürtüyor.Ikkalasi birlashtiruvchi reaksiyaga kirishadi, qum qatlamini qatlam bilan mustahkamlaydi va qoziq hosil qiladi.Yopishtiruvchi va katalizator birgalikda ishlaydigan hududdagi qum birgalikda qotib qoladi, boshqa joylarda qum esa donador holatda qoladi.Bir qatlamni qattiqlashtirgandan so'ng, keyingi qatlam yopishtiriladi va barcha qatlamlar yopishtirilgandan so'ng, fazoviy birlik olinadi.Asl qum hali ham yopishtiruvchi püskürtülmeyen joylarda quruq qum bo'lib, uni olib tashlashni osonlashtiradi.O'rtada quritilmagan quruq qumni tozalash orqali ma'lum bir devor qalinligi bo'lgan quyma qolipni olish mumkin.Qum qolipining ichki yuzasiga bo'yoqni qo'llash yoki emdirishdan so'ng, uni metall quyish uchun ishlatish mumkin.
PCM jarayonining qattiqlashuv harorati odatda 170 ℃ atrofida.PCM jarayonida ishlatiladigan haqiqiy sovuq yotqizish va sovuq tozalash kalıplamadan farq qiladi.Sovuq yotqizish va sovuq tozalash, qolip sovuq uchida bo'lganda, mahsulot tuzilishi talablariga muvofiq, asta-sekin qolipga prepregni yotqizishni va ma'lum bir bosimni ta'minlash uchun yotqizish tugagandan so'ng qolipni shakllantirish pressi bilan yopishni o'z ichiga oladi.Bu vaqtda, qolib, qolib harorati mashinasi yordamida isitiladi, odatiy jarayon haroratni xona haroratidan 170 ℃ ga ko'tarishdir va isitish tezligi turli mahsulotlarga muvofiq sozlanishi kerak.Ularning aksariyati ushbu plastmassadan qilingan.Qolib harorati belgilangan haroratga yetganda, mahsulotni yuqori haroratda davolash uchun izolyatsiya va bosimni saqlash amalga oshiriladi.Qattiqlashuv tugagandan so'ng, qolib haroratini normal haroratga sovutish uchun qolib harorati mashinasidan foydalanish kerak va isitish tezligi ham 3-5 ℃ / min ga o'rnatiladi, so'ngra qolipni ochish va qismni olish bilan davom eting.
2. Suyuqlik hosil qilish texnologiyasi
Suyuqlikni shakllantirish texnologiyasi (LCM) birinchi navbatda quruq tolali preformlarni yopiq qolip bo'shlig'iga joylashtiradigan, so'ngra qolib yopilgandan so'ng qolip bo'shlig'iga suyuq qatronlarni AOK qiladigan bir qator kompozit materiallarni shakllantirish texnologiyalarini nazarda tutadi.Bosim ostida qatronlar oqadi va tolalarni namlaydi.Issiq presslash konservasini shakllantirish jarayoni bilan solishtirganda, LCM juda ko'p afzalliklarga ega, masalan, yuqori o'lchamli aniqlik va murakkab ko'rinishga ega qismlarni ishlab chiqarish uchun mos;Kam ishlab chiqarish xarajati va oddiy operatsiya.
Ayniqsa, so'nggi yillarda ishlab chiqilgan yuqori bosimli RTM jarayoni, HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), HP-RTM kalıplama jarayoni sifatida qisqartirilgan.Bu tolali mustahkamlangan materiallar va oldindan o'rnatilgan komponentlar bilan oldindan yotqizilgan vakuumli muhrlangan qolipga qatronni aralashtirish va AOK qilish uchun yuqori bosimli bosimdan foydalanish, so'ngra qatron oqimini to'ldirish, emdirish, davolash va qolipdan tushirish orqali kompozit materiallar mahsulotlarini olish uchun qoliplash jarayonini nazarda tutadi. .Inyeksiya vaqtini qisqartirish orqali aviatsiya tarkibiy qismlarini ishlab chiqarish vaqtini o'nlab daqiqalar ichida nazorat qilish, yuqori tolali tarkibga va yuqori samarali qismlarni ishlab chiqarishga erishish kutilmoqda.
HP-RTM shakllantirish jarayoni ko'plab sohalarda keng qo'llaniladigan kompozitsion materiallarni shakllantirish jarayonlaridan biridir.Uning afzalliklari an'anaviy RTM jarayonlariga nisbatan arzon, qisqa tsikl, ommaviy ishlab chiqarish va yuqori sifatli ishlab chiqarishga (yaxshi sirt sifati bilan) erishish imkoniyatidadir.U avtomobilsozlik, kemasozlik, samolyotsozlik, qishloq xo'jaligi texnikasi, temir yo'l transporti, shamol energiyasi ishlab chiqarish, sport buyumlari va boshqalar kabi turli sohalarda keng qo'llaniladi.
3. Termoplastik kompozit materiallarni shakllantirish texnologiyasi
So'nggi yillarda termoplastik kompozit materiallar yuqori zarba qarshiligi, yuqori chidamlilik, yuqori shikastlanishga chidamlilik va yaxshi issiqlikka chidamlilik afzalliklari tufayli ham mahalliy, ham xalqaro miqyosda kompozit materiallar ishlab chiqarish sohasida tadqiqot nuqtasiga aylandi.Termoplastik kompozit materiallar bilan payvandlash samolyot konstruktsiyalarida perchin va murvat ulanishlarining sonini sezilarli darajada kamaytirishi, ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirishi va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirishi mumkin.Samolyot konstruksiyalarining birinchi darajali yetkazib beruvchisi Airframe Collins Aerospace kompaniyasining ma'lumotlariga ko'ra, issiq bosmasdan shakllantirilishi mumkin bo'lgan payvandlash mumkin bo'lmagan termoplastik konstruktsiyalar metall va termosetlashtiruvchi kompozit qismlarga nisbatan ishlab chiqarish tsiklini 80% ga qisqartirish imkoniyatiga ega.
Eng maqbul miqdordagi materiallardan foydalanish, eng tejamkor jarayonni tanlash, mahsulotlarni tegishli qismlarda ishlatish, oldindan belgilangan dizayn maqsadlariga erishish va mahsulotlarning ideal ishlash xarajatlari nisbatiga erishish har doim yo'nalish bo'lib kelgan. kompozit materiallar amaliyotchilari uchun sa'y-harakatlari.Kelajakda ishlab chiqarish dizayni ehtiyojlarini qondirish uchun ko'proq qoliplash jarayonlari ishlab chiqilishiga ishonaman.
Yuborilgan vaqt: 21-noyabr-2023
