روش تولید (8) - قالب گیری فشرده
فیبر کربن به دلیل مزایای مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر دمای بالا، استحکام بالا، مدول بالا، رسانایی، مقاومت در برابر تشعشع، ضریب انبساط حرارتی کم، به طور گسترده در هوا فضا، زیرساخت ها، محافظ الکترومغناطیسی، خودروسازی، بهره برداری نفت و سایر زمینه ها استفاده می شود. وزن سبک و ... در طراحی انعطاف پذیری بالایی دارد و با روش های مختلف تولید از جمله سیم پیچی، اکستروژن، تزریق، چیدمان دستی و قالب گیری قابل تولید است. در زیر جزئیات بیشتری در مورد یکی از متداول ترین روش های تولید محصول فیبر کربن - قالب گیری فشرده به شما نشان می دهد.
مراحل روش تولید قالب گیری فشاری:
1. قرار دادن درج های جاسازی شده (در صورت وجود)
قطعات تعبیه شده عموماً از فلز ساخته شده اند و می توانند خواص مکانیکی محصولات مانند رسانایی، هدایت حرارتی یا سایر ویژگی های عملکردی را افزایش دهند.
بهتر است اینسرت را قبل از قرار دادن آن از قبل گرم کنید و برای جلوگیری از جابجایی یا جدا شدن، درج باید به طور دقیق و پایدار قرار گیرد. در غیر این صورت، هدف از استفاده از اینسرت ها محقق نمی شود و ممکن است منجر به ریزش محصول و حتی آسیب به قالب شود.
2. تخمگذار مواد
تخمگذار مواد بر اندازه و چگالی محصول تأثیر می گذارد و از این رو مواد باید قبل از قرار دادن در قالب به روش وزنی، روش حجمی و روش شمارش به شدت اندازه گیری شوند.
روش وزن دقیق اما ناشیانه است و اغلب برای مواد تکه تکه و فیبری استفاده می شود. روش حجمی به اندازه روش وزن دقیق نیست، اما کار با آن آسان است و به طور کلی برای اندازه گیری پودر استفاده می شود. روش شمارش فقط برای تخمگذار پیش پرگ استفاده می شود.
3. بسته شدن قالب
بسته شدن قالب شامل 2 مرحله است:
1) قبل از تماس قالب نر با مواد: فشار کم (1-5-3.0MPa) برای کوتاه کردن چرخه و جلوگیری از هرگونه تغییر ماده استفاده میشود.
2) پس از تماس قالب نر با مواد: سرعت بسته شدن قالب باید کاهش یابد و فشار بالا (15-30MPa) باید به آرامی استفاده شود تا از آسیب رساندن به قسمت داخلی و خروج هوا از قالب جلوگیری شود.
4. درمان
فرآیند انتقال ماده از حالت سیال به حالت سخت و نامحلول را انجماد رزین های ترموست می گویند. سرعت پخت بستگی به سرعت تبدیل اجزا با وزن مولکولی کم در رزین به محصولات با وزن مولکولی بالا دارد، یعنی سرعت پخت به ساختار مولکولی رزین مربوط می شود.
5. حفظ فشار
فرآیند پخت رزین در قالب همیشه تحت دمای بالا و فشار بالا است و زمان حفظ فشار اساساً زمان حفظ دما و فشار است که کاملاً با سرعت پخت مطابقت دارد. اگر زمان حفظ فشار خیلی کوتاه باشد، به معنای خنک شدن و کاهش فشار زودرس است که می تواند منجر به پخت ناقص رزین، کاهش خواص مکانیکی و الکتریکی و همچنین مقاومت حرارتی محصول شود. در عین حال، محصول پس از قالبگیری به جمع شدن و تاب برداشتن ادامه میدهد.
6. تخریب
محصولات دارای میله های شکل دهی یا قطعات تعبیه شده خاص باید قبل از قالب گیری ابتدا با ابزارهای تخصصی باز شوند.
8. تمیز کردن قالب
لازم است بعد از هر بار تولید قالب را تمیز کنید تا از باقی ماندن مواد در قالب جلوگیری شود. پس از تمیز کردن، می توان از عامل رهاسازی برای قالب گیری بعدی استفاده کرد.
مزایای اصلی استفاده از قالب گیری فشرده برای مواد کامپوزیت فیبر کربن:
1. راندمان تولید بالا، آسان برای دستیابی به تخصص و تولید خودکار
2. محصول دارای دقت ابعادی بالا و قابلیت تکرار خوب است
3. سطح صاف است و نیازی به پس فرآیند زیادی ندارد
4. قابلیت تشکیل محصولات با ساختار پیچیده در یک حرکت
5. قیمت برای تولید انبوه پایین است
معایب قالب گیری مواد کامپوزیتی فیبر کربن:
1. ساخت قالب پیچیده است و سرمایه گذاری بالا است
2. فقط برای محصولات کامپوزیتی با اندازه کوچک و متوسط به دلیل وزن زیاد قالب مناسب است
با بهبود مستمر و توسعه فناوری پردازش فلز، سطح تولید پرس و عملکرد فرآیند رزین مصنوعی، تناژ و اندازه جدول پرس همچنان افزایش مییابد و دمای قالبگیری و فشار مواد قالبگیری نیز نسبتاً کاهش مییابد که منجر به توسعه تدریجی محصولات قالب گیری در اندازه بزرگ.
در فرآیند قالب گیری باید به سه عامل دما، فشار و زمان توجه ویژه ای شود. دما تأثیر تعیین کننده ای بر ذوب، جریان و انجماد مواد دارد. فشار میتواند باعث شود که لایههای فیبر کربن از پیش آغشته شوند، محکمتر به هم بپیوندند. زمان می تواند زمان کافی را برای جامد شدن محصول در حفره قالب در نظر بگیرد.
