Materiais compostos de fibra de carbono precisam ser processados por processos de moldagem, do pré-impregnado às peças finais. Com o desenvolvimento da tecnologia de fibra de carbono, o processo de moldagem de materiais compostos de fibra de carbono também está melhorando constantemente. No entanto, os vários processos de moldagem de materiais compostos de fibra de carbono não existem em uma forma de atualização e eliminação. Frequentemente, vários processos coexistem para atingir os melhores efeitos sob diferentes condições e circunstâncias. A seguir estão listados os 12 processos de moldagem de compostos de fibra de carbono mais comumente usados neste estágio. Vamos ver quais você conhece.
Processo de moldagem por pulverização
Pertence a um tipo de moldagem de baixa pressão no processo de laminação manual. Após a fibra de corte curto e a resina serem misturadas por uma pistola de pulverização, o ar comprimido é pulverizado no molde. Após atingir a espessura predeterminada, é manualmente pressionado com um rolo de borracha e então curado. Um processo de moldagem semimecanizado criado para melhorar a moldagem de laminação manual tem um certo grau de melhoria na eficiência do trabalho, mas ainda não consegue atender à produção em massa. É usado para fabricar camadas de transição para carrocerias de automóveis, cascos, banheiras e tanques de armazenamento.
Moldagem de enrolamento
A fita contínua de fibra ou tecido impregnada com cola de resina é enrolada no molde do núcleo de acordo com um certo padrão e, em seguida, curada e desmoldada para se tornar um produto composto. A moldagem de enrolamento de fibra de carbono pode dar total liberdade à sua alta resistência específica, alto módulo específico e baixa densidade. A estrutura do produto é simples e pode ser usada para fabricar cilindros, esferas e alguns corpos de rotação de curvatura positiva ou produtos cilíndricos de fibra de carbono.
Moldagem líquida
O processo de sintetizar monômeros líquidos em polímeros de alto peso molecular e, em seguida, curar os polímeros em materiais compostos é alterado para ser concluído diretamente no molde ao mesmo tempo, o que não apenas reduz o consumo de energia no processo, mas também encurta o ciclo de moldagem (leva apenas cerca de 2 minutos para concluir um produto). No entanto, a aplicação deste processo deve ser baseada em transporte e medição precisos de dutos, bem como controle automático de temperatura e pressão. Ele pertence à intersecção de materiais poliméricos e ciência e tecnologia de alta tecnologia modernas, e sua aplicação atual não é muito ampla.
A moldagem líquida inclui principalmente: processo de moldagem RTM, moldagem RFI e moldagem VARI.
A principal vantagem do processo de moldagem por infiltração de filme de resina (RFI) é que o molde é mais simples do que o molde do processo RTM, a resina flui ao longo da direção da espessura, é mais fácil infiltrar a fibra, não há pré-impregnação e o custo é menor. No entanto, a precisão dimensional e a qualidade da superfície do produto resultante não são tão boas quanto o processo RTM, o conteúdo de vazios é maior e a eficiência é ligeiramente menor. É adequado para a produção de grandes peças planas ou curvas simples.
As vantagens do processo de moldagem assistida a vácuo (VARI) são alta utilização de matéria-prima, menos acabamento e processamento de peças, nenhuma necessidade de pré-impregnado, baixo custo e adequado para a produção de grandes peças estruturais de painéis de parede em temperatura ambiente ou baixa temperatura. Mas as desvantagens são semelhantes ao processo de moldagem RFI.
Moldagem por transferência de resina (RTM)
A tecnologia de moldagem por transferência de resina (RTM: Resin Transfer Molding) é um método de fabricação de material composto de baixo custo, que era originalmente usado principalmente para peças estruturais de suporte de carga secundária de aeronaves, como portas e tampas de inspeção. Em 1996, a US Defense Advanced Research Projects Agency conduziu uma pesquisa sobre tecnologia de fabricação de RTM de baixo custo para componentes de suporte de carga principal de alta resistência. A tecnologia RTM tem as vantagens de alta eficiência, baixo custo, boa qualidade de peça, alta precisão dimensional e pouco impacto ambiental. Pode ser usada para a moldagem de peças compostas grandes, complexas e de alta resistência. Tornou-se uma das direções de pesquisa mais ativas no campo do processamento de materiais aeroespaciais nos últimos anos.
Moldagem por compressão
Coloque o pré-impregnado de fibra de carbono entre os moldes superior e inferior, feche o molde e coloque o molde na mesa de moldagem hidráulica. Após um certo período de alta temperatura e alta pressão para solidificar a resina, remova o produto de fibra de carbono. Esta tecnologia de moldagem tem as vantagens de alta eficiência, boa qualidade do produto, alta precisão dimensional e pouco impacto ambiental. É adequada para moldagem em lote de peças compostas de alta resistência. No entanto, a fabricação inicial do molde é complexa, o investimento é alto e o tamanho da peça é limitado pelo tamanho da prensa.
Moldagem por injeção
Esta é uma nova tecnologia. O equipamento Bole CIML integra o processo tradicional de "método multietapas" em um "método de uma etapa", o que encurta muito o fluxo do processo e retém melhor o comprimento da fibra, atingindo o propósito de economia de energia e produção eficiente. Ao superar uma série de questões técnicas importantes, como otimização de fórmula, sistema de mistura, sistema de controle inteligente e otimização de parâmetros de processo de moldagem em materiais-equipamentos-fabricação, ele atende totalmente aos requisitos de redução de peso automotivo para resistência do produto, custo, eficiência, etc., e pode ser chamado de ferramenta de equipamento sob medida para redução de peso automotivo.
Moldagem por laminação manual - método de moldagem por camada úmida
Aplique o agente de liberação e o gel coat na superfície de trabalho do molde, coloque o prepreg de fibra de carbono cortado na superfície de trabalho do molde, escove ou borrife a cola do sistema de resina e, após atingir a espessura necessária, molde, cure e desmolde. Hoje, com a tecnologia de preparação altamente desenvolvida, o processo de laminação manual ainda é amplamente utilizado em muitos campos, como contêineres petroquímicos, tanques de armazenamento e carcaças de automóveis devido às suas vantagens de processo simples, baixo investimento e ampla aplicação. Suas desvantagens são textura solta, baixa densidade, baixa resistência do produto e depende principalmente de trabalho manual, qualidade instável e baixa eficiência de produção.
Autoclave a vácuo
Coloque os blanks de material composto feitos pelo empilhamento de pré-impregnados de camada única em uma direção predeterminada na autoclave e conclua o processo de cura em uma determinada temperatura e pressão. A autoclave é um recipiente de pressão especial que pode suportar e regular uma determinada faixa de temperatura e pressão. Os blanks são colocados na superfície do molde com um agente de liberação e, em seguida, cobertos com pano antiaderente poroso (filme), feltro adesivo e feltro respirável, por sua vez, e selados em um saco a vácuo e, em seguida, colocados na autoclave. Antes do aquecimento e da cura, o saco é primeiro evacuado para remover o ar e os voláteis e, em seguida, aquecido, pressurizado e curado de acordo com o sistema de cura de diferentes resinas. A formulação e a implementação do sistema de cura são a chave para garantir a qualidade das peças moldadas em autoclave.
A Suzhou Norn Composite Materials usou o processo de moldagem em autoclave ao personalizar caixas de transporte militar para uma empresa militar. Os produtos de caixa de transporte militar produzidos têm uma aparência suave e estrutura estável e, finalmente, passaram na revisão de aceitação militar. O processo de moldagem em autoclave a vácuo tem muitas vantagens. Ele não só pode solidificar laminados de diferentes espessuras e fabricar peças com superfícies curvas complexas, mas também tem propriedades mecânicas muito confiáveis. No entanto, a moldagem em autoclave a vácuo correspondente também tem algumas desvantagens, como o tamanho das peças é limitado pelo tamanho da autoclave e o consumo de energia é alto, resultando em custos operacionais relativamente altos.
Introdução ao vácuo
Abreviado como VIP, coloque materiais compostos de fibra de carbono "secos" no molde, depois coloque sacos de vácuo e extraia o vácuo no sistema para formar uma pressão negativa na cavidade do molde. A pressão gerada pelo vácuo é usada para pressionar a resina insaturada na camada de fibra através do pipeline pré-assentado, para que a resina possa se infiltrar no material de reforço e finalmente preencher todo o molde. Após a cura do produto, o material do saco de vácuo é removido para obter o produto desejado do molde.
Em um ambiente de vácuo, a resina impregna a fibra de carbono, e muito poucas bolhas são geradas no produto. O produto tem maior resistência e peso mais leve, e a qualidade do produto é relativamente estável. Além disso, a perda de resina é reduzida. Apenas um lado do molde pode ser usado para obter um produto com superfícies lisas e planas em ambos os lados, e a espessura do produto pode ser melhor controlada. É geralmente usado em lemes e escudos de radar na indústria de barcos, lâminas e tampas de motor em energia eólica e vários telhados, para-brisas e compartimentos na indústria automotiva.
Aquecimento por indução 3iTech
Um novo processo de aquecimento por indução que integra sensores no molde pode processar fibra de carbono a temperaturas de 20 graus -400 graus e aquecer a superfície do molde usando sensores integrados dentro do molde por condução de calor. Esta é uma tecnologia suplementar lançada pela empresa emergente RocTool no sistema Cage. A indução eletromagnética pode aquecer rapidamente o molde e pode controlar bem a temperatura local. Sua vantagem é que reduz significativamente o tempo de ciclo e os custos dos componentes. No entanto, esta tecnologia não é adequada para componentes grandes no momento, e a saída relacionada deve ser grande o suficiente.
Moldagem de laminação
Coloque os pré-impregnados empilhados camada por camada entre os moldes planos superior e inferior para pressurização e aquecimento para cura. Este processo pode herdar diretamente os métodos de produção e equipamentos de compensado de madeira, e melhorá-lo e aperfeiçoá-lo de acordo com as propriedades reológicas da resina. O processo de moldagem por laminação é usado principalmente para produzir materiais compostos de várias especificações e diferentes usos. Ele tem as características de alta mecanização e automação, qualidade de produto estável, etc., mas o investimento único em equipamento é grande.
Moldagem por pultrusão
Sob a ação da tração, fios contínuos de fibra de carbono, correias ou tecidos impregnados com cola de resina são formados e curados por meio de uma matriz de extrusão para produzir continuamente perfis de comprimento ilimitado. A moldagem por pultrusão é um processo especial no processo de moldagem de compósitos. Sua vantagem é que o processo de produção pode ser totalmente automatizado e a eficiência da produção é alta.
A fração de massa de fibra em produtos pultrudados pode ser tão alta quanto 80%. A impregnação é realizada sob tensão, o que pode dar pleno desempenho ao papel de materiais de reforço. O produto tem alta resistência. A resistência longitudinal e transversal do produto acabado pode ser ajustada arbitrariamente, o que pode atender aos diferentes requisitos de propriedades mecânicas do produto. Este processo é adequado para produzir perfis de vários formatos de seção transversal, como tubos de seção transversal em forma de I, angulares, ranhurados, de formato especial e perfis de seção transversal combinados compostos dos formatos de seção transversal acima.
Desde sua criação, a Suzhou Noen Composite Materials tem se concentrado no campo da fibra de carbono. Ela não é apenas equipada com equipamentos completos de produção de núcleo de fibra de carbono, como máquinas de moldagem por prensagem a quente de fibra de carbono, fornos de cura em autoclave, etc., mas também estabeleceu um laboratório dedicado para analisar e desenvolver materiais funcionais inovadores. Na indústria de fibra de carbono, ela sempre aderiu ao princípio do cliente em primeiro lugar e forneceu aos clientes produtos de fibra de carbono de mais alta qualidade.