Die Umformtechnologie von Hochleistungs-Thermoplastverbundwerkstoffen wird hauptsächlich von duroplastischen Harzverbundwerkstoffen und der Metallumformtechnologie übernommen. Je nach Ausrüstung kann es in Formen, Doppelfolienformen, Autoklavenformen, Vakuumbeutelformen, Filamentwickelformen, Kalandrierformen usw. unterteilt werden. Bei diesen Methoden werden wir einige weitere verwendete Formmethoden auswählen, um Ihnen einen Überblick zu geben Einführung, damit Sie ein umfassenderes Verständnis von thermoplastischen Kohlefaserverbundwerkstoffen erhalten.
1. Doppelte Filmbildung
Das Doppelmembranformen, auch Harzmembraninfiltrationsformen genannt, ist eine von der Firma ICI entwickelte Methode zur Herstellung von Verbundteilen mit Prepreg. Dieses Verfahren eignet sich für die Formung und Bearbeitung komplexer Teile.
Bei der Doppelfilmbildung wird das geschnittene Prepreg zwischen zwei Schichten aus verformbarem, flexiblem Harzfilm und Metallfilm gelegt und der Rand des Films wird mit Metall oder anderen Materialien versiegelt. Beim Umformprozess wird nach dem Erhitzen auf die Umformtemperatur ein bestimmter Umformdruck ausgeübt und die Teile entsprechend der Form der Metallform verformt und schließlich abgekühlt und geformt.
Bei der Doppelfolienbildung werden die Teile und Folien üblicherweise verpackt und vakuumiert. Aufgrund der Verformbarkeit der Folie ist die Einschränkung des Harzflusses weitaus geringer als bei der starren Form. Andererseits kann die unter Vakuum verformte Folie einen gleichmäßigen Druck auf die Teile ausüben, was die Druckschwankung der Teile verbessern und die Umformqualität sicherstellen kann.
2. Pultrusionsformen
Pultrusion ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren von Verbundprofilen mit konstantem Querschnitt. Ursprünglich diente es zur Herstellung einfacher Produkte mit unidirektional faserverstärktem Vollquerschnitt und entwickelte sich nach und nach zu Produkten mit Voll-, Hohl- und verschiedenen komplexen Querschnitten. Darüber hinaus können die Eigenschaften von Profilen so gestaltet werden, dass sie den Anforderungen verschiedener Ingenieurbauwerke gerecht werden.
Beim Pultrusionsformen wird das Prepreg-Band (Garn) in einer Gruppe von Pultrusionsformen konsolidiert. Das Prepreg wird entweder pultrudiert und vorimprägniert oder separat imprägniert. Die allgemeinen Imprägnierungsmethoden sind Fasermischungsimprägnierung und Pulververflüssigungsbettimprägnierung.
3. Druckformen
Die Prepreg-Folie wird entsprechend der Formgröße zugeschnitten, im Heizofen auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Harzes erhitzt und dann zum schnellen Heißpressen in die große Matrize geschickt. Der Formzyklus ist normalerweise in einigen zehn Sekunden bis einigen Minuten abgeschlossen. Dieses Formverfahren zeichnet sich durch einen geringen Energieverbrauch, niedrige Produktionskosten und eine hohe Produktivität aus. Es ist das gebräuchlichste Formverfahren im Formprozess thermoplastischer Verbundwerkstoffe.
4. Wicklungsformung
Der Unterschied zwischen der Filamentwicklung aus thermoplastischen Verbundwerkstoffen und duroplastischen Verbundwerkstoffen besteht darin, dass das Prepreg-Garn (Band) bis zum Erweichungspunkt erhitzt und am Kontaktpunkt des Dorns erhitzt werden sollte.
Zu den gängigen Wärmemethoden gehören Konduktionserwärmung, dielektrische Erwärmung, elektromagnetische Erwärmung, elektromagnetische Strahlungserwärmung usw. Bei der Erwärmung elektromagnetischer Strahlung werden aufgrund der unterschiedlichen Wellenlänge bzw. Frequenz auch Infrarotstrahlung (IR), Mikrowellen (MW) und HF-Erwärmung unterteilt elektromagnetischer Welle. In den letzten Jahren wurden auch Lasererwärmungs- und Ultraschallerwärmungssysteme entwickelt.
In den letzten Jahren wurden neue Wickelverfahren entwickelt, darunter ein einstufiges Formverfahren, das heißt, die Faser wird durch kochendes Verflüssigungsbett aus thermoplastischem Harzpulver zu Prepreg-Garn (Band) verarbeitet und dann direkt auf den Dorn gewickelt; Darüber hinaus wird durch das Wärmeformverfahren das Kohlenstofffaser-Prepreg-Garn (Band) direkt elektrifiziert und das thermoplastische Harz durch Elektrifizierung und Erhitzen geschmolzen, so dass das Fasergarn (Band) zu Produkten gewickelt werden kann. Die dritte besteht darin, Roboter zum Wickeln einzusetzen, um die Genauigkeit und Automatisierung von Wickelprodukten zu verbessern, und hat daher große Aufmerksamkeit erhalten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Juli 2021