I materiali cumposti sò tutti cumminati cù fibri di rinforzu è un materiale plasticu.U rolu di a resina in i materiali compositi hè cruciale.L'scelta di a resina determina una seria di parametri di prucessu caratteristiche, alcune proprietà meccaniche è funziunalità (proprietà termale, inflammabilità, resistenza ambientale, etc.), proprietà di resina sò ancu un fattore chjave per capiscenu e proprietà meccaniche di materiali compositi.Quandu a resina hè selezziunata, a finestra chì determina a gamma di prucessi è proprietà di u compostu hè automaticamente determinata.A resina termoindurente hè un tipu di resina cumunimenti utilizatu per i composti di matrice di resina per via di a so bona manufacturability.I resina termoplastica sò quasi solu liquidu o semi-solidu à a temperatura di l'ambienti, è cuncepimentu sò più simili à i monomeri chì custituiscenu a resina termoplastica cà a resina termoplastica in u statu finali.Prima di i resini termoindurenti sò guariti, ponu esse trasfurmati in diverse forme, ma una volta guariti cù agenti curativi, iniziatori o calore, ùn ponu micca esse formati di novu perchè i ligami chimichi sò furmati durante a curazione, facendu Picculi molécule sò trasfurmati in tridimensionali reticulati. polimeri rigidi cù pesi molecolari più altu.
Ci sò parechji tipi di resine termoindurenti, cumunimenti usate sò resine fenoliche,resine epossidiche, resine bis-cavallo, resine vinilicheresine fenoliche, ecc.
(1) A resina fenolica hè una prima resina termoindurente cù una bona aderenza, una bona resistenza à u calore è e proprietà dielettriche dopu a curazione, è e so caratteristiche eccellenti sò eccellenti proprietà ritardanti di fiamma, bassa velocità di liberazione di calore, bassa densità di fumu è combustione.U gasu liberatu hè menu tossicu.A processabilità hè bona, è i cumpunenti di materiale compositu ponu esse fabbricati da i prucessi di muffa, avvolgimentu, lay-up, spraying è pultrusion.Un gran numaru di materiali compositi basati in resina fenolica sò usati in i materiali di decorazione di l'internu di l'aeronautica civile.
(2)Resina epossidicahè una matrice di resina iniziale usata in strutture di l'aeronautica.Hè carattarizatu da una larga varietà di materiali.Diversi agenti di curazione è acceleratori ponu ottene un intervallu di temperatura di curazione da a temperatura di l'ambienti à 180 ℃;hà pruprietà meccanica più altu;Un bonu tipu di currispundenza di fibra;resistenza à u calore è l'umidità;resistenza eccellente;manufacturability eccellente (bona copertura, viscosità moderata di resina, bona fluidità, larghezza di banda pressurizzata, etc.);adattatu per u modellu generale di co-curing di grandi cumpunenti;prezzu.U bonu prucessu di moldura è a durezza eccezziunale di a resina epossidica li facenu occupà una pusizione impurtante in a matrice di resina di materiali compositi avanzati.
(3)Resina vinilicahè ricunnisciutu cum'è una di e resine eccellenti resistenti à a corrosione.Puderà sustene a maiò parte di l'acidi, l'alkali, i suluzioni di sali è i media solventi forti.Hè largamente utilizatu in a fabbricazione di carta, l'industria chimica, l'elettronica, u petroliu, u almacenamentu è u trasportu, a prutezzione di l'ambiente, i navi, l'industria di l'illuminazione automobilistica.Hà e caratteristiche di poliester insaturatu è resina epossidica, cusì chì hà sia l'eccellenti proprietà meccaniche di a resina epossidica è a bona prestazione di prucessu di u poliester insaturatu.In più di a resistenza di corrosione eccezziunale, stu tipu di resina hà ancu una bona resistenza à u calore.Include u tipu standard, u tipu d'alta temperatura, u tipu di ritardante di fiamma, u tipu di resistenza à l'impattu è altre varietà.L'applicazione di resina vinilica in plastica rinforzata in fibra (FRP) hè principalmente basata nantu à a manu, soprattuttu in applicazioni anti-corrosione.Cù u sviluppu di SMC, a so applicazione in questu sensu hè ancu assai notevuli.
(4) A resina bismaleimide mudificata (riferita cum'è resina bismaleimide) hè sviluppata per risponde à i bisogni di novi jet di caccia per a matrice di resina composta.Sti esigenze include: cumpunenti grande è prufili cumplessu à 130 ℃ Fabricazione di cumpunenti, etc. Paragunatu cù resina epossidica, resina Shuangma hè principalmente carattarizatu da umidità superiore è resistenza à u calore è alta temperatura funziunamentu;U svantaghju hè chì a manufacturability ùn hè micca bonu cum'è a resina epossidica, è a temperatura di curing hè alta (curing above 185 ℃), è esige una temperatura di 200 ℃.O per un bellu pezzu à una temperatura sopra à 200 ℃.
(5) A resina estere di cianuro (qing diacoustic) hà una bassa constante dielettrica (2,8 ~ 3,2) è una tangente di perdita dielettrica estremamente chjuca (0,002 ~ 0,008), alta temperatura di transizione vetru (240 ~ 290 ℃), bassa retrazione, bassa assorbimentu di umidità, eccellente. proprietà meccanica è bonding pruprietà, etc., è hà tecnulugia di trasfurmazioni simili à resina epossidica.
Attualmente, e resine cianate sò principarmenti aduprate in trè aspetti: circuiti stampati per i materiali strutturali di trasmissione d'onda d'alta velocità è di alta freccia, è materiali compositi strutturale d'alta prestazione per l'aerospaziale.
Per fà solu, a resina epossidica, u rendiment di a resina epossidica ùn hè micca solu ligata à e cundizioni di sintesi, ma dipende ancu principalmente da a struttura molekulari.U gruppu glycidyl in resina epossidica hè un segmentu flexible, chì pò riduce a viscosità di a resina è migliurà u rendiment di u prucessu, ma à u stessu tempu riduce a resistenza di u calore di a resina curata.L'avvicinamenti principali per migliurà e proprietà termiche è meccaniche di e resine epossidiche curate sò u pesu moleculare bassu è a multifunctionalizazione per aumentà a densità di crosslink è intruduce strutture rigide.Di sicuru, l'intruduzioni di una struttura rigida porta à una diminuzione di a solubilità è un aumentu di a viscosità, chì porta à una diminuzione di u rendiment di u prucessu di resina epossidica.Cumu migliurà a resistenza di a temperatura di u sistema di resina epossidica hè un aspettu assai impurtante.Da u puntu di vista di a resina è l'agente di curazione, i gruppi più funziunali, più grande a densità di reticulazione.Più altu hè u Tg.Funzionamentu specificu: Aduprate resina epossidica multifunzionale o agenti di cura, utilizate resina epossidica di alta purezza.U metudu cumunimenti usatu hè di aghjunghje una certa proporzione di resina epossidica o-methyl acetaldehyde in u sistema di curing, chì hà bon effettu è low cost.U più grande u pesu moleculare mediu, u più ristretta a distribuzione di u pesu moleculare, è più altu u Tg.Funzionamentu specificu: Aduprate una resina epossidica multifunzionale o un agentu di curazione o altri metudi cù una distribuzione di pesu moleculare relativamente uniforme.
Cum'è una matrice di resina d'altu rendiment aduprata cum'è una matrice composta, e so diverse proprietà, cum'è processabilità, proprietà termofisiche è proprietà meccaniche, devenu risponde à i bisogni di l'applicazioni pratiche.A fabricabilità di a matrice di resina include a solubilità in solventi, a viscosità di fusione (fluidità) è i cambiamenti di viscosità, è u tempu di gel cambia cù a temperatura (finestra di prucessu).A cumpusizioni di a formulazione di resina è l'scelta di a temperatura di reazzione determinanu a cinetica di a reazzione chimica (ritmu di cura), proprietà reologicu chimichi (viscosità-temperatura versus tempu), è a termodinamica di reazzione chimica (esotermica).Diversi prucessi anu diverse esigenze per a viscosità di resina.In generale, per u prucessu di avvolgimentu, a viscosità di a resina hè generalmente intornu à 500cPs;per u prucessu di pultrusione, a viscosità di resina hè intornu à 800 ~ 1200cPs;per u prucessu di introduzione di u vacuum, a viscosità di a resina hè generalmente intornu à 300cPs, è u prucessu RTM pò esse più altu, ma in generale, ùn serà micca più di 800cPs;per u prucessu di prepreg, a viscosità hè necessaria à esse relativamente alta, generalmente intornu à 30000 ~ 50000cPs.Di sicuru, sti esigenze di viscosità sò ligati à e proprietà di u prucessu, l'equipaggiu è i materiali stessi, è ùn sò micca statichi.In generale, cum'è a temperatura aumenta, a viscosità di a resina diminuisce in a temperatura più bassa;in ogni modu, cum'è a temperatura aumenta, a reazzione di curazione di a resina procede ancu, cineticamente parlante, a temperatura. A velocità di reazione raddoppia per ogni 10 ℃ d'aumentu, è sta approssimazione hè sempre utile per stimà quandu a viscosità di un sistema di resina reattiva aumenta à un un certu puntu di viscosità critica.Per esempiu, ci vole 50 minuti per un sistema di resina cù una viscosità di 200cPs à 100℃ per aumentà a so viscosità à 1000cPs, allora u tempu necessariu per u listessu sistema di resina per aumentà a so viscosità iniziale da menu di 200cPs à 1000cPs à 110℃ hè. circa 25 minuti.A selezzione di i paràmetri di u prucessu deve cunsiderà cumplettamente a viscosità è u tempu di gel.Per esempiu, in u prucessu di introduzione di u vacuum, hè necessariu di assicurà chì a viscosità à a temperatura di u funziunamentu hè in u intervalu di viscosità necessariu da u prucessu, è a vita di a resina à sta temperatura deve esse abbastanza longa per assicurà chì a resina. pò esse impurtatu.In sintesi, a selezzione di u tipu di resina in u prucessu di iniezione deve esse cunsideratu u puntu di gel, u tempu di riempimentu è a temperatura di u materiale.Altri prucessi anu una situazione simili.
In u prucessu di mudificazione, a dimensione è a forma di a parte (mold), u tipu di rinforzu, è i paràmetri di u prucessu determinanu a velocità di trasferimentu di calore è u prucessu di trasferimentu di massa di u prucessu.A resina cura u calore esotermicu, chì hè generatu da a furmazione di ligami chimichi.U più ligami chimichi furmati per unità di volume per unità di tempu, più energia hè liberata.I coefficienti di trasferimentu di calore di resine è i so polimeri sò generalmente abbastanza bassu.A rata di rimozione di u calore durante a polimerizazione ùn pò micca currisponde à a rata di generazione di calore.Sti quantità incrementali di calore causanu riazzioni chimichi à prucede à un ritmu più veloce, risultatu in più Questa reazione auto-accelerazione eventualmente porta à fallimentu di stress o degradazione di a parte.Questu hè più prominente in a fabricazione di pezzi composti di grossu grossu, è hè particularmente impurtante per ottimisà u percorsu di u prucessu di curazione.U prublema di "overshoot di temperatura" lucale causatu da l'altu ritmu esotermicu di curing prepreg, è a diffarenza statale (cum'è a differenza di temperatura) trà a finestra di u prucessu glubale è a finestra di u prucessu lucale sò tutte duvute à cumu cuntrullà u prucessu di cura.A "uniformità di a temperatura" in a parte (in particulare in a direzzione di u spessore di a parte), per ottene "uniformità di a temperatura" dipende da l'arrangiamentu (o l'applicazione) di qualchi "tecnulugie unità" in u "sistema di fabricazione".Per i pezzi magre, postu chì una grande quantità di calore serà dissipata in l'ambienti, a temperatura s'arrizeghja dolcemente, è qualchì volta a parte ùn serà micca guarita.À questu tempu, u calore ausiliariu deve esse appiicatu per compie a reazzione cross-linking, vale à dì, riscaldamentu cuntinuu.
A tecnulugia di furmazione di materiale compositu non-autoclave hè relative à a tecnulugia di furmazione di l'autoclave tradiziunale.In generale, qualsiasi metudu di furmazione di materiale compositu chì ùn usa micca l'equipaggiu d'autoclave pò esse chjamatu tecnulugia di furmazione non-autoclave..Finu a ora, l'applicazione di a tecnulugia di stampatura senza autoclave in u campu aerospaziale include principalmente e seguenti direzzione: tecnulugia di prepreg non autoclave, tecnulugia di stampatura di liquidi, tecnulugia di stampatura di compressione prepreg, tecnulugia di curazione à microonde, tecnulugia di curazione di fasci di elettroni, tecnulugia di furmazione di fluidi di pressione equilibrata. .Trà sti tecnulugii, a tecnulugia di prepreg OoA (Outof Autoclave) hè più vicinu à u prucessu di furmazione di l'autoclave tradiziunale, è hà una larga gamma di basi di prucessu di posa manuale è automatica, per quessa hè cunsideratu cum'è un tela non-tessutu chì hè prubabile di esse realizatu. à grande scala.Tecnulugia di furmazione in autoclave.Un mutivu impurtante per l'usu di un autoclave per parti cumposti d'altu rendiment hè di furnisce una pressione sufficiente à u prepreg, più grande di a pressione di vapore di qualsiasi gasu durante a curazione, per impedisce a furmazione di pori, è questu hè OoA prepreg A difficultà primaria chì a tecnulugia. ci vole à sfondà.Sia a porosità di a parte pò esse cuntrullata sottu pressione di vacuum è a so prestazione pò ghjunghje à a prestazione di laminatu curatu in autoclave hè un criteriu impurtante per a valutazione di a qualità di prepreg OoA è u so prucessu di stampa.
U sviluppu di a tecnulugia di prepreg OoA hè stata prima da u sviluppu di a resina.Ci hè trè punti principali in u sviluppu di resina per i prepregs OoA: unu hè di cuntrullà a porosità di e parti stampate, cum'è l'usu di resina di reazione di addizione per riduce i volatili in a reazzione di cura;u sicondu hè di migliurà u funziunamentu di e resine guarite Per ottene e proprietà di resina formate da u prucessu di l'autoclave, cumprese proprietà termali è proprietà meccaniche;u terzu hè di assicurà chì u prepreg hà una bona manufacturability, cum'è assicurendu chì a resina pò scorri sottu un gradiente di pressione di una pressione atmosferica, assicurendu chì hà una longa vita di viscosità è Sufficiente temperatura di l'ambienti fora di u tempu, etc. ricerca è sviluppu materiali secondu à esigenze di disignu specifichi è metudi prucessu.A direzzione principale deve include: migliurà e proprietà meccaniche, aumentendu u tempu esternu, riducendu a temperatura di curazione, è migliurà a resistenza di l'umidità è di u calore.Alcune di sti miglioramenti di rendiment sò cunflitti., cum'è una alta tenacità è una curazione à bassa temperatura.Avete bisognu di truvà un puntu di equilibriu è cunsiderà cumplettamente!
In più di u sviluppu di resina, u metudu di fabricazione di prepreg prumove ancu u sviluppu di l'applicazione di prepreg OoA.U studiu hà truvatu l'impurtanza di i canali di vacuum prepreg per fà laminati di porosità zero.Studi successivi anu dimustratu chì i prepregs semi-impregnati ponu migliurà efficacemente a permeabilità di gas.I prepregs OoA sò semi-impregnati di resina, è e fibre secche sò aduprate cum'è canali per u gas di scarico.I gasi è volatiles implicati in a guariscenza di a parte pò esse Exhaust through channels such that the porosity of the final part is <1%.
U prucessu di vacuum bagging appartene à u prucessu di furmazione non-autoclave (OoA).In cortu, hè un prucessu di muffa chì sigilla u pruduttu trà u muffa è u saccu di vacuum, è pressurize u pruduttu da l'aspiratore per fà u pruduttu più compactu è megliu proprietà meccaniche.U prucessu di fabricazione principale hè
Prima, un agente di liberazione o tela di liberazione hè appiicata à u moldu di layup (o foglia di vetru).U prepreg hè inspeccionatu secondu u standard di u prepreg utilizatu, cumpresa principalmente a densità di a superficia, u cuntenutu di resina, a materia volatile è altre informazioni di u prepreg.Tagliate u prepreg à a dimensione.Quandu tagliate, fate cura à a direzzione di e fibre.In generale, a deviazione di a direzzione di e fibre hè necessaria à esse menu di 1 °.Numera ogni unità di blanking è arregistrà u numeru di prepreg.Quandu si mette i strati, i strati duveranu esse disposti in stretta cunfurmità cù l'ordine di lay-up necessariu nantu à u fogliu di registrazione di lay-up, è a film PE o a carta di liberazione deve esse cunnessa longu a direzzione di e fibre, è e bolle d'aria duveranu. esse cacciatu longu à a direzzione di e fibre.U scraper spreads out the prepreg è scrapes it out as much possible to remove the air between the layers.Quandu si mette, à volte hè necessariu di splicing prepregs, chì deve esse spliced along the fibre direction.In u prucessu di splicing, a superposizione è menu superposizione deve esse ottinutu, è e cuciture di splicing di ogni strata deve esse staggered.In generale, a distanza di splicing di prepreg unidirezionale hè a siguenti.1 mm;u prepreg intrecciatu hè permessu solu di sovrappone, micca splicing, è a larghezza di sovrapposizione hè 10 ~ 15mm.Dopu, fate attenzione à a pre-compactazione di vacuum, è u grossu di pre-pumping varieghja secondu e diverse esigenze.U scopu hè di scaricate l'aria intrappulata in u layup è i volatili in u prepreg per assicurà a qualità interna di u cumpunente.Dopu ci hè a stallazione di materiali ausiliari è u vacuum bagging.Sigillatura di sacchetti è curazione: U requisitu finali hè di ùn esse capace di perdite l'aria.Nota: U locu induve ci hè spessu a fuga di l'aria hè u joint sealant.
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