Postoje mnogi postupci oblikovanja za kompozitne materijale od karbonskih vlakana, a odabir procesa oblikovanja uglavnom uzima u obzir strukturne karakteristike komponenti, postojeće opreme za oblikovanje i troškova proizvodnje. Strukturne karakteristike komponenti UAV kompozita uključuju pet vrsta: kompozitna struktura laminata, struktura sendviča saća, strukturu sendviča od pjene, zrakoplovna struktura sendviča i strukturu cijevi.
Imamo relativno cjelovit raspon opreme za formiranje i ispitivanje ugljičnih vlakana i nastojimo usvojiti jeftine metode u dizajnu plijesni, proizvodnji, tehnologiji formiranja komponenata i montaži. Ugljična vlakna kompozitne komponente ugljičnih vlakana odabrana je iz tkanine od dugih vlakana i ugljičnih vlakana Toray T300, matrični materijal odabran je iz sustava epoksidne smole visoke performanse izliječen na srednjoj temperaturi, a materijal saća je nomex saća koja pruža naša kompanija. Materijal sendviča od pjene je poliuretanska pjena visoke čvrstoće niske gustoće, koja je napravljena pjenama miješana tekućina sastavljena od glavnih materijala polietera i izocijanata.
Odgovarajući postupci lijevanja prihvaćaju se na temelju različitih karakteristika kompozitnih komponenti tijela bespilotnih zračnih vozila. Ispod ćemo uvesti izradu komponenti zasebno.
Postupak kalupa vrućeg preša
Grede oblikovane ω unutar trupa i grede u obliku slova U na krilima su opterećeni članovi, koristeći strukturu laminirane ploče s karbonskim vlaknima. Kako bi se dobila gusta unutarnja kvaliteta, usvojen je postupak lijevanja vrućim prešama. Prvo, potrebno je napraviti ugljična vlakna i epoksidna smola u unaprijed impregnirane materijale, nakon čega slijede strogi slojevi postupci.
1) Proizvodnja predprega
Materijal: Ojačana ugljična vlakna Toray t 300-3000-40 b.
Sustav zalijevanja srednje temperature epoksidne smole kao materijala matrice.
Oprema: Stroj za izgled bubnja s vrućim talinama.
Stroj za raspoređivanje ugljičnih vlakana koji koristimo (kao što je prikazano na donjoj slici) modifikacija je tradicionalne metode rješenja za raspoređivanje strojeva, dodajući uređaj za grijanje smole kako bi se omogućila proizvodnja netkane preduteg tkanine pomoću otopine i metoda vruće taline. Zbog činjenice da je epoksidna smola visoke performanse koja se koristi u kompozitnom materijalu ugljičnih vlakana za bespilotne letjelice na sobnoj temperaturi, odabrana je metoda vruće taline. Prvo, epoksidna smola izrađuje se u male komade i zagrijava se u rastopljeno stanje u spremniku za ljepilo. Nakon što dosegne odgovarajuću viskoznost, oprema je uključena kako bi se uronila jedan snop ugljičnih vlakana u rastaljenu epoksidnu smolu, koja se zatim omota oko bubnja velikog promjera kako bi formirala netkanu tkaninu.
Netkana tkanina pripremljena metodom taljenja ne sadrži otapala koja mogu učinkovito smanjiti poroznost laminiranih ploča i poboljšati kvalitetu proizvoda. Ugljična vlakna u netkanoj tkanini paralelna su jedna s drugom, a kut polaganja vlakana može se precizno kontrolirati tijekom slojeva. Vlakna su ravno bez izbočenja, što povećava mehanička svojstva vlakana.
Najkritičniji indikator kvalitete za pripremu PrePREG metodom taljenja je kontrola sadržaja gela u pregegu. Sadržaj ljepila R PretPreg ovisi o adhezivnom sadržaju R proizvoda. Količina ljepljivog protoka X tijekom očvršćivanja proizvoda u spremniku za vruće preše. Postoji kvantitativni odnos između ljepljivog sadržaja preprega, sadržaja ljepila za proizvod i protočnog ljepljivog sadržaja kako slijedi:
Rezultati ispitivanja testa zatezanja R =1- ({1- x) (1-} r) (8-1) kompozitni materijal pokazuje da su optimalna mehanička svojstva kompozitnog materijala postignute kada su kontinuirani sadržaj ili tkani tkanina i kompozicija.
2) formiranje protoka procesa
(1) Priprema plijesni.
Kalup za oblikovanje vruće preše zahtijeva materijal kalupa za održavanje dimenzijske stabilnosti pod visokim temperaturama i visokim tlakom tijekom oblikovanja proizvoda, uzimajući u obzir faktore kao što su troškovi kalupa, obradivost i toplinska vodljivost. Oblikovanje kompozitnog snopa bespilotnih letjelica: Aluminijska legura kalupa je odabrana za zidni kalup. Kalup je konkavni kalup, a površina kalupa je polirana glatka i polirana. Stavite krpu za otpuštanje PTFE -a s ljepilom na površini kalupa, što ima dobar učinak otpuštanja. Kad se kontaktna površina veže na kožu tijela, nema potrebe za čišćenjem sredstva za oslobađanje.
(2) unaprijed impregnirano rezanje i slaganje materijala.
Položite netkanu tkaninu ravno na radnoj površini automatskog strojeva za rezanje tkanina (kao što je prikazano na slici ispod) i kontrolirajte stvarni smjer rezanja vlakana, uglavnom ne prelaze ± 1 s zahtjevima za dizajnom. Kada koristite automatsko stroj za rezanje tkanine za rezanje, potrebno je spriječiti da se sloj tkanine kreće kako bi se izbjeglo odstupanje kuta.
Pri postavljanju sloja tkanine na površinu kalupa, treba ga ručno položiti u strogoj u skladu s dizajniranim redoslijedom i smjerom polaganja, a predpreg treba spljošteno i zbijeno što je više moguće kako bi se uklonila međuslojni zrak.
(3) Proizvodnja sustava vakuumske torbe. Pomoćni materijali potrebni za proizvodnju sustava vakuumske vrećice uključuju film vakuumske vrećice, brtvenu traku kit, perforirani izolacijski film, ljepljivi materijal koji upija, prozračni fill i PTFE tkanina za oslobađanje. Kombinirajte prazne i pomoćne materijale u vakuum sustav kao što je prikazano na sljedećoj slici. Količina korištenog ljepljivog sloja treba precizno izračunati. Nakon vreća, sustav bi trebao izvršiti otkrivanje vakuuma. Nakon zaustavljanja crpljenja, održavajte tlak više od 10 minuta. Ako se stupanj vakuuma ne smanji, zatvorite vrata vrućeg prešanja.
(4) Oblikovanje i obrada komponenti.
Postavite krivulje vremena vremena i tlaka u skladu s parametrima procesa stvrdnjavanja epoksidne smole i pokrenite program za zagrijavanje i izliječenje. Ovaj model bespilotnih letjelica prihvaća sustav stvrdnjavanja srednje temperature, koji ima prednosti niske temperature lijevanja, kratkog ciklusa oblikovanja, niskog unutarnjeg stresa dijelova, dobre dimenzijske stabilnosti, velike žilavosti loma i može značajno smanjiti potrošnju energije i troškove proizvodnje i poboljšati učinkovitost proizvodnje.
Nakon dovršetka otklanjanja komponenti, temperatura unutar spremnika vruće preše (kao što je prikazano na slici ispod) može se osloboditi samo kad padne ispod 50 stupnjeva. Komponente se hlade na sobnu temperaturu s kalupom prije demadiranja kako bi se spriječila deformacija uzrokovana zaostalim stresom unutar komponenti. Komponente se režu i obrađuju prema rubnim linijama.
(5) Pregled kvalitete.
Kako bi se osigurala unutarnja kvaliteta oblikovanih dijelova spremnika za vruće preše, nerazorna ispitivanja provodi se pomoću ultrazvučnog skeniranja C. Ultrazvučni C-skeniranje može otkriti oštećenja poput poroznosti, međusloja, delaminacije, poroznosti, debljine, sadržaja vlakana, orijentacije vlakana itd. Unutar kompozitnih materijala. Pri provođenju C-skeniranja ispitivanja na kompozitnim materijalima, ultrazvučni pretvarač i uzorak stavljaju se u spremnik vode, s vodom kao medij za spajanje. Echo se vraća kroz krug vrata kako bi se osiguralo da samo odjek iz kompozitnog materijala može proći. Može se odabrati prag amplitude, a ako je amplituda odjeka iznad praga, ocjenjuje se kao nekvalificirano područje; Ispod vrijednosti može se odrediti kao kvalificirano područje. Pretvarač je povezan s mehaničkim uređajem i može se premjestiti preko cijelog uzorka. C-skenijske slike mogu pružiti ograničen pogled ravnine određene dubine ispod površine uzorka.
Sljedeća slika prikazuje ultrazvučni sustav zaslona CT skeniranja. Prilikom obavljanja operacija skeniranja CT -a, uređaj za otkrivanje ultrazvuka opremljen je elektroničkim krugom za rezanje koji uzorkuje primljene odjeke u odabranom ciklusu. Počinje raditi u odabranom vremenu aktivnosti nakon početnog impulsa emisije. Odabrano vrijeme aktivnosti proporcionalno je udaljenosti između vrha granice detekcije i dubine ispitnog komada, a duljina vremena u kojem je krug za rezanje prekida je proporcionalno debljini granice detekcije. Kada se koriste s velikim otvorima koji fokusiraju blende, sustavi za skeniranje CT -a mogu proizvesti detaljne zapise s dobrom diskontinuiranom razlučivošću. Očigledan nedostatak CT skeniranja je stvaranje diskontinuiranih prikaza dvodimenzionalne ravnine unutar određenog raspona dubine, tako da je potrebno postupno povećavati dubinu i više puta skenirati, u protivnom je teško pružiti informacije na drugoj dubini.
U ispitivanju laminiranih ploča, prilagođavanje razine diskriminatora na srednji položaj između minimalnih i maksimalnih amplituda signala može otkriti pogreške orijentacije vlakana pomoću ultrazvučne metode C-Scan. Pri otkrivanju odvajanja, ljepljivih oštećenja, pora i nečistoća, oštećenja se mogu prikazati u uzorcima boja sive boje. U određenim uvjetima, može se otkriti debljina odstupanja vlakana, ali čimbenici poput ravne i ravnomjernosti površine uzorka, podudaranja impedancije pretvarača, kuta incidenta i stanja spajanja mogu utjecati na rezultate otkrivanja.