Das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial weist eine hervorragende Leistung auf. Als Hauptlager oder Sekundärlagerstruktur weist es die Eigenschaften Leichtbau, hohe Festigkeit, Designbarkeit, Ermüdungsbeständigkeit und strukturelle Funktionsintegration auf. Es hat die Eigenschaften der Luft- und Raumfahrt, des Schienenverkehrs, des Automobils und anderer Bereiche. Großes Anwendungspotenzial.
Der zentrale Prozessschritt für die Umwandlung von Verbundwerkstoffen vom Rohstoff zum Strukturteil ist der Formprozess. Das Formverfahren für eine endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundstruktur kann je nach Zustand des Rohmaterials in ein Flüssigformverfahren, ein thermoplastisches Prepreg-Formverfahren und ein Faserhybridverfahren unterteilt werden.
Unter diesen umfasst das Flüssigformverfahren hauptsächlich das thermoplastische Matrixharz-Transferformverfahren (T-RTM), das in-situ-Pultrusionsverfahren usw.; das thermoplastische Prepreg-Formverfahren umfasst das Autoklavenverfahren, das Formverfahren, das Wickelverfahren usw.; die Faser wird gemischt Das Verfahren besteht darin, Harzfasern mit dem gleichen Durchmesser wie die Verstärkungsfasern herzustellen, dann die beiden Fasern zu einem Verbundgarn zu mischen und schließlich das fertige Produkt durch Formen herzustellen.
01 Formprozess
Beim Formpressen wird das thermoplastische Prepreg geschnitten und gelegt, in eine Form gelegt und erhitzt. Nachdem die Temperatur auf die Formtemperatur erhöht wurde, wird die Prepreg-Schicht durch eine Presse unter Druck gesetzt und gehärtet, um ein Endprodukt zu erhalten, das die Anforderungen erfüllt.
Bei einigen komplexen Merkmalen, Einbaupositionen und Verstärkungsrippen ist es schwierig, Formpressen zu verwenden. Daher erscheint auf dem Markt ein Formgebungsverfahren, das Formpressen und Spritzgießen kombiniert.
Verbundplatten- und unidirektionale Platten-Tiefzieh- und Hinterspritzverfahren werden kombiniert, um einen hohen Grad an Funktionsintegration zu erreichen, der auf Sitzhalterungen und Rückenlehnen, Instrumententafelhalterungen, Türmodule, Seitenaufprallschutzvorrichtungen, Batteriehalterungen und andere Komponenten angewendet werden kann .
02 Pultrusionsverfahren
Das Extrusionsverfahren dient dazu, mit Harzleim imprägnierte Endlosfaserbündel, Bänder oder Gewebe unter Zugwirkung zu formen und zu verfestigen und Profile mit unbegrenzter Länge zu formen und zu verfestigen. Nach der Prepreg-Technologie lässt sich das Pultrusionsverfahren thermoplastischer Verbundwerkstoffe in zwei Kategorien einteilen: nicht reaktive Pultrusion und reaktive Pultrusion.
03 Wickelform
Der Wickelformprozess besteht darin, die mit Harz imprägnierte Endlosfaser zunächst vorzuwärmen und auf die Kernform zu wickeln, während des Wickelprozesses weiter zu erhitzen und dann Druck auszuüben, um das Prepreg zu einem Körper zu verschmelzen, schichtweise zu verbinden und abzukühlen um die entsprechenden Komponentenprodukte zu erhalten. Das Wickelformen des thermoplastischen Verbundmaterials kann unter Verwendung von Prepreg-Fasern oder Prepreg-Band durchgeführt werden.
04 T-RTM-Verfahren
Das Spritzpressverfahren (RTM) wird häufig bei der Herstellung von endlosfaserverstärkten duroplastischen Verbundwerkstoffen verwendet; das duroplastische Harz hat vor dem Aushärten eine niedrige Viskosität und kann leicht in den Faserspalt eindringen und die Faser infiltrieren. Aufgrund der hohen Viskosität thermoplastischer Polymere ist das RTM-Verfahren jedoch schwierig zu realisieren.
05 Autoklav-Prozess
Die Autoklavenformung besteht darin, einen Verbundwerkstoff-Rohling aus einem einlagigen Prepreg in eine vorgegebene Richtung in den Autoklaven zu legen und den Aushärtungsprozess bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck abzuschließen. Der Autoklav ist ein spezieller Druckbehälter, der einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich standhalten und regulieren kann. Der Rohling wird auf die Oberfläche der mit dem Trennmittel befestigten Form gelegt und dann nacheinander mit einem porösen Antihafttuch (Folie), Saugfilz und dem Luftfilz bedeckt, in einem Vakuumbeutel versiegelt und dann in ein heißer Autoklav.
Vor dem Erhitzen und Aushärten den Beutel vakuumieren, um Luft und flüchtige Stoffe zu entfernen, und dann nach verschiedenen Harzhärtungssystemen erhitzen, unter Druck setzen und aushärten. Die Formulierung und Implementierung des Härtungssystems ist der Schlüssel zur Sicherung der Qualität autoklavierter Teile. Diese Art des Formgebungsverfahrens eignet sich für die Herstellung von Flugzeugtüren, Verkleidungen, luftgestützten Radomen, Halterungen, Flügeln, Leitwerken und anderen Produkten.
06 andere
Neben den oben genannten Verfahren können endlosfaserverstärkte, thermoplastische, polymerbasierte Hochleistungsverbundwerkstoffe auch das 3D-Druckverfahren der Verbundtauchschmelzabscheidung nutzen, um eine kostengünstige, integrierte und schnelle Herstellung von Verbundbauteilen mit Hochleistungskomplex zu erreichen Strukturen.
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