Výzkum nemovitostí a výrobního procesu voštinové sendvičové struktury, jako speciální porézní kompozitní materiál, má historii více než půl století. Díky své vysoké specifické pevnosti a ztuhlosti, dobré elektrické izolaci, nízké tepelné vodivosti, propustnosti vysoké vlny, izolaci vibrací a nárazové odolnosti se stala nepostradatelným materiálem v polích letectví, letectví, stavby lodí, železnice, automobilů a konstrukce. Drony, které vyrábíme, jsou lehké, mají dobrou manévrovatelnost a jsou vybaveny pokročilým vybavením. Mají širokou škálu aplikací ve vojenských i civilních oborech. Trup, křídla a ocasní ploutve jsou vyrobeny z voštinových sendvičových struktur. Tato voštinová sendvičová struktura se skládá z kompozitních vnitřních a vnějších panelů z uhlíkových vláken a jádra Nomex Honeycomb. Materiály tvořící vnitřní a vnější panely stále používají samostatně vyrobené prepreg z uhlíkových vláken/epoxidu. Vzhledem k velmi tenkému designu vnitřních a vnějších panelů, přičemž pouze dvě vrstvy tloušťky tkaniny tkaniny a epoxidová pryskyřice je systémem střední teploty, je vhodné používat technologii formování vakuových vaků a může přijmout technologii CO a spojovací technologie.
1) Charakteristika struktury voštinového sendviče
Schematický diagram struktury sendvičové struktury voštiny je znázorněn na následujícím obrázku. Vnitřní a vnější panely jsou 0. 25mm tlusté kompozitní tenké destičky z uhlíkových vláken a sendvič je rovnoměrně silné nomex jádro nakrájené na plátky. Mechanické vlastnosti této sendvičové struktury závisí nejen na vlastních vlastnostech panelu a materiálu jádra, ale také na vazbě mezi panelem a materiálem jádra. Současně proces formování také velmi přispívá k komplexnímu výkonu komponenty. Proto přijetí procesu formování komprese vakuového vaku vyžaduje řešení následujících čtyř technických problémů současně:
(1) Opatření pro kontrolu kvality povrchu pro předem impregnované nízkotlaké díly.
(2) Výběr materiálů sendvičových struktur a celkových mechanických vlastností.
(3) Spojovací výkon mezi kompozitním panelem z uhlíkových vláken a sendvičovým rozhraním NOMEX.
(4) Řízení hmotnosti složek sendvičové struktury.
Pokud jde o výběr materiálu, je důležité zvážit požadavky na výkonnost komponent dronů a výše uvedené procesy formování vakuových vakuových vaků
Technické problémy určily výběr následujících materiálů:
(1) Povrchový povrchový povlak na zpomalení hoření (barevný nastavitelný).
(2) Tkanina z uhlíkových vláken Pregreg 8=0. 125 mm, s obsahem lepidla (40 ± 2)%.
(3) Materiál jádra NOMEX: Aramid Paper Honeycomb, předem impregnovaný fenolový lepidlo, velikost pórů 1,83 mm, 8=5 mm, P =
48G/CM '.
(4) Sy -24 c.
2) Tok procesu formování
(1) Příprava plísní.
Ve fázi výzkumu a vývoje se za účelem zkrácení cyklu výroby plísní a snížení cen používají plísně ze skleněných vláken a povrch formy je vystaven léčbě leštění vody. Aby se zajistilo, že se forma nepoužívá při použití při střední teplotě přibližně 130 stupňů, je tloušťka skleněné formy nad 20 mm a k posílení zadní části formy se používá ocelový rám. Po čištění povrchu formy nejprve naneste po obvodu těsnicí tmelový proužek a poté ručně naneste na povrch formy ručně. Pokud je uvolňovací činidlo naneseno jako první, způsobí, že se těsnicí tmelový pás nelepí pevně k povrchu formy.
(2) Postříkání lepicího povlaku s zpomalením hoření.
Za účelem ovládání hmotnosti komponent je panel kazetové sendvičové struktury velmi tenký. Pokud je po formování ošetřena postřikem barvy, musí být vnější panel vyleštěn, aby se odstranil zbytkový uvolňovací činidlo, což může snadno poškodit kvalitu tenkostěnného panelu. Lisování tlaku je prováděno vakuovým čerpáním. Během vakuového čerpacího procesu je vnější panel pevně přitlačen k povrchu. Po uvolnění a demolování vakua se kvůli různým tlakům uvnitř i vně voštinových buněk vytvoří na vnějším panelu tenkostěnné vnější stěny. Použitím běžné metody malby stříkací malby nelze pro léčbu použít běžnou metodu škrábání tmelu. I když je vrstva barvy zahuštěna, je obtížné zcela eliminovat voštinový vzor na povrchu vrstvy barvy. Proto se z hlediska procesu místo povrchového malby přijala metoda přímého postřiku lepicího povlaku s plamenem na povrchu.
Nejprve zbarvte lepicí povlak s plamenem podle požadavků produktu. Množství použitého lepicího povlaku by mělo být dostatečné najednou, jinak může způsobit barevný rozdíl. Přesně smíchejte pryskyřici, vytvrzovací činidlo a ředidlo lepicího povlaku podle vzorce a rovnoměrně promíchejte. V tomto okamžiku má lepicí povlak viskozitu vhodnou pro postřik a nalijte ji do kapesní stříkací pistole pro postřik. Tloušťka lepicího povlaku by měla být řízena mezi 0. 15 ~ 0.
(3) Forming externího panelu.
Gelový kabát se stříká na povrch formy a umístěn při teplotě místnosti. Po stříkání jeho gelu jsou na povrchu formy položeny dvě vrstvy předběžné uhlíkové vlákniny. Jak je znázorněno na obrázku, pokládek sekvence pomocných materiálů je následující: uvolňovací hadřík, lepidlový materiál, izolační film, prodyšný plstěný a vakuový taška. Po dokončení pytle se provádí detekce úniku vakua. Po potvrzení, že neexistují žádné chyby, je forma tlačena do velké trouby a zahřívá se pro první formování tuhnutí.
5- prodyšná plsti; 6- Film vakuového vaku: 7- Uzavřený pás; 8- forma; 9- Výfukové potrubí
Parametry vytvrzování: Teplota 125 stupňů, doba držení 2H, tlak vakuového záporného tlaku nad 0. 09MPA. Za účelem kontroly obsahu adhezivního obsahu kompozitních materiálů z uhlíkových vláken by mělo být množství absorbujícího materiálu adheziva přesně vypočteno podle následujícího vzorce:
Ve vzorci x, množství adheziva absorbovaného na jednotku hmotnosti adhezivního materiálu; W, hmotnost lepicího materiálu; W. Hmotnost předem impregnovaného materiálu pro vnější panel. Vnější panel musí být nejprve samostatně vyléčen a vytvořen, aby všechny jeho oblasti vydržely vakuový tlak. Pokud je položena voština a pak se tlak přenáší do vnějšího panelu přes voštinový materiál, způsobí to fenomén vysokého tlaku na voštinové stěně a nízký tlak na voštinových bočních stěnách a voštinových bočních stěnách, což vážně ovlivňuje kvalitu formování vnějšího panelu zatížení sendvičové struktury. Povrchový povlak a prepreg vnějšího panelu jsou vyléčeny a vytvořeny v troubě, což zlepšuje sílu vazby mezi nimi. Gumové oblečení může pokrýt na vnějším panelu odsazení voštiny. Bohatá povrchová vrstva pryskyřice také vyplňuje mezeru mezi vlákny v kontaktním povrchu prepreg během nízkotlakého lisování v ne horkých lisovacích nádržích, díky čemuž je jeho vnější povrch hladký a plochý a zlepšuje povrchovou kvalitu komponent těla.
Použití adhezivního povlaku může nejen nahradit proces sekundárního povlaku na povrchu komponent, snížit hmotnost částí těla, ale také zlepšit účinek komponentů zpomalujícího hoření výběrem lepicího povlaku s plamenem.
(4) Položení jádra Nomex Honeycomb.
Podle tloušťky komponent vyberte voštinové čipové materiály stejné tloušťky. Hustota jádra Nomex Honeycomb přímo poskytovaná továrnou na výrobu voštin po řezání má významný dopad na mechanické vlastnosti. Proto je nutné zvolit list s jednotnou hustotou a barvou. Čím menší je voštinové jádro mřížky, tím lepší je ohybová flexibilita a čím více aramidového materiálu obsahuje, tím vyšší je odpovídající cena.
Po vyléčení vnějšího panelu by měl být snížen pod 50 stupňů. Po odstranění pomocných materiálů na formě použijte ocelovou jehlu k označení okrajové linie voštinového jádra na vnitřním povrchu. V této době je nutné zabránit vnějšímu pohybu vnějšího panelu. Položte vrstvu Sy -24 C Adhesivního filmu podél okrajové linie a položte jádro Nomex Honeycomb na horní část adhezivního filmu. Honeycomb jádra by měla být položena na celé kusy co nejvíce. Pokud je třeba spojit dva kusy, měly by být na sestřihovací koncové ploše umístěny dostatečné pěnové gumové proužky. Pěnové gumové proužky se rozšíří kvůli teplu a ztuhnou se synchronně s předem impregnovaným materiálem a lepidlem a spojí dva voštinové jádra do jednoho. Tento typ pěnové lepidla lze také použít pro spojování stran voštinových jader k kostru rámu.
Jádro voštiny Nomex je rozděleno do směrů L a W, jak je znázorněno na obrázku níže. Flexibilita voštiny podél směru W je mnohem silnější než flexid podél směru L. Proto by při pokládání voštiny měl být směr L podél podélného směru dronu, aby se lépe přizpůsobilo povrchu formy. Použijte škrabku k zkompování okrajů voštinového jádra pod úhlem 45 stupňů, jak je znázorněno na pravém obrázku, vytvořte na okrajích sendvičové struktury na okrajích sendvičové struktury zdoben pevnosti voštiny mezi voštinou a vnitřním panelem.
(5) CO vytvrzení formování.
Po položení voštinového jádra vyčistěte zbývající zbytky ze zpracování okrajů a na vrchol položte dvě vrstvy uhlíkového vlákna. Často připojte okraje voštinového jádra na vnější stranu a zabránit přemístění voštinového jádra během umístění. Položte vakuový systém znovu, jak je znázorněno na obrázku kombinovaného systému vakuového vaku. Tentokrát není umístěn žádný adhezivní materiál, který by umožnil určité množství matricové pryskyřice v předběžném přípravě do voštiny a vyšplhat se na voštinovou zeď, aby vytvořil lepicí hrudky, což zvyšuje vazebnou sílu mezi voštinou a vnitřním panelem. Po detekci vakuového úniku zatlačte formu do trouby a zahřejte ji pro druhé formování tuhnutí. Po vytvrzení jsou komponenty zavřené a ochlazeny na teplotu pokojové teploty v peci, aby se zabránilo odstranění vakuových pomocných materiálů. Po zkrácení dílů se provádí proces řezání zbytků okraje.
Přijetí dvoustupňové metody pro výrobu voštinových sendvičových struktur snížilo náklady. Během procesu vytvrzování CO je vnější panel předem vytvořen v prvním kroku, aby byla zajištěna kvalita vnějšího panelu a kvalita povrchu složek těla. Vnější panel je spojen s voštinovým jádrem pomocí lepicího filmu, který má vysoké mechanické vlastnosti a zajišťuje zatížení vnějšího panelu.
Vnitřní panel Prepreg tvoří depresi při vakuovém tlaku a jeho celkový tvar je zvlněný, což vede k významnému snížení jeho mechanických vlastností. Mezi voštinou a vnitřním panelem neexistuje žádný adhezivní film a síla slupky není příliš vysoká. Síla vazby mezi vnitřním panelem a voštinou však může zajistit stabilitu sendvičové struktury a splnit požadavky na tuhost komponent.
Navrhováním tenkostěnné struktury panelu a přísně ovládáním lepicího obsahu kompozitního materiálu je hmotnost celé sendvičové struktury relativně nízká, což má vynikající účinek na kontrolu hmotnosti na bezpilotní letecká vozidla.
Proces formování komprese vakuového vaku má vlastnosti jednoduchého lišty, nízkých nákladů a krátkého výrobního cyklu. Je snadné vytvořit složité bezpilotní strukturální složky vozidla jako celek. Kompozitní sendvičové konstrukční složky vytvořené IT mají vysokou specifickou pevnost a tuhost, které lépe vyhovují potřebám bezpilotních vzdušných vozidel pro strukturální lehké váha.
Proces vakuového infuze
V posledních letech byla v zahraničí vyvinuta vyvinutá technologie formování RTM pro vakuum (VARTM). Ve srovnání s tradičním procesem RTM lze náklady na plísně snížit o 50%~ 70%. Pomocí tohoto procesu je v procesu formování jen velmi málo organických těkavých látek a plně splňuje požadavky lidí na ochranu životního prostředí. Adaptabilita formování je navíc dobrá, protože vakuová pomoc může plně eliminovat bubliny.
Proces vakuového infuzního formování je přímo položit na plíseň přímo suché materiály vyztužené vlákny a položit vrstvu loupací na horní část materiálů vyztužených vlákny. Peelingová vrstva je obvykle tenká vrstva s nízkou pórovitou, vrstvou tkaniny s nízkou permeabilitou s vysokou propustností položenou na ni, a poté zabalena a utěsněná vakuovým sáčkem.
Systém infuze pryskyřice je zobrazen na následujícím obrázku. Forma je zabalena a utěsněna filmem vakuového vaku a vakuové čerpadlo je čerpáno do stavu záporného tlaku. Na obrázku jsou uvedeny různé vrstvy. Uvolněná hadřík je vrstva snadno peelable tkaniny s nízkou porézností vlákna, síť průtoku je médium s vysokou propustností a potrubí průtoky jsou distribuovány na horní části průvodu. Pryskyřice vstupuje do celého systému vstupní trubicí a je vedena hlavním směrem toku pryskyřice přes vodicí trubici. Vodicí síť distribuuje pryskyřici do každého rohu vrstvy a po vytvrzení je uvolňovací hadřík odloupnut, aby se získala vrstva struktury s vysokou hustotou a nízkým obsahem lepidla.
1) Charakteristiky procesu vakuového infuzního formování
(1) Použití technologie formování vakuové infuze může výrazně snížit intenzitu pracovníků pracovníků a zlepšit hygienu práce
Podmínky.
(2) Vzhledem k uzavřené povaze celého systému nástrojů se zlepšily pracovní podmínky, sníženo vystavení obsluhy škodlivým látkám, pracovní prostředí bylo zlepšeno a provoz procesu je jednoduchý.
(3) Z hlediska výkonu produktu může vakuová infuze snížit pórovitost produktu, účinně kontrolovat obsah gelu v produktu a produkovat produkty, které jsou méně ovlivněny lidskými faktory. Produkt má vysokou stabilitu kvality a dobrou reprodukovatelnost.
(4) Zjevná kvalita produktu je dobrá, přičemž stejná tloušťka vrstvy je tenká a vysoká pevnost a pevnost v tahu se zvyšuje o více než 20% ve srovnání s lisováním rukou.
Proces vakuového infuze je uzavřená forma, kontrolovatelný a kontinuální proces. Vlákna mohou být předem vytvořena stabilním využitím materiálu a vysoce kvalitní rozložení a sendvičové struktury lze vyrobit bez nutnosti investice do vysokého vybavení.
Předpokladem pro úspěšnou infuzi je 100% vzduchotěsná forma, 100% vzduchotěsný systém, pryskyřice s nízkou viskozitou a vhodná infuzní strategie a metoda.
Požadavky na matricovou pryskyřici jsou následující.
(1) Nízká viskozita: Obecně 150-300 pa · s je optimální. Pokud je viskozita vysoká, není formovaný produkt snadné rovnoměrně vyplnit dutinu formy; Pokud je viskozita příliš nízká, je snadné nést vzduch a způsobit v produktu vložení.
(2) Pík uvolňování tepla s nízkým vytvrzováním: Pokud je vakuové vytváření větších a silnějších produktů, pokud je vrchol uvolňování tepla příliš vysoký, lokální teplo se snadno nezmění, což může vést k koksování.
(3) Doba vytvrzování: Délka doba vytvrzování by měla být stanovena podle vyrobeného produktu a vhodná doba vytvrzování je prospěšná pro zkrácení pracovního cyklu.
(4) Fyzikální vlastnosti: Vybraná pryskyřice by měla mít dobré mechanické vlastnosti, vysokou pevnost v tahu a ohybu, dobrou odolnost proti korozi a minimální zmenšení vytvrzování.
(5) cenově dostupné, netoxické a široce zdroje.
2) Použití technologie vakuové infuzeNa bezpilotních komponentách vzdušných vozidel zahrnují vyztužená žebra v těle dronů, podpůrné stěny v ocasním křídle a další komponenty vyrobené z kompozitního materiálu z uhlíkových vláken na obou stranách panelu, s plochou sendvičovou strukturou sestávající z panelů letecké vrstvy uprostřed. Proces formování přijímá vakuovou infuzi a schéma má nejprve vytvořit velké desky a poté je odříznout podle tvaru použití. Tato metoda výroby má dobrou kvalitu složek produktu a vysokou účinnost výroby. Během výzkumu a vývoje UAV může být sendvičový materiál nahrazen konturovou deskou pěnou a metoda formování zůstává nezměněna.
3) Proces vakuového infuze tok lisování
Formulářská forma může být vyrobena z hliníkové desky, ocelové desky, temperovaného skla atd. Použili jsme ploché hliníkové formy a během procesu výzkumu a vývoje jsme leštěli povrch. Forma je vybavena elektrickým topným systémem uvnitř, který může ovládat proces vytápění. Po čištění povrchu formy acetonem naneste kolem obvodu těsnicí tmelový proužek a poté ručně obtěžujte povrch formy činidlem uvolňování kapaliny. Agent uvolňování přijímá polo trvalý typ, který lze použít jednou za vytvoření částí více než sedmkrát, zabrání hromadění uvolňovacího činidla způsobeného opakovaným povlakem a ovlivňováním kvality povrchu produktu.
(2) Výběr materiálu.
Vyztužená materiál: tkanina mřížky z uhlíkových vláken 150 g/m.
Maticový materiál: Viskozita systému smíchaného s epoxidovou pryskyřicí je 300cp.
Sendvičový materiál: Leteční lamináty nebo pěnové kola, jako je PVC, PET atd.,
(3) Položení materiálu.
Při řezání tkané tkané tkaniny z uhlíkových vláken pomocí nůžky nařízněte přímo podél směru vlákna. Na desce letecké vrstvy se mnoho malých otvorů s průměrem 3 pravidelně otevírá pro penetraci adheziva, uspořádané ve velikosti 50 mm x 50 mm. To může nejen zlepšit účinnost infuze pryskyřice, ale také zvýšit sílu vazby mezi panelem a sendvičovým panelem.
Položte mřížku z uhlíkových vláken na plochou plíseň, poté položte desku pro letecké vrstvy a položte čtverec uhlíkových vláken na vrstvu
Tkanina.
Zakryjte celou oblast uvnitř těsnicího proužku polyesterovým uvolňovacím látkou a opravte ji malým množstvím 3m super víceúčelového stříkacího lepidla vyrobeného 3M společností ve Spojených státech.
(4) Instalace infuzního systému.
Položte perforovaný izolační film, diverzní síť, diverzní potrubí, výfukový potrubí a film vakuového vaku na uvolňovacím hadříku v sekvenci. Metoda položení infuzního systému je znázorněna na následujícím obrázku.
5- Diversion Network; 6- Perforovaná izolační membrána; 7- uvolňovací látka;
8- panel: 9- Aviation Layer Board; 10. Potrubí vstupní lepidlo na panelové lepidlo; 11- Potrubí lepidlo
K evakuaci systému použijte vakuové čerpadlo na 0. 03MPA, přestat čerpat, upravit film vakuového vaku a zajistit, aby vakuový film nebyl lokálně těsný, zejména v oblastech s vysokými a nízkými kroky, jako je napájecí port, čerpací port a okraj produktu. Ručně upravte polohu každého pomocného materiálu uvnitř vakuového sáčku.
Po úpravě systému přímého vzduchu evakuujte systém na 0. 1 MPa a zkontrolujte jeho vzduchotěsnost; Poté vypněte vakuové čerpadlo a udržujte tlak po dobu 10 minut, dokud se vakuový stupeň nesnízí před pokračováním v procesu infuze.
(5) Injekční lisování.
Připravte dostatečné množství pryskyřice a vytvrzovacího činidla, zvážte je v poměru, rovnoměrně promíchejte a vložte je do defoamerového krabice pro vakuové defoaming po dobu 10 minut, abyste odstranili jakýkoli vzduch, který může být zachycen během míchání pryskyřice.
Umístěte přívodní port do pryskyřice a otevřete potrubí pro injekci. Během injekčního procesu musí být přístav vždy ponořen do pryskyřice, jinak vdechuje velké množství vzduchu a způsobí vady produktu.
Načasování pro uzavření vstupu krmiva by mělo být založeno na pronikání pryskyřice do okrajové linie produktů produktu.
Po nalití produktu se vyléčí a zapne se systém zahřívání plísní, s teplotou 80 stupňů a dobou držení 60 minut. Během procesu vytápění by měla být věnována konstantní pozornost stavu vytvrzování a nemělo by dojít k žádnému úniku vzduchu; Vždy testujte povrchovou teplotu produktu, aby se zabránilo výbušné agregaci.
Po vyléčení produktu je testována tvrdost. Když hodnota tvrdosti dosáhne 80 nebo více, lze odstranit všechny pomocné materiály na produktu z uhlíkových vláken. Použijte plastový trojúhelníkový klín k vložení materiálu z okraje produktu, uvolněný a odstraňte produkt z formy. Dávejte pozor, abyste nepoškodili povrch formy a povrch produktu.
Nakreslete tvar komponenty pomocí softwaru AutoCAD a umístěte jej na platformu pro řezání vodních paprsků pro automatické řezání. Rozměry komponenty jsou přesné a okraje jsou hladké.