先进热塑性复合材料

主题

矩阵和纤维

半固化片形成过程

熔融浸渍过程

溶液浸渍过程

浸渍过程后

粉Impregation

制造过程

直接形成

管的形成

杆形成

间接形成

液压成形

隔膜形成

拉伸成形法

矩阵和纤维

最初,典型的矩阵是无定形树脂种(PES)和polyetherimide (PEI)。然而,它很快就认识到,航空航天应用,耐溶剂性是一个重要的标准和发展的重点转移到半结晶聚合物,如聚醚醚酮(PEEK)和聚亚苯基硫化(PPS)(表1)。这些昂贵的材料是针对航空航天应用。欧洲杯足球竞彩也有有限数量的pseudothermoplastics如聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚酰亚胺。这些聚合物,与正常的热塑性塑料,在处理过程中完成他们的聚合,其中包括一个后固化阶段。聚合物的使用在较低温度、PA、PBT / PET, PP收到大多数研究。这些材料提供欧洲杯足球竞彩了一个相当大的使用温度,价格从大宗商品定价PP工程年级PA的更贵。

表1。为一些重要的工程热塑性塑料热数据。

在ATC的使用的连续强化多种形式提供给处理器。除了基本的链,编织、针织或编织织物可用于浸渍。连续链或者可能混入纤维组成的矩阵为浸渍聚合物形成drapable前体。然而,在所有情况下都应该注意,他们表面的纤维可能需要特殊化学处理(上浆)优化纤维/基体界面。

着高温聚合物,重要的纤维碳(4 t - 300),芳纶(Kevlar-49 Twaron)和S或R-glass碳最常见。相反,e玻璃占大部分的较低温度的复合材料。

半固化片形成过程

可用的产品形式分为两组分为前或后浸渍。在前者情况下,纤维是由矩阵完全浸渍的部分制造之前在一个单独的步骤。与后者,纤维和矩阵带入物理相近而纤维完全润湿的矩阵。充分润湿只发生在制造部分。

预浸渍可能通过融化或解决方案技术。

熔融浸渍过程

熔融浸渍纤维束的扩散到援助之前融化渗透进入一个十字头挤出机和死亡通常旨在产生一个扁平磁带或半固化片。流程如图1所示,可以提供带宽度300毫米0.125 - -0.5毫米的厚度。典型的碳纤维预浸材料厚度为0.125 mm将纤维体积分数(FVF)约60%和一个单层的重量210克/ m²。

另外,micronised聚合物可用于液化层的过程,而聚合物粒子被困在静电电荷的纤维束。欧洲杯猜球平台然后涂层纤维受到热量和压力,完成受精过程。因为大多数热塑性塑料的高粘度,熔体浸渍的面料已经证明困难,通常局限于狭窄的宽度。特定功能的熔体浸渍半固化片是僵硬和flex弹簧钢,但没有策略。这些特征可用于自动处理。

溶液浸渍过程

浸渍的解决方案,主要用于非晶聚合物如贝聿铭、聚合物浓度和温度可以调整给粘度明显低于通过熔体浸渍是可用的。这使织物浸渍的解决方案路线的优势。通过洗澡后聚合物在溶液中,材料通过夹辊控制溶液吸收的程度。浸渍材料然后通过溶剂蒸发/回收装置如图2所示。虽然目的是实现总溶剂去除,这在实践中被证明是困难的,结果制造期间护理是必要的,以防止挥发物的释放可能导致无效的形成。

后浸渍公关开发

对浸渍后母体聚合物可用于纤维的形式,电影或粉末。在每种情况下,处理的难易程度取决于程度的亲密的身体接触期间实现了纤维和聚合物之间的半固化片的形成。与电影叠加,这主要是实验室技术,聚合物薄膜与钢筋交错(通常是织物)之前直接制造部分。长时间的整合在高压力和温度必须达到可接受的浸渍,很少最佳。

粉Impregation

粉末浸渍已经用于开发两个独特的形式的半固化片。在第一类,液化层技术用于聚合物颗粒引入到纤维束然后经过十字头挤出机。欧洲杯猜球平台这个封装了纤维和聚合物粉薄鞘内相同的聚合物中防止聚合物损失处理。第二种类型,利用俗气的绑定来保留聚合物粉末后引入纤维束。这个产品可以覆盖在复杂的模具,但整合期间护理是必要的,因为粘结剂必须被挥发。

然而,最重要的路线后浸渍涉及混合矩阵与强化纤维,由美国国家航空航天局。混合是通过连续纤维强化和矩阵纱线通过压缩空气的湍流射流。粘结剂可能被用来稳定混合纱。的吸引力FVF可以紧密控制的方法和高分子量聚合物可用于旋转矩阵纤维,而低分子量聚合物通常用于熔融浸渍。

文章的重要性浸渍产品形式接受褶皱的能力,这是一个关键因素复杂形状的加工,特别是当需要深深的吸引了。尤其如此混合纱线借给自己编织,针织和编织过程。可以实现可接受的水平的浸渍混合路线但周期相对较长。

制造过程

atc的制造过程是由所使用的部分形状和半固化片的形式。Preimpregnated形式要求公称压力只有几秒产生一个统一的产品。这使得它们特别适合高速自动化处理。然而,其刚度和褶皱的缺乏限制了它们的应用程序持平或简单的波状外形的零件。另一方面,postimpregnated形式的灵活性和褶皱让他们通过压缩成型复杂形状的首选材料制造。欧洲杯足球竞彩在实践中遵循两条路径:“直接从半固化片”或“间接通过半完成中间”。

直接形成

这包括用于生产半完成表的路线,杆管,即带铺设、纤维缠绕、拉挤成型。表可以由人工将使用滚筒的新闻,但这只是经济发展数量。自动化是以下两条路径:计算机控制顺序磁带铺设或连续纹理堆栈的适当的半固化片厚度。辛辛那提Milacron创立了一个TMC胶带层,不断加热,压缩和冷却带,因为它应用于一个面板表面如图3所示。大表可以把任何所需的厚度方向序列在沉积率45公斤/小时。这种规模的操作感兴趣的航空制造商,但对于卷市场连续多层的纹理使用双皮带压力机是首选路线。这需要一个连续供应轴半固化片,以便加强面向纤维可以在组件所需的应力方向。这可以通过连续焊接和切割边缘使用集成开发下设备材料技术。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩在这里。结合轴偏移的投射能力/纹理线生产1220毫米宽E玻璃/ PP板估计230 - 420公斤/人力资源根据单层厚度。

管的形成

管使用相同的基本形成纤维缠绕设备为热固性开发系统的集中热源。2020欧洲杯下注官网半固化片磁带或拖加热就在芯棒上的伤口,也可以加热到援助整合。整合应用所需的压力保持足够的缠绕张力和压力辊后可以增加一个。有几个优势的ATC纤维缠绕值得一提。首先,非测地线缠绕模式是有可能的,因为带沉积后矩阵的快速凝固。其次,文章形成的伤口管允许设计师构思整体中空结构包括凹表面最后,因为不需要高压蒸汽养护,没有实际限制热塑性纤维缠绕结构的大小。

杆形成

ATC的拉挤棒是处于早期发展阶段。大部分使用了熔体浸渍拖或磁带,但模具设计是至关重要的。逐渐加热是必要的预浸材料截面调整通过兼容的死为整合提供了持续的压力。浸渍后半固化片通常不适合拉挤,因为他们需要太长时间融化,塑造和整合。

间接形成

前合并表atc的快速热成型的主要原料。如果使用semiconsolidated原料,需要更长的周期时间。与半晶状的聚合物,必须仔细控制,冷却速率产生正确的形态学影响韧性和耐溶剂性等物理性质。有四个不同的热成型技术:水力或橡胶隔膜,伸伸懒腰,辊轧成形了。

液压成形

在液压成形,(图4),一个沉重的橡胶膜、高压液压油,形状对模具的预热空白的脸。橡胶形成的膜被一块整体的橡胶。两个进程都适合快速形成相对简单的部分。几分钟的周期可以实现。

隔膜形成

隔膜形成适合更复杂的部分(图4 b)。这个过程的关键特性是ATC空白的位置在两个可伸缩的超塑性铝膜片或聚酰亚胺薄膜。空白不是边夹,可以方便地由半合并表。期间逐步形成热量和压力层间滑移允许不能伸展的连续纤维层,以适应复杂曲率没有纤维弯曲或破损。在周期的范围可以从20 - 100分钟。

拉伸成形法

相反,拉伸成形法故意夹空白的边缘,这样形成发生在张力(参见图4)。与浸渍织物或基于不连续对齐纤维预浸材料,这种方法允许快速成形与最低纤维屈曲。周期类似于水力或橡胶成型。

最后,辊轧成形可以用来产生线性配置文件如帽子或Z部分。这里,预加热合并表通过套塑造和冷却辊弯板所需的形式。过程高效声称利率10米/分钟,但在薄板厚度精度高是必需的。

第一作者:罗杰·福特

来源:材料信息服欧洲杯足球竞彩务,由贾斯汀Furness编辑

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