Vật liệu composite
Composite kết hợp các sợi bền (thủy tinh, carbon hoặc aramid) với nhựa giữ chúng tại chỗ và cứng lại. Bốn quy trình trong chương này khác nhau ở cách đặt sợi và cách nhựa đến với sợi. Mỗi quy trình tạo ra vật liệu và chi tiết cùng một lúc.
Ý tưởng chính
Sợi chịu tải; nhựa giữ chúng đúng vị trí, chia sẻ tải giữa chúng và bảo vệ chúng. Hãy nghĩ đến bê tông cốt thép: thanh thép chịu kéo, bê tông giữ chúng ở đúng chỗ. Composite chỉ bền theo các hướng mà sợi chỉ tới, nên mọi quy trình ở đây thực chất là về việc đặt sợi ở nơi lực sẽ đi qua. Hai lựa chọn định hình mỗi phương pháp: sợi đến đã thấm nhựa (prepreg) hay sợi khô được thấm sau bằng nhựa lỏng; và khuôn hở với một mặt hoàn thiện hay khuôn kín với hai mặt.
4 quy trình trong chương này
10.1Đắp lớp và lưu hóa nồi hấpCác lớp prepreg xếp trên khuôn, hút chân không trong túi và lưu hóa dưới nhiệt và áp suấtMở bài học
10.2Ép chuyển nhựa và thấm hútSợi khô nằm trong khuôn; nhựa lỏng được đẩy vào (RTM) hoặc hút vào bằng chân không (infusion)Mở bài học
10.3Kéo đùn (pultrusion)Sợi được kéo qua nhựa và khuôn nung nóng, liên tục không ngừngMở bài học
10.4Quấn sợiSợi tẩm ướt nhựa được quấn lên lõi quayMở bài họcSo sánh song song
| Quy trình | Tóm tắt một dòng | Phù hợp nhất với | Cỡ lô | Độ chính xác |
|---|---|---|---|---|
| 10.1Đắp lớp và lưu hóa nồi hấp | Các lớp prepreg xếp trên khuôn, hút chân không trong túi và lưu hóa dưới nhiệt và áp suất | Vỏ nhẹ nhất, bền nhất: máy bay, xe đua | Từ chiếc đơn lẻ đến vài nghìn mỗi năm | Khoảng ±0,2–0,5 mm trên hình dạng |
| 10.2Ép chuyển nhựa và thấm hút | Sợi khô nằm trong khuôn; nhựa lỏng được đẩy vào (RTM) hoặc hút vào bằng chân không (infusion) | Chi tiết ô tô (RTM); thân tàu và cánh gió (infusion) | Từ chiếc đơn lẻ (infusion) đến hàng chục nghìn (RTM) | RTM khoảng ±0,2–0,5 mm; infusion một mặt chính xác |
| 10.3Kéo đùn (pultrusion) | Sợi được kéo qua nhựa và khuôn nung nóng, liên tục không ngừng | Biên dạng thẳng: dầm, thanh, sàn lưới | Hàng km của một biên dạng | Khoảng ±0,2–0,5 mm trên tiết diện |
| 10.4Quấn sợi | Sợi tẩm ướt nhựa được quấn lên lõi quay | Ống, bồn, bình chịu áp, trục | Từ chiếc đơn lẻ đến hàng chục nghìn mỗi năm | Mặt trong chính xác như trục gá |
Cách chọn trong họ này
- Tròn và rỗng, nhất là chịu áp suất (bồn, ống): quấn sợi.
- Dài và thẳng với một tiết diện: pultrusion.
- Vỏ lớn như thân tàu hoặc cánh, với ngân sách hạn chế: infusion chân không.
- Chi tiết cỡ vừa số lượng lớn với hai mặt đẹp: RTM.
- Hiệu năng hàng đầu bằng mọi giá, như trong máy bay và xe đua: đắp prepreg và autoclave.
Từ khóa
- Sợi
- sợi bền, cứng (thủy tinh, carbon, aramid) chịu tải.
- Nhựa (nền)
- nhựa lỏng thấm vào sợi và cứng lại quanh chúng.
- Đóng rắn
- phản ứng hóa học biến nhựa lỏng thành chất rắn cứng, thường được đẩy nhanh bằng nhiệt.
- Lớp vải
- một lớp vải hoặc băng sợi trong một chồng.
- Prepreg
- sợi bán sẵn đã thấm nhựa đóng rắn một phần, bảo quản đông lạnh cho đến khi dùng.
- Preform
- sợi khô đã có hình dạng như chi tiết, sẵn sàng cho nhựa.
- Trục gá
- lõi mà sợi được quấn lên trong quấn sợi.
- Lỗ rỗng
- bọt khí nhỏ bị kẹt làm yếu chi tiết.
Dùng thử
Đưa AI vào công việc CAD của bạn.
Dựng chi tiết, tạo bản vẽ và tự động hóa công việc lặp lại ngay trong phần mềm CAD của bạn.