Aktualisht, ka shumë procese prodhimi për strukturat e përbërë nga materiale, të cilat mund të aplikohen në prodhimin dhe prodhimin e strukturave të ndryshme.Megjithatë, duke marrë parasysh efikasitetin e prodhimit industrial dhe kostot e prodhimit të industrisë së aviacionit, veçanërisht të avionëve civilë, është urgjente të përmirësohet procesi i kurimit për të reduktuar kohën dhe kostot.Prototipizimi i shpejtë është një metodë e re prodhimi e bazuar në parimet e formimit diskrete dhe të grumbulluar, e cila është një teknologji e prototipimit të shpejtë me kosto të ulët.Teknologjitë e zakonshme përfshijnë formimin me ngjeshje, formimin e lëngshëm dhe formimin e materialit të përbërë termoplastik.
1. Teknologjia e prototipizimit të shpejtë të shtypjes së mykut
Teknologjia e shpejtë e prototipit të formimit është një proces që vendos boshllëqe të parapreguara të parashtruara në kallëp dhe pasi kallëpi mbyllet, boshllëqet ngjeshen dhe ngurtësohen përmes ngrohjes dhe presionit.Shpejtësia e formimit është e shpejtë, madhësia e produktit është e saktë dhe cilësia e formimit është e qëndrueshme dhe uniforme.I kombinuar me teknologjinë e automatizimit, mund të arrijë prodhim masiv, automatizim dhe prodhim me kosto të ulët të përbërësve strukturorë të përbërë nga fibra karboni në fushën e aviacionit civil.
Hapat e formimit:
① Merrni një kallëp metalik me qëndrueshmëri të lartë që përputhet me dimensionet e pjesëve të kërkuara për prodhim, dhe më pas vendoseni kallëpin në një shtypës dhe ngroheni atë.
② Përgatitni materialet e nevojshme të përbërë në formën e kallëpit.Paraformimi është një hap thelbësor që ndihmon në përmirësimin e performancës së pjesëve të përfunduara.
③ Futni pjesët e paraformuara në kallëpin e nxehtë.Më pas ngjeshni kallëpin në një presion shumë të lartë, që zakonisht varion nga 800psi deri në 2000psi (në varësi të trashësisë së pjesës dhe llojit të materialit të përdorur).
④ Pasi të keni liruar presionin, hiqni pjesën nga kallëpi dhe hiqni çdo gërvishtje.
Përparësitë e formimit:
Për arsye të ndryshme, formimi është një teknologji popullore.Një pjesë e arsyes pse është e njohur është sepse përdor materiale të përparuara të përbëra.Krahasuar me pjesët metalike, këto materiale janë shpesh më të forta, më të lehta dhe më rezistente ndaj korrozionit, duke rezultuar në objekte me veti mekanike më të mira.
Një avantazh tjetër i formimit është aftësia e tij për të prodhuar pjesë shumë komplekse.Megjithëse kjo teknologji nuk mund të arrijë plotësisht shpejtësinë e prodhimit të derdhjes me injeksion plastik, ajo siguron më shumë forma gjeometrike në krahasim me materialet tipike të përbërë të laminuara.Krahasuar me formimin me injeksion plastik, ai gjithashtu lejon fibra më të gjata, duke e bërë materialin më të fortë.Prandaj, formimi mund të shihet si terreni i mesëm midis formimit me injeksion plastik dhe prodhimit të materialit të përbërë të laminuar.
1.1 Procesi i formimit të SMC
SMC është shkurtesa e materialeve të përbëra për formimin e llamarinës, domethënë materialeve të përbëra që formojnë fletë metalike.Lëndët e para kryesore përbëhen nga fije speciale SMC, rrëshirë e pangopur, aditivë me tkurrje të ulët, mbushës dhe aditivë të ndryshëm.Në fillim të viteve 1960, ajo u shfaq për herë të parë në Evropë.Rreth vitit 1965, Shtetet e Bashkuara dhe Japonia zhvilluan me sukses këtë teknologji.Në fund të viteve 1980, Kina prezantoi linja dhe procese të avancuara prodhimi SMC nga jashtë.SMC ka avantazhe të tilla si performanca elektrike superiore, rezistenca ndaj korrozionit, pesha e lehtë dhe dizajni inxhinierik i thjeshtë dhe fleksibël.Vetitë e tij mekanike mund të jenë të krahasueshme me materiale të caktuara metalike, kështu që përdoret gjerësisht në industri të tilla si transporti, ndërtimi, elektronika dhe inxhinieria elektrike.
1.2 Procesi i formimit të BMC
Në vitin 1961, u lançua përbërja e formimit të fletës së rrëshirës së pangopur (SMC) e zhvilluar nga Bayer AG në Gjermani.Në vitet 1960, Bulk Molding Compound (BMC) filloi të promovohej, i njohur gjithashtu si DMC (Dough Molding Compound) në Evropë, i cili nuk ishte trashur në fazat e tij të hershme (1950);Sipas përkufizimit amerikan, BMC është një BMC i trashë.Pas pranimit të teknologjisë evropiane, Japonia ka bërë arritje të rëndësishme në aplikimin dhe zhvillimin e BMC, dhe në vitet 1980, teknologjia ishte bërë shumë e pjekur.Deri më tani, matrica e përdorur në BMC ka qenë rrëshirë poliestër e pangopur.
BMC i përket plastikës termofikse.Bazuar në karakteristikat e materialit, temperatura e fuçisë së materialit të makinës së derdhur me injeksion nuk duhet të jetë shumë e lartë për të lehtësuar rrjedhën e materialit.Prandaj, në procesin e formimit me injeksion të BMC, kontrolli i temperaturës së fuçisë së materialit është shumë i rëndësishëm dhe duhet të vendoset një sistem kontrolli për të siguruar përshtatshmërinë e temperaturës, në mënyrë që të arrihet temperatura optimale nga seksioni i ushqimit në grykë.
1.3 Formimi i policiklopentadienit (PDCPD).
Formimi i policiklopentadienit (PDCPD) është kryesisht një matricë e pastër dhe jo plastike e përforcuar.Parimi i procesit të formimit PDCPD, i cili u shfaq në 1984, i përket të njëjtës kategori si formimi i poliuretanit (PU) dhe u zhvillua për herë të parë nga Shtetet e Bashkuara dhe Japonia.
Telene, një degë e kompanisë japoneze Zeon Corporation (me vendndodhje në Bondues, Francë), ka arritur sukses të madh në kërkimin dhe zhvillimin e PDCPD dhe operacionet e saj tregtare.
Vetë procesi i formimit të RIM është më i lehtë për t'u automatizuar dhe ka kosto më të ulët të punës në krahasim me procese të tilla si spërkatja FRP, RTM ose SMC.Kostoja e mykut të përdorur nga PDCPD RIM është shumë më e ulët se ajo e SMC.Për shembull, kallëpi i kapakut të motorit të Kenworth W900L përdor një guaskë nikeli dhe një bërthamë alumini të derdhur, me një rrëshirë me densitet të ulët me një peshë specifike prej vetëm 1,03, e cila jo vetëm zvogëlon kostot, por gjithashtu zvogëlon peshën.
1.4 Formimi i drejtpërdrejtë në internet i materialeve të përbërë termoplastikë të përforcuar me fibra (LFT-D)
Rreth vitit 1990, LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics Direct) u prezantua në treg në Evropë dhe Amerikë.Kompania CPI në Shtetet e Bashkuara është kompania e parë në botë që zhvillon pajisjet e formimit termoplastik të përforcuar me fibra të gjata direkt në linjë dhe teknologjinë përkatëse (LFT-D, Direct In Line Mixing).Ajo hyri në aktivitetin tregtar në 1991 dhe është një lider global në këtë fushë.Diffenbarcher, një kompani gjermane, ka hulumtuar teknologjinë LFT-D që nga viti 1989. Aktualisht, ka kryesisht LFT D, Tailored LFT (që mund të arrijë përforcim lokal bazuar në stresin strukturor) dhe Advanced Surface LFT-D (sipërfaqe e dukshme, sipërfaqe e lartë cilësisë) teknologjive.Nga këndvështrimi i linjës së prodhimit, niveli i shtypit të Diffenbarcher është shumë i lartë.Sistemi i nxjerrjes D-LFT i kompanisë gjermane Coperation është në një pozicion udhëheqës ndërkombëtar.
1.5 Teknologjia e prodhimit të derdhjes pa formë (PCM)
PCM (Modeli më pak Casting Manufacturing) është zhvilluar nga Qendra Laser Rapid Prototyping e Universitetit Tsinghua.Teknologjia e shpejtë e prototipit duhet të aplikohet në proceset tradicionale të derdhjes së rërës me rrëshirë.Së pari, merrni modelin CAD të derdhjes nga modeli i pjesës CAD.Skedari STL i modelit të hedhjes CAD është shtresuar për të marrë informacionin e profilit të kryqëzuar, i cili më pas përdoret për të gjeneruar informacion kontrolli.Gjatë procesit të formimit, hunda e parë spërkat me saktësi ngjitësin në secilën shtresë rëre me anë të kontrollit kompjuterik, ndërsa hunda e dytë spërkat katalizatorin përgjatë së njëjtës rrugë.Të dy i nënshtrohen një reaksioni lidhës, duke ngurtësuar shtresën pas shtresës së rërës dhe duke formuar një grumbull.Rëra në zonën ku ngjitësi dhe katalizatori punojnë së bashku ngurtësohet së bashku, ndërsa rëra në zonat e tjera mbetet në një gjendje kokrrizore.Pas pjekjes së një shtrese, shtresa tjetër lidhet dhe pasi të gjitha shtresat janë lidhur, fitohet një entitet hapësinor.Rëra origjinale është ende rërë e thatë në zonat ku ngjitësi nuk spërkatet, duke e bërë më të lehtë heqjen.Duke pastruar rërën e thatë të papërpunuar në mes, mund të merret një kallëp derdhjeje me një trashësi të caktuar muri.Pas aplikimit ose ngopjes së bojës në sipërfaqen e brendshme të kallëpit të rërës, ajo mund të përdoret për derdhjen e metalit.
Pika e temperaturës së pjekjes së procesit PCM është zakonisht rreth 170 ℃.Shtrimi aktual i ftohtë dhe zhveshja e ftohtë e përdorur në procesin PCM është e ndryshme nga derdhja.Shtrimi i ftohtë dhe zhveshja në të ftohtë përfshin hedhjen graduale të prepregit në kallëp sipas kërkesave të strukturës së produktit kur kallëpi është në skajin e ftohtë, dhe më pas mbyllja e kallëpit me presën formuese pasi të përfundojë shtrimi për të siguruar një presion të caktuar.Në këtë kohë, myku nxehet duke përdorur një makinë të temperaturës së mykut, Procesi i zakonshëm është ngritja e temperaturës nga temperatura e dhomës në 170 ℃, dhe shkalla e ngrohjes duhet të rregullohet sipas produkteve të ndryshme.Shumica e tyre janë bërë nga kjo plastikë.Kur temperatura e mykut arrin temperaturën e caktuar, izolimi dhe ruajtja e presionit kryhen për të kuruar produktin në temperaturë të lartë.Pasi të përfundojë shërimi, është gjithashtu e nevojshme të përdorni një makinë të temperaturës së mykut për të ftohur temperaturën e mykut në temperaturën normale, dhe shkalla e ngrohjes vendoset gjithashtu në 3-5 ℃/min, pastaj vazhdoni me hapjen e mykut dhe nxjerrjen e pjesëve.
2. Teknologjia e formimit të lëngjeve
Teknologjia e formimit të lëngshëm (LCM) i referohet një sërë teknologjish të formimit të materialit të përbërë që së pari vendosin paraformat e fibrave të thata në një zgavër të mbyllur të mykut, më pas injektojnë rrëshirë të lëngshme në zgavrën e kallëpit pas mbylljes së kallëpit.Nën presion, rrëshira rrjedh dhe thith fijet.Krahasuar me procesin e formimit të kanaçes me presim të nxehtë, LCM ka shumë përparësi, të tilla si të jetë i përshtatshëm për prodhimin e pjesëve me saktësi të lartë dimensionale dhe pamje komplekse;Kosto e ulët e prodhimit dhe funksionimi i thjeshtë.
Veçanërisht procesi RTM me presion të lartë i zhvilluar vitet e fundit, HP-RTM (High Pressure Resin Transfer Molding), i shkurtuar si procesi i derdhjes HP-RTM.I referohet procesit të formimit të përdorimit të presionit të lartë për përzierjen dhe injektimin e rrëshirës në një kallëp të mbyllur me vakum të shtruar paraprakisht me materiale të përforcuara me fibra dhe përbërës të ngulitur paraprakisht, dhe më pas përftimin e produkteve të materialit të përbërë përmes mbushjes me rrjedhje rrëshirë, ngopjes, pjekjes dhe çformulimit. .Duke reduktuar kohën e injektimit, pritet të kontrollohet koha e prodhimit të komponentëve strukturorë të aviacionit brenda dhjetëra minutave, duke arritur përmbajtje të lartë të fibrave dhe prodhim të pjesëve me performancë të lartë.
Procesi i formimit të HP-RTM është një nga proceset e formimit të materialit të përbërë që përdoret gjerësisht në industri të shumta.Përparësitë e tij qëndrojnë në mundësinë e arritjes me kosto të ulët, me cikël të shkurtër, prodhim masiv dhe prodhim me cilësi të lartë (me cilësi të mirë të sipërfaqes) krahasuar me proceset tradicionale RTM.Përdoret gjerësisht në industri të ndryshme si prodhimi i automobilave, ndërtimi i anijeve, prodhimi i avionëve, makineritë bujqësore, transporti hekurudhor, prodhimi i energjisë së erës, mallrat sportive etj.
3. Teknologjia e formimit të materialit të përbërë termoplastik
Vitet e fundit, materialet e përbëra termoplastike janë bërë një pikë e nxehtë kërkimore në fushën e prodhimit të materialeve të përbëra si brenda dhe jashtë vendit, për shkak të avantazheve të tyre të rezistencës së lartë ndaj ndikimit, rezistencës së lartë, tolerancës së lartë ndaj dëmtimit dhe rezistencës së mirë ndaj nxehtësisë.Saldimi me materiale kompozite termoplastike mund të zvogëlojë ndjeshëm numrin e lidhjeve të thumbave dhe bulonave në strukturat e avionëve, duke përmirësuar ndjeshëm efikasitetin e prodhimit dhe duke ulur kostot e prodhimit.Sipas Airframe Collins Aerospace, një furnizues i klasit të parë të strukturave të avionëve, strukturat termoplastike të saldueshme të formuara me presion jo të nxehtë kanë potencialin për të shkurtuar ciklin e prodhimit me 80% në krahasim me metalin dhe komponentët e përbërë termorregullues.
Përdorimi i sasisë më të përshtatshme të materialeve, zgjedhja e procesit më ekonomik, përdorimi i produkteve në pjesët e duhura, arritja e qëllimeve të paracaktuara të projektimit dhe arritja e raportit ideal të kostos së performancës së produkteve kanë qenë gjithmonë drejtimi. e përpjekjeve për praktikuesit e materialeve të përbëra.Unë besoj se më shumë procese formimi do të zhvillohen në të ardhmen për të përmbushur nevojat e projektimit të prodhimit.
Koha e postimit: Nëntor-21-2023
