Ilgu pluoštu sustiprintų kompozitų įvadas

Ilgu pluoštu sustiprintas termoplastinis kompozitas reiškia, kad pluošto ilgis yra didesnis nei 10 mm sustiprintas termoplastas, armuotas pluoštas iki stiklo pluošto, anglies pluošto ir kiti pluoštai, dažniausiai naudojamas dervos substratas yra PP (polipropilenas), po to PA (poliamidas). kaip PPS (polifenileno sulfidas), TPU (poliuretanas) ir kitos dervos, atsižvelgiant į dervos tipą su tinkamu pluošto paviršiaus apdorojimu, galima pasiekti geresnių rezultatų.

Pluoštinių medžiagų pridėjimas į dervą gali labai pagerinti bendras medžiagos savybes. Pluoštinės kompozicinės medžiagos sugeria išorines jėgas trimis būdais: pluošto ištraukimu, pluošto trūkimu ir dervos trūkimu. Didėjant pluošto ilgiui, pluošto ištraukimui reikia daugiau energijos, o tai padeda pagerinti smūgio stiprumą. Kompozitinėse medžiagose pluošto galas dažnai yra įtrūkimų augimo pradžios taškas, o ilgų pluošto galų skaičius yra mažas, o tai taip pat pagerina smūgio stiprumą. Ilgų pluoštų mišiniai susipina, sukasi ir lenkia vienas kitą pildant formą, o ne išsirikiuoja pagal tekėjimo kryptį, kaip trumpų pluoštų mišiniai. Todėl, palyginti su tomis pačiomis trumpo pluošto mišinių liejimo dalimis, ilgo pluošto mišrių formuotų gaminių izotropija, geresnė plokštuma ir mažesnis deformavimasis, todėl dydis yra stabilesnis. Ilgu pluoštu armuotų termoplastikų šiluminės deformacijos temperatūra taip pat yra aukštesnė nei trumpuoju pluoštu armuotų termoplastikų. Todėl ilgo pluošto kompozitai pasižymi geresnėmis savybėmis nei trumpo pluošto kompozitai ir gali pagerinti standumą, stiprumą gniuždant, stiprumą lenkimui ir atsparumą šliaužimui. Termoplastiniai kompozitai skirstomi į sutvirtintus ilguoju pluoštu ir trumpuoju pluoštu.

Metodas yra supjaustyti prepreg medžiagą, gautą lydant impregnavimą, kad būtų gautos 6-10 mm dalelės. Dalelės ilgis atitinka pluošto ilgį, o pluoštas tolygiai pasiskirsto dervoje, todėl medžiaga turi didelį smūgio stiprumą ir modulį, sumažėja deformacija, sumažėja susitraukimo greitis, padidėja matmenų stabilumas. , ir pagerėja gaminio atsparumas nuovargiui.

Dalelės gali būti kaitinamos liejimo mašina ir įpurškiamos į formą, o po to kaitinamos ir formuojamos slėgyje. Atsižvelgiant į termoplastinės dervos tipą ir kompozicinės medžiagos gaminio formą, reguliuojama temperatūra, slėgis ir proceso parametrų laikas. Įpurškimo būdu galima paruošti sudėtingų formų gaminius, o tai labai išplečia taikymo sritį.

Paprasčiausias liejimo būdas yra paimti gautą pluoštu sustiprintą termoplastinį prepregą, daugiasluoksnę superpoziciją, superpozicijos metodą taikant du gretimus sluoksnius 0/90 laipsnių, o po to į presavimo plokštę karštajam presavimui, kad gautumėte lakštą ar kitą paprastą formą. . Šis metodas yra dažniausiai naudojamas lakštų ir lakštų paruošimo būdas. Siekiant pagerinti darbo efektyvumą, liejimui taip pat galima naudoti dvigubą ir trijų ritinių kalandravimą.

Be to, preprego lakštas supjaustomas pagal formos dydį ir kaitinamas kaitinimo krosnyje iki aukštesnės nei dervos lydymosi temperatūros. Tada jis siunčiamas į presavimo štampą greitam karštam presavimui ir atšaldymui, kad būtų gautas produktas. Šio metodo formavimo ciklas yra trumpas. Jis tinka gaminiams su dideliais storio ir tankio pokyčiais, sudėtingomis formomis, tokiomis kaip išgaubta, įgaubta ar radianinė, taip pat gaminiams su įterptomis metalinėmis dalimis. Šis metodas pasižymi mažomis energijos sąnaudomis ir gamybos sąnaudomis, tačiau aukštu gamybos efektyvumu.

Šis metodas yra tipiškas gamybos procesas, kurio metu galima nuolat ir ekonomiškai gaminti kompozicines medžiagas. Pultrusinio liejimo technologija yra nenutrūkstamas, automatinis gamybos procesas, skirtas daug pluošto, didelio našumo ir nebrangių kompozitinių medžiagų. Taikant šį metodą, ilgas pluoštas impregnuojamas derva, tada praeina per tam tikros skerspjūvio formos formavimo formą ir sukietėja formoje, o tada produktas ištraukiamas iš formos formavimo proceso. Ekstruzijos formavimo procesas turi šiuos privalumus: pavyzdžiui, dervos klampumą galima reguliuoti bet kuriuo metu, pluošto kiekis gali būti iki 80 procentų; Automatinis gamybos proceso valdymas, didelis gamybos efektyvumas; Gaminio išilginis ir skersinis stiprumas gali būti savavališkai reguliuojamas, kad atitiktų skirtingų gaminio mechaninių savybių reikalavimus; Produkto kokybė yra stabili, pakartojamumas geras, ilgį galima nupjauti savavališkai; Gamyboje nėra kampinių atliekų, o gaminiui nereikia papildomo apdorojimo, todėl sutaupoma darbo jėgos, medžiagų ir energijos sąnaudų, palyginti su kitais procesais.

Ilgu pluoštu sustiprinti termoplastiniai kompozitai kaip konstrukcinės medžiagos gali būti naudojami pramonės, civilinėje, karinėje ir kitose srityse, buvo pritaikyti aviacijos, automobilių, elektros įrangos, ryšių, sporto įrangos ir kitose srityse.

„Aplinkos apsauga, energijos taupymas ir lengvieji automobiliai“ skatina sparčią ilgo pluošto sustiprinto termoplastinio kompozito paruošimo, komponentų projektavimo ir pritaikymo plėtrą. Ilgi stiklo pluoštu sustiprinti termoplastiniai kompozitai polipropileno (PP) pagrindu buvo plačiai naudojami automobilių galinėse dalyse. Duomenys rodo, kad 80 procentų ilgo stiklo pluoštu sustiprintų termoplastinių kompozitų paklausos tenka automobilių pramonei (atsarginėms dalims), kuri buvo plačiai naudojama europietiškų markių automobiliuose. Dėl specialių didelio našumo ir automobilių dalių įvairinimo reikalavimų taip pat ilgas pluoštu sustiprintas termoplastinis kompozitas turi daugiau pluošto ir dervos pasirinkimų. Ilgu pluoštu sustiprinti termoplastiniai kompozitai naudojami šiose dalyse: priekiniame modulyje, prietaisų skydelyje, durų modulyje, korpuse, apatinėje plokštėje ir kitose sudėtingos formos dalyse, įskaitant sudėtingas dalis, gautas liejimo būdu, duryse ir languose, korpuse. apatinę plokštę, prietaisus ir pan., arba kaip laminato medžiagas, tokias kaip vežimėlio apsaugos plokštė ir sunkvežimių lubos. Taip pat didėja anglies pluošto kompozitinių medžiagų naudojimas aukščiausios klasės automobiliuose ar sportiniuose automobiliuose bei lenktyniniuose automobiliuose ir netgi atsiranda visos anglies pluošto kompozicinės transporto priemonės.

Greitųjų geležinkelių kūrimas Kinijoje turi daugiau poreikių ilguoju pluoštu sustiprintiems termoplastiniams kompozitams, o skirtingų dalių našumas skiriasi, todėl ilguoju pluoštu sustiprinti greitųjų geležinkelių termoplastiniai kompozitai yra turtingi ir spalvingi.

Didelio našumo pluoštai, tokie kaip aramidas, itin didelės molekulinės masės, didelio stiprumo ir didelio modulio polietileno pluoštas ir anglies pluoštas, išliejami į termoplastines kompozicines medžiagas, kurios gali būti naudojamos kūno šarvams, skydams, šalmams ir pan. Didelio našumo ilgo pluošto ir derva sustiprinti termoplastiniai kompozitai taip pat gali būti naudojami tankuose, šarvuočiuose ir kituose šarvuose.

Aviacija turi ypatingą pažangių ir aukštos kokybės medžiagų paklausą, o skirtingiems šios srities gaminiams keliami įvairūs reikalavimai ilgo pluošto sustiprintiems termoplastiniams kompozitams, tarp kurių ryškiausi yra anglies pluošto kompozitai. Pluošto kompozitai plačiai naudojami raketose, raketose ir greitaeigiuose orlaiviuose dėl savo unikalių ir puikių fizinių ir cheminių savybių. Pavyzdžiui, anglies pluošto ir plastikinių kompozicinių medžiagų, pagamintų orlaiviuose, palydovuose, raketose ir kitose kosminėse transporto priemonėse, naudojimas, ne tik didelė trauka, mažas triukšmas; O dėl jų lengvumo, todėl sunaudojama mažiau energijos, galima sutaupyti daug degalų.

Ilgu pluoštu sustiprintos termoplastinės kompozicinės medžiagos naudojimas aukštos kokybės statybinių medžiagų srityje daugiausia grindžiamas plokšte, daugiausia su stiklo pluoštu sustiprintu PP, lengvas, didelio specifinio stiprumo, specifinio modulio, atsparumo korozijai, geras atsparumas vandeniui, lengvas Naudojimas, nebrangus, gali būti pjaustomas pagal poreikį, gali būti montuojamas varžtais, kniedėmis, taip pat gali būti karšto lydalo suvirinimas ir kiti privalumai, Jis gali būti naudojamas kaip sienų lenta, sienų pamušalo lenta ir pastato šablonas. Aukštos kokybės plastikiniams vamzdžiams gaminti taip pat galima naudoti ištisinio ilgio pluoštu sustiprintus termoplastinius kompozitus.