Калапи со големи автомобилски компоненти: Како да се реши нерамномерната импрегнација на смола и прекумерната порозност?

Според трендот на лесна тежина и структурна интеграција во возилата со нова енергија, интегрираниот процес на обликување за големи композитни компоненти стана значаен правец за технолошки откритија во индустријата. Меѓутоа, кога димензиите на компонентите се прошируваат над два метри, проблемите со нерамномерната импрегнација на смола и прекумерната порозност стануваат значително поизразени, што директно влијае на механичките својства и конзистентноста на производот. Оваа статија систематски ги анализира причините за овие проблеми од перспектива на механизмите на процесот и дава технички решенија што можат да се спроведат.

Систематска анализа на причините за проблемот

Главниот предизвик на обликувањето на големи компоненти произлегува од нерамномерноста на физичкото поле предизвикана од ефектите на скалата. Кога патеките на проток надминуваат 1,5 метри, предниот дел на протокот на смолата кај арматурните материјали има тенденција да покажува феномени на прстите, што доведува до губење на контролата врз патеките за импрегнација. Во меѓувреме, разликата во температурата на мувлата што надминува 5°C може да доведе до локализирани разлики во вискозноста на смолата, предизвикувајќи отстапувања во предната брзина на протокот за повеќе од 30%. Прекумерната порозност главно се должи на три сложени фактори: микро-меурчиња заробени во снопови влакна за време на процесот на полнење; лоши канали за вентилација за испарливи мали молекули за време на фазата на стврднување; и формирање на секундарни меурчиња поради акумулација на топлина во јадрото кога дебелината надминува 5 mm.

Прецизно усогласување на материјалните системи

Решавањето на прашањата за импрегнација започнува со синергетскиот дизајн на системите од смола-влакна. За големи компоненти, се препорачува да се користат системи со смола со вискозност со градиент, првично контролирајќи ја вискозноста помеѓу 200-400 mPa·s за да се обезбеди соодветно време на проток. Треба да се воведат латентни промотери за да се продолжи времето на гел на над 90 минути, со резервирање на прозорец за процесот за отстранување на меурчиња. Препорачливо е да се изберат хибридни структури од повеќеслојни еднонасочни ткаенини и душеци од сечкани нишки за материјали за зајакнување, контролирајќи ја тежината на еден слој помеѓу 300-450 g/m², обезбедувајќи пропустливост, избегнувајќи меѓуслојно лизгање. Експерименталните податоци покажуваат дека оваа конфигурација може да ги намали слабо импрегнираните области за 60%.

Оптимизација на полето на проток во дизајнот на мувла

Распоредот на тркачот на мувла мора да го следи принципот „контрола на зонски проток, последователно полнење“. За компоненти подолги од 2 метри, треба да се постават 3-5 независни порти за вбризгување на калапот, во комбинација со систем за секвенцијална контрола за да се постигне скалесто вбризгување. Напречниот пресек на тркачите усвојува дизајн на трапезоиден променлив пресек, почнувајќи од 20 mm на влезниот крај постепено стеснувајќи до 8 mm на излезниот крај, со што се балансира отпорот низ различни зони. Системите за вентилација треба да се постават во последните области за полнење и геометриски нагли промени, со прецизно контролирана длабочина на отворот за вентилација помеѓу 0,05-0,08 mm, ефикасно отстранувајќи ги меурите без прелевање на смола. Системите за контрола на температурата на калапот мора да овозможат зонско независно прилагодување, сугерирајќи една јамка за контрола на температурата на секои 0,5 метри за да се обезбеди разлика во температурата на површината ≤3°C.

Точна контрола на параметрите на процесот

Кривите на притисокот на инјектирање треба да усвојат стратегија во две фази на „импрегнација со низок притисок - набивање со среден притисок“. Во почетната фаза, одржувајте притисок од 0,1-0,15 MPa 40-60 минути за да овозможите смолата целосно да навлезе во внатрешните снопови на влакна под низок притисок; последователно зголемете на 0,25-0,3 MPa за структурно набивање, барајќи вакуумска помош во калапот со вакуумски степен кој се одржува над -0,08 MPa. Процесите на стврднување се препорачуваат да се користи „степен пораст на температурата“: држете на 80°C 2 часа за да се постигне пред-гелација, а потоа подигнете на 120°C за да ги завршите реакциите на вкрстено поврзување. Овој процес може да ја намали порозноста од конвенционалните 2,5% на под 0,8%.

Дигитална реализација на следење на процесите

Воведувањето сензорска мрежа во калапот е клучно за постигнување контрола на квалитетот. Се предлага да се постават сензори за диелектрична анализа (DEA) долж патеките на проток за да се следи положбата на предниот дел на протокот на смолата и степенот на стврднување во реално време. Мрежата со сензори за притисок може да ја долови состојбата на консолидација во различни зони, иницирајќи процедури за компензација кога разликите во притисокот надминуваат 0,05 MPa. Мерењето на температурата преку Интернет со помош на инфрацрвени термални камери може да ги визуелизира полињата за температурата на мувлата, обезбедувајќи поддршка за податоци за динамички прилагодувања. Врз основа на овие податоци за перцепција, воспоставете систем за повратни информации во реално време за прозорците на процесите, автоматски активирајќи корективни процедури кога параметрите отстапуваат од поставените вредности за 5%.

Пост-обработка и валидација на квалитет

Третманот по стврднување мора да се изврши по обликувањето, држејќи се на 130°C 4 часа за да се обезбеди степенот на стврднување на јадрото да достигне над 95%. Потврдата на квалитетот треба да комбинира ултразвучно Ц-скенирање и КТ со рендген, при што првиот брзо ги лоцира дефектните области, а вториот прецизно ја квантифицира дистрибуцијата на порозноста. За области со порозност што надминува 1%, воспоставете база на податоци што ги корелира параметрите на процесот со локациите на дефекти за последователна итеративна оптимизација.

Контролата на квалитетот во обликувањето на големите автомобилски компоненти е систематски проект кој бара повеќедимензионална координација на материјали, калапи, процеси и технологии за следење. Преку имплементирање на дизајни за вискозност на градиент, распоред на зонски тркала, стратегии за постепено вбризгување и дигитално следење на процесите, стапките на неуспех на импрегнација може да се контролираат во рамките на 3%, со порозност постојано под 1%. Претпријатијата треба да ги имплементираат овие решенија во фази врз основа на условите на нивната опрема, давајќи им приоритет на основните прашања како што се контролата на температурата на мувлата и времето на вбризгување, пред постепено да напредуваат кон дигитални надградби, на крајот да постигнат стабилно масовно производство на големи компоненти.

К-ШОУе светски познато претпријатие за производство на калапи за инјектирање со над 30.000 комплетиразни калапи за инјектирање. Со 20 години техничка акумулација, таа воспостави незаменлива позиција во индустријата за K-SHOW калапи. Нашата компанија има силни технички способности, систем за управување со звук и систематско истражување и производствен капацитет за мувла, како и сервисен систем за брз одговор. Инвестиравме и воведовме голем број центри за обработка на CNC со висока прецизност и целосно интелигентни линии за обработка на опрема за обработка. Ние сме специјализирани за производство на различни калапи со висока прецизност и висока тежина. Нашите главни производи од мувла вклучуваат медицински, апарати за домаќинство, автомобилски делови, големи индустриски инженерски делови, пакување, калапи за секојдневни потреби итн. Добредојдовте да дојдете за консултации и купување.