новости

Процесс автоклавирования включает в себя укладку препрегов в соответствии со спецификациями внутри пресс-формы, их герметизацию в вакуумном мешке, а затем помещение собранной конструкции в автоклав. В результате нагрева и создания давления внутри автоклава материал подвергается реакции отверждения, преобразуя заготовку из препрега в желаемую форму и обеспечивая соответствие требованиям к качеству компонента.

Преимущества автоклавирования:

Равномерное распределение давления внутри резервуара: создание давления с помощью сжатого воздуха, инертных газов (N₂, CO₂) или смесей газов обеспечивает одинаковое давление во всех точках вдоль нормалей к поверхности вакуумного мешка. Это позволяет добиться равномерного давления во время формования и отверждения компонентов.

Равномерная температура воздуха внутри резервуара: нагревающий (или охлаждающий) газ быстро циркулирует внутри резервуара, поддерживая постоянную температуру газа во всех точках. Благодаря продуманной конструкции пресс-формы это обеспечивает минимальные перепады температур по всей детали во время циклов нагрева и охлаждения в герметичном состоянии внутри пресс-формы.

Широкая область применения: Относительно простая конструкция пресс-формы обеспечивает высокую эффективность, что делает ее подходящей для формования сложных поверхностей большой площади, таких как обшивка, панели и оболочки. Она позволяет изготавливать различные сложные конструкции и компоненты разных размеров. Температурные и барометрические условия внутри автоклава позволяют удовлетворить требованиям формования практически всех полимерных композитных материалов.

Стабильный и надежный процесс формования: равномерное давление и температура внутри автоклава обеспечивают стабильное качество деталей. Компоненты, изготовленные с помощью автоклавного процесса, обладают низкой пористостью и равномерным содержанием смолы. По сравнению с другими методами формования, детали, изготовленные в автоклаве, обладают стабильными и надежными механическими свойствами. На сегодняшний день подавляющее большинство высоконагруженных композитных деталей в аэрокосмической отрасли изготавливается с использованием автоклавного процесса.

Недостатки автоклавирования:

Высокие инвестиции и затраты: по сравнению с другими процессами, автоклавные системы являются крупными, конструктивно сложными и относятся к сосудам под давлением, что делает строительство большого автоклава чрезвычайно дорогостоящим. Каждый цикл отверждения потребляет значительное количество дорогостоящих вспомогательных материалов, таких как вакуумные пакеты, уплотнительные прокладки, разделительные пленки, проницаемые маты и разделительные ткани. Кроме того, процесс потребляет значительное количество воды, электроэнергии и газа.

Основные области применения автоклавного процесса:

Аэрокосмическая отрасль: обшивка, нервюры, рамы, обтекатели и т. д.

Автомобильная промышленность: кузовные панели и конструктивные элементы, такие как внутренние/наружные панели капота, внутренние/наружные дверные панели, панели крыши, крылья, пороги, центральные стойки кузова и т. д.

Железнодорожные перевозки: шпалы, балки и т. д.;

Морская промышленность, товары премиум-класса и т. д.

Автоклавирование является основным методом непрерывного производства.композит, армированный волокнамиКомпоненты. Широко используемые в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность, железнодорожный транспорт, спорт и отдых, а также новые источники энергии, композитные изделия, производимые в автоклаве, составляют более 50% от общего объема производства композитных материалов. Только в аэрокосмической отрасли эта доля превышает 80%.

Вспомогательные вакуумные материалы для автоклавов

Пленка для вакуумных пакетов

Пленка для вакуумных пакетов служит вспомогательным технологическим материалом для отверждения композитных компонентов. Этот пленочный материал способен формировать и поддерживать вакуумное состояние при определенных условиях окружающей среды. Его функция заключается в создании вакуумной системы.

Разделительная ткань обычно используется в качестве основного барьера между изделием и другими вспомогательными материалами для вакуумной обработки. Она не прилипает к изделию и легко снимается после отвердевания, выдерживая температуру до примерно 230°C.

Высокотемпературная ткань из ПТФЭ. Высококачественное стекловолокно вплетается в современные стекловолоконные подложки с использованием простого, саржевого, сатинового или других типов переплетения. Эти подложки подвергаются уникальным технологиям обработки, включающим многократную тщательную пропитку суспензионной эмульсией ПТФЭ, что позволяет получать высокотемпературные ткани различной толщины и множества сверхшироких размеров.

Разделительная пленка

В большинстве случаев разделительная пленка непосредственно контактирует с ламинатом, изолируя его от неразделяющегося воздухопроницаемого войлока. Выбор разделительной пленки зависит от температуры отверждения, давления, сложности детали и системы смол. Перфорированные разделительные пленки обычно используются для обеспечения удаления воздуха и летучих веществ, захваченных внутри ламината.

Перфорированный войлок

Процесс иглопробивания обеспечивает строгий контроль, равномерную плотность поверхности и необходимую толщину. 100% контроль на всех этапах процесса гарантирует отсутствие металлических фрагментов иглы. Он обладает превосходной прочностью, устойчивостью к давлению, термостойкостью и эластичностью.

Перфорированный арамидный войлок

Используется в автоклавных процессах, имеет температуру размягчения 170 °C и температуру плавления выше 240 °C, способна выдерживать кратковременное воздействие температур ниже 200 °C.

Запечатывающая лента

Уплотнительная лента используется для герметизации вакуумных мешков и формованных деталей. Она должна обладать достаточной адгезией, чтобы хорошо сцепляться с поверхностями пресс-форм, не будучи при этом чрезмерно липкой, что позволяет легко отклеить ленту от пленок вакуумного мешка для повторного позиционирования. Кроме того, после отверждения лента должна легко отклеиваться от поверхности пресс-формы. Мы предлагаем широкий ассортимент уплотнительных лент для различных условий отверждения.

Вакуумные трубки

Вакуумные трубки включают в себя вакуумные основания, обратные соединители типа «папа/мама» и различные компоненты трубок для вакуумных применений. Эти фитинги обеспечивают герметичность во время работы в вакууме.

Применение процесса автоклавного формования

В качестве широко распространенного метода формования дляизделия из углеродного волокнаПроцесс автоклавирования включает следующие этапы:

Процесс подготовки

В первую очередь это включает в себя подготовку оснастки и материалов, в том числе пресс-форм, препрегов из углеродного волокна и вспомогательных материалов.

Укладка материала

Этот этап включает в себя резку, послойное нанесение и уплотнение препрега. Углеродные препреги нарезаются до определенных размеров и в соответствии с требованиями с помощью шаблонов или автоматизированных режущих станков. Затем препрег нарезается до желаемых размеров, укладывается слоями в соответствии с проектными спецификациями и, наконец, предварительно уплотняется. В настоящее время изделия из углеродного волокна, такие как трубы, пластины или другие сложные формы, обычно изготавливаются с использованием ручной укладки, что обеспечивает высокую гибкость.

Процесс подготовки к отверждению

Этот этап в основном включает в себя упаковку изделия из углеродного волокна в вакуумный мешок, нарезку вспомогательных материалов и их размещение. Как правило, подготовка к отверждению включает в себя подготовку детали, пресс-формы, вакуумного мешка и вспомогательных материалов. К необходимым вспомогательным материалам относятся разделительные агенты и вентиляционные материалы (используемые для равномерного распределения вакуума внутри вакуумной системы).

Отверждение и формование

Отверждение — важнейший этап для любого изделия из углеродного волокна. Оно включает в себя нагрев и давление термореактивной смолы внутри препрега при заданных технологических условиях для образования стабильной трехмерной сетчатой ​​структуры. Для термореактивных композитов из углеродного волокна после отверждения любые дефекты, возникающие в результате укладки или процесса отверждения, становятся необратимыми. Поэтому строгий контроль параметров процесса во время автоклавного отверждения имеет решающее значение.

Проверка

Контроль качества в основном включает три метода: визуальный осмотр, ультразвуковой контроль или рентгеновский неразрушающий контроль. После отверждения изделия из углеродного волокна подвергаются визуальному осмотру поверхности для выявления дефектов, таких как белые пятна, пустоты в смоле или скопления смолы. Внутренний контроль обычно осуществляется с помощью ультразвукового или рентгеновского неразрушающего контроля, который позволяет выявлять различные виды дефектов в зависимости от плотности материала, а также обнаруживать внутренние плотные пустоты или расслоения.

Постобработка

Постобработка необходима, поскольку на обработанных деталях из углеродного волокна часто образуются заусенцы или облой. Их можно удалить с помощью полировальных станков или фрез, чтобы соответствовать проектным требованиям.

Помимо этих стандартных этапов, для некоторых композитных компонентов требуется вторичное автоклавное формование для совместного склеивания или совместного отверждения, что позволяет производить композитные детали сложной формы.