कम्पोजिट सामग्रीहरूको लागि द्रुत प्रोटोटाइप टेक्नोलोजीको सिंहावलोकन

वर्तमानमा, मिश्रित सामग्री संरचनाहरूको लागि धेरै निर्माण प्रक्रियाहरू छन्, जुन विभिन्न संरचनाहरूको उत्पादन र निर्माणमा लागू गर्न सकिन्छ।तर, औद्योगिक उत्पादन क्षमता र उड्डयन उद्योग विशेषगरी नागरिक विमानको उत्पादन लागतलाई ध्यानमा राखी समय र लागत कम गर्न क्युरिङ प्रक्रियामा सुधार गर्न जरुरी छ ।र्‍यापिड प्रोटोटाइपिङ एक नयाँ निर्माण विधि हो जुन असङ्ख्य र स्ट्याक्ड गठनका सिद्धान्तहरूमा आधारित छ, जुन कम लागतको द्रुत प्रोटोटाइपिङ प्रविधि हो।सामान्य प्रविधिहरूमा कम्प्रेसन मोल्डिङ, तरल बन्ने, र थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट सामग्री गठन समावेश छ।

1. मोल्ड प्रेसिंग द्रुत प्रोटोटाइप प्रविधि
मोल्डिङको द्रुत प्रोटोटाइप टेक्नोलोजी एक प्रक्रिया हो जसले मोल्डिङ मोल्डमा पूर्व राखिएको प्रिप्रेग खाली ठाउँहरू राख्छ, र मोल्ड बन्द भएपछि, खाली ठाउँहरू कम्प्याक्ट हुन्छन् र तताउने र दबाब मार्फत ठोस हुन्छन्।मोल्डिङ गति छिटो छ, उत्पादन आकार सही छ, र मोल्डिंग गुणस्तर स्थिर र एकसमान छ।स्वचालन प्रविधिको साथ संयुक्त, यसले नागरिक उड्डयनको क्षेत्रमा कार्बन फाइबर कम्पोजिट संरचनात्मक घटकहरूको ठूलो उत्पादन, स्वचालन, र कम लागतमा निर्माण गर्न सक्छ।

मोल्डिंग चरणहरू:
① उत्पादनको लागि आवश्यक भागहरूको आयामहरूसँग मिल्ने उच्च-शक्तिको धातु मोल्ड प्राप्त गर्नुहोस्, र त्यसपछि मोल्डलाई प्रेसमा स्थापना गर्नुहोस् र यसलाई तताउनुहोस्।
② आवश्यक कम्पोजिट सामग्रीलाई मोल्डको आकारमा पुर्‍याउनुहोस्।Preforming एक महत्त्वपूर्ण चरण हो जसले समाप्त भागहरूको प्रदर्शन सुधार गर्न मद्दत गर्दछ।
③ तातो मोल्डमा पूर्व बनाइएको भागहरू घुसाउनुहोस्।त्यसपछि मोल्डलाई धेरै उच्च दबाबमा कम्प्रेस गर्नुहोस्, सामान्यतया 800psi देखि 2000psi सम्म (भागको मोटाई र प्रयोग गरिएको सामग्रीको प्रकारमा निर्भर गर्दछ)।
④ दबाब जारी गरेपछि, मोल्डबाट भाग हटाउनुहोस् र कुनै पनि burrs हटाउनुहोस्।

मोल्डिंग को लाभ:
विभिन्न कारणहरूको लागि, मोल्डिंग एक लोकप्रिय प्रविधि हो।यो लोकप्रिय हुनुको एक कारण हो किनभने यसले उन्नत समग्र सामग्रीहरू प्रयोग गर्दछ।धातुका भागहरूको तुलनामा, यी सामग्रीहरू प्रायः बलियो, हल्का र अधिक जंग-प्रतिरोधी हुन्छन्, जसले गर्दा राम्रो मेकानिकल गुणहरू भएका वस्तुहरू हुन्छन्।
मोल्डिङको अर्को फाइदा भनेको धेरै जटिल भागहरू निर्माण गर्ने क्षमता हो।यद्यपि यो प्रविधिले प्लास्टिक इन्जेक्सन मोल्डिङको उत्पादन गति पूर्ण रूपमा हासिल गर्न सक्दैन, यसले सामान्य लेमिनेटेड कम्पोजिट सामग्रीको तुलनामा अधिक ज्यामितीय आकारहरू प्रदान गर्दछ।प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंगको तुलनामा, यसले लामो फाइबरको लागि अनुमति दिन्छ, सामग्रीलाई बलियो बनाउँछ।त्यसकारण, मोल्डिङलाई प्लास्टिक इन्जेक्शन मोल्डिङ र टुक्रा टुक्रा कम्पोजिट सामग्री निर्माण बीचको बीचको मैदानको रूपमा देख्न सकिन्छ।

1.1 SMC गठन प्रक्रिया
SMC पाना धातु बनाउन कम्पोजिट सामाग्री को संक्षिप्त रूप हो, त्यो हो, पाना धातु को समग्र सामाग्री गठन।मुख्य कच्चा माल एसएमसी विशेष धागो, असंतृप्त राल, कम संकुचन additives, फिलर, र विभिन्न additives मिलेर बनेको छ।प्रारम्भिक 1960 मा, यो पहिलो पटक युरोप मा देखा पर्यो।सन् १९६५ को आसपास, संयुक्त राज्य अमेरिका र जापानले क्रमिक रूपमा यो प्रविधिको विकास गरे।1980 को दशकको अन्तमा, चीनले विदेशबाट उन्नत SMC उत्पादन लाइनहरू र प्रक्रियाहरू प्रस्तुत गर्‍यो।SMC सँग उत्कृष्ट विद्युतीय कार्यसम्पादन, क्षरण प्रतिरोध, हल्का तौल, र सरल र लचिलो इन्जिनियरिङ डिजाइन जस्ता फाइदाहरू छन्।यसको मेकानिकल गुणहरू निश्चित धातु सामग्रीहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ, त्यसैले यो व्यापक रूपमा यातायात, निर्माण, इलेक्ट्रोनिक्स, र विद्युतीय इन्जिनियरिङ जस्ता उद्योगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

1.2 BMC गठन प्रक्रिया
1961 मा, जर्मनी मा बायर एजी द्वारा विकसित असंतृप्त राल पाना मोल्डिंग कम्पाउन्ड (SMC) सुरु भएको थियो।1960 को दशकमा, बल्क मोल्डिङ कम्पाउन्ड (BMC) को प्रवर्द्धन गर्न थालियो, जसलाई युरोपमा DMC (डफ मोल्डिङ कम्पाउन्ड) पनि भनिन्छ, जुन प्रारम्भिक चरणमा (1950s) मा गाढा भएको थिएन;अमेरिकी परिभाषा अनुसार, BMC एक मोटो BMC हो।युरोपेली प्रविधि स्वीकार गरेपछि, जापानले बीएमसीको प्रयोग र विकासमा महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल गरेको छ र सन् १९८० को दशकसम्ममा यो प्रविधि निकै परिपक्व भइसकेको थियो।अहिलेसम्म, BMC मा प्रयोग गरिएको म्याट्रिक्स असंतृप्त पोलिएस्टर राल भएको छ।

BMC थर्मोसेटिंग प्लास्टिकको हो।सामग्री विशेषताहरु को आधार मा, इंजेक्शन मोल्डिंग मिसिन को सामग्री ब्यारेल को तापमान सामाग्री प्रवाह को सुविधा को लागी धेरै उच्च हुनु हुँदैन।तसर्थ, BMC को इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियामा, सामग्री ब्यारेलको तापक्रम नियन्त्रण गर्नु धेरै महत्त्वपूर्ण छ, र तापक्रमको उपयुक्तता सुनिश्चित गर्नको लागि नियन्त्रण प्रणाली हुनु पर्छ, फीडिंग खण्डबाट इष्टतम तापक्रम प्राप्त गर्न। नोजल।

1.3 Polycyclopentadiene (PDCPD) मोल्डिंग
Polycyclopentadiene (PDCPD) मोल्डिंग प्रबलित प्लास्टिकको सट्टा प्रायः शुद्ध म्याट्रिक्स हो।PDCPD मोल्डिंग प्रक्रिया सिद्धान्त, जुन 1984 मा देखा पर्‍यो, पोलियुरेथेन (PU) मोल्डिंगको रूपमा उही वर्ग हो, र पहिलो पटक संयुक्त राज्य र जापान द्वारा विकसित गरिएको थियो।
Telene, जापानी कम्पनी Zeon Corporation (Bondues, France मा अवस्थित) को सहायक कम्पनीले PDCPD र यसको व्यावसायिक सञ्चालनको अनुसन्धान र विकासमा ठूलो सफलता हासिल गरेको छ।
RIM मोल्डिङ प्रक्रिया आफैंमा स्वचालित गर्न सजिलो छ र FRP स्प्रेइङ, RTM, वा SMC जस्ता प्रक्रियाहरूको तुलनामा कम श्रम लागत छ।PDCPD RIM द्वारा प्रयोग गरिएको मोल्ड लागत SMC को भन्दा धेरै कम छ।उदाहरणका लागि, केनवर्थ W900L को इन्जिन हुड मोल्डले निकेल शेल र कास्ट एल्युमिनियम कोर प्रयोग गर्दछ, कम घनत्व रेजिन मात्र 1.03 को विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणको साथ, जसले लागत मात्र कम गर्दैन तर वजन पनि घटाउँछ।

1.4 फाइबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट सामग्री (LFT-D) को प्रत्यक्ष अनलाइन गठन
1990 को आसपास, LFT (लांग फाइबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक प्रत्यक्ष) युरोप र अमेरिका मा बजार मा पेश गरिएको थियो।संयुक्त राज्य अमेरिकाको CPI कम्पनी प्रत्यक्ष इन लाइन कम्पोजिट लामो फाइबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक मोल्डिङ उपकरण र सम्बन्धित प्रविधि (LFT-D, प्रत्यक्ष इन लाइन मिक्सिङ) विकास गर्ने विश्वको पहिलो कम्पनी हो।यो 1991 मा व्यावसायिक सञ्चालनमा प्रवेश गर्यो र यो क्षेत्रमा एक विश्वव्यापी नेता हो।डिफेनबार्चर, एक जर्मन कम्पनीले सन् १९८९ देखि LFT-D प्रविधिको अनुसन्धान गरिरहेको छ। हाल त्यहाँ मुख्यतया LFT D, Tailored LFT (जसले संरचनात्मक तनावमा आधारित स्थानीय सुदृढीकरण हासिल गर्न सक्छ), र उन्नत सतह LFT-D (दृश्य सतह, उच्च सतहहरू) छन्। गुणस्तर) प्रविधिहरू।उत्पादन लाइन को परिप्रेक्ष्य देखि, Diffenbarcher को प्रेस को स्तर धेरै उच्च छ।जर्मन कोअपरेशन कम्पनीको D-LFT एक्सट्रुजन प्रणाली अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा अग्रणी स्थितिमा छ।

1.5 मोल्डलेस कास्टिङ निर्माण प्रविधि (PCM)
पिसिएम (प्याटर्न लेस कास्टिङ म्यानुफ्याक्चरिङ) सिङ्हुआ विश्वविद्यालयको लेजर र्यापिड प्रोटोटाइपिङ सेन्टरद्वारा विकसित गरिएको हो।द्रुत प्रोटोटाइप प्रविधि परम्परागत राल बालुवा कास्टिंग प्रक्रियाहरूमा लागू गरिनु पर्छ।सबैभन्दा पहिले, भाग CAD मोडेलबाट कास्टिङ CAD मोडेल प्राप्त गर्नुहोस्।कास्टिङ CAD मोडेलको STL फाइल क्रस-सेक्शनल प्रोफाइल जानकारी प्राप्त गर्न तहमा राखिएको छ, जुन त्यसपछि नियन्त्रण जानकारी उत्पन्न गर्न प्रयोग गरिन्छ।मोल्डिङ प्रक्रियाको बखत, पहिलो नोजलले कम्प्युटर नियन्त्रणद्वारा बालुवाको प्रत्येक तहमा टाँसिएको सही रूपमा स्प्रे गर्छ, जबकि दोस्रो नोजलले उत्प्रेरकलाई उही मार्गमा स्प्रे गर्छ।दुईले बन्डिङ प्रतिक्रियाबाट गुज्र्छन्, बालुवाको तहलाई तहद्वारा बलियो बनाउँदै र ढेर बनाउँछन्।टाँस्ने र उत्प्रेरक सँगै काम गर्ने क्षेत्रमा बालुवा एकसाथ ठोस हुन्छ, जबकि अन्य क्षेत्रहरूमा बालुवा दानेदार अवस्थामा रहन्छ।एउटा तहलाई निको पारेपछि, अर्को तह बाँडिएको हुन्छ, र सबै तहहरू बाँधिएपछि, एक स्थानिय निकाय प्राप्त हुन्छ।मूल बालुवा अझै पनि सुक्खा बालुवा हो जहाँ टाँसिएको ठाउँहरूमा छर्किएको छैन, यसलाई हटाउन सजिलो बनाउँछ।बिचमा सफा नगरिएको सुक्खा बालुवा सफा गरेर, निश्चित पर्खाल मोटाई भएको कास्टिङ मोल्ड प्राप्त गर्न सकिन्छ।बालुवा मोल्डको भित्री सतहमा रंग लगाउने वा गर्भाधान गरेपछि, यसलाई धातु खन्याउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।

PCM प्रक्रिया को उपचार तापमान बिन्दु सामान्यतया लगभग 170 ℃ छ।PCM प्रक्रियामा प्रयोग हुने वास्तविक चिसो बिछाउने र चिसो स्ट्रिपिङ मोल्डिङ भन्दा फरक छ।चिसो बिछ्याउने र चिसो स्ट्रिपिङमा मोल्ड चिसो अन्त्यमा हुँदा उत्पादन संरचना आवश्यकताहरू अनुसार मोल्डमा प्रिप्रेग बिस्तारै बिछ्याउने, र त्यसपछि बिछ्याउने काम पूरा भएपछि मोल्डलाई निश्चित दबाब प्रदान गर्नको लागि बन्द गर्ने।यस समयमा, मोल्डलाई मोल्ड तापक्रम मेसिन प्रयोग गरेर तताइएको छ, सामान्य प्रक्रिया भनेको कोठाको तापक्रमबाट 170 डिग्री सेल्सियससम्म तापक्रम बढाउने हो, र ताप दर विभिन्न उत्पादनहरू अनुसार समायोजन गर्न आवश्यक छ।तीमध्ये अधिकांश यही प्लास्टिकबाट बनेका हुन्छन्।जब मोल्ड तापमान सेट तापमानमा पुग्छ, इन्सुलेशन र दबाव संरक्षण उच्च तापक्रममा उत्पादन निको पार्न गरिन्छ।क्युरिङ पूरा भएपछि, मोल्ड तापक्रमलाई सामान्य तापक्रममा चिसो पार्न मोल्ड तापक्रम मेसिन प्रयोग गर्न आवश्यक छ, र तताउने दर पनि 3-5 ℃/मिनेटमा सेट गरिएको छ, त्यसपछि मोल्ड खोल्ने र भाग निकासीको साथ अगाडि बढ्नुहोस्।

2. तरल बनाउने प्रविधि
लिक्विड फर्मिङ टेक्नोलोजी (LCM) ले कम्पोजिट मटेरियल बनाउने टेक्नोलोजीहरूको शृङ्खलालाई जनाउँछ जसले पहिले ड्राई फाइबरलाई बन्द मोल्ड गुहामा राख्छ, त्यसपछि मोल्ड बन्द भएपछि तरल राललाई मोल्ड गुहामा इन्जेक्ट गर्छ।दबाबमा, राल बग्छ र फाइबरलाई भिजाउँछ।तातो थिच्ने प्रक्रिया गठन प्रक्रियाको तुलनामा, LCM का धेरै फाइदाहरू छन्, जस्तै उच्च आयामी सटीकता र जटिल उपस्थितिको साथ निर्माण भागहरूको लागि उपयुक्त हुनु;कम उत्पादन लागत र सरल सञ्चालन।
विशेष गरी हालैका वर्षहरूमा विकसित भएको उच्च-दबाव RTM प्रक्रिया, HP-RTM (उच्च दबाव राल स्थानान्तरण मोल्डिंग), HP-RTM मोल्डिङ प्रक्रियाको रूपमा संक्षिप्त।यसले फाइबर प्रबलित सामग्री र पूर्व इम्बेडेड कम्पोनेन्टहरू राखिएको भ्याकुम सील गरिएको मोल्डमा रेजिन मिलाउन र इन्जेक्सन गर्न उच्च-दबावको दबाब प्रयोग गर्ने मोल्डिंग प्रक्रियालाई बुझाउँछ, र त्यसपछि राल प्रवाह भरिने, गर्भाधान, क्युरिंग, र डिमोल्डिंग मार्फत समग्र सामग्री उत्पादनहरू प्राप्त गर्ने। ।इन्जेक्सन समय घटाएर, उच्च फाइबर सामग्री र उच्च-प्रदर्शन पार्ट्स निर्माण हासिल गर्दै, दसौं मिनेट भित्र उड्डयन संरचनात्मक घटकहरूको निर्माण समय नियन्त्रण गर्ने अपेक्षा गरिएको छ।
HP-RTM गठन प्रक्रिया बहुविध उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने मिश्रित सामग्री गठन प्रक्रियाहरू मध्ये एक हो।यसको फाइदाहरू परम्परागत RTM प्रक्रियाहरूको तुलनामा कम लागत, छोटो चक्र, ठूलो उत्पादन, र उच्च-गुणस्तरको उत्पादन (राम्रो सतह गुणस्तरको साथ) प्राप्त गर्ने सम्भावनामा निहित छन्।यो व्यापक रूपमा विभिन्न उद्योगहरूमा प्रयोग गरिन्छ जस्तै मोटर वाहन निर्माण, जहाज निर्माण, विमान निर्माण, कृषि मेसिनरी, रेलवे यातायात, पवन ऊर्जा उत्पादन, खेल सामान, आदि।

3. थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री गठन प्रविधि
हालका वर्षहरूमा, थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट सामग्रीहरू उच्च प्रभाव प्रतिरोध, उच्च कठोरता, उच्च क्षति सहनशीलता, र राम्रो गर्मी प्रतिरोधको फाइदाहरूको कारणले गर्दा, घरेलू र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा संयुक्त सामग्री निर्माणको क्षेत्रमा अनुसन्धान हटस्पट भएको छ।थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट सामग्रीको साथ वेल्डिंगले विमान संरचनाहरूमा रिभेट र बोल्ट जडानहरूको संख्यालाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ, उत्पादन क्षमतामा ठूलो सुधार गर्न र उत्पादन लागत घटाउन सक्छ।एयरफ्रेम कोलिन्स एरोस्पेसका अनुसार, विमान संरचनाहरूको पहिलो-श्रेणी आपूर्तिकर्ता, गैर-हट प्रेसले वेल्डेबल थर्मोप्लास्टिक संरचनाहरू गठन गर्न सक्छ जुन धातु र थर्मोसेटिंग कम्पोजिट कम्पोनेन्टहरूको तुलनामा 80% ले उत्पादन चक्र छोटो पार्ने क्षमता हुन्छ।
सामग्रीको सबैभन्दा उपयुक्त मात्राको प्रयोग, सबैभन्दा किफायती प्रक्रियाको चयन, उपयुक्त भागहरूमा उत्पादनहरूको प्रयोग, पूर्वनिर्धारित डिजाइन लक्ष्यहरूको उपलब्धि, र उत्पादनहरूको आदर्श प्रदर्शन लागत अनुपातको उपलब्धि सधैं दिशा भएको छ। समग्र भौतिक अभ्यासकर्ताहरूको लागि प्रयासहरू।मलाई विश्वास छ कि उत्पादन डिजाइन आवश्यकताहरू पूरा गर्न भविष्यमा थप मोल्डिंग प्रक्रियाहरू विकास गरिनेछ।