Det finns många formningsprocesser för kolfiberkompositmaterial, och valet av formningsprocesser beaktar huvudsakligen de strukturella egenskaperna hos komponenterna, befintlig formutrustning och tillverkningskostnader. De strukturella egenskaperna hos UAV -kompositkomponenter inkluderar fem typer: sammansatt laminatstruktur, honungskaka smörgåsstruktur, skumsmörgåsstruktur, luftfartsmörgåsstruktur och rörmonteringsstruktur.
Vi har ett relativt komplett utbud av kolfiberkompositmaterial som bildar och testar utrustning och strävar efter att anta billiga metoder inom mögeldesign, tillverkning, komponentformningsteknik och montering. Kolfiberen i den drone kolfiberkompositkomponenten väljs från Toray T300 lång fiber- och kolfibervävd trasa, matrismaterialet väljs från ett högpresterande epoxihartssystem som härdas vid medeltemperatur, och honungskakmaterialet är nomex honungskaka tillhandahållet av vårt företag. Skumsmörgåsmaterialet är lågdensitet höghållfast polyuretanskum, som är gjord genom att skumma den blandade vätskan som består av huvudmaterialet i polyeter och isocyanat.
Motsvarande formningsprocesser används baserat på de olika egenskaperna hos sammansatta kroppskomponenter i obemannade flygfordon. Nedan kommer vi att introducera tillverkningen av komponenterna separat.
Hot pressformningsprocess
De ω-formade balkarna inuti flygkroppen och de U-formade balkarna på vingarna är bärande medlemmar med en kolfiberkompositlaminerad plattstruktur. För att få en tät intern kvalitet antas den heta pressformningsprocessen. För det första måste kolfiber och epoxiharts göras till pre -impregnerade material, följt av strikta skiktprocedurer.
1) Produktion av prepreg
Material: Förstärkt kolfiber Toray T 300-3000-40 b.
Medeltemperatur härdningssystem för epoxiharts som matrismaterial.
Utrustning: Hot Melt Drum Layout Machine.
Kolfiberarrangemangsmaskinen som vi använder (som visas i figuren nedan) är en modifiering av den traditionella lösningsmetodens arrangemangsmaskin, vilket lägger till en hartsvärmeanordning för att möjliggöra produktion av icke-vävt tyg prepreg med användning av både lösning och heta smältmetoder. På grund av det faktum att det högpresterande epoxihartset som används i kolfiberkompositmaterialet för drönare är fast vid rumstemperatur, väljs den heta smältmetoden. Först görs epoxihartset till små bitar och upphettas till ett smält tillstånd i en limtank. Efter att ha nått lämplig viskositet slås utrustningen på för att fördjupa ett enda bunt kolfibrer i det smälta epoxihartset, som sedan lindas runt en trumma med stor diameter för att bilda ett icke-vävt tyg.
Det icke-vävda tyget framställt med smältmetod innehåller inte lösningsmedel, vilket effektivt kan minska porositeten i laminerade brädor och förbättra produktkvaliteten. Kolfibrerna i det icke-vävda tyget är parallella med varandra, och fibrernas läggningsvinkel kan kontrolleras exakt under skiktning. Fiberen är rak utan knäckning, vilket ökar fiberns mekaniska egenskaper.
Den mest kritiska kvalitetsindikatorn för att förbereda prepreg med smältningsmetod är att styra gelinnehållet i prepreg. Förhäftningsinnehållet R för prepreg beror på liminnehållet R för produkten. Mängden limflöde x under stelningen av produkten i den heta pressbehållaren. Det finns ett kvantitativt samband mellan liminnehållet i prepreg, produktliminnehåll och flödesliminnehåll enligt följande:
Testresultaten för dragprestanda för r =1- (1- x) (1- r) (8-1) Kompositmaterial visar att de optimala mekaniska egenskaperna för kompositmaterialet uppnås när det limhänsande innehållet i det icke-vävda tyget och det kompositmaterialet är kontrollerade (40 ± 2) och 3)% (3)%.
2) Formningsprocessflöde
(1) Formberedning.
Den heta pressen kan mögelformning kräver att mögelmaterialet bibehåller dimensionell stabilitet under hög temperatur och högt tryck under produktgjutning, med hänsyn till faktorer som mögelkostnader, bearbetbarhet och värmeledningsförmåga. Formning av drone -kompositstråle: Aluminiumlegeringsform är vald för väggformen. Formen är en konkav mögel och formytan är polerad slät och polerad. Stick en PTFE -frigöringsduk med lim på ytan av formen, som har en bra frisättningseffekt. När kontaktytan är bunden till kroppshuden finns det inget behov av att rengöra frisättningsmedlet.
(2) Pre -impregnerad materialskärning och stapling.
Lägg icke-vävt tygplatt på skrivbordet på den automatiska tygskärmaskinen (som visas i figuren nedan) och kontrollera den faktiska riktningen för fiberskärning, i allmänhet inte överstiger ± 1 med konstruktionskraven. När du använder en automatisk tygskärmaskin för skärning är det nödvändigt att förhindra att tygskiktet rör sig för att undvika vinkelavvikelse.
När du lägger tygskiktet på mögelytan bör det läggas manuellt i strikt i enlighet med den designade läggningssekvensen och riktningen, och prepreget bör plattas och komprimeras så mycket som möjligt för att eliminera mellanlagringsluft.
(3) Produktion av vakuumväskesystem. Hjälpmaterialet som krävs för produktion av vakuumpåse -system inkluderar vakuumpåse -film, tätning av kittremsa, perforerad isoleringsfilm, självhäftande absorberande material, andningsfilt och PTFE -frigöringduk. Kombinera tomma och hjälpmaterial till ett vakuumsystem som visas i följande figur. Mängden limskikt som används bör beräknas exakt. Efter påsning bör systemet utföra vakuumläckedetektering. Efter att ha stoppat pumpen, håll trycket i mer än 10 minuter. Om vakuumgraden inte minskar stänger du den heta presstankdörren.
(4) Komponentgjutning och bearbetning.
Ställ in temperaturtid och trycktidskurvor enligt härdningsprocessparametrarna för epoxiharts och kör programmet för att värma upp och bota. Denna modell av drone antar ett medeltemperatur härdningssystem, som har fördelarna med låg gjutningstemperatur, kort gjutningscykel, låg inre stress av delarna, god dimensionell stabilitet, hög frakturthet och kan minska energiförbrukning och produktionskostnader avsevärt.
När stelningen av komponenterna är klar kan temperaturen inuti den heta pressbehållaren (som visas i figuren nedan) endast släppas när den sjunker under 50 grader. Komponenterna kyls till rumstemperatur med formen innan de demoldas för att förhindra deformation orsakad av restspänning inuti komponenterna. Komponenterna skärs och bearbetas enligt kantlinjerna.
(5) Kvalitetsinspektion.
För att säkerställa den inre kvaliteten på de gjutna delarna av den heta pressbehållaren utförs icke-förstörande testning med hjälp av en ultraljud C-Scanner. Ultrasonic C-Scan kan upptäcka defekter såsom porositet, mellanlager, delaminering, porositet, tjocklek, fiberinnehåll, fiberorientering etc. inuti kompositmaterial. Vid genomförande av C-skanningstest på kompositmaterial placeras ultraljudsgivare och prov i en vattentank, med vatten som kopplingsmedium. Echo återvänder genom en grindkrets för att säkerställa att endast ekot från kompositmaterialet kan passera genom. En amplitudgräns kan väljas, och om Echo -amplituden är över tröskeln bedöms den som ett okvalificerat område; Under värdet kan det bestämmas som ett kvalificerat område. Givaren är ansluten till en mekanisk anordning och kan röra sig över hela provet. C-skanningsbilder kan ge en begränsad planvy av ett specifikt djup under ytan på provet.
Följande figur visar ultraljuds -CT -skanningsdisplay -systemet. Vid utförande av CT -skanningsoperationer är ultraljudsdetekteringsanordningen utrustad med en elektronisk grindkrets som provar de mottagna ekon vid en vald cykel. Det börjar arbeta vid en vald aktivitetstid efter den första utsläppspulsen. Den valda aktivitetstiden är proportionell mot avståndet mellan toppen av detektionsgränsen och djupet på teststycket, och hur lång tid grindkretsen är frånkopplad är proportionell mot detektionsgränsens tjocklek. När de används med stora bländarfokuseringsgivare kan CT -skanningssystem producera detaljerade poster med god diskontinuerlig upplösning. Den uppenbara nackdelen med CT-skanning är genereringen av diskontinuerlig tvådimensionell planvyer inom ett visst djupområde, så det är nödvändigt att gradvis öka djupet och upprepade gånger skanna, annars är det svårt att ge information på ett annat djup.
I laminerad tavlest kan du justera diskriminatornivån till mittpositionen mellan minsta och maximala signalamplituder detektera fiberorienteringsfel med ultraljuds-C-Scan-metoden. Vid detektering av delaminering, limfel, porer och föroreningar kan defekter visas i gråskala färgmönster. Under vissa förhållanden kan tjockleksavvikelsen för fibrer detekteras, men faktorer såsom planheten och jämnheten hos provytan, impedansmatchning av givaren, infallsvinkeln och kopplingstillståndet kan alla påverka detekteringsresultaten.