Es gibt viele Formprozesse für Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe, und die Auswahl der Formprozesse berücksichtigt hauptsächlich die strukturellen Eigenschaften der Komponenten, vorhandenen Formgeräte und Herstellungskosten. Die strukturellen Eigenschaften von UAV -Verbundkomponenten umfassen fünf Arten: Verbundlaminatstruktur, Waben -Sandwich -Struktur, Schaumstoff -Sandwich -Struktur, Luftfahrt -Sandwichstruktur und Rohranpassungsstruktur.
Wir haben eine relativ vollständige Auswahl an Kohlefaserverbundmaterialien und Testgeräten und bemühen sich um kostengünstige Methoden in Form von Schimmelpilzdesign, Herstellung, Komponentenformtechnologie und Montage. Die Kohlenstofffaser der Komponente für die Kohlenstofffaserverbund von Drohnen Carbon wird aus Toray T300 Long Faser und Kohlefasergewebe ausgewählt, das Matrixmaterial wird aus einem Hochleistungs-Epoxidharzsystem ausgewählt, das bei mittlerer Temperatur geheilt ist, und das von unserem Unternehmen bereitgestellte Wabenmaterial ist NOMEX Waben, die von unserer Firma bereitgestellt werden. Das Schaumstoff-Sandwich-Material ist hochkarätiger Polyurethanschaum mit niedriger Dichte, die durch Schäumen der gemischten Flüssigkeit hergestellt wird, die aus den Hauptmaterialien von Polyether und Isocyanat besteht.
Entsprechende Formprozesse werden basierend auf den verschiedenen Eigenschaften von zusammengesetzten Körperkomponenten unbemannter Luftfahrzeuge angewendet. Im Folgenden werden wir die Herstellung der Komponenten separat vorstellen.
Heißer Presseformprozess
Die ω-geformten Strahlen im Rumpf und die U-förmigen Strahlen auf den Flügeln sind tragende Mitglieder unter Verwendung einer Kohlefaser-Verbundlaminatplattenstruktur. Um eine dichte interne Qualität zu erhalten, wird der heiße Presseformprozess übernommen. Zunächst müssen Kohlefaser und Epoxidharz zu vor imprägnierten Materialien verarbeitet werden, gefolgt von strengen Schichtverfahren.
1) Produktion von Prepreg
Material: verstärktes Kohlefaser Toray T 300-3000-40 b.
Mittlerer Temperaturhärtungssystem des Epoxidharzes als Matrixmaterial.
Ausrüstung: Heiße Schmelze -Layout -Maschine.
Die von uns verwendete Kohlefaser-Anordnung (wie in der Abbildung unten gezeigt) ist eine Modifikation der herkömmlichen Lösungsmethode-Anordnungsmaschine und addiert ein Harzheizgerät, um die Produktion von nicht gewebten Stoffvorbereitungen mithilfe von Lösungen und heißem Schmelzen zu ermöglichen. Aufgrund der Tatsache, dass das Hochleistungs-Epoxidharz, das im Kohlefaserverbundmaterial für Drohnen verwendet wird, bei Raumtemperatur fest ist, wird die heiße Schmelzmethode gewählt. Zunächst wird das Epoxidharz in kleine Stücke verarbeitet und in einem Klebstofftank auf einen geschmolzenen Zustand erhitzt. Nach Erreichen der geeigneten Viskosität wird das Gerät eingeschaltet, um ein einzelnes Bündel Kohlenstofffasern in das geschmolzene Epoxidharz zu tauchen, das dann um eine Trommel mit großer Durchmesser gewickelt wird, um einen nicht gewebten Stoff zu bilden.
Der mit Schmelzverfahren hergestellte nicht gewebte Stoff enthält keine Lösungsmittel, die die Porosität von laminierten Brettern effektiv verringern und die Produktqualität verbessern können. Die Kohlenstofffasern im nicht gewebten Stoff sind parallel zueinander, und der Legelwinkel der Fasern kann während der Schichtung genau kontrolliert werden. Die Faser ist direkt ohne Knick, was die mechanischen Eigenschaften der Faser erhöht.
Der kritischste Qualitätsindikator für die Vorbereitung von Prepreg nach Schmelzmethode besteht darin, den Gelinhalt des Prepregs zu steuern. Der Klebstoffgehalt r des Prepregs hängt vom Klebstoffinhalt des Produkts ab. Die Menge des Klebstoffflusses X während der Verfestigung des Produkts im Hot Press -Tank. Es besteht eine quantitative Beziehung zwischen dem Klebstoffgehalt von Prepreg, Produktklebergehalt und Flussklebergehalt wie folgt:
Die Ergebnisse der Zugleistungstest von r {=1- (1- x) ({1- r) (8-1) Composite-Material zeigen, dass die optimalen mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials erreicht werden, wenn der Adhäsive des Non-Wooven-Stoffes und das Komposit-Material und das zusammengesetzte Material und das Komposit-Material (40 ± 2) und das (40 ± 2) und das (40 ± 2%).
2) Bildungsprozessfluss
(1) Schimmelpilzvorbereitung.
Die heiße Presse, die Form des Formulars erfordert, erfordert das Formmaterial, um die dimensionale Stabilität unter hoher Temperatur und hohem Druck während der Produktform aufrechtzuerhalten, wobei Faktoren wie Schimmelpilzkosten, maßgeschneiderte und thermische Leitfähigkeit berücksichtigt werden. Bildung von Drohnenverbundstrahl: Für die Wandform wird die Aluminiumlegierungsform ausgewählt. Die Form ist eine konkave Form, und die Formoberfläche ist glatt und poliert. Kleben Sie ein PTFE -Freisetzungstuch mit Klebstoff auf der Oberfläche der Form, was einen guten Freisetzungseffekt hat. Wenn die Kontaktoberfläche an die Körperhaut gebunden ist, müssen das Freisetzungsmittel nicht gereinigt werden.
(2) Vor imprägniertes Material Schneiden und Stapeln.
Legen Sie den Desktop der automatischen Stoffschneidemaschine (wie in der Abbildung unten gezeigt) flach nicht gewebter Stoff und steuern Sie die tatsächliche Richtung des Faserschnitts, im Allgemeinen nicht über ± 1 mit den Entwurfsanforderungen. Bei der Verwendung einer automatischen Stoffschneidemaschine zum Schneiden müssen sich die Wechselschicht nicht bewegen, um eine Winkelabweichung zu vermeiden.
Wenn Sie die Stoffschicht auf die Formoberfläche legen, sollte sie manuell in strikter Übereinstimmung mit der entworfenen Legsequenz und -richtung gelegt werden, und der Präparat sollte so weit wie möglich abgeflacht und verdichtet werden, um die Zwischenschichtluft zu beseitigen.
(3) Produktion des Vakuum -Bag -Systems. Zu den für die Herstellung von Vakuum -Bag -Systemen erforderlichen Hilfsmaterialien gehören Vakuumbeutelfilm, Versiegelung von Kittstreifen, perforierter Isolationsfilm, klebungsabsorbierendes Material, atmungsaktives Filz und PTFE -Freisetzungstuch. Kombinieren Sie die Leer- und Hilfsmaterialien in ein Vakuumsystem, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Die Menge der verwendeten Kleberschicht sollte genau berechnet werden. Nach dem Einbinden sollte das System eine Vakuum -Leck -Erkennung durchführen. Halten Sie den Druck nach dem Anhalten des Pumpens mehr als 10 Minuten auf. Wenn der Vakuumgrad nicht abnimmt, schließen Sie die heiße Pressetürtür.
(4) Komponentenform und Verarbeitung.
Stellen Sie die Temperaturzeit- und Druckzeitkurven gemäß den Härtungsprozessparametern des Epoxidharzes ein und führen Sie das Programm aus, um zu erwärmen und zu heilen. Dieses Drohnenmodell verwendet ein mittelgroßes Härtungssystem, das die Vorteile von niedriger Formtemperatur, kurzem Formzyklus, niedriger interner Stress der Teile, gute dimensionale Stabilität, Härte mit hoher Fraktur und den Energieverbrauch und die Produktionskosten erheblich reduzieren und die Produktionseffizienz erheblich reduzieren kann.
Nach Abschluss der Verfestigung der Komponenten kann die Temperatur innerhalb des heißen Drucktanks (wie in der Abbildung unten gezeigt) nur freigegeben werden, wenn sie unter 50 Grad fällt. Die Komponenten werden vor dem Demoldaten auf Raumtemperatur abgekühlt, um eine Verformung zu verhindern, die durch Restspannung innerhalb der Komponenten verursacht wird. Die Komponenten werden gemäß den Kantenlinien geschnitten und verarbeitet.
(5) Qualitätsinspektion.
Um die innere Qualität der geformten Teile des heißen Pressetanks zu gewährleisten, wird nicht-zerstörerische Tests mit einem Ultraschall-C-Scanner durchgeführt. Ultraschall C-Scan kann Defekte wie Porosität, Zwischenschicht, Delaminierung, Porosität, Dicke, Fasergehalt, Faserorientierung usw. innerhalb von Verbundwerkstoffen erkennen. Bei der Durchführung von C-Scan-Tests an Verbundwerkstoffen werden der Ultraschallwandler und die Probe in einem Wassertank mit Wasser als Kupplungsmedium gelegt. Das Echo kehrt durch eine Gate -Schaltung zurück, um sicherzustellen, dass nur das Echo aus dem Verbundmaterial durchlaufen kann. Eine Amplitudenschwelle kann ausgewählt werden, und wenn die Echoamplitude über dem Schwellenwert liegt, wird sie als unqualifiziertes Gebiet beurteilt. Unter dem Wert kann es als qualifizierter Bereich bestimmt werden. Der Wandler ist mit einem mechanischen Gerät verbunden und kann sich über die gesamte Probe bewegen. C-Scan-Bilder können eine begrenzte Ebene einer bestimmten Tiefe unter der Oberfläche der Probe liefern.
Die folgende Abbildung zeigt das Ultraschall -CT -Scan -Anzeigesystem. Bei der Durchführung von CT -Scanvorgängen ist das Ultraschalldetektionsgerät mit einem elektronischen Gating -Schaltkreis ausgestattet, der die empfangenen Echos in einem ausgewählten Zyklus probiert. Nach dem anfänglichen Emissionsimpuls beginnt es zu einer ausgewählten Aktivitätszeit. Die ausgewählte Aktivitätszeit ist proportional zum Abstand zwischen der Oberseite der Erkennungsgrenze und der Tiefe des Teststücks, und die Zeitlänge, die der Gating -Schaltkreis getrennt ist, ist proportional zur Dicke der Erkennungsgrenze. Wenn CT -Scansysteme mit großer Blende fokussierende Wandler verwendet werden, können sie detaillierte Aufzeichnungen mit einer guten diskontinuierlichen Auflösung erstellen. Der offensichtliche Nachteil des CT-Scans ist die Erzeugung diskontinuierlicher zweidimensionaler Ebenenansichten innerhalb eines bestimmten Tiefenbereichs. Daher ist es erforderlich, die Tiefe allmählich zu erhöhen und wiederholt zu scannen. Andernfalls ist es schwierig, Informationen in einer anderen Tiefe bereitzustellen.
Bei der Prüfung der laminierten Platine kann das Einstellen des Diskriminatorpegels auf die mittlere Position zwischen den minimalen und maximalen Signalamplituden mithilfe der Ultraschall-C-Scan-Methode Faserorientierungsfehler erfassen. Bei der Erkennung von Delaminierung, Klebstofffehlern, Poren und Verunreinigungen können Defekte in Graustufen -Farbmustern angezeigt werden. Unter bestimmten Bedingungen kann die Dickenabweichung von Fasern nachgewiesen werden, aber Faktoren wie die Flachheit und Gleichmäßigkeit der Probeoberfläche, die Impedanzanpassung des Wandlers, der einfallenden Winkel und der Kopplungsbedingung können alle die Erkennungsergebnisse beeinflussen.