Плетеные 3d-композиты формируются путем переплетения сухих предварительно отформованных деталей по текстильной технологии.Сухие предварительно отформованные детали используются в качестве армирования, а процесс литья смолы (RTM) или процесс инфильтрации смоляной мембраны (RFI) используется для пропитки и отверждения, непосредственно формируя композитную структуру.Как передовой композитный материал, он стал важным конструкционным материалом в области авиации и космонавтики и широко используется в области автомобилей, кораблей, строительства, спортивных товаров и медицинских инструментов.Традиционная теория композитных ламинатов не может соответствовать анализу механических свойств, поэтому ученые в стране и за рубежом разработали новую теорию и методы анализа.
Трехмерный плетеный композит представляет собой один из имитационных тканых композитных материалов, который армирован волокнистой плетеной тканью (также известной как трехмерные предварительно сформированные детали), сотканной по плетеной технологии.Он обладает высокой удельной прочностью, удельным модулем, высокой устойчивостью к повреждениям, вязкостью разрушения, ударопрочностью, трещиностойкостью и усталостной прочностью и другими превосходными характеристиками.
Развитие ТРЕХМЕРНЫХ плетеных композитов обусловлено низкой межслойной прочностью на сдвиг и плохой ударной вязкостью композиционных материалов, изготовленных из однонаправленных или двунаправленных армирующих материалов, которые не могут быть использованы в качестве основных несущих частей.Л. Р. Сандерс ввел трехмерную плетеную технологию в инженерное приложение в 977 году. Так называемая трехмерная плетеная технология представляет собой трехмерную несшитую целостную структуру, которая получается за счет расположения длинных и коротких волокон в пространстве по определенным правилам и переплетения друг с другом, что устраняет проблему прослойки и значительно повышает стойкость композитных материалов к повреждениям.Он может производить все виды твердого тела правильной формы и специальной формы, а также делать структуру многофункциональной, то есть ткать многослойный цельный элемент.В настоящее время существует около 20 способов трехмерного плетения, но наиболее часто используются четыре, а именно полярное плетение.
плетение), диагональное плетение (диагональное плетение или набивка
плетение), плетение из ортогональных нитей (ортогональное плетение) и плетение с блокировкой основы.Существует много типов ТРЕХМЕРНОГО плетения, таких как двухэтапное трехмерное плетение, четырехэтапное трехмерное плетение и многоступенчатое трехмерное плетение.
Характеристики процесса RTM
Важным направлением развития процесса RTM является цельное литье крупногабаритных деталей.Типичными процессами являются VARTM, LIGHT-RTM и SCRIMP.Исследования и применение методов RTM включают многие дисциплины и технологии, что является одной из самых активных областей исследований композитов в мире.Его исследовательские интересы включают: приготовление, химическую кинетику и реологические свойства смоляных систем с низкой вязкостью и высокими эксплуатационными характеристиками;Подготовка и характеристики проницаемости волокнистой заготовки;Технология компьютерного моделирования процесса формования;Технология оперативного контроля процесса формовки;Технология оптимизации конструкции пресс-формы;Разработка нового устройства со специальным агентом In vivo;Методы анализа затрат и т. д.
Обладая отличными технологическими характеристиками, RTM широко используется на кораблях, военных объектах, в национальной оборонной технике, на транспорте, в аэрокосмической и гражданской промышленности.Его основные характеристики следующие:
(1) Сильная гибкость в производстве пресс-форм и выборе материалов в зависимости от различных производственных масштабов,
Смена оборудования также очень гибкая, выпуск продукции составляет от 1000 до 20000 штук в год.
(2) Он может изготавливать сложные детали с хорошим качеством поверхности и высокой точностью размеров и имеет более очевидные преимущества при производстве крупных деталей.
(3) Легко реализовать локальное армирование и сэндвич-структуру;Гибкая настройка классов материалов арматуры
Тип и конструкция предназначены для удовлетворения различных требований к производительности от гражданской до аэрокосмической промышленности.
(4) Содержание клетчатки до 60%.
(5) Процесс формования RTM относится к процессу работы с закрытой формой, с чистой рабочей средой и низким выбросом стирола во время процесса формования.
(6) Процесс формования RTM предъявляет строгие требования к системе сырья, что требует, чтобы армированный материал имел хорошую устойчивость к размыванию и проникновению потока смолы.Для этого требуется, чтобы смола имела низкую вязкость, высокую реакционную способность, отверждение при средней температуре, низкое экзотермическое пиковое значение отверждения, малую вязкость в процессе выщелачивания и могла быстро превращаться в гель после инъекции.
(7) Низкое давление впрыска, общее давление впрыска <30 фунтов на квадратный дюйм (1 фунт на квадратный дюйм = 68,95 Па), можно использовать формы из FRP (включая формы для эпоксидной смолы, формы из никеля для электроформования поверхности FRP и т. Д.), Высокая степень свободы конструкции формы, низкая стоимость формы. .
(8) Пористость продуктов низкая.По сравнению с процессом формования препрега, процесс RTM не требует подготовки, транспортировки, хранения и замораживания препрега, сложного ручного процесса наслоения и прессования в вакуумном мешке, а также времени на термообработку, поэтому операция проста.
Однако процесс RTM может сильно повлиять на свойства конечного продукта, поскольку смоле и волокну можно придать форму путем пропитки на стадии формования, а поток волокна в полости, процесс пропитки и процесс отверждения смолы могут сильно повлиять на свойства конечного продукта, что увеличивает сложность и неуправляемость процесса.
Время публикации: 31 декабря 2021 г.