Venjuleg aðferð við myndun kolvetnur fyrirfram mettaðra efna

Í flóknu heimi geim- og hámarkvirktagerðarinnar er formunartækni eins konar "ósjálfræðilegur smiður", sem formar hámarks efni með mjög nákvæmum hætti sem sameinar styrk og léttvægi. Sem klassísk aðferð á sviði samsettra efna hefir hefðbundin formunartækni fyrir forskotna kolefnissúgur farið í gegnum tug ára endurskoðanir og er samt sem áður "beinakerfið" í framleiðslu hámarks vörur. Í dag munum við djúpgreina kjarnalogík þessarar tækni til að sjá hvernig hún breytist frá einni plötu af síma sem hefir verið mettaður resínu yfir í lykilhluta geimfarar og beinaskammt bíls í keppni. prepreg úr kolefnisvefi í flóknu heimi geim- og hámarkvirktagerðarinnar er formunartækni eins konar "ósjálfræðilegur smiður", sem formar hámarks efni með mjög nákvæmum hætti sem sameinar styrk og léttvægi. Sem klassísk aðferð á sviði samsettra efna hefir hefðbundin formunartækni fyrir forskotna kolefnissúgur farið í gegnum tug ára endurskoðanir og er samt sem áður "beinakerfið" í framleiðslu hámarks vörur. Í dag munum við djúpgreina kjarnalogík þessarar tækni til að sjá hvernig hún breytist frá einni plötu af síma sem hefir verið mettaður resínu yfir í lykilhluta geimfarar og beinaskammt bíls í keppni.

Hvað er súlufeti pregreg?

Til að skilja moldunaraðferðina verðum við fyrst að skilja grunnhugmyndina „fyrirsmúruðu kolefnissímu“ (prepreg). Einfaldlega sagt er kolefnissíma fyrirsmúruð sá „fullkomna samsetningin“ kolefnissímagarns og símagelatins – í nákvæmlega stjórnkuðu hita- og þrýstimumhverfi eru epóksími, fenólsími og önnur grunnefni jafnt dreifð inn í kolefnissímufinnum til að mynda klosi eða plötu af klífru samsetningarefni með ákveðinni klifrleika.
Þessi eiginleiki „fyrirsmúrunar“ greinir hana frá þurrviðursmoldun: innihald og dreifing símagelatins eru stillt á undan, og í seinni moldun er einungis nauðsynlegt að einbeita sér að því hvernig efnið passar nákvæmlega í moldina og verður fullnægjandi gjörsamlega stíf. Þetta minnkar flókið við vinnslu á staðnum marktækt. Eins og fyrirbakað deig áður en bakast, er uppskriftin þegar stillt og eina sem eftir er er að snúa sér að hita og tíma við bakingu.

Venjuleg moldunaraðferð

（1）Hitareykjamoldun
Gullstaðall ferlið til framleiðingar loftfarasviðs hárgeislavirkra samfelldra efna. Það felur í sér að líma upp fyrirhugða kolvetni-forsjóðu og formið í drullutígi og setja það inn í stórt hita- og þrýstihátt, hitahjólinu. Meðan harðnun fer vandlega fram eru jafnrættur háþrýstingur (fjöldi andrúmsloftslaga) og mikill hiti settir á hjólið á sama tíma, svo að seyjan geti flætt fullkomlega og þéttkað vatnsefni, sem gefur hlutum mjög háan vetnahlutfall og lágan porósum.
Framleiðsla þessa ferlis er sú að hún framleiðir flókin byggingarhluti af ósamanberilegri gæði með frábærum eiginleikum í mælingum og jafnvægi. Hins vegar eru gallarnir mjög augljósir: hitahjól búnaðurinn sjálfur er mjög dýr, eyðir miklu orku og hefur langar og kostnaðargóðar framleiðsluferlar, svo hann er oft takmarkaður við loftfar og Formúla 1 bíla, þar sem yfirborðshámarks afköst eru nauðsynleg.
（2）Ýtilagning
Aðferð með mikla ávöxtun fyrir miðlungs- til hárri framleiðslu. Fastur magn af forþjöppuðu eða móldu efni (svo sem SMC) er sett í yfirhitaðan steypisval, sem er síðan lokað og hátt þrýstingi og hiti er beitt, svo efnið flæti inn í valinn og fylli hann, og stífni og moldist síðan eftir hitaeftirlit og þrýstingseftirlit.
Ávinningur þessarar aðferðar er hátt mál tækni, fljótt framleiðsla, há nákvæmni á víddum vöru og báðar hliðar eru sléttar. Hins vegar, vegna þess að steypival verður að standa gegn háum þrýstingi, er upphafleg reikningssjóðaframleggja hærri. Hún er mjög hentug fyrir framleiðslu stórs hluta sem krefjast góðrar yfirborðsgæða, svo sem bílhlutaborð, batteríhylki og árangursrík íþróttavörur.
（3）Tómrunnarbagamoldun
Grunnlegra og algengt ferli sem notar loftþrýsting til að þjappa samsettar efni. Fjöldi hjálpartækja er hvolin yfir með höndum límaðri eða fyrirfram mettaðri sjávarhveli, og allt kerfið er lokað í véltrummurki sem er stöðugt pumpuð með sughneyfku til að búa til neikvæðan þrýsting, svo loftþrýstingurinn verði jafnt dreifður yfir yfirborð vörunnar, þannig að loft sé fjarlægt og uppbyggingin þjöppuð.
Þessi aðferð getur aukið fiberinnihaldt marktækt, minnkað porósum og batnað jafnvægi dreifingar á efni, og kostnaður hennar er miklu lægri en hitaþrýstikassa. Hún getur samt aðeins veitt hámarkið á um 0,1 MPa, og frammistöðugrensið er ekki eins gott og við hárþrýstingsaðferðina, sem er víða notuð í skipasmíðum, útbreiðslu og samsettum hlutum sem krefjast miðlungs ávinningar.
（4）Valkokk
Beint sýsla sem sér sig um framleiðingu á hárhraða þunnu rörum. Kolvetni fært er klippt í ákveðinni hornstand og síðan nákvæmlega vafinn undir spennu yfir form, oftast á eftir með umvöfningu samþrýstingsbands til að bera samþrýsting á, og síðan hitað og gjört í ofni og tekið af formi til að fá rörið.
Þessi aðferð gerir kleift nákvæma stjórn á fiberstefnu (t.d. 0°, ±45° samsetningar), og nær vel úr krafti í axlínu, með góðri mæltækni og yfirborðsgæðum. Hins vegar er hlaupið á fært efni og formum, hefur takmarkaða framleitni og er aðallega notað í hámarksvöru í íþróttavöru eins og golfklúbbahandleggjum, fiskaðarpinnur og hjólhestabrauðbreytlum.
（5）Vafnun sytráða
Háðgerðarferli til framleiðingar snúningsskammta með hári styrkleika. Samfelld kolefnissíða er impregnð í harðefni og síðan nákvæmlega lagð með vélmennastýrðum vafnemeti á snúnna formi eftir fyrirfram stilltum lýsingum og hornum þangað til forskrifuð þykkt er náð, og síðan harðuð til forms.
Stærsti kostur þessa ferlis er sá að síðurnar eru samfeldar og jafnt spenndar, sem gerir kleift að ná mjög háum hlutfalli kolefnissíðu og háum styrkleikunýtingu, sérstaklega fyrir ílur sem eru undir innri þrýstingi. Hins vegar er takmarkað við útboltuð snúnform og dýrt búnaði. Típisk vörur eru hitaeftirlit (CNG/Hrófn) , rör og geimföruhurðar.
（6）Dreifing
Aðferð með mikillar ávöxtun til samfelldrar framleiðslu á samfellt yfirborði samsettra prófa. Eins og „spagetti“, dregur hún samfelldar kolvetniþráðaeiningar eða efni í gegnum harðsælubad til að fylla, síðan í gegnum hitað nákvæman stálform þar sem þeir eru formuðir, þjappaðir og beinlínis gjörðuð, og lokaskorða dregnir út af traktor og skorðaðir í fastan lengd.
Aðferðin er mjög frumtæk, gerir kleift sjálfvirkri samfelldri framleiðslu, hátt nýtingar á ávextli og verulega kostnaðsefni. Hins vegar eru vörunar takmarkaðar við láréttar fasta yfirborðsprofíl, og lengdastyrkur er miklu hærri en þversviðsstyrkurinn. Algengar vörur innifalla sparnabjálkagrindur, eldsneytisbruggar, stiguvönd, og ýmsar stöngvar og profílar.
（7）Ýtilokaprófun
Hægt er að skoða það sem útgáfu með öruggri útfrumun á herðibeggi. Á grundvelli herðibeggsins er öll innlokuð formi sett í loðfastan þrýstikassa, sem ekki aðeins eyðir lofti inni, heldur einnig leter samþrýtt loft inn í kassann, sem berr hærri jákvæðan þrýsti (venjulega 0,4–0,6 MPa) á ytri hluta herðibeggsins, og veitir þannig hærri formunarþrýsti en eingöngu herði.
Þessi aðferð bætir marktækt á föstrahlutfalli og þéttleika hlutanna án þess að krefjast mikillar fjárlagsfjár í hitaþrýstikassa, og er betri en aðferðin með eingöngu herðibeggi. Hún lendir sér best við framleiðslu stóra hluta sem ekki fara inn í hitaþrýstikassa, eins og litlar til meðalstórar skipshyljur, vagnshluti og stórir radómar.

Ber á milli myndunar aðferða fyrir forskammt kolvetni

Framtíðin: Nýja hugsjón í erfðaskyni

Heiður merkir ekki stillistöðu. Í dag er iðnan brotinn gegnum ákveðnar „lítil nýjungar“: til dæmis þróun á viðmiðaðri hitastigi, fljótt hörðnandi efni sem styttir hörðnunartímann frá tveimur klukkutímum til 30 mínútna; notkun sjálfvirkra lagningarvéla sem koma í stað handvirks ofan á hvors annars til að bæta árangur; og jafnvel innleiðing á AI reikniritum í moldarhönnun til að jákvætt dreifa álagi og minnka vandamál.
Þessar bætur hafa leyft hefðbundnum ferlum að halda áfram með ávinning sinn í afköstum, en samt og allt fara yfir í „há ávaxtagjöf og lág kostnaður“, og halda áfram að gegna mikilvægu hlutverki innan samsetningar efna.
Frá geimfarangri til íþróttavinnuferða túlkast hefðbundin framleiðslumynd karbónsímulunnar með hugmyndina um „hægheit og vinnu“ með völdugri smiðskaparfærni. Hún er hugsanlega ekki nýjasta, en í aðstæðum sem krefjast hámarks treystanleika er þessi „hefð“ nákvæmlega bestu tryggingin fyrir gæði.