Ердийн нүүрстөрөгчийн шилэн предпрегийн хаягдал үүсгэх арга

Агаарын зэвсэг, өндөр түвшний үйлдвэрлэлийн дээд түвшний ертөнцөд, цахлай утасны пре-прег хэвлэх технологи нь "харагдахгүй урлагч" шиг бөгөөд хүч чадал, хөнгөн жин хоёрыг нэгтгэсэн маш нарийн ажиллагаатай өндөр түвшний материалуудыг хэлбэржүүлдэг. Нийлмэл материалын салбарын классик процессын нэг болох нугалмын урт нимгэн цагаан хөвөнгийн урт нимгэн хальсны хэвлэх арга нь арвангарын давталтуудыг туулан өндөр түвшний үйлдвэрлэлийн "цэгээн багана"-аар үлдсээр байна. Өнөөдөр бид энэ технологийн үндсэн логикийг ганц бүрэлдэхүүн хэсгээс задлан шинжилж, смолоор норсон нугалмын урт нимгэн цагаан хөвөнгийн даавуу хэрхэн огторгуйн нисэх тоноглолын гол цогц модуль болон уралдааны машинийн биеийн хүрээ болон хувирдагийг судлая.

Нугалмын урт нимгэн цагаан хөвөнгийн урт нимгэн хальс гэж юу вэ?

Хэвэнд оруулах аргыг ойлгохын тулд бид эхлээ нь "урьдчилан холиулсан (prepreg)" гэх үндсэн ойлголтыг ойлгох ёстой. Энгийн хэлбэрээр хэлбэл, карбоны шилэнцэр препрег бол карбоны шилэнцрийн утас ба смолтын "бүрэн бүтэн хослол" юм – нарийвчилсан температур, даралтын орчинд эпоксид, фенол болон бусад матрицын материалууд карбоны шилэнцрийн даавуу руу жигд нэвтрэх бөгөөд тодорхой зуурамтгай чанартай нийлмэл материал болох цувимал эсвэл хавтгай хэлбэртэй болдог.
Энэхүү "урьдчилан нэвтрүүлэх" онцлог нь хуурай шилэнцрийн хэвэнд оруулах процессоос ялгаатай: смолтын агууламж болон тархалт урьдчилан тогтоогдсон байдаг тул дараагийн хэвэнд оруулах үед зөвхөн материалыг хэвэнд нарийвчлан суурилуулах, бүрэн хатуурахыг хангах асуудалд анхаарах шаардлагатай бөгөөд үйлдвэрийн үйл ажиллагааны нарийн төвөгшлөлийг ихэд бууруулдаг. Энэ нь талхны түүхий тосыг урьдчилан бэлтгэсэнтэй адил, жигнэлийг бэлтгэсэн тул зөвхөн зуухны халуун, хугацааг зөв тохируулах л үлдсэн.

Ердийн хэвэнд оруулах арга

（1）Автоклавт хэвэнд оруулах
Агаарын овоолгын зэрэглэлийн өндөр гүйдэлтэй нийлмэл материал үйлдвэрлэх эрхэм зөгнөлт арга юм. Энэ нь карбоны шилэн утасны бэлдэц, формоо хийхийн тулд вакуум багцанд таглаад, том, өндөр температур, өндөр даралттай саванд, халуун шахах саванд байрлуулдаг. Хатууралтын үе явцад ижил жигд өндөр даралт (хэд хэдэн атмосфер) болон өндөр температурыг зэрэг саванд үзүүлэх бөгөөд смолыг бүрэн урсгаж, утасныг шахан нягтруулах боломжийг олгоно. Ингэснээр маш өндөр утасны агууламж, бага нүхтэй деталь гарч ирдэг.
Энэхүү технологийн давуу тал нь механик шинж чанар, нарийвчлалын хувьд хязгааргүй чанартай, нарийн бүтэцтэй деталиудыг үйлдвэрлэх боломжийг олгодогт оршино. Гэсэн хэдий ч сул тал нь маш илэрхий байдаг: халуун шахах тоног төхөөрөмж өөрөө маш үнэтэй, их хэмжээний энерги зарцуулдаг, үйлдвэрлэлийн мөчлөг удаан, өртөг өндөр байдаг тул ихэвчлэн цөөхөн тооны хэрэглээнд, жишээ нь онгоцны агаарын тээвэр, F1-ийн загалмайн машин зэрэг маш өндөр үзүүлэлт шаардагдах тохиолдолд хязгаарлагддаг.
（2）Шахах хэлбэржүүлэх
Дундадаас дээш хэмжээний үйлдвэрлэлд маш үр дүнтэй процесс юм. Энэ нь бэлэн зууралт эсвэл хэлбэрлэх ногоо (жишээ нь SMC) тодорхой хэмжээтэйгээр урьдчилан халаасан металл загварын хөндийд байрлуулж, дараа нь загварыг хааж, өндөр даралт болон температурыг үзүүлэх замаар материалыг загварын хөндийд гүйлгэж, хөндийг дүүргэж, дараа нь дулааныг хадгалж, даралтыг хадгалах замаар батжин хэлбэржүүлдэг.
Энэхүү технологийн давуу тал нь автомжуулалт өндөр, үйлдвэрлэлийн хурд их, бүтээгдэхүүний хэмжээсийн нарийвчлал сайн, хоёр тал нь гладкий байдагт оршино. Гэсэн хэдий ч өндөр даралт тэсвэрлэх чангарсан загвар шаардлагатай тул анхны хөрөнгө оруулалтын зардал өндөр байдаг. Автомашиний бие, цахилгааны хайрцаг, өндөр үзүүлэлттэй спортын тоног төхөөрөмж шиг гадаргуугийн чанар сайн шаардлагатай масс үйлдвэрлэлд маш тохиромжтой.
（3）Вакуум хайрцагтай хэлбэрлэх
Нийтийн даралтыг ашиглан нийлмэл материалуудыг шахдаг, үндсэн бөгөөд хамгийн түгээмэл ашиглагддаг процесс юм. Хандзан буюу урьдчилан хольсон давхаргаас бүрдэх системийг хамгаалах багцаар бүрхэж, вакуум насосоор тасралтгүй соруулж, сөрөг даралт үүсгэдэг. Ингэснээр агаарын даралт бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр жигд үйлчилж, агаарыг зайлуулж, бүтцийг шахна.
Энэ арга нь ширхэгийн агуулгийг эрс нэмэгдүүлэх, цэвэршилтийг бууруулах, смолын тархалтын нэгдмэл байдлыг сайжруулах боломжийг олгоно. Мөн үйлдвэрлэлийн зардал нь халуун шахах танкаас хамаагүй бага байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн ойролцоогоор 0.1 МПа-ийн хамгийн их даралт үүсгэх чадвартай бөгөөд үзүүлэлтийн дээд түвшин нь өндөр даралттай процессийнх шиг сайн байхгүй. Иймд энэ аргыг онгоцны барилга, загвар гаргах, дунд зэргийн шаардлага бүхий нийлмэл деталуудад өргөнөөр ашигладаг.
（4）Роллонд ороох
Өндөр үйлдэл бүхий зузаан ханатай хоолойнуудыг үйлдвэрлэхэд чиглэсэн чиглүүлэг процесс юм. Карбоны эдлэгийг тодорхой өнцгөөр хэсэгчилж, тэгтэг дээр таталтын дор нарийвчлалтай ороож, ихэвчлэн шахагдсан бандажаар бүрээс болгон шахалт үзүүлж, дараа нь зууханд халааж, бат бөх болгоод, хальсаас гаргаж авч хоолойг гарган авдаг.
Энэ процесс нь ширхэгийн чиглэлийг (жишээ нь: 0°, ±45°-ийн хослол) нарийвчлан удирдах боломжийг олгох бөгөөд сайн хэмжээний нарийвчлал, гадаргуугийн чанартай, тэнхлэгийн дагуу давтан ачаалал тэсвэртэй сайн механик шинж чанарыг олж авах боломжийг хангана. Гэсэн хэдий ч энэ нь предпрег, төвийн тагтанд илүүдэг, үйлдвэрлэлийн үр дүнтэй ажиллах чадвар хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд голдуу гольфийн цохилтын бариул, зуучин сав, велосипедийн урд хөл мэт өндөр түвшний спортын бараануудад ашигладаг.
（5）Утас ороох
Эргэх хэлбэртэй, өндөр хүч чадал бүхий гишүүдийг үйлдвэрлэх автоматжуулсан процесс юм. Тасралтгүй нүүрстөрөгчийн шударгаа смолын ваннд нэвтрүүлэгдэж, төхөөрөмжит ороомогтой толгойгоор компьютерийн удирдлагаар эргэх үед урьдчилан тохируулсан өнцөг ба хэвтээ чиглэлд нарийвчлалтайгаар давхарлан оруулан, тодорхой зузаан хүртэл хүрээд дараа нь хэлбэр болгон хатуургадаг.
Энэхүү технологийн хамгийн их давуу тал нь шударгаа тасралтгүй, жигд таталттай байдаг тул шударгааны эзлэх хувь ба хүч чадлыг маш өндөр ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд ялангуяа дотоод даралтанд орших сав сааванд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч энэ нь гадагш муруй хэлбэртэй бүтээгдэхүүнд хязгаарлагддаг ба тоног төхөөрөмжийн өртөг өндөр байдаг. Типич бҮТЭЭГДЭХҮҮН манан дахь өндөр даралттай хийн баллоны (CNG/Устөрөгч), хоолойнууд ба ракетын хөдөлгүүрийн корпусууд орно.
（6）Пултрузи
Тогтмол огтлолын композит профайлуудыг тасралтгүй үйлдвэрлэх өндөр үр дүнтэй процесс. "Спагетти" шиг, тасралтгүй нүүрстөрөгчийн ширхэг эсвэл даавууг смолын ваннаар татаж нэвтрүүлээд, халаасан нарийвчлалтай цуврал зэсэл дотор дамжуулан өмнөх хэлбэрт оруулж, шахаж, тасралтгүй батжуулж, тэгээд тракторын тусламжтайгаар татан гаргаж, тогтмол урттайгаар таслана.
Энэ процесс маш их бүтээмжтэй байдаг тул автомжуулсан тасралтгүй үйлдвэрлэл, эдийн засгийн үр ашиг, анхдагч материал ашиглалтын өндөр түвшинд хүрэх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч бүтээгдэхүүн нь шулуун тогтмол огтлолтой профайлд хязгаарлагддаг бөгөөд урд-хойно чиглэлд бат бөх чанар нь хөндлөн чиглэлтэй харьцангуй их байдаг. Хамгийн түгээмэл бүтээгдэхүүнүүдэд фермийн арматур, кабелийн хөндий, шатны самбар, мөн бусад сав, профайлууд орно.
（7）Даралттай хайрцагт ороох
Үүнийг хоолой цэвэрлэгчийн хайрцагны формчлалын сайжруулсан хувилбар гэж үзэж болно. Хоолой цэвэрлэгчийн хайрцгийн системд суурилж, бүх хий болон агаарыг шахсан саванд бүрэн баглах ба энэ нь дотор талыг хоосон болгохын зэрэгцээ саванд шахсан агаар оруулж, хоолой цэвэрлэгчийн хайрцгийн гадна талд илүү өндөр эерэг даралт (ихэвчлэн 0.4-0.6MPa) үзүүлдэг тул цэвэр вакуумтай харьцуулахад илүү өндөр формчлалын даралт үүсгэдэг.
Энэ арга нь том хотооны саванд багтах боломжгүй том хэмжээтэй деталуудын үйлдвэрлэлд тохиромжтой бөгөөд жижиг, дунд зэргийн завсрын корпус, галт тэрэгний хэсгүүд, том радом гэх мэт том хэмжээтэй деталуудыг үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой. Энэ нь том хэмжээний горимт уусмалд хий ангийн хөрвөсөн хэсгийн ширхэгийн агууламж, нягтралыг илүү сайжруулдаг бөгөөд зөвхөн вакуумын аргаас илүү давуу талтай.

Карбон ширхэгийн бэлдмэлийн формчлалын аргуудын харьцуулалт

Ирээдүй: Уламжлалт технологийн шинэчлэл

Уламжлал гэдэг зогсох төлөвийг биш, өнөө үед "микро шинэчлэл"-ээр салхилт гаргаж байна: жишээ нь хоёр цагийн оронд 30 минутад хатуурах боловсруулах температур багатай, хурдан хатдаг смолын хөгжил; үр дүнтэй ажиллагааг сайжруулахын тулд гар аргаар давхарлах үйл явцыг автомжуулсан давхарлах тоног төхөөрөмжөөр солих; эсвэл дэфект багасгахын тулд даралтын тархалтыг оновчтой болгох зорилгоор формны загварчлалд хиймэл оюун ухааны (AI) алгоритмыг нэвтрүүлэх зэрэг.
Эдгээр сайжруулалтууд нь уламжлалт үйл явцад үйлчилгээний давуу талаа хадгалах боломжийг олгож, дахин "өндөр үр дүнтэй, бага зардалтай" болох шилжилтийг хийснээр композитын салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэлээ үргэлжлүүлж байна.
Огторгуйн нисэх тоног хоолойгоос хүрээлэн спортын тоног төхөөрөмж хүртэлх хуванцар шилэн ширхэгийн урьдчилан нийлүүлсэн формингийн арга нь бат бөх, нарийн ажиллагаагаар «удаан, тогтвортой ажиллах» үйлдвэрлэлийн философийг илэрхийлдэг. Энэ нь хамгийн дэвшилтэт арга байж магадгүйгүй ч маш их найдвартай байдал шаарддаг нөхцөл байдлуудад энэ «урт удаан арга» бол лав зүйрлэшгүй чанарын баталгаа юм.