Карбон волокно бҮТЭЭГДЭХҮҮН , хөнгөн жинтэй, хүчтэй байх онцлог шинж чанараараа онгоцны аппаратын деталууд, автомашины бүрхэвч, спортын тэргээний өндөр түвшний тоног төхөөрөмж зэрэг олон төрлийн салбарт өргөнөөр ашиглагддаг. Эдгээр нь анхдагч материалын төлөвөөс практик бүтээгдэхүүн болон хэрхэн алхам алхмаар хувирдаг вэ? Доор карбон хавтан, карбон хоолой болон карбон ширхэгтэй хэлбэрт деталуудыг үйлдвэрлэх үндсэн зарчмыг дэлгэрэнгүй танилцуулсан.
Нүүр материалын бэлтгэл
-ийн үндсэн эх материал бол нүүрстөрөгчийн ширхэглэг бүтээгдэхүүн -д карбон ширхэгт утас болон матрицын материалууд орно. Карбон ширхэг нь полиакрилонитрил зэрэг органик ширхэгийг өндөр температурт нүүрстөрөгсөжүүлснээс гарган авдаг. Диаметр нь хэдэн микрон байдаг бөгөөд хүмүүсийн волосноос илүү нарийн ч ердийн гангаас хэд дахин хүчтэй байдаг. Эдгээр карбон ширхэгийг ихэвчлэн дараагийн хэлбэржүүлэх үйл явцыг хялбар болгохын тулд карбон ширхэгт даавуу эсвэл утсаар боловсруулдаг.
Матрицын материал нь голчлон эпоксидийн смол болон бусад полимер материалуудаас бүрдэх бөгөөд уг материал нь зөвхөн чигшүүний ширхэгийг хооронд нь холбох үүрэгтэй байхтай зэрэгцээ, стрессийг шилжүүлэх, мөн чигшүүний ширхэгийг чийг, коррозийн бодис болон бусад гадаад орчны нөлөөнөөс хамгаалах үүрэг гүйцэтгэдэг. Үйлдвэрлэл эхлэхээс өмнө бүтээгдэхүүний гадаад шаардлагын дагуу тохиромжтой нарийвчлалын чигшүүний ширхэг болон матрицын материалыг сонгон авч, эх үүсвэрийн чанар үйлдвэрлэлийн стандартыг хангаж байгаа эсэхийг тогтоохын тулд харгализах чанарын шалгалтыг сайтар хийдэг.
Нүүрстөрөгчийн хавтан (давхардсан форм)
Нүүрстөрөгчийн хавтанг голдуу давхардсан формжуулалтын аргаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд түүхий мөрөн, бадминтоны ракет зэрэг бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэхэд ихэвчлэн ашигладаг.
Эхлээд дизайн болон шаардлагын дагуу хайчилна цахлай утасны пре-прег , препрег нь карбоны шилэн даавуугийн суурь материалд урьдчилан номхон хийсэн байдаг бөгөөд, таслалтын алдааг 0.1 мм-ээс доош хянах шаардлагатай, ингэснээр дараагийн үеийн бүтээгдэхүүний хэмжээний нарийвчлалыг хангана.
Тасласан препрегийг дараа нь тодорхой чиглэл болон дарааллаар давхарлана. Нэг чиглэлд давхарласан тохиолдолд карбоны хавтан нэг чиглэлд өндөр хүчтэй байдаг бөгөөд зөвхөн нэг чиглэлд ачаалал тэсвэрлэх хэрэгтэй бүтцийн хэсгүүдэд тохиромжтой. Харин хөндлөн давхарлахад карбоны хавтан олон чиглэлд сайн ажилладаг бөгөөд сложный хүчний нөхцөлтэй детальд тохиромжтой.
Үүний дараа давхарласан препрегийг формд тавиад 5-10 МПа-ийн даралт өгч препрег формийн хэлбэрт маш сайн таарахуйц болгоод, дараа нь формийг халуун хүчилтэй сав эсвэл зууханд тавиад 120-180°C температурт 2-4 цаг халааж, батжруулна.
Хатууралт дууснас шууд нүхнээс нь нүдэвчийг авч, цаашдын боловсруулалт (жишээ нь: элсэлт, огтлолт) хийж ашиглах стандартад нийцүүлнэ.
Нүгэлтэй хоолойнууд (ороож, хэлбэржүүлэх)
Нүгэлтэй хоолойнуудыг ихэвчлэн ороож хэлбэржүүлэх аргаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ аргыг ихэвчлэн дронгийн хүрээ, гольфийн клювүүд зэрэг бүтээгдэхүүнд ашигладаг.
Ороох машинийн ороох параметрүүдийг нүгэлтэй хоолойны хэмжээ, гүйцэтгэлийн шаардлагуудад тулгуурлан тодорхойлдог. Энд ороох өнцөг нь чухал параметрийн нэг юм. Ороох өнцөг нь $\pm 45$ градус байх үед нүгэлтэй хоолойн урагдлын эсэргүүцэл илүү сайн байдаг; ороох өнцөг нь 0 градус байх үед нүгэлтэй хоолойн тэнхлэгийн хүч чадал илүү өндөр байдаг.
Нүүрстөрөгчийн шилэн утас нь хийх багажаар суурин материалтай бүрэн нэвтэрсний дараа, нэвтэрсэн утсыг 5-15 Нм таталтын хүчтэй цилиндр дээр ороож авдаг бөгөөд ороох явцад таталтын хүч тогтмол байх ёстой. Энэ нь нүүрстөрөгчийн хоолойн чанарыг тогтвортой байлгахад тусална.
Ороосны дараа цилиндртэй нүүрстөрөгчийн хоолойг хатууруулагч зууханд хийж, 100-150°C температурт 1-3 цаг хатуулна.
Хатууруулах ажиллагааны төгсгөлд цилиндрийг авч хаяна. Цилиндрийг авах арга нь түүний материалаас ба хэлбэрээс хамаарч өөр өөр байдаг. Заримыг шууд сунгаж гаргаж болох бол заримыг уусгаад авах шаардлагатай. Эцэст нь нүүрстөрөгчийн хоолойг таслан засаж, засварлан дарагшуулсны дараа хэмжээний алдаа 0.05 мм-д хүртэл хянах боломжтой болно.
Хэлбэрт деталь (формлож хийх)
Нүүрстөрөгчийн шилэн хэлбэрт деталийн нарийн олон талт хэлбэрүүдийг ихэвчлэн формлож хийх технологийг ашиглан үйлдвэрлэдэг. Жишээ нь автомашины хэсэг, эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийн деталь гэх мэт.
Эхлээд хэлбэрт деталь буюу бүтээгдэхүүний хэлбэр дүрсэнд нийцүүлэн өндөр нарийвчлалтай загваруудыг зохион бүтээж, үйлдвэрлэдэг. Загварын гадаргуугийн шерхэрхий байдал Ra0.8-аас доош хянах шаардлагатай яагарай бол загварын нарийвчлал нь шууд хэлбэрт деталийн хэмжээ, хэлбэр зэргийн нарийвчлалд нөлөөлдөг.
Нүүрстөрөгчийн ширмэг эсвэл материалыг загварын хэлбэрт тохирсон хэмжээтэй болгон хайчилж, гадаргуу дээр нь матрицын материал тэгш түрхэж, түүний зузаан ижил байхыг хангаж, загварт байрлуулсны дараа прест 10-20 МПа-ийн даралт өгч, нүүрстөрөгчийн материалыг загварын цавуунд бүрэн наалдуулна.
Загварыг халаах төхөөрөмжид байрлуулж, 130-170℃ температурт 3-6 цаг халааж, хатуургана. Хатуургалтын явцад температур, даралтыг энгийн хянах шаардлагатай бөгөөд хэлбэрт детальд пузыр, трещин гэх мэт дутагдал үүсэхээс сэргийлнэ.
Хийн дараа хэлбэрт бэхэлсэн хэсгүүдийг маягтнаас гарган авч, ирмэгийг нь цэвэрлэж, гадаргууг шлифлэх замаар боловсруулан ашиглах шаардлагад нийцүүлдэг.
Шинэ технологи
1.3D хэвлэлт
Энэ технологи нь нүүрстөрөгчийн ширхэгт бүтээгдэхүүний нарийн олон талт хэлбэрүүдийг шууд үйлдвэрлэх боломжийг олгох бөгөөд бүтээгдэхүүний хөгжилтийн мөчлөгийг ихэд багасгахад тусалдаг. Мөн хувь хүний захидалт үйлдвэрлэлтийг хийх боломжтой. Гэсэн хэдий ч одоогоор нүүрстөрөгчийн ширхэгээр хийсэн 3D хэвлэлтийн бүтээгдэхүүнүүд нь механик шинж чанараараа уламжлалт аргаар хийсэн бүтээгдэхүүнүүдтэй харьцуулахад тодорхой зөрүүтэй байдаг бөгөөд үнэ өндөр байдаг тул эдгээр талуудыг илүү сайжруулах шаардлага байна.
2. RTM технологи
Өөрөөр хэлбэл, смолыг шилжүүлэн хийх технологи нь карбон ширмийн баталгаажуулах материалуудыг хиймэлд оруулж, дараа нь смолыг хиймэл рүү шахаж, смол нэвтэрч, баталгаажин хийгдэхийг хэлнэ. Энэ технологийн давуу талуудад хийлтийн өндөр үр дүнтэй, бүтээгдэхүүний чанар тогтвортой, орчин үеийн бохирдуулалт бага гэх мэт орно. Энэ нь хэлбэр нь нарийн төвөгтэй карбон ширмийн бүтээгдэхүүний масс үйлдвэрлэлд маш тохиромжтой.
Чанарын шалгалт: бүх бүтээгдэхүүний чанарыг хангах
Карбон ширмийн бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэсний дараа зах зээлд гарахаас өмнө эрх жорын шалгалтуудыг өргөн хүрээгээр хийлгэх ёстой. Шалгалтын үзүүлэлтүүдэд голчлон хэмжээний нарийвчлал, гадаад харагдац болон механик шинж чанарууд орно.
Хэмжээний нарийвчлалын туршилтад шугам, цацраг болон бусад хэрэгслүүдийг ашигладаг бөгөөд бүтээгдэхүүний нарийвчлалын өндөр шаардлагын хувьд CMM-ийг мөн ашигладаг; гадаад чанарын туршилт нь ихэвчлэн бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр пузыр, трещин, товрох зэрэг дутагдал байгаа эсэхийг шалгах бөгөөд ерөнхийдөө визуал шалгалт, томруулах шилээр шалгах аргыг хослуулан ашигладаг; механик чанарын туршилтыг растяжения машин, нумлалтын машин зэрэг мэргэжлийн тоног төхөөрөмжийн тусламжтайгаар хийж, бүтээгдэхүүний хүч, хатуулаг, уян хатнаг зэрэг үзүүлэлтүүдийг туршаж, бүтээгдэхүүн бодит ашиглах үед гарч ирэх ачааллын шаардлагыг хангаж чадаж байгаа эсэхийг хангана. Механик чанарын туршилтанд растяжения машиныг бусад мэргэжлийн тоног төхөөрөмжийг ашиглан хүч, хатуулаг, уян хатнаг зэрэг үзүүлэлтүүдийг туршаж, бүтээгдэхүүн бодит ашиглах үед гарч ирэх ачааллын шаардлагыг хангаж чадаж байгаа эсэхийг хангана. Зөвхөн бүх туршилтын төслүүдийн үр дүн хариж ирвэл бүтээгдэхүүнийг зах зээлд нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөг.
Хэмжээсийн нарийвчлалыг шалгахад шургуулга, проектор болон бусад хэрэгслүүдийг ашигладаг бөгөөд бүтээгдэхүүний нарийвчлалын өндөр шаардлага тавигдвал КММ-ийг мөн ашигладаг; гадаад чанарыг шалгах нь ихэвчлэн бүтээгдэхүүний гадаргуу дээр пузыр, трещин, товгор гэх мэт дутагдал байгаа эсэхийг шалгах бөгөөд ерөнхийдөө визуал шалгалт, томруулагч шилээр шалгах аргыг хослуулан ашигладаг; механик чанарын шалгалтыг растяжения машин, нөлөөллийн машин зэрэг мэргэжлийн тоног төхөөрөмжийг ашиглан хийж, бүтээгдэхүүний хүч, хатуулаг, уян хатан чанар зэрэг үзүүлэлтүүдийг шалгаж, бүтээгдэхүүн бодит ашиглах үед гарч ирэх ачааллын шаардлагыг хангасан эсэхийг хангана. Механик чанарын шалгалтанд растяжения машиныг оруулаад бусад мэргэжлийн тоног төхөөрөмжийг ашиглан хүч, хатуулаг, уян хатан чанар зэрэг үзүүлэлтүүдийг шалгаж, бүтээгдэхүүн бодит ашиглах үед гарч ирэх ачааллын шаардлагыг хангасан эсэхийг хангана. Зөвхөн бүх шалгалтын төслүүдийг давсан бүтээгдэхүүнүүдийг зах зээлд нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөг.
Бүх эрх нь Цзянсу мужийн Чжанцзяган хотын Вэйнуо Композит компанид хуулиар хамгаалагдсан
EN
