Istnieje wiele procesów formowania materiałów kompozytowych z włókna węglowego, a wybór procesów formowania rozważa głównie charakterystykę strukturalną komponentów, istniejące urządzenia do formowania i koszty produkcji. Charakterystyka strukturalna komponentów kompozytowych UAV obejmuje pięć rodzajów: kompozytowa struktura laminatu, struktura kanapki o strukturze plastra miodu, struktura kanapki z pianki, struktura kanapki lotniczej i struktura dopasowania rur.
Mamy stosunkowo pełną gamę materiałów kompozytowych i testowania materiału z włókna węglowego oraz staramy się przyjąć tanie metody projektowania pleśni, produkcji, technologii tworzenia komponentów i montażu. Włókno węglowe komponentu kompozytowego z włókna węglowego jest wybierane z Toray T300 Long Fibre i tkanin tkaniny z włókna węglowego, materiał matrycy jest wybierany z wysokowydajnego układu żywicy epoksydowej wyleczonego w średnią temperaturze, a materiał o strukturze plastra miodu jest Nomex Honeycomb dostarczany przez naszą firmę. Materiał z kanapki piankowej jest pianką poliuretanową o niskiej wytrzymałości o niskiej gęstości, która jest wytwarzana przez spienianie mieszanej cieczy złożonej z głównych materiałów polieter i izocyjanianu.
Odpowiednie procesy formowania są przyjmowane na podstawie różnych cech komponentów złożonych korpusów bezzałogowych pojazdów powietrznych. Poniżej osobno wprowadzimy produkcję komponentów.
Proces formowania gorącego prasy
Belki w kształcie kadłuba w kształcie ω i wiązki w kształcie litery U na skrzydłach są elementami noszącymi obciążenie, przy użyciu kompozytowej struktury płytki z kompozytów z włókna węglowego. Aby uzyskać gęstą jakość wewnętrzną, przyjęto proces formowania gorącego prasy. Po pierwsze, włókno węglowe i żywicę epoksydową należy wykonać na materiały wstępnie zaprzeczane, a następnie ścisłe procedury nakładania warstw.
1) Produkcja prepregreg
Materiał: Wzmocniony włókno węglowe T 300-3000-40 b.
System utwardzania o średniej temperaturze żywicy epoksydowej jako materiału matrycy.
Sprzęt: maszyna do układu bębna z gorącym stopem.
Używana przez nas maszyna do układania włókien węglowych (jak pokazano na poniższym rysunku) jest modyfikacją tradycyjnej maszyny do układania metod rozwiązania, dodając urządzenie grzewcze do żywicy, aby umożliwić produkcję nie wepchowanego tkaniny prepreg przy użyciu metod roztworu i gorącego stopienia. Ze względu na fakt, że wysokowydajna żywica epoksydowa stosowana w materiale kompozytowym z włókna węglowego dla dronów jest stała w temperaturze pokojowej, wybrana jest metoda stopu gorącego. Po pierwsze, żywica epoksydowa jest wytwarzana na małe kawałki i podgrzewana do stopionego stanu w zbiorniku kleju. Po osiągnięciu odpowiedniej lepkości sprzęt jest włączany, aby zanurzyć pojedynczy wiązkę włókien węglowych w stopionej żywicy epoksydowej, która jest następnie owinięta wokół bębna o dużej średnicy, tworząc tkaninę bez tkanin.
Niedłuszczona tkanina przygotowana metodą topnienia nie zawiera rozpuszczalników, co może skutecznie zmniejszyć porowatość płyt laminowanych i poprawić jakość produktu. Włókna węglowe w tkaninach są równolegle do siebie, a kąt układania włókien można dokładnie kontrolować podczas nakładania warstw. Włókno jest proste bez wyboczenia, co zwiększa właściwości mechaniczne włókna.
Najbardziej krytycznym wskaźnikiem jakości przygotowawczej prepreg metodą topnienia jest kontrolowanie zawartości żelu w prepreg. Zawartość kleju R prepreg zależy od zawartości kleju R produktu. Ilość przepływu kleju x podczas zestalania produktu w zbiorniku Hot Press. Istnieje ilościowa zależność między zawartością kleju w prepreg, zawartością kleju produktu i zawartością kleju przepływowego w następujący sposób:
Wyniki testu wydajności rozciągania R =1- (1- x) (1- r) (8-1) Materiał kompozytowy pokazują, że optymalne właściwości mechaniczne materiału kompozytowego są osiągane, gdy sidobowa zawartość tkaniny i materiału złożonego są kontrolowane na (40 ± 2)%% i (32 ± 2)%, odpowiednio.
2) Formowanie przepływu procesu
(1) Przygotowanie pleśni.
Gorąca prasa może formować formę do formowania materiału do utrzymania stabilności wymiarowej pod wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem podczas formowania produktu, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak koszt formy, maszynowalność i przewodność cieplna. Formowanie wiązki kompozytowej dronów: Do formy ściennej wybierana jest forma ze stopu aluminium. Forma jest wklęsłą formą, a powierzchnia formy jest wypolerowana gładko i wypolerowana. Przyklej szmatkę uwalniania PTFE z klejem na powierzchni formy, która ma dobry efekt uwalniania. Gdy powierzchnia kontaktowa jest związana ze skórą ciała, nie ma potrzeby czyszczenia środka uwalniania.
(2) Wstępnie zaimpregnowane cięcie materiału i układania.
Połóż tkaninę płaską na pulpicie automatycznej maszyny do cięcia tkaniny (jak pokazano na poniższym rysunku) i kontroluj rzeczywisty kierunek cięcia włókien, ogólnie nieprzekraczający ± 1 z wymaganiami projektowymi. Podczas korzystania z automatycznej maszyny do cięcia tkanin do cięcia konieczne jest zapobieganie poruszaniu się warstwy tkaniny, aby uniknąć odchylenia kąta.
Podczas układania warstwy tkaniny na powierzchni formy należy ją ręcznie ułożyć w ścisłej zgodności z zaprojektowaną sekwencją i kierunkiem leżącym, a prepreg powinien być spłaszczony i zagęszczony jak najwięcej, aby wyeliminować powietrze międzywarstwowe.
(3) Produkcja systemu worków próżniowych. Materiały pomocnicze wymagane do produkcji systemów worków próżniowych obejmują folię worków próżniowych, uszczelnianie wiatru, perforowanego filmu izolacyjnego, materiału pochłaniającego kleze, oddychającego filcu i płótna uwalniania PTFE. Połącz puste i pomocnicze materiały do układu próżniowego, jak pokazano na poniższym rysunku. Należy dokładnie obliczyć ilość zastosowanej warstwy klejowej. Po workach system powinien wykryć wykrywanie szczelności próżniowej. Po zatrzymaniu pompowania utrzymuj ciśnienie przez ponad 10 minut. Jeśli stopień próżni nie zmniejsza się, zamknij drzwi zbiornika Hot Press.
(4) formowanie i przetwarzanie komponentów.
Ustaw krzywe czasu temperatury i czasu ciśnienia zgodnie z parametrami procesu utwardzania żywicy epoksydowej i uruchom program, aby ogrzać i wyleczyć. Ten model drona przyjmuje system utwardzania średniej temperatury, który ma zalety niskiej temperatury formowania, krótkiego cyklu formowania, niskiego naprężenia wewnętrznego części, dobrej stabilności wymiarowej, wysokiej wytrzymałości pęknięć i może znacznie zmniejszyć koszty zużycia energii i produkcji oraz poprawić wydajność produkcji.
Po zakończeniu zestalania komponentów temperatura wewnątrz zbiornika gorącego prasy (jak pokazano na poniższym rysunku) można zwolnić tylko wtedy, gdy spadnie poniżej 50 stopni. Komponenty są chłodzone do temperatury pokojowej z pleśnią przed demoldingiem, aby zapobiec deformacji spowodowanemu naprężeniem resztkowym wewnątrz komponentów. Komponenty są wycinane i przetwarzane zgodnie z liniami krawędziami.
(5) Inspekcja jakości.
Aby zapewnić wewnętrzną jakość formowanych części zbiornika gorącego prasy, przeprowadza się testy nieniszczące za pomocą ultradźwiękowego skanera C. Ultradźwiękowe skan C może wykrywać wady, takie jak porowatość, międzywarstwowa, rozwarstwienie, porowatość, grubość, zawartość włókien, orientacja na włókno itp. Wewnątrz materiałów kompozytowych. Podczas przeprowadzania testów skanowania C na materiałach kompozytowych, ultradźwiękowy przetwornik i próbki umieszczono w zbiorniku wodnym, z wodą jako pożywką sprzęgającą. Echo powraca przez obwód bramki, aby upewnić się, że tylko echo z materiału kompozytowego może przejść. Można wybrać próg amplitudy, a jeśli amplituda echa znajduje się powyżej progu, jest oceniany jako obszar niekwalifikowany; Poniżej wartości można ją ustalić jako obszar wykwalifikowany. Przetwornik jest podłączony do urządzenia mechanicznego i może poruszać się po całym próbce. Obrazy C-Scan mogą zapewnić ograniczony widok płaszczyzny określonej głębokości pod powierzchnią próbki.
Poniższy rysunek pokazuje ultradźwiękowy system wyświetlania skanowania CT. Podczas wykonywania operacji skanowania CT urządzenie do wykrywania ultradźwięków jest wyposażone w elektroniczny obwód bramkowania, który próbuje odebrane echa w wybranym cyklu. Zaczyna pracować w wybranym czasie aktywności po początkowym impulsie emisji. Wybrany czas aktywności jest proporcjonalny do odległości między górną granicą wykrywalności a głębokością elementu testowego, a czas odłączany obwód bramkowania jest proporcjonalny do grubości limitu wykrywania. Zastosowanie z dużymi przetwornikami ogniskowania przysłony, systemy skanowania CT mogą tworzyć szczegółowe zapisy o dobrej rozdzielczości nieciągłej. Oczywistą wadą skanowania CT jest wytwarzanie nieciągłych dwuwymiarowych widoków płaszczyzny w danym zakresie głębokości, dlatego konieczne jest stopniowe zwiększenie głębokości i wielokrotne skanowanie, w przeciwnym razie trudno jest podać informacje na innej głębokości.
W laminowanym teście płyty dostosowanie poziomu dyskryminatora do środkowej pozycji między minimalnymi i maksymalnymi amplitudami sygnału może wykryć błędy orientacji włókien przy użyciu metody ultradźwiękowej C-SCAN. Podczas wykrywania rozwarstwiania, wady kleju, porów i zanieczyszczeń można wyświetlić wady w wzorach kolorów w skali szarości. W pewnych warunkach można wykryć odchylenie grubości włókien, ale czynniki takie jak płaskość i równość powierzchni próbki, dopasowanie impedancji przetwornika, kąt padania i warunki sprzężenia mogą wpływać na wyniki wykrywania.