Kärgstruktuuri võileivastruktuuri omaduste ja tootmisprotsessi uurimisel on spetsiaalse poorse komposiitmaterjali ajalugu enam kui pool sajandit. Oma kõrge spetsiifilise tugevuse ja jäikuse, hea elektrilise isolatsiooni, madala soojusjuhtivuse, kõrge laine läbilaskvuse, vibratsiooni eraldamise ja löögikindluse tõttu on see muutunud hädavajalikuks materjaliks lennunduse, kosmose, laevaehituse, raudteede, autode ja konstruktsiooni tõttu. Meie valmistatud droonid on kerged, neil on hea manööverdusvõime ja varustatud täiustatud seadmetega. Neil on lai valik rakendusi nii sõjaväe- kui ka tsiviilvaldkondades. Kõik kere, tiivad ja sabaribad on valmistatud kärgstruktuuri võileivakonstruktsioonidest. See kärgstruktuuri võileivastruktuur koosneb süsinikkiust komposiitide sise- ja välispaneelidest ning Nomexi kärgstruktuuri südamikust. Sise- ja välimine paneeli moodustavad materjalid kasutavad endiselt isetehtud süsinikkiudu/epoksü ettevalmistamist. Sise- ja välimiste paneelide väga õhukese kujunduse tõttu, mille paksuse paksus on ainult kaks kihti ja epoksüvaik on keskmise temperatuuriga kõvenemise süsteem, sobib see sobivaks vaakumkottide survevormimise tehnoloogia kasutamiseks ning saab kasutada CO-kõvendamis- ja Co-sidemetehnoloogiat.
1) kärgstruktuuri võileiva struktuuri omadused
Kärgstruktuuri võileiva struktuuri skemaatiline diagramm on näidatud järgmisel joonisel. Sise- ja välimised paneelid on 0. 25mm paksud süsinikkiust komposiitplaadid ja võileib on ühtlaselt paks Nomexi südamik, mis on lõigatud viiludeks. Selle võileivastruktuuri mehaanilised omadused ei sõltu mitte ainult paneeli ja tuuma materjali olemuslikest omadustest, vaid ka paneeli ja tuuma materjali vahelisest sidemest. Samal ajal aitab vormimisprotsess kaasa ka komponendi põhjalikule jõudlusele. Seetõttu nõuab vaakumkottide kokkusurumisvormimisprotsessi kasutuselevõtt järgmise nelja tehnilise probleemi lahendamist samaaegselt:
(1) Pinna kvaliteedikontrolli mõõtmed eelnevalt immutatud madalrõhu moodustatud osade jaoks.
(2) Võileivakonstruktsiooni materjalide ja üldiste mehaaniliste omaduste valimine.
(3) Süsinikkiust komposiitpaneeli ja Nomexi võileiva liidese vaheline jõudlus.
(4) Võileivakonstruktsiooni komponentide kaalukontroll.
Materiaalse valiku osas on oluline arvestada droonikomponentide jõudlusnõuete ja nelja ülalnimetatud vaakumkoti moodustamisprotsessidega
Tehnilised küsimused on määranud järgmiste materjalide valimise:
(1) Leegi aeglustav pinna kleepumine (värv reguleeritav).
(2) Süsinikkiudude ettevalmistamine mittekootud kangas 8=0. 125mm, liimisisaldusega (40 ± 2)%.
)
48g/cm '.
(4) Laua südamiku liimkile SY -24 c.
2) Protsessi voo moodustamine
(1) Hallituse ettevalmistamine.
Uurimis- ja arendustegevuse etapis kasutatakse vormi tootmistsükli lühendamiseks ja hindade vähendamiseks klaaskiust vorme vormimiseks ning vormi pind on vett. Veendumaks, et vorm ei deformeeruks, kui seda kasutatakse keskmise temperatuuriga umbes 130 kraadi, on klaaskiust vormi paksus üle 20 mm ja vormi tagakülje tugevdamiseks kasutatakse terasraami. Pärast vormi pinna puhastamist kandke kõigepealt perimeetri ümber tihendusriba ja seejärel kasutage hallituse pinnale vedela vabastamisvahendit käsitsi. Kui kõigepealt rakendatakse vabanemisainet, põhjustab see pitseririba mitte kindlalt hallituse pinnale.
(2) Leegi aeglustav kleepkatte pihustamine.
Komponentide raskuse kontrollimiseks on kärgstruktuuri võileiva struktuuri paneel väga õhuke. Kui seda töödeldakse pärast vormimist värvi pritsimisega, tuleb välimine paneel jääk vabanemise aine eemaldamiseks lihvida, mis võib kergesti kahjustada õhukese seinaga paneeli kvaliteeti. Rõhu kõvenemise vormimine viiakse läbi vaakumpumpamisega. Vaakumpumbaprotsessi ajal surutakse välimine paneel tihedalt vastu pinda. Pärast vaakumi vabastamist ja lammutamist moodustuvad kärgstruktuuri raku erinevate rõhkude tõttu kärgstruktuuri rakkude taanded õhukese seinaga välispaneelil. Tavalise pihustusvärvimismeetodi kasutamine kaalu kontrollimiseks ei saa töötlemiseks kasutada tavalist pahty kraapimismeetodit. Isegi kui värvikiht on paksenenud, on värvikihi pinnal olev kärgstruktuuri mustrit keeruline täielikult kõrvaldada. Seetõttu võetakse protsessi osas pinnavärvi asemel pinna leegipeetavate kleepumise otse pritsimise meetod pinnavärvi asemel.
Esiteks värvige leegi hoidja liimikate vastavalt toote nõuetele. Kasutatud kleepumise kogus peaks olema korraga piisav, vastasel juhul võib see põhjustada värvierinevust. Segage vaigu, kõvenemisaine ja kleepuva katte lahjendus vastavalt valemile ja segage ühtlaselt. Sel hetkel on kleepumispinnal viskoossus, mis sobib pihustamiseks, ja valage pihustamiseks pihustuspüstol. Pritsitud kleepkatte paksust tuleks juhtida vahemikus 0.
(3) Väline paneeli vormimine.
Geeli mantel pihustatakse vormi pinnale ja asetatakse toatemperatuuril. Pärast selle geeli pritsimist paneb hallituse pinnale kaks kihti eelnevalt lõigatud süsinikkiust vaba lappi ja seejärel on vaakumisüsteem otse asetatud. Nagu joonisel näidatud, on lisamaterjalide munemisjärjestus järgmine: vabastage riie, liimimaterjal, isolatsioonikile, hingav vild ja vaakumkoti kile. Pärast kottide valmimist viiakse läbi vaakumlekke tuvastamine. Pärast kinnitamist, et vigu pole, lükatakse vorm suuresse ahju ja kuumutatakse esimeseks tahkestamisvormimiseks.
5- hingav vild; 6- vaakumkoti kile: 7- suletud puttriba; 8- hallitus; 9- väljalasketorustik
Kõvenemisparameetrid: temperatuur 125 kraadi, 2H hoidmisaeg, vaakum -negatiivse rõhu rõhk 0. 09MPa. Süsinikkiust komposiitmaterjalide liimisisalduse kontrollimiseks tuleks liimi neeldumismaterjali kogus täpselt arvutada vastavalt järgmisele valemile:
Valemis x, liimi kogus liimi materjali massiühiku kohta; W, kleepuva materjali kaal; W. Välise paneeli eelnevalt immutatud materjali kaal. Välispaneel tuleb kõigepealt ravida ja moodustada nii, et kõik selle alad taluksid vaakumisurvet. Kui kärgstruktuur on lastud ja seejärel edastatakse rõhk välimisele paneelile kärgstruktuuri südamiku materjali kaudu, põhjustab see kärgstruktuuri seina juures kõrge rõhu nähtust ja kärgstruktuuri raku- ja kärgstruktuuri külgseinte madalrõhku, mis mõjutab tõsiselt võileibukonstruktsiooni koorma kandva välispaneeli moodustavat kvaliteeti. Pinnakate ja välimine paneeli ettevalmistamine ravitakse ja moodustatakse ahjus, parandades nende kahe vahelise sideme tugevust. Kummist riietus võib katta väliskünendi kärgsemed taanded. Rikkaliku vaigu pinnakiht täidab ka Prepregi kontaktpinna kiudude vahe madalrõhuvormimise ajal kuumade pressimahutites, muutes selle välimise pinna siledaks ja tasaseks ning parandades kere komponentide pinna kvaliteeti.
Kilpkatte kasutamine ei saa mitte ainult asendada sekundaarset katteprotsessi komponentide pinnal, vähendada kehaosade massi, vaid parandada ka komponentide leegi aeglustavat mõju, valides leegipeetavate kleepumise.
(4) Nomex kärgstruktuuri südamiku paigaldamine.
Komponentide paksuse järgi valige võrdse paksusega kärgstruktuuri kiibmaterjalid. Nomexi kärgstruktuuri südamiku tihedus, mida pärast lõikamist otseselt kärgstruktuuri tootmise tehas otse pakub, mõjutab märkimisväärselt mehaanilisi omadusi. Seetõttu on vaja valida ühtlase tiheduse ja värviga leht. Mida väiksem on kärgstruktuuri südamn, seda parem on painde paindlikkus ja seda rohkem aramiidmaterjale see sisaldab, seda suurem on vastav hind.
Pärast välimise paneeli kõvenemist tuleks see langetada alla 50 kraadi. Pärast hallituse lisamaterjalide eemaldamist kasutage terasest nõela, et märgistada kärgstruktuuri südamiku servajoon sisepinnal. Sel ajal on vaja takistada välimine paneeli vormil liikumist. Pange kiht Sy -24 c kleepkile piki servajoont ja asetage nomex kärgstruktuur südamik kleepuva kile peale. Kärgstruktuuri südamikud tuleks võimalikult palju tükkidesse panna. Kui tuleb splaissida kaks tükki, tuleks splaissimispinnale asetada piisavad vahtkummiribad. Vahtkummi ribad laienevad kuumuse tõttu ja tahkestuvad sünkroonselt eelnevalt immutatud materjali ja kleepuva kilega, ühendades kaks kärgse kehakabiini südamikku üheks. Seda tüüpi vahtliimi saab kasutada ka kärgstruktuuride külgede sidumiseks raami luustikuga.
Nomexi kärgstruktuur jaguneb L ja W suundadeks, nagu on näidatud alloleval joonisel. Kärgstruktuuri paindlikkus W -suunas on palju tugevam kui L -suunas. Seetõttu peaks kärgstruktuuri asetamisel L -suund olema drooni pikisuunalise suunaga, et hallituse pinna paremini sobiks. Kasutage kaabitsaga kärgstruktuuri südamiku servi 45-kraadise nurga all, nagu on näidatud paremal joonisel, et luua võileivakonstruktsiooni servadele z-kujuline servatihend, et parandada kärgstruktuuri servatihendi töötlemist ja suurendada sideme tugevust kärgstruktuuri südamiku ja sisepaneeli vahel.
(5) CO kõvenemise vormimine.
Pärast kärgstruktuuri südamiku asetamist puhastage kõik järelejäänud praht servatöötlusest ja asetage peale kaks kihti süsinikkiust. Ühendage kärgstruktuuri südamiku servad sageli väljastpoolt ja vältige kärgstruktuuri südamiku nihkumist paigutuse ajal. Pange vaakumisüsteem uuesti, nagu on näidatud vaakumkoti kombinatsiooni süsteemi pildil. Seekord ei asetata liimimaterjali, mis võimaldab teatud koguses maatriksivaiku koosseisus kärgstruktuuri ja ronida kärgstruktuuri seinale, moodustades kleepuvad tükid, suurendades kärgstruktuuri ja sisepaneeli vahelist sideme tugevust. Pärast vaakumlekke tuvastamist lükake vorm ahju ja kuumutage seda teise tahkestamisvormi jaoks. Pärast kõvenemist, et vältida termilist deformatsiooni, suletakse komponendid tolmuimejaks ja jahutatakse toatemperatuurini ahjus ning seejärel peatatakse vaakum vaakumi lisamaterjalide eemaldamiseks. Pärast osade lammutamist viiakse läbi servajääkide lõikamise protsess.
Kaheastmelise meetodi vastuvõtmine kärgstruktuuride võileivakonstruktsioonide tootmiseks on kulusid vähenenud. CO -kõvendamisprotsessi ajal moodustatakse välimine paneel esimeses etapis, et tagada välimise paneeli kvaliteet ja keha komponentide pinna kvaliteet. Välispaneel on seotud kärgstruktuuri südamikuga kleepuva kile kaudu, millel on kõrged mehaanilised omadused ja tagab välimise paneeli koorma kandva jõudluse.
Sisepaneeli ettevalmistamine moodustab vaakumirõhu all depressiooni ja selle üldine kuju on laineline, mille tulemuseks on selle mehaaniliste omaduste oluline langus. Kärgstruktuuri ja sisepaneeli vahel pole kleepuvat kilet ning koore tugevus pole eriti kõrge. Sisepaneeli ja kärgstruktuuri vaheline sidemetugevus võib siiski tagada võileivakonstruktsiooni stabiilsuse ja vastata komponentide jäikusevajadustele.
Kujundades paneeli õhukese seinaga struktuuri ja kontrollides rangelt komposiitmaterjali liimisisaldust, on kogu võileivakonstruktsiooni kaal suhteliselt madal, millel on suurepärane kaalukontrolli mõju mehitamata õhusõidukitele.
Vaakumkottide kokkusurumisvormimisprotsessis on lihtsa vormimise, odavate ja lühikese tootmistsükli omadused. Kompleksset mehitamata õhusõidukite konstruktsioonikomponente on lihtne moodustada tervikuna. Selle moodustatud liitvõileiva konstruktsiooni komponentidel on kõrge spetsiifiline tugevus ja jäikus, mis vastab paremini mehitamata õhusõidukite vajadustele konstruktsioonilise kergekaalu jaoks.
Vaakuminfusiooni vormimise protsess
Viimastel aastatel on välismaal välja töötatud vaakum -abistatud RTM -i vormimistehnoloogia (VARTM). Võrreldes traditsioonilise RTM -protsessiga saab selle hallituse kulusid vähendada 50%~ 70%. Seda protsessi kasutades on vormimisprotsessis väga vähe orgaanilisi lenduvaid aineid, mis vastavad täielikult inimeste keskkonnakaitsenõuetele. Lisaks on vormimise kohanemisvõime hea, kuna tolmuimeja abi võib mullid täielikult kõrvaldada.
Vaakuminfusiooni vormimise protsess on vormile kuivad kiudainega tugevdatud materjalid otse asetada ja kiududega tugevdatud materjalide peale koorimiskihti panna. Koorimiskiht on tavaliselt õhukese poorsusega kiht, madala läbilaskvusega kiudainekanga koorimiskiht, millele on pandud kõrge läbilaskvusega keskkond, ja seejärel mähiti ja suletakse vaakumkotiga.
Vaigu infusioonisüsteem on näidatud järgmisel joonisel. Halv on mähitud ja suletakse vaakumkoti kilega ning vaakumpump pumbatakse negatiivsesse rõhu olekusse. Joonisel on näidatud erinevad kihid. Vabanemisriie on kiht hõlpsasti kooritav madal poorsusega kiudainekangas, voolujuhi võrk on kõrge läbilaskvuse sööde ja voolujuhi torud jaotatakse voolujuhi riide peal. Vaik siseneb kogu süsteemi sisselaskeava kaudu ja seda juhitakse vaigu voolu põhisuunas läbi juhttoru. Juhendvõrk jaotab vaigu igale kihi nurgale ja pärast kõvenemist koorutakse vabanemisriie, et saada suure tihedusega ja madala liimisisaldusega konstruktsiooni kiht.
1) vaakuminfusiooni vormimise omadused
(1) Vaakuminfusioonvormimise tehnoloogia kasutamine võib oluliselt vähendada töötajate tööhõive intensiivsust ja parandada tööhügieeni
Tingimused.
(2) Terve tööriistasüsteemi suletud olemuse tõttu on töötingimusi parandatud, operaatori kokkupuude kahjulike ainetega on vähendatud, töökeskkond on parandatud ja protsessi toimimine on lihtne.
(3) Toote jõudluse osas võib vaakuminfusioon vähendada toote poorsust, kontrollida tõhusalt toote geeli sisaldust ja toota tooteid, mida inimfaktorid vähem mõjutavad. Tootel on kvaliteetne stabiilsus ja hea reprodutseeritavus.
(4) Toote näiline kvaliteet on hea, sama kihi paksus on õhuke ja kõrge tugevus ning tõmbetugevus suureneb rohkem kui 20% võrreldes kätekujundusega.
Vaakuminfusiooni vormimise protsess on suletud vorm, juhitav ja pidev protsess. Kiud saab eelnevalt moodustada stabiilse materjali kasutamisega ning kvaliteetseid koosseisu- ja võileivakonstruktsioone saab toota ilma vajaduseta kõrgete investeeringute järele.
Eduka infusiooni eeltingimus on 100% õhukindlat hallitust, 100% õhukindlat süsteemi, madala viskoossuse vaigu ning sobiv infusioonistrateegia ja meetod.
Maatriksi vaigu nõuded on järgmised.
(1) Madal viskoossus: üldiselt 150-300 PA · S on optimaalne. Kui viskoossus on kõrge, pole vormitud toodet hallituse õõnsuse ühtlaselt täita; Kui viskoossus on liiga madal, on seda lihtne õhku kanda ja põhjustada tootes olevaid augusid.
(2) Madal kõvenemise soojuse vabanemise tipp: kui vaakum moodustab suuremaid ja paksemaid tooteid, kui soojuse vabanemise tipp on liiga kõrge, pole kohalik kuumus hõlpsasti hajutav, mis võib põhjustada koksi.
(3) Kõvenemisaeg: kõvenemisaja pikkus tuleks kindlaks määrata vastavalt valmistatavale tootele ja töötsükli lühendamiseks on kasulik sobiv kõvenemisaeg.
(4) Füüsikalised omadused: valitud vaigul peaksid olema head mehaanilised omadused, kõrge tõmbe- ja paindetugevus, hea korrosioonikindlus ja minimaalne kõvenemise kokkutõmbumine.
(5) taskukohane, mittetoksiline ja laialdaselt pärit.
2) vaakuminfusioonvormimise tehnoloogia kasutamineMehitamata õhusõidukite komponendid hõlmavad drooni korpuse tugevdatud ribid, sabatiiva tugiseinad ja muid komponente, mis on valmistatud paneeli mõlemal küljel süsinikkiust komposiitmaterjalist, lameda võileivakonstruktsiooniga, mis koosneb keskel lennunduskihi paneelidest. Moodusprotsess võtab kasutusele vaakumi infusiooni ja skeem on kõigepealt moodustada suure suurusega tahvlid ning seejärel lõigata need vastavalt kasutamise kujule. Sellel tootmismeetodil on hea tootekomponendi kvaliteet ja kõrge tootmise efektiivsus. UAV uurimise ja arendamise ajal saab võileivamaterjali asendada vahtkontuuriplaadiga ja vormimismeetod jääb muutumatuks.
3) vaakuminfusiooni vormimise voog
Vormivormi võib olla valmistatud alumiiniumplaadist, terasplaadist, karastatud klaasist jne. Uurimis- ja arendusprotsessi ajal kasutasime lamedaid alumiiniumvorme ja poleerisime pinda. Vorm on varustatud elektrilise küttesüsteemiga, mis suudab kütteprotsessi juhtida. Pärast hallituse pinna puhastamist atsetooniga kandke perimeetri ümber tihendusriba ja katke siis vormi pind käsitsi vedela vabastamisvahendiga. Väljalaskeagent võtab kasutusele pool püsivat tüüpi, mida saab üks kord kasutada osade moodustamiseks rohkem kui seitse korda, vältides korduva katte põhjustatud vabanemisagendi kogunemist ja mõjutades toote pinnakvaliteeti.
(2) Materjali valik.
Tugevdusmaterjal: süsinikkiust ruudustik 150 g/m.
Maatriksmaterjal: epoksüvaiguga segatud süsteemi viskoossus on 300cp.
Võileiva materjal: lennunduslaminaadid või vahtrattaplaadid nagu PVC, PET jne,
(3) materjali paigaldamine.
Süsinikkiust kootud kanga lõikamisel lõigake käärid selle otse kiudude suunas. Lennunduskihi laual avatakse liimi läbitungimiseks regulaarselt palju väikeseid auke, mille läbimõõt on 3, mis on paigutatud suurusega 50 mm x 50 mm. See ei saa mitte ainult parandada vaigu infusiooni efektiivsust, vaid suurendada ka paneeli ja võileivapaneeli vahelise sideme tugevust.
Pange süsinikkiust ruudustik tasasele vormile, seejärel asetage lennunduskihi laud ja asetage süsinikkiu ruut kihiplaadile
Riie.
Katke kogu pindala tihendusribaga polüester vabastatud lapiga ja kinnitage see väikese koguse 3M super mitmeotstarbelise pihustusliimiga, mille on toodetud Ameerika Ühendriikides 3M Company.
(4) Infusioonisüsteemi paigaldamine.
Lay perforeeritud isoleerimiskile, ümbersuunamisvõrk, ümbersuunamistoru, heitgaaside torujuhtme ja vaakumkoti kile järjestuses väljalaskel. Infusioonisüsteemi paigaldamismeetod on näidatud järgmisel joonisel.
5- ümbersuunamisvõrk; 6- perforeeritud isolatsioonimembraan; 7- vabastage riie;
8- paneel: 9- lennunduskihi laud; 10. paneeli liimi sisselasketorustik; 11- liimi sisselaske torujuhtme
Kasutage süsteemi evakueerimiseks vaakumpumpa 0. 03MPa, lõpetage pumpamine, reguleerige vaakumkoti kile ja veenduge, et vaakumkile pole kohapeal tihe, eriti kõrge ja madala sammuga piirkondades, näiteks söötmisport, pumpamisport ja toote serv. Reguleerige iga lisamaterjali asukoht vaakumkotis.
Pärast sirge õhusüsteemi reguleerimist evakueerige süsteem 0. 1 MPa ja kontrollige selle õhukindlust; Seejärel lülitage vaakumpump välja ja hoidke rõhku 10 minutit, kuni vaakum kraad enne infusiooniprotsessi jätkamist ei vähene.
(5) süstimisvormimine.
Valmistage ette piisav kogus vaiku ja kõvenemisainet, kaaluge neid proportsionaalselt, segage ühtlaselt ja asetage 10 minutit deforameeri kasti, et eemaldada 10 minutit, et eemaldada õhk, mis võib vaigu segamise ajal lõksu jääda.
Asetage söötmisport vaiku ja avage torustik süstimiseks. Süstimisprotsessi ajal tuleb sadam alati vaiku sukelduda, vastasel juhul hingab see sisse suures koguses õhku ja põhjustab tootepuudusi.
Sööda sisselaskeava sulgemise ajastus peaks põhinema vaigul, mis imbub tooteosade servajoonele.
Pärast toote valamist kõvendatakse ja vormi küttesüsteem sisse lülitatakse, temperatuuriga 80 kraadi ja hoideaeg 60 minutit. Kütteprotsessi ajal tuleks kõvenemistingimusele pöörata pidevat tähelepanu ja õhu leke ei tohiks tekkida; Plahvatusohtliku agregatsiooni vältimiseks testige alati toote pinnatemperatuuri.
Pärast toote ravimist testitakse kõvadust. Kui kareduse väärtus ulatub 80 või rohkem, saab kõik süsinikkiudude lisamaterjalid eemaldada. Kasutage plastist kolmnurkse kiilu, et sisestada materjal toote servast, pange see lahti ja eemaldage toode vormist. Olge ettevaatlik, et mitte kahjustada hallituse pinda ja toote pinda.
Joonistage komponendi kuju AutoCAD -i tarkvara abil ja asetage see automaatseks lõikamiseks Waterjeti lõikeplatvormile. Komponendi mõõtmed on täpsed ja servad on siledad.