Süsinikkiu komposiitmaterjalide jaoks on palju vormimisprotsesse ja vormimisprotsesside valimisel arvestatakse peamiselt komponentide, olemasolevate vormimisseadmete ja tootmiskulude konstruktsioonilisi omadusi. UAV komposiitkomponentide struktuurilised omadused hõlmavad viit tüüpi: komposiitlaminaatkonstruktsioon, kärgstruktuuri võileiva struktuur, vahtvõileiva struktuur, lennundusvõileiva struktuur ja torude paigaldamise struktuur.
Meil on suhteliselt täielik süsinikkiust komposiitmaterjali moodustamis- ja testimisseadmete valik ning püüame kasutada odavaid meetodeid hallituse kavandamisel, tootmisel, komponentide moodustamisel ja montaažil. Drooni süsinikkiust komposiitkomponendi süsinikkiud on valitud Toray T300 pika kiudainete ja süsinikkiudude kootud riidest, maatriksmaterjal valitakse keskmise temperatuuriga kõvendatud suure jõudlusega epoksüvaigusüsteemi hulgast ja kärgstruktuuri materjal on meie ettevõtte pakutav Nomex Honeycomb. Vaht võileivamaterjal on madala tihedusega ülitugeva polüuretaanvaht, mis valmistatakse segatud vedelikuga, mis koosneb polüeetri ja isotsüanaadi peamistest materjalidest.
Vastavad vormimisprotsessid võetakse kasutusele mehitamata õhusõidukite komposiitkeha komponentide erinevate omaduste põhjal. Allpool tutvustame komponentide tootmist eraldi.
Kuum pressi vormimisprotsess
Ω-kujulised talad kere sees ja tiibadel olevad U-kujulised talad on koorma kandvad liikmed, kasutades süsinikkiust komposiitlamineeritud plaadi struktuuri. Tiheda sisemise kvaliteedi saamiseks võetakse kasutusele kuum pressi vormimisprotsess. Esiteks tuleb süsinikkiust ja epoksüvaik teha eelnevalt immutatud materjalideks, millele järgnevad ranged kihiprotseduurid.
1) Prepregi tootmine
Materjal: tugevdatud süsinikkiust Toray t 300-3000-40 b.
Epoksüvaigu keskmise temperatuuri kõvenemise süsteem kui maatriksmaterjal.
Seadmed: kuum sulatrumli paigutusmasin.
Meie kasutatav süsinikkiust korrastusmasin (nagu näidatud allpool toodud joonisel) on traditsioonilise lahendusmeetodi korraldamise masina modifikatsioon, lisades vaigu kütteseadme, et võimaldada mitte kootud kanga ettevalmistamist, kasutades nii lahust kui ka kuuma sulatamismeetodeid. Kuna droonide süsinikkiust komposiitmaterjalis kasutatav suure jõudlusega epoksüvaik on toatemperatuuril tahke, valitakse kuum sulamismeetod. Esiteks valmistatakse epoksüvaik väikesteks tükkideks ja kuumutatakse liimipaagis sulaseisundisse. Pärast sobiva viskoossuse saavutamist lülitatakse seadmed sisse ühe kimbu süsinikkiudude sukeldamiseks sula epoksüvaiku, mis seejärel mähitakse ümber suure läbimõõduga trumli, moodustades kootud kanga.
Sulamismeetodi abil valmistatud mittekootud kangas ei sisalda lahusteid, mis võib tõhusalt vähendada lamineeritud laudade poorsust ja parandada toote kvaliteeti. Mitte kootud kanga süsinikkiud on üksteisega paralleelsed ja kiudude munemisnurka saab kihistamise ajal täpselt juhtida. Kiud on sirge, ilma et see suurendab kiudainete mehaanilisi omadusi.
Kõige kriitilisem kvaliteedinäitaja PrepREGi valmistamiseks sulamismeetodi abil on Prepregi geeli sisalduse juhtimine. Prepregi liimisisaldus R sõltub toote liimisisaldusest R. Kilpvoolu x kogus toote tahkestamisel kuuma pressmahutis. Prepregi, tooteliimi ja voolu liimisisalduse liimisisalduse ja voolu liimi sisalduse vahel on kvantitatiivne seos järgmiselt:
R =1- (1- x) tõmbetesti tulemused ({1}} x) (1- r) ({8-1) komposiitmaterjali näitavad, et komposiidimaterjali optimaalsed mehaanilised omadused on saavutatud mitte-woven-kangaga ja kompositsiooni materjaliga liimete sisaldusega (32).
2) Protsessi voo moodustamine
(1) Hallituse ettevalmistamine.
Kuuma pressipurgi vormimisvorm nõuab vormimaterjali, mis säilitaks mõõtmete stabiilsuse kõrgel temperatuuril ja kõrge rõhu all tootevormimise ajal, võttes arvesse selliseid tegureid nagu hallituse maksumus, töödeldavus ja soojusjuhtivus. Moodustamine drooni komposiitpalk: seinavormi jaoks valitakse alumiiniumsulamist hallitus. Halv on nõgus vorm ning hallituse pind on poleeritud sile ja poleeritud. Kleepige vormi pinnale PTFE vabastamisriie, millel on hea vabanemisefekt. Kui kontaktpind on seotud keha nahaga, pole vabanemisainet vaja puhastada.
(2) Eeltimaterjali lõikamine ja virnastamine.
Pange automaatse kanga lõikamismasina töölauale mitte kootud kangas tasaseks (nagu näidatud alloleval joonisel) ja kontrollige kiu lõikamise tegelikku suunda, mis ei ületa tavaliselt kujundusnõuetega ± 1. Kui kasutate lõikamiseks automaatset kanga lõikamismasinat, on nurga kõrvalekalde vältimiseks vaja kangakihi liikumist vältida.
Kangakihi paigaldamisel hallituse pinnale tuleks see käsitsi paigutada rangelt vastavalt kavandatud munemisjärjestusele ja suunale ning ettevalmistamine tuleks vahemängu õhu kõrvaldamiseks lamedaks ja tihendada nii palju kui võimalik.
(3) Vaakumkotisüsteemi tootmine. Vaakumkotisüsteemide tootmiseks vajalike lisamaterjalide hulka kuuluvad vaakumkoti kile, tihendusriba, perforeeritud isolatsiooni kile, kleepuv absorbeeriv materjal, hingav vild ja PTFE vabastamine. Kombineerige tühjad ja lisamaterjalid vaakumisüsteemi, nagu on näidatud järgmisel joonisel. Kasutatud kleepuva kihi kogus tuleks täpselt arvutada. Pärast kottimist peaks süsteem läbi viima vaakumlekke tuvastamise. Pärast pumpamise peatamist hoidke rõhku rohkem kui 10 minutit. Kui vaakumi kraad ei vähene, sulgege kuum pressitahuse uks.
(4) Komponentide vormimine ja töötlemine.
Seadke temperatuuriaeg ja rõhu aja kõverad vastavalt epoksüvaigu kõvenemisprotsessi parameetritele ning käivitage programm kuumutamiseks ja raviks. See droonimudel võtab kasutusele keskmise temperatuuriga kõvendamissüsteemi, millel on eelised madala vormimise temperatuuri, lühikese vormimistsükli, osade madal sisemine pinge, hea mõõtmete stabiilsus, kõrge luumurdude sitkus ning see võib märkimisväärselt vähendada energiatarbimist ja tootmiskulusid ning parandada tootmise tõhusust.
Pärast komponentide tahkestamist on temperatuuri kuuma pressmahuti sees (nagu näidatud alloleval joonisel) vabaneda ainult siis, kui see langeb alla 50 kraadi. Komponendid jahutatakse vormiga toatemperatuurini enne deformatsiooni, et vältida komponentide jääkpingest põhjustatud deformatsiooni. Komponendid lõigatakse ja töödeldakse vastavalt servaliinidele.
(5) Kvaliteedikontroll.
Kuuma pressipaagi vormitud osade sisemise kvaliteedi tagamiseks viiakse läbi mittepurustav testimine ultraheli C-skaneerija abil. Ultraheli C-skane võib tuvastada selliseid defekte nagu poorsus, vahepala, delaminatsioon, poorsus, paksus, kiudainesisaldus, kiudainete orientatsioon jne. C-skaneerimise testide läbiviimisel komposiitmaterjalidel asetatakse ultraheli muundur ja proov veepaaki, ühendussöötmena. Kaja naaseb läbi värava vooluringi, et tagada ainult komposiitmaterjali kaja. Võib valida amplituudiläve ja kui kaja amplituud on üle läve, peetakse seda kvalifitseerimata alaks; Väärtusest alla saab selle määrata kvalifitseeritud alana. Andur on ühendatud mehaanilise seadmega ja võib liikuda üle kogu proovi. C-skaneeritud pildid võivad anda piiratud tasapinna vaade konkreetsest sügavusest proovi pinna all.
Järgmine joonis näitab ultraheli CT skaneerimise kuvamissüsteemi. CT -skaneerimise toimingute tegemisel on ultraheli tuvastamise seade varustatud elektroonilise väravaahelaga, mis proovib vastuvõetud kaja valitud tsüklis. Pärast esialgset emissiooni impulssi hakkab see töötama valitud tegevusajal. Valitud aktiivsuse aeg on võrdeline avastamispiiri ülaosa ja katsetüki sügavuse vahelise kaugusega ning ajavahemiku pikkuse vaheline aeg on võrdeline avastamispiiri paksusega. Suurte avamuunduritega kasutamisel saavad CT -skaneerimissüsteemid toota üksikasjalikke dokumente, millel on hea katkendlik eraldusvõime. CT-skaneerimise ilmne puudus on katkendlike kahemõõtmeliste tasapindade genereerimine antud sügavusvahemikus, seetõttu on vaja sügavust järk-järgult suurendada ja korduvalt skaneerida, vastasel juhul on teisel sügavusel keeruline teavet anda.
Lamineeritud tahvli testimisel võib diskrimineerija taseme kohandamine keskmise asendiga minimaalse ja maksimaalse signaali amplituudi vahel tuvastada kiu orientatsiooni vigu, kasutades ultraheli C-skaneerimismeetodit. Delaminatsiooni, kleepuvate defektide, pooride ja lisandite tuvastamisel saab defekte kuvada halltoonide värvimustrites. Teatud tingimustes võib tuvastada kiudude paksuse kõrvalekaldeid, kuid sellised tegurid nagu proovipinna tasasus ja ühtlus, muunduri impedantsi sobitamine, langev nurk ja sidumistingimus võivad kõik mõjutada tuvastamise tulemusi.