3D плетені композити утворюються шляхом плетіння сухих попередньо сформованих деталей за допомогою текстильної технології.Сухі попередньо сформовані деталі використовуються як зміцнення, а процес формування з перенесенням смоли (RTM) або процес інфільтрації смолою мембрани (RFI) використовується для просочення та затвердіння, безпосередньо утворюючи структуру композиту.Як передовий композитний матеріал, він став важливим конструкційним матеріалом у галузі авіації та космонавтики, а також широко використовується в галузі автомобілів, кораблів, будівництва, спортивних товарів та медичних інструментів.Традиційна теорія композитних ламінатів не може відповідати аналізу механічних властивостей, тому вчені в країні та за кордоном створили нову теорію та методи аналізу.
Тривимірний плетений композит — це один із імітованих тканих композитних матеріалів, який посилений волокнистою плетеною тканиною (також відомою як тривимірні попередньо сформовані деталі), сплетеною за технологією плетення.Він має високу питому міцність, питомий модуль, високу стійкість до пошкоджень, в'язкість до руйнування, ударостійкість, стійкість до розтріскування та втоми та інші чудові характеристики.
Розробка ТРИВИМІРНИХ плетених композитів пов’язана з низькою міжшаровою міцністю на зсув і низькою ударною стійкістю композитних матеріалів, виготовлених з однонаправлених або двонаправлених армуючих матеріалів, які не можна використовувати як основні несучі частини.LR Sanders запровадив тривимірну плетену технологію в інженерне застосування в 977 році. Так звана 3D плетена технологія - це тривимірна цілісна структура без швів, яка виходить шляхом розташування довгих і коротких волокон у просторі відповідно до певних правил і переплетення один з одним, що усуває проблему прошарку та значно покращує стійкість композитних матеріалів до пошкоджень.Він може виробляти всі види правильної форми та твердого тіла спеціальної форми, а також зробити структуру багатофункціональною, тобто плести багатошаровий інтегральний елемент.На даний момент існує близько 20 способів тривимірного плетіння, але широко використовуються чотири, а саме полярне плетіння.
плетіння), діагональне плетіння (діагональне плетіння або укладання
плетіння), ортогональне плетіння ниток (ортогональне плетіння) і сплетіння основи.Існує багато видів ТРИВИМІРНОГО плетіння, наприклад, двоетапне тривимірне плетіння, чотириетапне тривимірне плетіння та багатоступеневе тривимірне плетіння.
Характеристики процесу RTM
Важливим напрямком розвитку процесу RTM є цілісне формування великих деталей.Типовими процесами є VARTM, LIGHT-RTM і SCRIMP.Дослідження та застосування методів RTM охоплюють багато дисциплін і технологій, що є одним із найактивніших напрямків дослідження композитів у світі.Його наукові інтереси включають: отримання, хімічну кінетику та реологічні властивості смоляних систем з низькою в'язкістю та високою ефективністю;Підготовка та характеристики проникності волокнистої преформи;Технологія комп'ютерного моделювання процесу формування;Технологія оперативного моніторингу процесу формування;Технологія оптимізації дизайну прес-форм;Розробка нового пристрою зі спеціальним агентом In vivo;Методи аналізу витрат тощо.
Завдяки чудовим технологічним характеристикам RTM широко використовується на кораблях, військових об’єктах, національному оборонному машинобудуванні, транспорті, аерокосмічній та цивільній промисловості.Його основні характеристики такі:
(1) Висока гнучкість у виробництві форм і виборі матеріалів відповідно до різних масштабів виробництва,
Зміна обладнання також є дуже гнучкою, випуск продукції становить від 1000 до 20 000 штук на рік.
(2) Він може виготовляти складні деталі з хорошою якістю поверхні та високою точністю розмірів, а також має більш очевидні переваги у виготовленні великих деталей.
(3) Легко реалізувати локальне посилення та сендвічну структуру;Гнучке налаштування класів арматурних матеріалів
Тип і конструкція призначені для задоволення різних вимог до продуктивності від цивільної до аерокосмічної промисловості.
(4) Вміст клітковини до 60%.
(5) Процес формування RTM належить до процесу роботи закритої форми з чистим робочим середовищем і низьким викидом стиролу під час процесу формування.
(6) Процес формування RTM має суворі вимоги до системи сировини, яка вимагає, щоб армований матеріал мав гарну стійкість до розмиву та інфільтрації потоку смоли.Це вимагає, щоб смола мала низьку в'язкість, високу реакційну здатність, середньотемпературне затвердіння, низьке екзотермічне пікове значення затвердіння, малу в'язкість у процесі вилуговування та могла швидко гелеутворюватися після введення.
(7) Впорскування під низьким тиском, загальний тиск впорскування <30psi (1PSI =68,95Па), можна використовувати прес-форму FRP (включаючи епоксидну форму, форму для електроформування поверхні FRP з нікелю тощо), високий ступінь свободи конструкції форми, вартість форми низька .
(8) Пористість продуктів низька.Порівняно з процесом формування препрегу, процес RTM не вимагає підготовки, транспортування, зберігання та заморожування препрегу, складного ручного шарування та процесу вакуумного пресування мішків, а також часу на термічну обробку, тому операція проста.
Проте процес RTM може значно вплинути на властивості кінцевого продукту, оскільки смола та волокно можуть бути сформовані за допомогою просочення на стадії формування, а потік волокна в порожнині, процес просочення та процес затвердіння смоли можуть значно вплинути на властивості кінцевого продукту, що підвищує складність і неконтрольованість процесу.
Час публікації: 31 грудня 2021 р