Композити: ламиниране, препрег и навиване и как се проектира ламинатът
Композитът е ламинат от дълги въглеродни или стъклени влакна, свързани със смола: той е много корав и здрав по посока на влакното, но слаб напреко и на срязване, затова слоевете се подреждат по натоварването. Сами не ламинираме композити, но проектираме детайла за ламиниране и 3D принтираме модел или форма за него.
Накратко
- Обемен дял на влакното
- От 0,50 до 0,65 за конструктивни ламинати
- Вакуумно инфузиране
- От 0,42 до 0,58 обемен дял на влакното
- Пори в аерокосмически ламинат
- До 2 %, над това е сигнал за одит
- Подредба на слоевете
- Поне 4 слоя и поне 10 % от слоевете във всяка основна посока
- Какво правим ние
- Не ламинираме; проектираме, 3D принтираме модели и форми, цена по оферта
Как работи
- Влакното по натоварванетоОсновните слоеве се насочват по посоката на доминиращото натоварване, защото якостта и коравината по влакното са с порядък по-високи от напречните.
- Подреждане на слоеветеПакетът е симетричен и балансиран, за да не се деформира след втвърдяване. Не повече от 4 съседни слоя имат една и съща ориентация, а ъгълът между съседни слоеве не надвишава 45°.
- Уплътняване и втвърдяванеПри вакуумно инфузиране атмосферното налягане притиска слоевете към формата, а смолата се втвърдява. Така се получава по-нисък дял на влакното, отколкото при автоклавен препрег.
- Контрол на поритеПорите намаляват якостта на срязване между слоевете и умората, затова при аерокосмически ламинати съдържанието им се държи под праг и се проверява.
- Рязане и свързванеВ композитен ламинат не се нарязва директна резба: ползват се вложки. Отворите са на достатъчно разстояние от ръба и имат достатъчна ширина на детайла около себе си, а рязането с водна струя изисква по-фин абразив и умерено налягане.
Как поръчвате
- Подавате заданиеНа prototype.edufacturing.com описвате детайла, натоварването и количеството и прилагате скица или модел.
- Избираме какво е в наш обхватПредлагаме 3D принтиран модел или форма и проектиране на детайла за ламиниране. Самото ламиниране, препрег и автоклав не извършваме и ще Ви го кажем веднага.
- Получавате ценаЦената е по оферта, след като видим детайла и избрания метод.
- Получавате модела или форматаСлед потвърждение изработваме модела или формата и ги изпращаме.
Кога да изберете и кога не
Кога да изберете
- Нужна е лека и корава конструкция, в която влакното е подравнено по натоварването.
- Детайлът е в малка серия и формата може да се направи отделно от ламината.
Кога не
- Детайлът е малък и къси нарязани влакна в нишка са достатъчни: избирате въглеродно подсилена нишка. Филаменти с въглеродни влакна (CF)
- Нужна е бърза проверка на формата и размерите преди да се прави ламинатът: 3D принтиране с FDM. Моделиране чрез полагане на разтопен материал (FDM)
- Нужно е формоване на пластмасов лист върху форма, а не ламиниране с влакно. Вакуумно формоване (термоформоване)
| Параметър | Производство на композити (ламиниране, препрег, навиване) | Филаменти с въглеродни влакна (CF) |
|---|---|---|
| Влакно | дълги слоеве, подравнени по натоварването | къси нарязани влакна в пластмасова матрица |
| Съдържание на влакно | от 0,50 до 0,65 от обема | обикновено 30 % нарязани влакна при PA-CF |
Числата
| Параметър | Стойност | Извор |
|---|---|---|
| Практичен обемен дял на влакното в конструктивен ламинат | от 0,50 до 0,65 дял от обема | Правило: Практичен обемен дял на влакното в конструктивен ламинат |
| Обемен дял на влакното при вакуумно инфузиране | от 0,42 до 0,58 дял от обема | Правило: Обемен дял на влакното при вакуумно инфузиране |
| Пори в аерокосмически ламинат | до 2 % | Правило: Пори в аерокосмически ламинат |
| Най-малък брой слоеве в конструктивен ламинат | 4 слоя | Правило: Най-малък брой слоеве в конструктивен ламинат |
| Дял слоеве във всяка основна посока | най-малко 10 % | Правило: Дял слоеве във всяка основна посока |
| Най-много съседни слоя с една ориентация | до 4 слоя | Правило: Най-много съседни слоя с една ориентация |
| Най-голяма промяна на ъгъла между съседни слоеве | до 45 ° | Правило: Най-голяма промяна на ъгъла между съседни слоеве |
| Ширина на детайла спрямо диаметъра на отвора | най-малко 5 × диаметъра | Правило: Ширина на детайла спрямо диаметъра на отвора |
| Разстояние от центъра на отвора до ръба | най-малко 3,0 × диаметъра | Правило: Разстояние от центъра на отвора до ръба |
| Якост на срязване между слоевете (ILSS) на въглеродна пластмаса | най-малко 60 MPa | Правило: Якост на срязване между слоевете (ILSS) на въглеродна пластмаса |
| Най-малък радиус на огъване на ламинат | 150 × дебелината, но не под 3,0 mm | Правило: Най-малък радиус на огъване на ламинат |
| Гранатов абразив за водоструйно рязане на композити | 120 mesh | Правило: Гранатов абразив за водоструйно рязане на композити |
| Налягане на помпата при водоструйно рязане на композити | под 620 MPa | Правило: Налягане на помпата при водоструйно рязане на композити |
Въпроси и отговори
Каква част от обема на ламината трябва да е влакно?
0,50 до 0,65 за конструктивни ламинати. При вакуумно инфузиране дялът е от 0,42 до 0,58, защото вакуумът притиска по-слабо от автоклава.
Колко слоя са нужни в конструктивен ламинат?
4 слоя най-малко, като във всяка от основните посоки на влакното са поне 10 % от слоевете, а съседни слоеве със същата ориентация са най-много 4.
Може ли да се нарязва резба в композитен ламинат?
Не: резбата концентрира натоварването в тесни ивици на матрицата, която няма достатъчна якост на срязване. Ползват се залепени или вградени вложки.
Как се реже композит с водоструйно рязане без разслояване?
Да, с по-фин гранат от 120 mesh и умерено налягане под 620 MPa, особено при въглеродни влакна, които са по-чувствителни на пиковия хидравличен удар.
Колко пори са допустими в композитен ламинат?
2 % най-много за аерокосмически ламинати. Над 2 % е сигнал за одит, защото якостта на срязване между слоевете и умората падат.
Сродни страници
Произход на страницата
Подготвено от: Екипът на EduFacturing. Проверено на: .
- Правило: material.composites.fiber_volume_fraction.practical
- Правило: dffm.composites.fiber_volume_fraction_vacuum_infusion
- Правило: dffm.composites.ten_percent_rule_ply_direction
- Правило: material.composites.void_content.aerospace