يتم تشكيل المركبات المضفرة ثلاثية الأبعاد عن طريق نسج الأجزاء الجافة المشكلة مسبقًا باستخدام تكنولوجيا النسيج.يتم استخدام الأجزاء الجافة مسبقة التشكيل كتعزيز ، ويتم استخدام عملية صب نقل الراتنج (RTM) أو عملية تسلل غشاء الراتينج (RFI) للتلقيح والمعالجة ، وتشكيل الهيكل المركب مباشرة.كمواد مركبة متقدمة ، فقد أصبحت مادة هيكلية مهمة في مجال الطيران والفضاء ، وقد استخدمت على نطاق واسع في مجالات السيارات والسفن والبناء والسلع الرياضية والأدوات الطبية.لا يمكن للنظرية التقليدية للرقائق المركبة أن تلبي تحليل الخصائص الميكانيكية ، لذلك أنشأ العلماء في الداخل والخارج طرقًا جديدة للنظرية والتحليل.
مركب مضفر ثلاثي الأبعاد هو أحد المواد المركبة المنسوجة المقلدة ، والتي يتم تقويتها بواسطة نسيج مضفر من الألياف (يُعرف أيضًا باسم الأجزاء ثلاثية الأبعاد مسبقة التشكيل) المنسوج بواسطة تقنية المضفر.لديها قوة محددة عالية ، ومعامل محدد ، وتحمل عالي للضرر ، ومتانة الكسر ، ومقاومة الصدمات ، ومقاومة الكراك والتعب وغيرها من الخصائص الممتازة.
يرجع تطوير المركبات المضفرة ثلاثية الأبعاد إلى قوة القص بين الصفائح المنخفضة ومقاومة الصدمات الضعيفة للمواد المركبة المصنوعة من مواد تقوية أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه ، والتي لا يمكن استخدامها كأجزاء تحمل حمولة رئيسية.أدخلت LR Sanders تقنية مضفرة ثلاثية الأبعاد في التطبيقات الهندسية في عام 977. إن ما يسمى بتقنية المضفر ثلاثية الأبعاد عبارة عن هيكل كامل ثلاثي الأبعاد خالٍ من الغرز يتم الحصول عليه من خلال ترتيب الألياف الطويلة والقصيرة في الفضاء وفقًا لقواعد معينة والتشابك مع بعضها البعض ، مما يقضي على مشكلة الطبقة البينية ويحسن بشكل كبير مقاومة تلف المواد المركبة.يمكن أن تنتج جميع أنواع الأشكال العادية والجسم الصلب ذي الشكل الخاص ، وتجعل الهيكل متعدد الوظائف ، أي نسج عضو متكامل متعدد الطبقات.في الوقت الحاضر ، هناك ما يقرب من 20 طريقة للنسيج ثلاثي الأبعاد ، ولكن هناك أربع طرق شائعة الاستخدام ، وهي النسيج القطبي
تجديل) ، نسج قطري (تجديل قطري أو تعبئة
التضفير) ، ونسج الخيوط المتعامدة (التضفير المتعامد) ، والتضفير السدى المتشابك.هناك العديد من أنواع التضفير ثلاثي الأبعاد ، مثل التضفير ثلاثي الأبعاد من خطوتين ، والتضفير ثلاثي الأبعاد ذي الأربع خطوات ، والتضفير ثلاثي الأبعاد متعدد الخطوات.
خصائص عملية RTM
يتمثل اتجاه التطوير المهم لعملية RTM في التشكيل المتكامل للمكونات الكبيرة.VARTM و LIGHT-RTM و SCRIMP هي العمليات التمثيلية.يشمل البحث وتطبيق تقنيات RTM العديد من التخصصات والتقنيات ، والتي تعد واحدة من أكثر مجالات البحث نشاطًا للمركبات في العالم.تشمل اهتماماته البحثية: التحضير والحركية الكيميائية والخصائص الانسيابية لأنظمة الراتنج ذات اللزوجة المنخفضة والأداء العالي.خصائص التحضير والنفاذية لتشكيل الألياف ؛تكنولوجيا محاكاة الكمبيوتر لعملية الصب ؛تكنولوجيا المراقبة عبر الإنترنت لعملية التشكيل ؛تكنولوجيا تصميم تحسين القالب ؛تطوير جهاز جديد بعامل خاص في الجسم الحي ؛تقنيات تحليل التكلفة ، إلخ.
بفضل أدائها الممتاز في العمليات ، يتم استخدام RTM على نطاق واسع في السفن والمنشآت العسكرية وهندسة الدفاع الوطني والنقل والفضاء والصناعة المدنية.خصائصه الرئيسية هي كما يلي:
(1) مرونة قوية في تصنيع القوالب واختيار المواد ، وفقًا لمقاييس الإنتاج المختلفة ،
كما أن تغيير المعدات مرن للغاية ، حيث يتراوح إنتاج المنتجات بين 1000 ~ 20000 قطعة / سنة.
(2) يمكنها تصنيع الأجزاء المعقدة بجودة سطح جيدة ودقة أبعاد عالية ، ولها مزايا أكثر وضوحًا في تصنيع الأجزاء الكبيرة.
(3) من السهل تحقيق التعزيز المحلي وهيكل شطيرة ؛تعديل مرن لفئات مواد التقوية
النوع والهيكل المصممان لتلبية متطلبات الأداء المختلفة من الصناعات المدنية إلى الصناعات الفضائية.
(4) محتوى الألياف يصل إلى 60٪.
(5) تنتمي عملية قولبة RTM إلى عملية تشغيل قالب مغلق ، مع بيئة عمل نظيفة وانبعاثات ستيرين منخفضة أثناء عملية التشكيل.
(6) عملية صب RTM لها متطلبات صارمة على نظام المواد الخام ، والتي تتطلب أن تتمتع المادة المقواة بمقاومة جيدة لتدفق الراتنج والتسلل.إنها تتطلب أن يكون للراتنج لزوجة منخفضة ، تفاعلية عالية ، معالجة بدرجة حرارة متوسطة ، قيمة ذروة طاردة للحرارة منخفضة للمعالجة ، لزوجة صغيرة في عملية الترشيح ، ويمكنه الهلام بسرعة بعد الحقن.
(7) الحقن بالضغط المنخفض ، ضغط الحقن العام <30psi (1PSI = 68.95Pa) ، يمكن استخدام قالب FRP (بما في ذلك قالب الإيبوكسي ، قالب النيكل بالتشكيل الكهربائي لسطح FRP ، إلخ) ، درجة عالية من حرية تصميم القالب ، تكلفة القالب منخفضة .
(8) مسامية المنتجات منخفضة.بالمقارنة مع عملية التشكيل المسبق ، لا تتطلب عملية RTM أي تحضير ، ونقل ، وتخزين ، وتجميد التقديم المسبق ، ولا تتطلب عملية وضع طبقات يدوية معقدة وضغط الأكياس المفرغة ، ولا وقت للمعالجة الحرارية ، وبالتالي فإن العملية بسيطة.
ومع ذلك ، يمكن أن تؤثر عملية RTM بشكل كبير على خصائص المنتج النهائي لأنه يمكن تشكيل الراتنج والألياف من خلال التشريب في مرحلة التشكيل ، وتدفق الألياف في التجويف ، وعملية التشريب وعملية المعالجة للراتنج يمكن أن تؤثر بشكل كبير على خصائص المنتج النهائي ، مما يزيد من تعقيد العملية وعدم القدرة على التحكم فيها.
الوقت ما بعد: 31 ديسمبر - 2021