Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, di dalam dan di luar negara, teknologi pengacuan baharu untuk produk komposit termoplastik diperkukuh gentian karbon telah muncul. Teknologi ini termasuk peletakan gentian automatik, pengacuan penyatuan pantas ultrasonik, pengacuan penyatuan laser, pengawetan pancaran elektron, pengacuan berbantukan vakum dan pencetakan 3D. Walaupun kecekapan tinggi, kos rendah, penggunaan tenaga yang rendah dan tahap automasi tinggi yang ditawarkan oleh teknologi pengacuan baharu ini, kaedah tradisional masih memainkan peranan penting disebabkan oleh batasan teknologi semasa dalam aplikasi gentian karbon.

Resin termoplastik seperti PEEK, PI, dan PPS mempamerkan rintangan kakisan yang kuat, toleransi kerosakan, rintangan hentaman dan keliatan patah. Mereka juga melembutkan dan mencairkan apabila dipanaskan, membolehkan penggunaan berulang. Apabila digabungkan dengan gentian karbon berkekuatan tinggi, komposit termoplastik bertetulang gentian karbon ini dengan cepat menjadi popular dalam aeroangkasa, ketenteraan dan aplikasi awam mewah. Dari masa ke masa, pelbagai proses pengacuan telah dibangunkan untuk aplikasi gentian karbon. Saxobran Bahan BaruCo., Ltd, mengkhusus dalam pengeluaran produk komposit gentian karbon dan telah membandingkan kebaikan dan keburukan beberapa kaedah pengacuan matang yang digunakan secara meluas dan matang.

Proses Pengacuan Autoklaf

Pengacuan autoklaf menggunakan gas termampat suhu tinggi di dalam autoklaf untuk memanaskan dan memberi tekanan kepada prepregs pra-letak, mengawetkannya ke dalam bentuk. Kaedah ini digunakan secara meluas untuk pengacuan kamiran bahan komposit berasaskan resin dan memegang kepentingan penting dalam pengeluaran perindustrian. Contohnya, 80% bahagian struktur komposit termoplastik bertetulang gentian karbon yang digunakan dalam fiuslaj pesawat, kemudi, lif, kulit sayap dan sirip ekor dihasilkan menggunakan pengacuan autoklaf.

Semasa proses pengacuan autoklaf, prepreg dimeterai dalam beg vakum dalam acuan, memastikan tekanan seragam dari udara termampat ke semua arah. Aliran udara termampat berkelajuan tinggi di dalam autoklaf memastikan pemanasan seragam semasa kedua-dua peringkat pemanasan dan penyejukan. Selain itu, tekanan dan suhu yang stabil dalam autoklaf menghasilkan keliangan yang rendah dan pengagihan gentian seragam dalam produk komposit. Oleh itu, produk termoplastik bertetulang gentian karbon acuan autoklaf mempamerkan tekanan seragam/pengagihan haba dan kualiti yang stabil, menjadikan kaedah ini sesuai untuk menghasilkan bahagian struktur yang besar dan kompleks. Walau bagaimanapun, kelemahan termasuk peralatan yang besar dan kompleks, penggunaan tenaga yang tinggi, pelaburan dan kos pengeluaran yang besar, dan kecekapan yang rendah.

Proses Pengacuan Mampatan

Pengacuan mampatan melibatkan peringkat yang berbeza seperti pemplastikan bahan, aliran untuk mengisi rongga acuan, dan pengawetan resin. Semasa pengaliran bahan pengacuan komposit termoplastik bertetulang gentian karbon ke dalam rongga acuan, kedua-dua resin termoplastik dan gentian karbon berkekuatan tinggi pengukuhan perlu mengalir, menghasilkan tekanan pengacuan yang lebih tinggi berbanding kaedah lain. Proses ini memerlukan penekan hidraulik yang mampu mengawal tekanan dan acuan logam berketepatan tinggi, berketepatan tinggi dan tahan suhu tinggi. Bahan Baru Wuxi Zhishang secara amnya menggunakan kaedah pengacuan autoklaf dan mampatan untuk mengeluarkan produk komposit termoplastik bertetulang gentian karbon.

Produk bertetulang gentian karbon termoplastik acuan mampatan mempamerkan tekanan dalaman yang rendah, lenturan minimum, permukaan licin, ketepatan dimensi tinggi, sifat mekanikal yang stabil, pengecutan rendah dan kebolehulangan yang baik. Kaedah ini sesuai untuk membentuk produk rata yang besar dengan kecekapan pengeluaran yang tinggi dan keupayaan untuk membentuk struktur kompleks sekali gus, memudahkan pengeluaran besar-besaran, pengkhususan dan automasi. Walau bagaimanapun, kerumitan dan kos pembuatan acuan yang tinggi, kitaran pengacuan yang panjang, dan cabaran dalam mencapai pengisian acuan yang lengkap adalah kelemahan yang ketara dalam aplikasi gentian karbon.

Proses Penggulungan Filamen

Penggulungan filamen melibatkan pemanasan awal gentian karbon berkekuatan tinggi berterusan yang diresapi resin dan menggulungnya pada mandrel. Pemanasan berterusan dan aplikasi tekanan menyatukan prepreg ke dalam struktur bersatu, membentuk komponen yang dikehendaki lapisan demi lapisan. Faktor seperti suhu pemanasan, kaedah penggulungan, jurang penyemperitan, suhu resin, dan ketegangan penggulungan gentian secara langsung memberi kesan kepada kualiti produk.

Berbanding dengan proses autoklaf, belitan filamen adalah lebih kondusif untuk pengeluaran berjentera dan membolehkan pelarasan dalam prestasi kekuatan gentian karbon dengan mengubah corak belitan. Walau bagaimanapun, disebabkan ketidakupayaan gentian karbon untuk melekat pada permukaan mandrel semasa penggulungan, kaedah ini tidak sesuai untuk pembuatan bahagian dengan permukaan cekung atau cembung.

Proses Pultrusion

Pultrusion melibatkan impregnasi gentian karbon berkekuatan tinggi dalam resin dan menariknya melalui acuan di mana ia dibentuk dan diawet di bawah tekanan, membentuk panjang berterusan produk komposit. Proses ini sesuai untuk pembuatan komponen keratan rentas yang berterusan, bermakna ia hanya boleh menghasilkan profil linear dan bukan bahagian struktur berbentuk kompleks. Selain itu, disebabkan sifat anisotropik produk, kekuatan melintangnya adalah terhad, memberikan kekangan aplikasi dalam produk bertetulang gentian karbon.

Untuk pengeluaran berskala besar produk termoplastik bertetulang gentian karbon linear, proses ini menawarkan automasi yang tinggi, penggunaan tenaga yang rendah, kandungan gentian karbon yang tinggi, kualiti produk yang stabil dan penggunaan bahan mentah yang rendah. Ia adalah kaedah yang digemari untuk menghasilkan jenis produk tertentu.

Teknologi Baru Muncul

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, banyak teknologi pengacuan baharu untuk produk komposit termoplastik diperkukuh gentian karbon telah muncul di seluruh dunia. Ini termasuk peletakan gentian automatik, penyatuan pantas ultrasonik, penyatuan laser, pengawetan pancaran elektron, pengacuan berbantukan vakum dan pencetakan 3D. Teknologi baharu ini menawarkan kecekapan tinggi, kos rendah, penggunaan tenaga yang rendah dan tahap automasi yang tinggi. Walau bagaimanapun, memandangkan tahap teknologi semasa di China, masih terdapat jurang yang ketara dalam penyelidikan dan aplikasi praktikal berbanding dengan negara maju. Untuk tempoh yang agak lama, kaedah pengacuan tradisional akan terus menjadi penting untuk menghasilkan bahagian struktur komposit termoplastik bertetulang gentian karbon dan produk lain dalam aplikasi gentian karbon.