1. شرح مفصل لعملية تشكيل الفراغ من ألياف الكربون

المفهوم الأساسي: عملية تشكيل المواد المركبة التي تستخدم الضغط السلبي التفريغي كقوة ضغط وحيدة أو أساسية

قم بإغلاق المادة المقواة بألياف الكربون (قماش جاف + راتنج، أو ما قبل التجميع) المكدسة على القالب بكيس تفريغ الهواء

يخلق التفريغ بيئة أقل من الضغط الجوي (عادةً ≥ -0.08 ميجا باسكال)، باستخدام الضغط الجوي (حوالي 0.1 ميجا باسكال)

قم بضغط الطبقة ووضعها بشكل موحد، مع الجمع بين التسخين (الفرن أو البطانية أو درجة الحرارة المحيطة) لجعل الراتنج يتدفق ويتسلل إلى الألياف ويعالج

2. خصائص عملية التشكيل بالتفريغ

الاستثمار في المعدات (مضخة التفريغ، الفرن) أقل بكثير من الاستثمار في علب الكبس الساخن

تكلفة القوالب (غالبًا ما تكون القوالب الخشبية والقوالب المركبة) أقل بكثير من تكلفة القوالب المعدنية عالية الضغط عالية الدقة المستخدمة في علب الكبس الساخن

مصدر وحيد للضغط: الاعتماد فقط على الضغط الجوي (حوالي 0.1 ميجا باسكال) كضغط ضغط، مع ضغط محدود

ضغط موحد نسبيًا: يعمل الضغط الجوي على كيس التفريغ من جميع الاتجاهات، مما يوفر تأثير ضغط موحد أفضل (أفضل من القولبة بالتلامس)

قدرة عادم ممتازة: يعمل التفريغ المستمر على إزالة الهواء والرطوبة والمواد المتطايرة بفعالية، مما يقلل من المسامية (ليس بنفس فعالية علب الكبس الساخن)

3. عملية التشكيل بالتفريغ من ألياف الكربون

تحضير المواد - التجهيز - التثبيت - الختم - إزالة القوالب والمعالجة اللاحقة

4. مزايا وعيوب عملية تشكيل ألياف الكربون بالتفريغ الهوائي

الميزة

معدات بسيطة ومتطلبات منخفضة للموقع: يمكن لمضخات التفريغ والأفران (أو البطانيات الساخنة) تلبية معظم الاحتياجات

قابلية ممتازة للتكيف مع الأشكال المعقدة: قابلية تكيف قوية للغاية مع الأسطح المنحنية، والأخاديد، والهياكل كبيرة الحجم

جودة سطح جيدة (سطح القالب): يمكن أن يحقق سطح القالب درجة عالية من النعومة

الحد الفعال من المسامية: عادم التفريغ المستمر، أفضل بكثير من صب القالب المفتوح الملامس

سهل التشغيل والتعلم نسبيًا: العتبة التقنية أقل من عتبة خزان الضغط الساخن

العيوب

الخصائص الميكانيكية محدودة: يبلغ الحد الأقصى لضغط الضغط 0.1 ميجا باسكال فقط، مما يؤدي إلى انخفاض محتوى الألياف (50-55%)، وارتفاع المسامية (1-3%+)، وانخفاض الخصائص الميكانيكية بشكل كبير (خاصةً قوة الطبقات البينية وقوة الضغط) مقارنةً بمنتجات الضغط الساخن

تحدي التحكم في تدفق الراتنج (الطريقة الرطبة): عرضة للتسلل غير المتكافئ (راتنج رديء/غني)، وتدفق الراتنج، وغيرها من المشكلات التي تؤثر على اتساق الأداء والمظهر

قيود درجة حرارة المعالجة والوقت: محدودة بحجم الفرن أو الطاقة أو نظام الراتنج

موثوقية نظام أكياس التفريغ: هناك دائمًا خطر حدوث فشل في الختم، مما قد يؤدي إلى خردة الدُفعات

كفاءة إنتاج منخفضة نسبيًا: قد يكون وقت وضع الطبقات (خاصة الطرق الرطبة) ووقت التعبئة والتغليف ووقت المعالجة أطول

اختلاف الجودة على الوجهين: عادة ما يكون سطح كيس التفريغ (السطح غير اللاصق) أكثر خشونة ويتطلب معالجة إضافية

معالجة المواد المتطايرة (الطريقة الرطبة): قد تنتج بعض الراتنجات (مثل البوليستر/فينيل استر) روائح مزعجة أو كميات صغيرة من المركبات العضوية المتطايرة أثناء عملية المعالجة

5. مجالات تطبيق عملية تشكيل الفراغ من ألياف الكربون؛ اتجاهات التطوير المستقبلية

مجال التطبيق

السيارات: أغطية الهيكل (غطاء محرك السيارة، والجناح)، والأجزاء الداخلية، والمكونات الهيكلية غير الحاملة للأحمال، وأجزاء السيارات النموذجية

السفن والمحيطات: بدن السفينة، ومكونات سطح السفينة، وأغطية الفتحات والعاكسات وزوارق الكاياك والمجاديف

توليد طاقة الرياح: ريش التوربينات الهوائية الصغيرة والمتوسطة الحجم، وأغطية الكَنَف، وأغطية الكَنَف، وأغطية الإنصاف

الرياضة والترفيه: إطار دراجة هوائية (للمبتدئين/متوسطة المدى)، خوذة، لوح تزلج، لوح تزلج، لوح تزلج، صنارة صيد، قارب تجديف (بعض المكونات غير الرئيسية الحاملة)

المعدات الصناعية: الأغطية الواقية للماكينات والألواح والأقواس وخطوط الأنابيب وبطانات الخزانات والتركيبات والتركيبات والرقصات

العمارة والفنون: اللوحات الزخرفية المعمارية والمنحوتات والمجسمات والنماذج والمعارض

الإلكترونيات الاستهلاكية: هيكل الطائرة بدون طيار (من الفئة الاستهلاكية)، حاوية الصوت، حاوية الأجهزة الإلكترونية المتطورة

الفضاء الجوي (المكونات الحاملة الثانوية/المكونات الداخلية الثانوية): الأسطح الخارجية والألواح الداخلية والقنوات والأقواس الثانوية

اتجاهات التنمية المستقبلية

تحسين ما قبل التجهيز: تطوير مواد مُسبقة التجهيز عالية الأداء ومنخفضة اللزوجة وعالية التدفق (VO Vacuum Only) المحسّنة خصيصًا لعمليات الأكياس المفرغة من الهواء

الكفاءة والأتمتة

تطبيق التمديد الآلي: استكشاف تطبيق آلات القطع الأوتوماتيكية ومعدات التمديد البسيطة في التشكيل بالتفريغ، ومناسبة بشكل خاص للمكونات المسطحة أو ذات الانحناء الواحد

نظام المعالجة السريعة للراتنج: تقصير دورة المعالجة وتحسين كفاءة الإنتاج

المعدات المعيارية/المتكاملة: تطوير أنظمة متكاملة مدمجة مدمجة وسهلة التشغيل للتدفئة بالتفريغ الهوائي

يحل التسريب الجاف للألياف محل الطريقة الرطبة: يحسن من انتظام التسلل ويقلل من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (على الرغم من أن هذا هو البديل RTM بالمعنى الدقيق للكلمة، إلا أنه غالبًا ما يتم دمجه مع التفريغ)

توسيع نطاق التطبيق: الاستبدال المستمر للمواد التقليدية والعمليات الأكثر تكلفة في مجالات التخصيص على دفعات صغيرة الحجم والهياكل غير الرئيسية غير الحاملة للحمولة على نطاق واسع

الملخص

ويكمن جوهرها في استخدام الضغط الجوي (حوالي 0.1 ميجا باسكال) لضغط الطبقات ووضعها بشكل موحد من خلال نظام الضغط السلبي الفراغي، بالإضافة إلى التسخين (فرن/بطانية ساخنة/درجة حرارة الغرفة) لإكمال معالجة الراتنج وتسلل الألياف