3D плетените композити се образуват чрез тъкане на сухи предварително формовани части с помощта на текстилна технология.Сухите предварително формовани части се използват като армировка, а процесът на формоване с трансфер на смола (RTM) или процесът на инфилтрация на смола на мембрана (RFI) се използва за импрегниране и втвърдяване, директно образувайки композитната структура.Като усъвършенстван композитен материал, той се превърна във важен структурен материал в областта на авиацията и космонавтиката и се използва широко в областта на автомобилите, корабите, строителството, спортните стоки и медицинските инструменти.Традиционната теория на композитните ламинати не може да отговори на анализа на механичните свойства, така че учените в страната и чужбина са създали нова теория и методи за анализ.
Триизмерният плетен композит е един от имитираните тъкани композитни материали, който е подсилен от влакнеста сплетена тъкан (известна също като триизмерни предварително формовани части), изтъкана по плетената технология.Има висока специфична якост, специфичен модул, висока устойчивост на повреди, якост на счупване, устойчивост на удар, устойчивост на напукване и умора и други отлични характеристики.
Развитието на ТРИИЗМЕРНИТЕ плетени композити се дължи на ниската интерламинарна якост на срязване и слабата устойчивост на удар на композитните материали, направени от еднопосочни или двупосочни армиращи материали, които не могат да се използват като основни носещи части.LR Sanders въведе триизмерната плетена технология в инженерното приложение през 977 г. Така наречената 3D плетена технология е триизмерна цялостна структура без бод, която се получава чрез подреждане на дълги и къси влакна в пространството според определени правила и преплитане един с друг, което елиминира проблема с междинния слой и значително подобрява устойчивостта на повреди на композитните материали.Той може да произвежда всички видове правилна форма и твърдо тяло със специална форма и да направи структурата многофункционална, тоест тъкане на многослоен интегрален елемент.В момента има повече от 20 начина за триизмерно тъкане, но има четири често използвани, а именно полярно тъкане
плетене), диагонално тъкане (диагонално плетене или опаковане
сплитане), тъкане на ортогонална нишка (ортогонално сплитане) и сплитане на основата.Има много видове ТРИИЗМЕРНО сплитане, като двустепенно триизмерно сплитане, четиристепенно триизмерно сплитане и многостепенно триизмерно сплитане.
Характеристики на RTM процес
Важна посока на развитие на процеса RTM е интегралното формоване на големи компоненти.VARTM, LIGHT-RTM и SCRIMP са представителните процеси.Изследването и прилагането на RTM техники включва много дисциплини и технологии, което е една от най-активните изследователски области на композитите в света.Неговите научни интереси включват: получаване, химична кинетика и реологични свойства на смолни системи с нисък вискозитет и висока производителност;Подготовка и характеристики на пропускливостта на заготовката на влакната;Компютърна симулационна технология на процеса на формоване;Технология за онлайн наблюдение на процеса на формоване;Технология за проектиране на оптимизация на мухъл;Разработване на ново устройство със специален агент In vivo;Техники за анализ на разходите и др.
С отличното си представяне на процеса, RTM се използва широко в кораби, военни съоръжения, национално отбранително инженерство, транспорт, аерокосмическа и гражданска индустрия.Основните му характеристики са следните:
(1) Силна гъвкавост при производството на матрици и избора на материали, според различни производствени мащаби,
Смяната на оборудването също е много гъвкава, производството на продукти между 1000 ~ 20 000 броя / година.
(2) Може да произвежда сложни части с добро качество на повърхността и висока точност на размерите и има по-очевидни предимства при производството на големи части.
(3) Лесна за реализиране локална армировка и сандвич структура;Гъвкаво регулиране на класовете на армировъчните материали
Тип и структура, проектирани да отговарят на различни изисквания за производителност от гражданската до космическата индустрия.
(4) Съдържание на фибри до 60%.
(5) Процесът на формоване RTM принадлежи към процес на затворена форма, с чиста работна среда и ниски емисии на стирен по време на процеса на формоване.
(6) Процесът на формоване RTM има строги изисквания към системата от суровини, което изисква подсиленият материал да има добра устойчивост на изтичане на смола и инфилтрация.Изисква се смолата да има нисък вискозитет, висока реактивност, втвърдяване при средна температура, ниска екзотермична пикова стойност на втвърдяване, малък вискозитет в процеса на излугване и може да желира бързо след инжектиране.
(7) Инжектиране под ниско налягане, общо налягане на впръскване <30psi (1PSI =68.95Pa), може да използва FRP матрица (включително епоксидна форма, FRP повърхностна електроформираща никелова форма и т.н.), висока степен на свобода на дизайна на матрицата, цената на матрицата е ниска .
(8) Порьозността на продуктите е ниска.В сравнение с процеса на формоване на препрег, процесът RTM не изисква подготовка, транспортиране, съхранение и замразяване на препрег, няма сложно ръчно наслояване и процес на пресоване на вакуумна торбичка и няма време за термична обработка, така че операцията е проста.
Въпреки това, RTM процесът може значително да повлияе на свойствата на крайния продукт, тъй като смолата и влакното могат да бъдат оформени чрез импрегниране в етапа на формоване, а потокът от влакна в кухината, процесът на импрегниране и процесът на втвърдяване на смолата могат значително да повлияят на свойства на крайния продукт, което увеличава сложността и неконтролируемостта на процеса.
Време на публикуване: 31 декември 2021 г