הקדמה: מדוע תהליך בחירת עניינים עבור חלקים גדולים של סקריפט

מרכיבים מורכבים בקנה מידה גדול - מ להבים טורבינות רוח וספינת hulls לפאנלים גוף רכב ואת ירידי אוויר חלל - שיטות ייצור הדורשות איזון, איכות, וייצור באמצעותput.הבחירה בין תהליך פתוח כמו מנוחה יד ותהליך קבוע, כמו גם דרישות ייצור סגורות, כמו חזרה על עלויות הדפסה (RTM) משפיע ישירות על כוח, מעבר, זמן, מחזור, ויצרנים ברמה גבוהה יותר, וכן על עלויות נמוכה, כמו גם על עלויות טיפול מכניות.

Rein Transfer מוליד (RTM)

תהליך סקירה

ב RTM, חיזוק סיבים יבשים - באופן רטי בצורת של המצות, בדים ארוגים או preforms - ממוקם לתוך מתכת אדווה או עובש מורכב.התבנית סגורה ו clamped, ו resin נוזלי מוזרק תחת לחץ מתון (בדרך כלל 30-100 psi) דרך אחד או יותר inlet exsin זורם דרך הסיבים, disfining אוויר רטוב ורטיבות מותרת בתוך משטח סגור, לאחר זמן קצר הוא לרפא את הסביבה.

יתרונות מרכזיים עבור חלקים גדולים

  • (FLT:0) חזרות גבוהה ויציבות ממדית:FreaLT:1) התבנית נוקשה מגבילה חלק גיאומטריה, ומאפשרת עובי עקבי ונפח סיבים חלק לחלק.זה קריטי עבור מחלוקות שבהן לוחות מורכבים מרובים חייבים להתאים יחד.
  • (FLT:0)Low רוקן תוכן: FLT:1 כי השרף מוזרק תחת לחץ והתבנית חתומה, האוויר הנלכד מצמצם את התוכן Void של 0.5–2% הם אופייניים בחלקים RTM מעוצבים היטב, בהשוואה ל-2 עד 15% או יותר בשקע יד.
  • (FLT:0) משטח סופריאור מסתיים בשני הצדדים: ⁇ 1) משטחי עובש משכפלים את הסיום שלהם על החלק, ומייצרים משטחים A עם עיבוד מינימלי לאחר.זה יתרון עבור יישומים חשמליים וימיים שבהם אסתטיקה משנה.
  • (FLT:0) אוטומטים ובקרה תהליכים: הזרקת 1FIRLT ניתן לשלוט בדיוק באמצעות בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs), ומיקום סיבים רובוטיים יכול לקדם חיזוק יבש מחוץ לקו, צמצום זמן מחזור. עבור ייצור גבוה (אלפי חלקים בשנה), RTM יכול להיות אוטומטי מאוד.
  • (FLT:0) חשיפה ל-Viratiles: ibph:1) מפעילי האופרה אינם במגע ישיר עם שרף לא רצוי, שיפור בטיחות מקום וצמצום פליטות סטיילן (עבור מערכות פוליסטר) או תרכובת אורגנית תנודתית (VOC) שחרור.

הגבלות ושיקולים

  • (FLT:0) כלי גבוה וציוד עלות: FLT:1 , עובש מתכת תואמים יכול לעלות עשרות עד מאות אלפי דולרים, במיוחד עבור חלקים גדולים.
  • (FLT:0)Less לחופש גאומטרי: 1FLT:1 עובש יקר לשנות, מה שהופך RTM פחות מתאים עיצוב או אבטיפוס אחד-off.
  • (FLT:0)Fiber preforming המורכבות:FLT:1 עבור חלקים גדולים, טיפול טרום-פורמנטלי ומיקום להיות מאתגר. Netshape preforming עשוי לדרוש תרסיס, תפרים, או 3D.
  • (FLT:0)Resin Flow tuning:FLT:1; Achieving אחידה של אזורים גדולים - במיוחד עבור חיזוקים בעלי יכולת נמוכה - דורש עיצוב זהיר של שערי הזריקה, vents, וזרימת אמצעי סימולציה (למשל, PAM-RTM, Moldex3D) הוא לעתים קרובות הכרחי.

יישומים של RTM בייצור גדול

RTM משמש נרחב תעשיית הרכב עבור רכיבים מבניים כגון מחבתות הרצפה, מסגרות גג, ואת מחסני סוללות. in aerospace, זה מועסק עבור מבנים נול, לוחות פנימיים, ומשטחי בקרה. אנרגיית הרוח משתמשת גם RTM עבור כובעי ספאר ו Shear רשתות בטורבינות להבים מעל 50 מטרים.התהליך הוא מעדיף במיוחד איפה הייצור עולה כמה מאות חלקים בשנה ונכסים מכניים לא ניתן לגי.

יד LE-up

תהליך סקירה

Hand Sup-up היא טכניקת הייצור המורכבת ביותר פתוח-מחדשת. A עובש (סיבים קדחתניים, ג'ל-קוע או פלדה מלוטשת) מוכן עם סוכן שחרור.שכבות של חיזוק סיבים יבשים - מזחלות, מרוטות, או מטלית מבולשת - ממוקמים באופן ידני לתוך התבנית.

יתרונות מרכזיים עבור חלקים גדולים

  • (FLT:0)Low ההשקעה הראשונית: 1FLT:1 Molds ניתן לעשות מ סיבים, עץ או קצף, עלות חלק של כלי מתכת תואמים.לא נדרש ציוד הזריקה.זה הופך את היד לנגישה לחברות קטנות, סטארט-אפים וחנויות אב-טיפוס.
  • (FLT:0) גמישות עיצוב גבוהה:FLT:1 Modifications לתבנית או רצף השכבות הם פשוטים.מורכבים גיאוגרפימטים, חיזוקים מקומיים, וניתן לשלב אותם בקלות.זה בלתי חוקי עבור חלקים מותאמים אישית או ייצור נמוך כרכים (10–500 חלקים בשנה).
  • (FLT:0Wide materialסלק: FLT:1 כמעט כל סיבים ושילוב רזין ניתן להשתמש בו. מארגורים יכולים לערבב סוגים סיביים (פחמן, זכוכית, ארמידי) בתוך אותו השכבה ללא כל הגבלה.
  • (FLT:0) לליטרג יכולת חלקית: FLT:1ue-up יד אינו מוגבל על ידי הגבלת לחץ הזרקת או גודל עובש. הסירות מעל 40 מטר, רצועות משב רוח מסיבית, ופאנלים אדריכליים נעשו כולם באמצעות הנחת יד.

הגבלות ושיקולים

  • (FLT:0) תוכן עבודה גבוה ונאמנות: איכות חלק 1 תלויה במידה רבה במיומנות של תוכן ה- laminator. Resin, סיבים רטובים, והסרת אוויר יכולה להשתנות בין מפעילי ואפילו בין שכבות.זה מוביל לנכסים מכניים לא עקביים.
  • (ב) ,0) תוכן נטולי תוכן: 1FLT:1 ללא לחץ חיצוני, בועות אוויר קטנות לכודות, במיוחד בחלקים עבים. וואטים להפחית את הכוח, להגדיל את ספיגת המים, ופוגעים בחלקים בשירות.
  • שיעור הייצור של FLT:0 (FLT:1) כל שכבה חייבת להיות מיושמת, רטובה, וניתוק באופן ידני.מחזור פעמים עבור חלק 10ply יכול להיות כמה שעות עד ימים, בהתאם ללוח הזמנים של תרופה.
  • (ב) ,0) בצד ימין רק: חליל 1 (הצד נגד עובש יכול להשיג משטח טוב, אבל הצד החופשי הוא גס ועשוי לדרוש מילוי נרחב, חולות וציור.
  • (FLT:0) בריאות ודאגות סביבתיות: 1FLT 1 מפעילי חשוף לשרף מפוזה, סטיילרין (בפוליסטרים), ואבק מטריקים.

יישומים של Hand Lay-up בייצור גדול

כף היד שולטת בתעשייה הימית עבור גודל קטן עד בינוני סירה, סיפון, ורכיבים פנימיים.זה משמש גם בבניית לוחות דקורטיביים, תבניות אדריכליות, וטנקים מים. חלקי פרוטוטיפים במכוניות ואוויר - במיוחד לוחות גוף עבור מכוניות קונספט או לעג אוויר - מבוצעים לעתים קרובות על ידי הנחת יד עקב מהירות ועלויות נמוכות.

השוואות ראשיות ל-Head: RTM vs. Hand Lay-up

בטבלה שלהלן מסכם את ההבדלים הקריטיים המשפיעים על בחירת תהליך עבור חלקים מורכבים בקנה מידה גדול.

  • (FLT:0) ,Overling Cost:FLT:1 RTM דורש מתכת יקרה או עובש מורכב (50,000 $ 500,000+); הנחת יד משתמשת עובש נמוך זול פתוח (500 $ 20,000 $).
  • (בכרך): מחיר חלק (בכרך): מחיר 1RTM לכל חלק עולה ירידה חדה עם נפח עקב אוטומציה וזמני מחזור מהירים; כף היד נותר גבוה, כך שזה רק הופך תחרותי בנפח נמוך מאוד.
  • (FLT:0)Cycle Timemia: 1FLT:1 מחזורי של 30 דקות עד שעתיים הם נפוצים עבור חלקים גדולים; מחזורי כף יד של 4-24 שעות (תוספת תרופה) הם אופייניים.
  • (FLT:0)Fiber Volume Fraction:FLT:1 RTM יכול להשיג נפח סיבים 55-65% עם preforms אופטימיזציה; הנחת יד בדרך כלל נעה בין 30-45% נפח סיבים, מוגבל על ידי קומפקטיות ידנית.
  • (ב) ⁇ :0) איכות הסביבה: 1FLT:1 RTM מניבה שני חתכים חלקה; כף יד מניבה צד אחד בלבד.
  • תוכן חזק>Void: RTM: <2% אופייני; הנחת יד: 2–5% טיפוסי, לפעמים גבוה יותר.
  • (FLT:0) Flexibility:FLT:1 Hand Supup-up מצטיין בצורות מורכבות ואביזרים; RTM הוא יותר מאופק על ידי מורכבות עובש וזרימת הזרקת שבילים.
  • (FLT:0) פוטנציאל ההנעה: FLT:1RTM יכול להיות אוטומטי מאוד (הזרקת ה- PLC); הפסקת יד נותר ידני.
  • גודל חלק אטי: FLT:1 שניהם יכולים לייצר חלקים גדולים, אבל הנחת יד היא כמעט בלתי מוגבלת (ללא הגבלת גודל עיתונות), בעוד RTM מוגבל על ידי כלי חיפוי וציוד הזריקה.

ניתוח עלויות: Upfront vs. Run Costs

עבור חלק גדול בקנה מידה גדול (למשל, 2m x 1.5m מכונית לוח, צול כף יד עשוי לדרוש השקעה ראשונית של 5,000 $- $ 15,000 עבודה עבור חלק יכול להיות 8-12 שעות ב $ 50 / שעה חנות, תשואה של $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ הפסד, 000 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ הפסד, אבל $ $ $ $ $ 50 $ הפסד, 000 $ $ $ $ $ $ $ $ $ הפסד, 000, 000 $ $ $ $ $ $ $ $ $ 000, 000 $ הפסד, 000, 000 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 000, 000, 000 $ $ $ $ 000 000 000, 000 $ 000 $ על ידי על ידי על ידי על ידי $ $ $ $ 000 $ $ 000 $ 000 $ 000 $ על ידי על ידי על ידי על ידי $ $ $ $ $ $ 000, 000 $ 000 $ $ $ $ $ $ $ $ 000 $ 000 $ הפסד, 000 $ $ $ $ $ $ $ $ 000 $ $ $ $ $ $ $ $ $ 000 $ 000, 000 $ 000 $ 000, 000, 000 $ 000 $ 000 $ $ $ $ 000 $ 000 $ 000, 000 $ $ 000 $ 000 000 000 000

איכות Metrics: ביצועים מכניים ויציבות

נתונים של נכס מכני מצביעים על כך ש-RTM laminates בדרך כלל להציג 15-25% גבוה יותר של רבן וכוח גמיש בהשוואה ל-h-up laminates של אותה ארכיטקטורת סיבים ו-Resin, בעיקר בגלל תוכן נמוך יותר ונפח סיבים גבוה יותר. חיי עייפות (כמו למשל) משופרים על ידי מדד של 2 או יותר.עבור חלקים שצריכים לעמוד בעומס מחזורי - כגון שורש או רובה של טורבינות רוח או רובה של פחות -25%) עבור תכונות של RTM.

יישום סקרנריו: איזה תהליך מתי?

מודלים ומודלים של מושגים

כף היד היא המנצחת הברורה.העלויות של כלי נמוך וסיבוב מהיר מאפשרים למהנדסים לאמת את הגיאומטריה, את הרכב ואת עיצוב הרהרנטיות לפני ביצוע כלי קשיח.RTM יהיה overkill ו יקר מדי עבור פחות מ -10 חלקים.

מלונות ב-Volume Auto Structural Parts

RTM (או בלחץ גבוה RTM) הוא סטנדרטי.עבור נפח של 10,000+ חלקים בשנה, תהליכים סגורים עם מחזורי ריפוי מהירים (2-5 דקות HP-RTM) הם חיוניים.שכבת היד לא יכולה להתחרות על זמן מחזור או עקביות.

קונסולת הנחתים

יאכטה אישית, להבים, או מבני הסיפון הם בדרך כלל יד מונחה כי כל חלק הוא שונה, ואת עובש עצמו משמש לעתים קרובות רק פעם או פעמיים. RTM כלי עלות עבור תבניות גדולות וייחודיות כל כך הוא אסרטיבי.

פנים אוויריות עם סובלנות

RTM (או שואבת שרף מואשמת של ואקום, VARTM) משמש עבור לוחות פנימיים מורכבים וגליות הדורשות סובלנות הדוקות ונוקשות עובי. Hand Supup יפיק יותר מדי וריאציות עבור עיצובים מאושרים.

תיקון ושיקום

Hand Sup-up היא השיטה הסטנדרטית לתיקון מורכב כי כתמים מקומיים יכולים להיות מותאמים לאזור הפגום ללא צורך עובש חדש. RTM הוא לא מעשי עבור תיקונים שדה.

פיתוחים: אוטומציה וסימציה

שני התהליכים מתפתחים.עבור RTM, חיישנים וחיפוש זרימה בזמן אמת משולבים כדי לזהות כתמים יבשים ולהתאים את הפרמטרים ההזרקה על-פני-fly. סימולציה מלאה 3D של זרימה שרף, קינטיקה, ועיוות עובש הוא עכשיו סטנדרטי עבור חלקים גדולים, צמצום בעיות ניסוי-טרור-דחיפה. עבור איפור ידני, התקדמות כוללת את השימוש של בדים טרום-רשמיים (pre-rex) אך טיפול מורכב זה לא גדל חומרים מורכבים.

מסגרת החלטה: שבעה גורמים לעריכה

כאשר בוחרים בין RTM ו- Handeup עבור חלק גדול בקנה מידה, יש לשקול את הפעולות הבאות:

  1. (ב) כרך ראשון (ב[[1790]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]
  2. (ב) ⁇ 0 חלק גאומטריה מורכבות FLT:1 , 3 ממדים עם חתכים ו ליבות קלים יותר עם כף יד; פלאר או חלקים מעוקלים במקצת מתאים RTM.
  3. (הפסקה:0) נדרש חלק באיכות של 1 (סיומו של סודיות, סובלנות, תוכן ריק).
  4. (ב) [15] תנאי טעינה מכניים (FLT:1 ; 1) ביישומי שומן ויישומים קריטיים כוח דורשים RTM.
  5. (ב) ⁇ :0) למתן כלי ל- 1FLT:1hil RTM דורש הון גבוה גדול - הבטחת ROI מוצדקת על ידי נפח או פרמיה איכותית.
  6. (ב) ויקרא י"ד: "הההתחילה" (ב"ד) יכולה להתחיל בייצור בימים; כלי RTM עשוי לקחת 8-20 שבועות.
  7. (ב) ,0) תקנות בטיחות ובטיחותיות (FIRLT:1 ), RTM מקטין את פליטות ומפעיל החשיפה, אשר עשוי להיות חובה בחלק מתחומי השיפוט.

מסקנה

(העברת עובש ושקע יד משרתים נישות שונות בייצור מורכב בקנה מידה גדול.RTM מצטיין כאשר חזרות, כוח, ואוטומציה הם קריטיים וכאשר נפח הייצור עולה על פערי העלות של כלי הרכב של כף היד נשאר הכרחי עבור אבטיפוס, חלקים מותאמים אישית, ומגבלות נמוך כרכים לרוץ שבו גמישות ועלויות כניסה נמוכות עולים על החסרונות של כוח העבודה וגמישות LTworld בזהירות להעריך את מסגרת המסחר - אפילו על ידי בדיקות ביצועים בסיסיים - F2F2, כדי לבדוק את עלויות תפעוליות, כדי לקבל החלטות תפעוליות, וכן הלאה -2F2, כדי לבדוק את עלויות הייצור, כלומר, כדי לקבוע את עלויות יעילות גבוהה יותר, וכן הלאה -2F2F2F2, כדי לקבוע את עלויות תפעול - כדי לקבוע את הפחתת ביצועים בסיסיים, כדי לקבוע את עלויות תפעול: