בתהליכים של Rein Transfer מוליד (RTM), חיזוק משמש גם עמוד השדרה המבני של החלק המורכב ואת המדיום שבאמצעותו resin חייב לזרום.עיצוב חיזוקים המאפשרים זרימת שרף אופטימלית הוא קריטי לייצר מרכיבים באיכות גבוהה, ללא פיגור של מרכיבים. עיצוב חיזוקים עניים מוביל כתמים יבשים, לא שלמים רטובים, ורשתות אוויר לכודים, כל אשר מהם ביצועים מכניים ולהגדיל את שיעורי זה, טכניקות רסן, כדי להבטיח שימוש אחיד, שימוש, טכניקות רסן, שימוש מורכב.

הבנה של Resin Flow Dynamics ב-RTM

[ה]התחמשות בתבנית סגורה מונעת על ידי לחץ שונה ומתנגדות למבנה חיזוק ה ⁇ .שני הפרמטרים המרכזיים השולטים בזרימת ה-FLT:0permeabilityFLT:1 ו-FLT:2compactioncioph:2compactioncioFLT 3: Permeability מתארת את הדרך הקלה של נוזל דרך מדיום; ב-RTM, הוא פונקציה של סיבים, שבריר, נטייה, ומדורגית, ומדורגת, ומדכאת את הפחתת לחץ ישיר.

במהלך הזריקה, שרף עוקב אחר הדרך של התנגדות לפחות.ריאציות במידות מקומיות - הנגרמת על ידי בד קינון, שכבות מעוותות או שינויים עוביים - יכול לגרום להליכה גזעית לאורך קצוות עובש או באמצעות פערים. תופעות אלה להוביל לחזית בלתי אחידה ומבנה פוטנציאלי של פיגור פיגורציה. הבנה מעמיקה של חוק דארסי לשליטה בתקשורת ⁇ מסייע בחיזוי התנהגות: זרימת הדם היא מידתית לגורמי לחץ וכושר עמידה על ידי גירוי עצמי.

מורכבות נוספת מתעוררת בזרימה תלת-ממדית, כגון זרימה דרך-היקנות בבלוטות עבות או זרימה סביב הכניסות וחומרי הליבה.אדריכלות חיזוק חייבת להיות מותאמים לעידוד קידום אחיד של חזית השרף, תוך צמצום הסיכון של לכידת אוויר.זה קריטי במיוחד עבור גיאוגרפיות גדולות ומורכבות שבו המרחק מחדירה כדי vent יכול להיות משמעותי.

עקרונות מרכזיים לתכנון חיזוק

עיצוב חיזוק מוצלח עבור RTM נח על כמה עקרונות הקשורים.כל אחד צריך להיות מאוזן נגד דרישות ביצועים חלקיים ומגבלות ייצור.

עקבי ומבוקרים את האחריות

חומרים של הכחשת כוח צריכים להציע זרימה עקבית של המטוס ודרך הפחתת הכדאיות.ד בדים עם תבניות Weave אחיד (סביר, twill, or satin) לספק זרימה צפויה יותר מאשר תפרים או מזדמנים כאשר משתמשים בשכבות מרובות, להימנע שינויים דרסטיים בחלחלה בין שכבות שיכולות ליצור יכולת זרימה.

המונחים: frac Orientation and Stack Sequence

הכיוון של סיבים מכתיבים נתיבי זרימה של שרף כי Permeability הוא anisotropic. in ארגורים, resin זורם מהר יותר לאורך כיוונים sp ו weft מאשר בסבך off-le-stras יכול לנצל את האנזוטרופיה הזאת כדי להנחות שרף לעבר vents, תוך שימוש בשכבות מחוץ ל-axis כדי לשפר את התכונות המבניות.

מניעת Void ואסטרטגיה

אוויר לכוד הוא הפגם הנפוץ ביותר בעיצוב RTM. Reinforcement משפיע ישירות על היווצרות רִיק. Flow ערוצים או נתיבים ייעודיים שנבנו לתוך חיזוק - כגון סכרים קצה, סרטים מחוסנים, או צינורות ספירלה - מאפשר מיקרו-חלים לברוח.מיקום של vents חייב להתאים את האזורים האחרונים כדי למלא, בדרך כלל נקודות הרחוקות ביותר מן השער בנוסף, באמצעות זרימה-התערה ביעילות (receretain-reative) ו-retain-retain-retstring ערימה) לכיוון ערימה יעילה יותר.

אחידות תותבות ושליטה במימד

(וריאציות בעובי חיזוק יוצרים הבדלים קומפקטיים מקומיים, אשר בתורו לשנות את הכדאיות.חלקים מקלר דחוסים יותר תחת סגירת עובש, צמצום חדירות ויצירת צווארי בקבוק זרימה.כדי להימנע מכך, להשתמש בשכבות בד הומוגניות עם סובלנות מינימלית.כאשר חומרי הליבה או הכניסות נמצאים, תכנון שינויים הדרגתיים בחיזוק כדי למנוע שינויים חד-משמעיים.

אסטרטגיות עיצוב ל Reinforcements

מעבר לעקרונות הבסיסיים, כמה אסטרטגיות מתקדמות מאפשרות למהנדסים להתאים את הארכיטקטורה של חיזוקים לזרימה אופטימלית בחלקים תובעניים.

שילוב של Flow Media

מדיה זרימה הם שכבות בעלות גבוהה - כגון פוליפרופילן mesh, סרטים מחוננים, או דימות לא זו מזוהות מאוד - אשר ממוקמים בתוך או מעל ערימה חיזוק.הם מספקים נתיבים דלתיים לשרף להתפשט במהירות על פני החלק, צמצום זמני ההזרקה ושיפור רטובה. in laminates, שכבות של זרימת מדיה ניתן להשתמש כדי להפיץ לעתים קרובות מנקודות טיפול, אך לא ניתן להשתמש בהם כדי להפוך את הנקה נפרד, אבל לא יכול להיות מושפעת, אלא אם כי הם לא יכול להיות מושפעת חלקי.

אדריכלות מחדש ועיצוב ערוצים

(ג'מטות מורכבות, בדים שטוחים סטנדרטיים לא יכולים מספיקים.מומנים ממונדסים עם ערוצי זרימה בנויים-במחדש - שנוצרו על ידי מחסנים נוספים, באמצעות מחסנים חלל מקודשים, או שילוב ערוצי תרמופלסטיים - יכולים למקם מחדש ישירות לערוצים קשים עד ל-reach בלבד.ערוצים אלה חייבים להיות מעוצבים כדי להימנע מיצירת כתמים יבשים: הם צריכים להציק או לסיים ב-Fretrevents כדי להפיץ מחדש את ה-FreiOS (אך ורק באזורים מורכבים) אך ורק באזורים מורכבים.

שימוש ב-Tasing and Core Materials

ליבות קצף ושמיכות נדרשים לעתים קרובות לחלקים פונקציונליים כגון חזיונות או לוחות.אלמנטים אלה יוצרים הפסקות מקומיות ב Permeability ויכולים למלכוד אוויר אם לא מטופלים. Solutions כוללים שילובים עם שכבת בד זרימה, מאצ'ינג grooves לתוך ליבות קצף לפעול כמו ערוצי זרימה, או באמצעות ליבות חדורות חדורות המאפשרות דרך זרימת הדם.

Multi-Port הזריקה ו-Sequential Gates

עבור חלקים גדולים או מורכבים, שער הזריקה יחיד עשוי לא לספק זרימה נאותה.שערי הזריקה מרובים, נשלט על ידי שסתום זרע, ניתן לתכנן לפתוח ולסגור על בסיס לחץ או מיקום חזית זרימה חייב לאחר מכן לשלב מדריכים זרימה - כגון שכבות בעלות גבוהה מקומי - כי לנווט סימולציה אחת לעבר האזור הפעיל הבא.זה דורש סימולציה זה זהיר כדי להבטיח כי אין מצב רוחק או חסום כדי לחשוף סימולציה.

בחירת חומרים עבור RTM Reinforcements

הבחירה של סיבים וצורות בד משפיעה עמוקות על זרימת השרף. בעוד תכונות מבניות הן רבות, מגבלות מניפולטיביות חייבות גם להנחות ברירה חומרית.

מרקים סיבים מתמשכים

מרקי Woven מציעים יכולות צפויות, חוזרות ונשנות ומשמשות נרחבות בסגנונות RTM. Weave כגון מישורים פשוטים ו t יספקו ארכיטקטורות יציבה, מפלה נמוכה המפחיתה את הסיבים במהלך הקומפקטיות.עבור זרימה אופטימלית, להימנע מגפות כבדים שיוצרים פערים בין-yarn גדולים, שכן אלה יכולים לגרום נתיבי זרימה מועדפים ונקודות מאוחרות של אור (למשל, 100/2002 לגיעת) לעומת גפרכיות כבדות, לעומת אחידות גבוהה יותר, לעומת אחידות גבוהה יותר, לעומת אחידות גבוהה יותר, בדרך כלל, לעומת אחידות כבדה יותר.

Non-Crimp fabrics (NCF)

NCFs מורכב משכבות חד-צדדיות מרובות תפרים יחד.הם מציעים היערכות סיבים גבוהה ונחיתות גבוהה במטוס, אבל דרך-היקנות היא נמוכה יותר אלא אם תפרים יוצר ערוצי זרימה.כאשר משתמשים ב- NCFs, דפוס תפרים (טריוט, שרשרת או סירוגות מלחמה) חייב להיות נבחר לאזן את השלמות המכנית.

טייפונים ו-Prepregs in RTM

קלטות קונבנציונליות משמשות לעיתים בתהליכי RTM היברידיים שבו מתרחשת כמה pre-regnation.הם מציעים את נפח הסיבים הגבוה ביותר אבל מאוד נמוך חוסר יכולת permependicular לסיבים.כאשר עיצוב עם קלטות UD, ערימות חיזוק חייב לכלול שכבות זרימה - כגון אדמדן דק לא-רוס - כל שכבות כדי לאפשר שרף להתפשט על פני החלק, אחרת, resin יזרום רק בכיוון קיצוני, ולהוביל פוטנציאל לריק.

מרקים מיוחדים ו היברידיות

ההתפתחויות האחרונות כוללות בדים עם תכונות זרימה בנויות-הההההההההה, כגון מבנים ארוגים 3D עם ערוצים משולבים או אזורים ⁇ . בדים היברידיים של פחמן-זכוכית יכולים לשלב מוליכות עבור ניטור בריאות מבני עם יכולת אופטימלית.חומרים אלה עדיין מתעוררים אך מציעים פתרונות מבטיחים לחלקים מורכבים מאוד שבו עיצוב חיזוק מסורתי נופל קצר.

סימבול ומודל לתכנון חיזוק

יעילות גופנית לבדה היא זמן-מה יקר ודינמיקה נוזלית Computational (CFD) וכלים סימולציה תהליכים מאפשרים כעת מהנדסים לבצע כמעט עיצובי חיזוק לפני חיתוך הבד.

תכונות אחריות ו Input Data

סימולציה מדויקת תלויה בערכי אחריות אמינים עבור חיזוק הנבחר. הן במטוס והן דרך-thickness Permeability יש למדוד באמצעות שיטות בדיקה סטנדרטיות (למשל, ASTM D6571 עבור זרימה רוויה) ערכים אלה הם קלט לתוך תוכנה כגון PAM-RTM, Moldex3D, או LIMS (Lidזרקה מול סימולציה).

המונחים: Flow Front Prediction and Optimization

(סימול: סימולציה יכולה לחזות את האבולוציה של חזית הזרימה של השרף, להדגיש כתמים יבשים פוטנציאליים אזורי איסוף אוויר.המהנדס יכול אז להתאים את פריסת חיזוק - הפעלת רשת זרימה, שינוי רצף שכבתי, או venting vents - ולנהל מחדש את הסימולציה.זה תהליך זה הוארטיבי מפחית את הצורך בניסויים רבים של עובש.

תגית: Optimizing Flow for a Wing Rib

שקול כנף פחמן-פיבר מורכבת עם מעברים מיתרים ועובי משתנה. עיצוב ראשוני השתמש בד ארג ארגז סטנדרטי עם שער הזריקה יחיד בשורש.סימולציה גילה כי השרף הגיע לטיפ רק לאחר 90 שניות, עם נקודה יבשה ליד חיתוך מיתר.על ידי הוספת רצועה רחבה של 50 מ"מ של זרימת גבוהה על פני השטח העליון ושער שני באמצע זמן, עם רוחב של מחזור זמן קצר כדי לקדם את זרימת השבר של 45 שניות.

בדיקות וטכניקות אימות

לא משנה כמה יסודית הסימולציה, אימות פיזי נשאר חיוני.תוכנית בדיקה מובנה מסייעת לחדד את עיצוב חיזוק ולהתאים את תהליך הייצור.

בדיקת ויזואליזציה

השיטה הפשוטה ביותר היא להזריק רזין ברור או בהיר (או נוזל פונדקאי עם סטיות דומות) לתוך עובש שקוף מצויד חיזוק המועמד.לשמור את חזית הזרם דרך צלחת עליונה פלוגת או באמצעות מצלמה דרך תבנית זכוכית מגלה כתמים מתפתלים, יבשים, ולא אפילו זרימה. Dye מאפשר מעקב של זרמי אצווה מרובים; צבעים כוללים צבעי שמן-שומן עבור מערכות ספקטרום זה צריך להיות לחץ על ידי זהה.

בדיקה אחרונה ב-Post-Injection Inspection

לאחר הזריקה והריפוי, ניתן לחלק את החלק ולבחן באופן מיקרוסקופי עבור מיקרו-רִיק. לחלופין, (FLT:0ultrasonic C-scantureFLT:1 או X-ray coputed tomography (CT) מספק זיהוי לא הרסני של porosity וחבילות סיבים יבשים. השוואת תוכן על פני עיצובים שונים של חיזוקים אשר מבצעים פריסה הטובה ביותר עבור 1% הוא בדרך כלל מורכב יישומים מבניים.

מבחן Bench

לפני ניסויים עובש מלאים, את האחריות של ערימה חיזוק (או שכבות בודדות) ניתן למדוד באמצעות תיקון זרימה פשוטה קורנל זרימה.לחץ קבוע מניע נוזל באמצעות דגימה מעגלית, ונתוני קצב זרימה משמשים לחישוב יכולת.מבחן ספסל זה מזהה במהירות אם תבנית חדשה או ערימה של רצף מתרחשת בטווח הצפוי.

פרוטוקול סירוב

התרגול הטוב ביותר הוא לעקוב אחר מחזור עיצוב-בוני-העיצוב: להתחיל עם עיצוב חיזוק בסיס המבוסס על סימולציה, לבנות חלק מבחן, להעריך את איכות זרימת הדם באמצעות הדמיה וסריקה CT, ולאחר מכן לשנות את פריסת חיזוק.בדרך כלל שניים עד שלושה מסלולים מספיקים כדי לתכנס על מסמך אופטימלי.

מסקנה

(עיצוב חיזוקים לזרימת רסין אופטימלית בתהליכים RTM הוא אתגר הנדסי רב-פנים המשלב בין מדע חומרי, דינמיקות נוזליות וידע ייצור מעשי.על ידי הבנה של יכולת, שליטה במדיות עובי, מניעת רִיק דרך venting אסטרטגי, ומינוף הליכי זרימה ואדריכלות טרום-form (HF) יכול להשיג LT-out רטוב, להפחית את זמני מחזור, לייצר חלקים באיכות גבוהה בכל עת.