מימון של העברה חוזרת

Resin Transfer מוליד (RTM) הוא תהליך ייצור מורכב סגור המשלב סיבים יבשים preforms עם רזוסין תרמוסט נוזל תחת לחץ מבוקר וטמפרטורה.השרף מוזרק לתוך חלל עובש חתומה, שבו הוא יישב את הסיבים ותרופה כדי ליצור חלק חזק, קל משקל.

עם זאת, עיצוב RTM דורש הבנה עמוקה של המשחק בין כימיה רזסין, אדריכלות סיבים, גיאומטריה עובש ופרמטרים תהליך. כלי RTM מעוצב היטב יכול לייצר מאות או אלפי חלקים עם גרדיטה מינימלית, בעוד כלי מעוצב גרוע מוביל לעבודה יקרה, שרף פסולת, ועיכובים ייצור.

עקרונות מרכזיים להפחתה ב-RTM

אופטימיזציה של Mold Design for Resin Efficiency

הגיאומטריה הישנה מכתיבה ישירות את נפח השרף הנדרש.ממדי חלל נדיבים, פינות חדות, ונמלי הזריקה המוצבים בצורה גרועה יכולים לכפות עודף של 10-20% של רזין מעבר למה שהחלק באמת צריך.כדי להילחם זה, מעצבים צריכים לציין את ה-FLT:0net-shape או ליד-net-shape (1LT:1 עם סובלנות.

בנוסף, (FLT:0) הכנסת השער מיקום: 1FLT) הוא קריטי.לסגור שערים בנקודה הנמוכה ביותר של העשבות כך ששרף זורם מעלה, מסלק אוויר לפניה. עבור חלקים גדולים או מורכבים, שערי מרובים עשויים להיות נדרשים; אלה צריכים להיות ממוקמים כדי ליצור חזיתות זרימה מאוזנת ולהימנע מקווי נחירות מקודמות היטב.

תוכנית לנטרל את הוואידים ו- Scrap

האוויר הנטוע הוא אחד המקורות הנפוצים ביותר של פסולת ב RTM. כאשר האוויר דחוס בתוך התבנית, הוא יוצר porosity, רִיק, או פגמים משטח שהופכים את החלק unusable.Wes חייב להיות ממוקם בנקודות הגבוהות ביותר של הavity ולאורך אזורי התכנסות של זרימה קדמית (FLT:0grooved ואקום LT1) או PTi כדי למנוע ריצוף מלא של לחץ על ידי ריקבון (RVi) באופן קבוע (RVi) באופן קבוע (RV).

מחקרים סימבוליים הראו כי אפילו vent יחיד שאינו מוחלף יכול להגדיל את שערי הגרדונים על ידי 15-25%, ביצוע סימולציה זרימה וירטואלית לפני חיתוך מתכת עבור עובש מאפשר למעצבים לאמת מיקומים ועמדות שער ללא חומר מבזבז.

משאבים חיצוניים: עבור הנחיות עיצוב מפורטות, מתייחס ל-FLT:0 (Compositesworld RTM) כלי עיצוב עיצוב מדריך עיצובי FLT:1.

השתמש ב-Preformation ובעיצוב Preform

בזבז לא מתחיל עם resin - זה כולל גם חומר סיבים עודף. in RTM, סיבים יבשים preform צריך להיות לחתוך צורה ליד-net באמצעות תוכנה קינון אוטומטי כדי למקסם את ניצול הבד.FLT:0Proper סיבים אוריינטציה FLT 1 הוא לא רק דרישה מבנית אלא גם מינוף פסולת צריך להיות מתואם עם נתיבי העומס הראשוניים, פחות נדרשים, וגורם של צריכת מוגזמת הוא לא ניתן למזערית של צריכת דחיסה - 1.3.

מצמידים ומטאצים יכולים לעזור להחזיק סיבים במקום במהלך סגירת עובש, צמצום קצה הנפיחות ואת הצורך של trimming לאחר-mold. עבור גיאוגרפיות מורכבות, להשתמש מיקום סיבים מותאמים (TFP) או שלושה ממדים לחיכים כדי ליצור preiding נטו-shape כי אין צורך חיתוך נוסף. גישה זו יכולה לחתוך סיבים על ידי 30-50% בהשוואה ידני ושלישית.

עיצוב עבור Ease of Demolding

נזק במהלך ההדגמה הוא מקור חבוי של פסולת.חלקים כי סדק, משמיד או עיוות על הסרת לא ניתן להציל.כדי למנוע זאת, לשלב את זה:0draft זוויות FLT:1 של לפחות 1-2 על קירות אנכיים.

החל סוכן שחרור עובש באיכות גבוהה לפני כל מחזור, לשקול באמצעות ציפוי שחרור חצי-מצוע שנמשך 10-20 מחזורים. כמה יצרנים משתמשים כעת FLT:0-עצמי-הקל על פני השטח של פני השטח של עצמם (למשל, ציפוי ניקל מבוזר PTFE) כדי לחסל את הצורך עבור שכפול תכוף תכוף, ובכך להפחית את הזמן ובזבוז משחרור יתר על פני התפילה.

משאבים חיצוניים: מדריך של 0ASME על טיוטות של תבניות מורכבות: 1FLT מציע המלצות מעשיות.

שיפור יעילות הייצור

פיזור חלק גאומטריה וקונסולות

ג'ממטות מורכבות דורשות לעתים קרובות פעולות עובש מרובות (מפולות, הכניסות, ליבות) וזמני מחזור ארוכים יותר.כל רכיב נוסף של עובש נעים מוסיף עלות ופוטנציאל של אי-השונות, אשר יכול לייצר גרדנות. במידת האפשר, FLT:0si מגדילים את הצורות חלק של גלקסיותFLT:1 על ידי שילוב רכיבים מרובים לתוך חלק מעובש יחיד.

לדוגמה, חרטה מבנית של רכב שפעם היה מורכב משלושה חתיכות מתכת מוטבע וארבעה ברגים ניתן לעצב מחדש כחלק אחד RTM מורכב עם צלעות אינטגרליות ובוסים עלים.התוצאה היא ירידה של 40% בספירה חלק ופסולת חומרית ליד אפס מפעולות חיתוך.עיצוב עבור מניפולציה (DF) ביקורות מוקדמות במחזור הפיתוח יכול לזהות הזדמנויות כגון עצירות.

סטנדרטיזציה של Components and Tooling

סטנדרטיזציה היא מנוף חזק ויעילות.כאשר חלקים RTM מרובים חולקים את אותו בסיס עובש, מערכת הזריקה או קצה גיאומטריה, זמני שינוי מתכווץ משעות עד דקות.שימוש ב-FLT:0common עובש מסגרת גדליםFLT:1 וחילופים משתנים. סטנדרטיזציה של תאי הזרקת יציאות ומיקומים מאווררים כך שאותן הגדרות resin repens יכול לשמש על פני משפחה של חלקים חדשים של תהליך ההתקנה.

בייצור גבוה בנפח גבוה, לשקול שימוש ב-FLT:0 החלפה תבניות תבניות תבניות של שינוי 1FIRLT עם מערכות clamping אוטומטיות.אלה יכולים לקצץ את שינוי עובש זמן עד 80% ואת הפסולת המשויכת מקווי ניקוי ובדיקה ראשונה.ההשקעה הראשונית ב סטנדרטיזציה התאוששה במהירות באמצעות מופחתת זמן מופחת ופחות חלקים מגרד במהלך ההתחלה.

תוכנית Resin Flow Paths for מדים

זרימת רזין אחידה חיונית לאיכות חלק עקבי ופסולת מינימלית.עיצוב התבנית עם ערוצי זרימה (FLT:0flow או ערוצי הפצה מדיה תקשורתית FLT:1 אשר מדריך שרף אפילו על פני הסיבים preform. להימנע שינויים פתאומיים בפרשת צלב שיכול לגרום מסלול גזע (resin זורם מהר יותר לאורך הקצוות) או טיהור. עבור חלקים דקים, להשתמש זרימה היקפית סביב ערוץ שווה כדי למנוע לחץ קצר לפני השטח.

ב-Valak-sted RTM, שכבת מרש (למשל, ניילון או פוליסטר נטוינג) ממוקם על גבי ה- preform יכול להאיץ הפצה שרף ולהקטין את זמן מילוי עד 30-50%. עם זאת, מרש זה מוסיף לעלות חד פעמית, כך שיש להשתמש בו רק במידת הצורך.

משאבים חיצוניים: האגודה של מהנדסי ייצור (SME) מפרסם מאמר טכנאי על RTM Flow Path OptimizationFLT:1 המספק השוואות חישוביות.

השתמש בכלים לחיזוי ומניעת Defects

הנדסה ממוחשבת (CAE) סימולציה כבר לא אופציונלית עבור עיצוב RTM יעיל. Flow סימולציה צופה התקדמות חזיתית, זמן היסוס, התפלגות טמפרטורה ונקודות יבשות פוטנציאלי לפני תבנית אחת נבנה. על ידי הפעלת ניסויים וירטואליים, מהנדסים יכולים לזרז שער ועמדות אוור, להתאים את הלחץ הזריקה, ובחר resin מרפא קינטית כדי להתאים את הכלי.

(הדגשה) היא גם מאפשרת (הדגשה:0) לאופטימיזציה של פרמטר פרמטר (הדגשה) ל-[[1924]], לחץ הזריקה צריך להיות גבוה מספיק כדי להתגבר על עמידות בסיבים, אך נמוך מספיק כדי להימנע משטף סיבים.

שיקולים מתקדמים

בחירה חומרית והשפעה על פסולת

בחירת מערכת רזסין משפיעה ישירות על פוטנציאל הפסולת. . Low-viscosity resins (בדרך כלל FLT:0Carely תואם ג'ל resin זמן לעצב טמפרטורה ו קצב ההזרקה 1 כדי להימנע הן תחת ו over-cure. עבור חלקים גדולים, מערכות רזין עם חיי סיר מורחב (>30 דקות) להפחית את הסבירות של אמצע הצילום כי לרפא את החלק ואת התבנית.

חומר סיבים גם משנה.E-glass הוא עלות-יעילות אך מעורר; סיבים פחמן מציעים נוקשות גבוהה יותר אך נוטה להטעות במהלך ההזרקה.שימושFLT:0stitched fabrics או non-crimp בדים (NCF)igpLT:1 אשר מתנגד לעיוות טוב יותר מאשר ארגט, המוביל לחיזוי חדירות ומעט יותר מתנועה.

יצירת חידושים ל Boost Throughput

קידום חומרים כלי יכול לשפר את היעילות.FLT:0Composite תבניות FLT:1 עשוי פחמן /טופoxy כלי מקדים להציע מחזורי חימום מהירים יותר מחזורי קירור מאשר פלדה או אלומיניום, צמצום זמן מחזורי עד 20 עד 40%. הם גם מבטלים את הצורך חימום ההמונים תרמיים גדולים, חיסכון באנרגיה.

עבור בינוני עד גבוה לרוץ, FLT:0 התחממות עובש טבולית טבול 1 עם תנורי מחסנית חשמלית משובצים או ערוצים נוזליים לספק שליטה טמפרטורה מדויקת.זה מונע כתמים חמים הגורם שרף מוקדם ג'ללינג ולהפחית את הגרד מפגמים תרמיים.

אוטומציה ותהליך מעקב

ההזרקה האוטומטית של preform, זריקת רסין, וריפוי ניטור מפחיתה את השגיאה האנושית ומשפרת את העקביות.0. [הסיבים הציטימים של FLT:1] יכול לייצר preforms ליד-net-shape עם פסולת מינימלית אפס טריזינג ידני.In-line חיישנים (למשל, חיישנים דיאלקטריים, לחץ טרנסדוק) מעקב אחר ההגעה, התקדמות, ועלייה בגבהים אחרים מחיישנים יכולים להתאים את החיישנים אלה לטמפרטורה כדי להתאים את הפחתת העלולים להתרחש לפני הדימום בזמן הדימום בזמן.

התוצאה היא תא "חכם RTM" שיכול לרוץ ללא השגחה עבור שינויים מרובים, יצירת חלקים באיכות גבוהה עם כמעט אפס פסולת מאסטיית תהליכים. ... עקרונות 4.0 החל RTM הראו ירידה של עד 80% בקווי טייס.

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

  • (FLT:0) ⁇ : Over-injection.cioFLT:1 , הזרקת יותר שרף מאשר צורך להבטיח מילוי מוביל לחומרים מבוזבזים ולחלקים כבדים יותר. השתמש בסימולציה כדי לקבוע את נפח השרף המדויק הנדרש, ולהשתמש במשאבי מ"מ עם דיוק ±1%.
  • <חזק>Pitfall: יתרון גרוע חותם. ב RTM, שרף קו החלקה הוא פסולת ולעתים קרובות דורש טריזינג משנית.עיצוב תבנית אפס-flash עם פער מבוקר הדוק (<0.1 מ"מ) או להשתמש בהסכם חותם קורנל.
  • (FLT:0) ⁇ : סיבים שלמים רטובים (outcioFLT) 1 לחץ הזרקת Insufficient או טמפרטורה רזינה נמוכה מדי יכול להשאיר סיבים יבשים.בדוק כי מדד ה-RIM (הלחץ הזריקה להתנגדות סיבים) הוא מעל 1.2 עבור משיכה מלאה.
  • (FLT:0) ,Pitfall: הזנחה של עובש תחזוקה.IRLT:1 ; משטחים עובש מלוכלך או שרטט מגביר את החיכוך, להאט מילוי וגורם לחלבונים.

יישום עולמי: חברת הרכב Front End Carrier

שקול מקרה של תעשיית הרכב: נושא חזיתי שהיה בעבר אוסף פלדה ממותק של שישה חלקים מוטבע, במשקל 8 ק"ג. Redesigned כמרכיב יחיד RtricTM באמצעות מערכת פחמן /פס, המשקל החלק ירד ל 2.5 ק"ג - ירידה של 69% ב- RSD ב- Rup של תוכניות עיצוב שתואר לעיל - ליד סיבים מוקדמים, אופטימיזציה של מיקום, ו-Valvas-Ass-upistsin - לעומת 26% פחות זמן חיתוך פלדה היה נמוך יותר מ- 2 דקות.

דוגמה זו ממחישה כי ההשקעה של Upfront בסימולציה עיצוב ואופטימיזציה כלי רכב משלם במהירות בחיסכון חומרי ויעילות ייצור.

מסקנה

תכנון להעברת Resin Transfer מחייב שינוי מהמחשבה של התבנית ככלי המכילה פשוט לצפות בו כמערכת עיבוד משולבת. על ידי אופטימיזציה של גיאומטריה עובש, מיקום vent, אוריינטציה סיבים, וזרימה שבילים, יצרנים יכולים להשיג חלקים עם איכות גבוהה תוך צמצום דרמטי של כלי בזבז.סימולציה וכלי סטנדרטי שיפור נוסף יעילות, מה שהופך את RTM תחרותי עם תהליכים בעלי רמות גבוהות כמו עובש או דפוס ההזרקה.

אימוץ גישה שיטתית: הפעלת ניסויים זרימה וירטואליים מוקדם, לאמת מיקומים vent ושער, לבחור חומרים עם תכונות ידידותיות לתהליך, להשקיע בפרטי עיצוב עובש כגון הטיוטה זוויות ומשטחים. עם שיטות אלה, RTM הופך לא רק אפשרות מעשית לייצור מורכב אלא רזה, בר קיימא, רווחי אחד.

מקורות חיצוניים לקריאה נוספת: אתר האינטרנט של אתר האינטרנט של FLT (FLT:0) מציע ספריית מחקר עיצוב RTM. for Standards on Complex Testing and Quality, מתייחס ל-2AS:2AS D30 הוועדה פרסומים של RLT 3.