Προχωρημένες συμβουλές σύνθετων υλικών (XV): Διαδικασίες και τεχνικές χύτευσης

Apr 02, 2025

Αφήστε ένα μήνυμα

1. Διαδικασίες και τεχνικές χύτευσης

Όταν θερμαίνεται στη θερμοκρασία χύτευσης, το διαφανές ακρυλικό πλαστικό γίνεται μαλακό και ευέλικτο, επιτρέποντάς του να σχηματιστεί σε σχεδόν οποιοδήποτε σχήμα. Μετά την ψύξη, διατηρεί το σχήμα σχηματισμού. Για λεπτές φύλλα, η κρύα κάμψη σε μία καμπυλότητα είναι δυνατή εάν η ακτίνα κάμψης είναι τουλάχιστον 180 φορές το πάχος του φύλλου. Η υπέρβαση αυτών των ορίων κατά τη διάρκεια της ψυχρής κάμψης εφαρμόζει υπερβολική πίεση στην πλαστική επιφάνεια, δημιουργώντας μικροσκοπικές ρωγμές ή ρωγμές γνωστές ως ‌crazing‌.

2. Θέρμανση

Φορέστε γάντια βαμβακιού για να αποφύγετε την αποχώρηση δακτυλικών αποτυπωμάτων στην μαλακή επιφάνεια. Απομακρύνετε όλο το προστατευτικό χαρτί και συγκολλητικό από το ακρυλικό φύλλο πριν από τη θέρμανση. Εάν το φύλλο είναι σκονισμένο ή βρώμικο, πλύνετε το με νερό και ξεπλύνετε καλά. Ξηρά απαλά με ένα μαλακό, απορροφητικό πανί.

‌ Ζεσταίνετε το ακρυλικό στην θερμοκρασία που συνιστάται στον κατασκευαστή για βέλτιστα αποτελέσματα. Χρησιμοποιήστε ένα φούρνο αναγκαστικού αέρα με εύρος θερμοκρασίας 120-374 βαθμών F (49-190 βαθμούς). Η υπερθέρμανση μπορεί να προκαλέσει φυσαλίδες επιφάνειας, συμβιβάζοντας την οπτική ποιότητα.

‌ Για ομοιόμορφη θέρμανση, αναστείλετε τα φύλλα κατακόρυφα χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες ελατηρίου που συνδέονται με τις άκρες τους και κρεμάστε τα σε ένα ράφι (Εικόνα 90). Για μικρότερα φύλλα ή εκείνα χωρίς επαρκή περιοχή άκρων, τοποθετήστε το φύλλο σε ένα ράφι που καλύπτεται με μαλακό πιλότο ή φανέλα. Εξασφαλίστε επαρκή ροή αέρα γύρω από το φύλλο.

news-640-407

Εικόνα 90: Αναστολή ακρυλικών φύλλων

Για μικρά έργα (π.χ. αποχρώσεις λαμπτήρων): Χρησιμοποιήστε ένα φούρνο κουζίνας. Οι λαμπτήρες θερμότητας που βρίσκονται σε απόσταση 7-8 ίντσες μεταξύ τους (18 ίντσες από το φύλλο) μπορούν να θερμαίνουν ομοιόμορφα τα λεπτά φύλλα.

3. Χύτευση

Το ακρυλικό πλαστικό απαιτεί ελάχιστη πίεση κατά τη διάρκεια της χύτευσης, τόσο απλά καλούπια από πιεσμένο ξύλο, κόντρα πλακέ ή γύψο αρκεί για βασικές καμπύλες. Οι σύνθετες ή σύνθετες καμπύλες ενδέχεται να απαιτούν ενισχυμένο πλαστικό ή γύψο.

Βεβαιωθείτε ότι η επιφάνεια του καλουπιού είναι απόλυτα ομαλή με την λείανση και την κάλυψή της με μαλακό ύφασμα (π.χ. υπαίθρια φανέλα ή μπιλιάρδο). Το καλούπι πρέπει να εκτείνεται πέρα ​​από τις γραμμές του τμήματος και να περιλαμβάνει διατάξεις για να συγκρατήσει το θερμαινόμενο πλαστικό σταθερά ενάντια στο καλούπι κατά τη διάρκεια της ψύξης. Μόλις σκληρυνθεί, ομαλά τραχιά περιοχή και καλύψτε με μαλακό ύφασμα για να δημιουργήσετε ένα επαναχρησιμοποιήσιμο καλούπι.

4. Μέθοδοι χύτευσης

4.1 Απλή σχηματισμός κάμψης

Ζεσταίνετε το φύλλο στη συνιστώμενη θερμοκρασία, αφαιρέστε από την πηγή θερμότητας και τραβήξτε το πάνω από το προετοιμασμένο καλούπι. Πατήστε το θερμαινόμενο πλαστικό απαλά πάνω στο καλούπι και σφιγκτήνετε ή κρατήστε το στη θέση του μέχρι να κρυώσει (10-30 λεπτά). Μην αναγκάζετε δροσερό.

4.2 Σχηματισμός ένωσης κάμψης

Χρησιμοποιείται για σύνθετα σχήματα (π.χ. καλύμματα φωτός αεροσκαφών ή φτερωτά φώτα), αυτή η μέθοδος απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό. Οι κοινές τεχνικές περιλαμβάνουν:

4.3 σχηματίζοντας τέντωμα
Το προθερμασμένο ακρυλικό είναι μηχανικά τεντωμένο πάνω από ένα καλούπι. Διατηρήστε το ομοιόμορφο πάχος, καθώς ορισμένα τμήματα τεντώνουν περισσότερο από άλλα.

4.4 Αρσενικό και θηλυκό σχηματισμό
Χρησιμοποιεί δαπανηρά αντιστοιχισμένα αρσενικά/θηλυκά καλούπια. Το θερμαινόμενο φύλλο τοποθετείται ανάμεσα στις μήτρες, οι οποίες κλείνουν μέχρι να κρυώσει το πλαστικό.

4.5 σχηματισμό κενού διαμορφωμένου προτύπου
Χρησιμοποιείται για καλύμματα αεροσκαφών: Ένα πρότυπο αποκοπής συνδέεται με ένα κουτί κενού. Το θερμαινόμενο ακρυλικό φύλλο συσφίγγεται πάνω από το πρότυπο. Η επιφανειακή τάση διαμορφώνει τον θόλο.

4.6 Θηλυκό σχηματισμό κενού
Για μη θόλα σχήματα: τοποθετήστε ένα θηλυκό καλούπι κάτω από το θερμαινόμενο φύλλο. Εξαντλήστε τον αέρα από την κοιλότητα του καλουπιού, αναγκάζοντας το πλαστικό να συμμορφωθεί με το καλούπι.

5. Κοπή και διάτρηση

5.1 Κοπή φύλλων

‌ Straight Cuts‌: Χρησιμοποιήστε ένα κυκλικό πριόνι με κοίλο εδάφους με δόντια πλευρικών μερών για ομαλές άκρες. Κόψτε μέσα σε 1/16 ίντσες του τελικού μεγέθους, στη συνέχεια άμμος προς ακρίβεια χρησιμοποιώντας ένα τύμπανο ή ζώνη άμμου.

5.2 διάτρηση

Σε αντίθεση με τα μαλακά μέταλλα, τα ακρυλικά πλαστικά έχουν ‌poor θερμική αγωγιμότητα, απαιτώντας προσεκτική διαχείριση θερμότητας κατά τη διάρκεια της διάτρησης. Για βαθιές τρύπες, η ψύξη είναι απαραίτητη και το ‌-διαλυτό πετρέλαιο κοπής είναι ένα ιδανικό ψυκτικό, καθώς δεν υποβαθμίζει το πλαστικό.

Τα τρυπάνια που χρησιμοποιούνται για το ακρυλικό πρέπει να είναι ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ ‌ Όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 91, η άκρη του τρυπανιού πρέπει να είναι αλεσμένη με ένα ‌ Larger που περιλαμβάνει γωνία ‌ σε σύγκριση με εκείνα που χρησιμοποιούνται για μαλακά μέταλλα. Επιπλέον, η γωνία ‌ rake πρέπει να ρυθμιστεί στο μηδέν για να ενεργοποιήσει το ‌scraping‌ (αντί να κόβει), ελαχιστοποιώντας την προσκόλληση τσιπ.

news-640-387

Εικόνα 91: Δούλευρο στρίψιμο με γωνία 150 μοιρών για ακρυλικό

Το κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας Unibit® έχει σχεδιαστεί για οπές γεώτρησης σε αλεξίπτωτα και παράθυρα αεροσκαφών. Όπως φαίνεται στο σχήμα 92, μπορεί να κόψει τρύπες που κυμαίνονται από ‌1/8 έως 1/2 ίντσες σε ‌1/32- ιντσών αυξήσεις, παράγοντας ομαλές, καθαρές τρύπες με ‌no ρωγμές στρες γύρω από τις άκρες.

news-640-379

Εικόνα 92: Ακρυλικό διάτρησης Unibit® Drilling

6. Συγκόλληση συγκόλλησης
‌ Οι πολυμερές συγκολλητικές ουσίες είναι σκευάσματα όπου ένας καταλύτης προστίθεται σε ένα ιξώδες μονομερές πολυμερές υγρό για να επιταχύνει την ταχεία σκλήρυνση. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν ‌ps -30 ® ‌ και ‌weld-on 40®, τα οποία είναι κατάλληλα για τη συγκόλληση όλων των τύπων Plexiglas®, ακρυλικών φύλλων χύτευσης και μέρη που διαμορφώνονται από plexiglas® pellets. Οι αρθρώσεις μπορούν συνήθως να αντιμετωπιστούν ‌ Μέσα 4 ώρες της συναρμολόγησης. Ενημερώστε με αν χρειάζεστε επιπλέον λεπτομέρειες!

 

7.
PS -30 ® και οι αρθρώσεις συγκόλλησης 40® διατηρούν εξαιρετική εμφάνιση και σταθερότητα χρώματος μετά από υπαίθρια έκθεση. Αυτές οι συγκολλητικές ουσίες σχηματίζουν σαφείς, διαφανείς δεσμούς που μοιάζουν με πηκτή, καθιστώντας τα απαραίτητα για εφαρμογές όπου το χρώμα και η οπτική ακεραιότητα της άρθρωσης είναι κρίσιμες.

Το PS -30 ® και η συγκόλληση 40® πρέπει να εφαρμόζονται σε θερμοκρασίες όχι χαμηλότερες από 65 μοίρες F (18,33 βαθμούς). Εάν η σκλήρυνση εκτελείται σε εσωτερικούς χώρους κάτω από 65 βαθμούς F (18,33 βαθμούς), ο χρόνος σκλήρυνσης θα αυξηθεί σημαντικά και η προκύπτουσα δύναμη της άρθρωσης θα μειωθεί.

Η κόλλα πρέπει να παρασκευάζεται σε αυστηρή συμφωνία με τους καθορισμένους λόγους του κατασκευαστή, εξασφαλίζοντας διεξοδική ανάμιξη. Χρησιμοποιήστε καθαρά δοχεία ανάμειξης γυαλιού ή πολυαιθυλενίου, καθώς τα ακατάλληλα δοχεία ή εργαλεία μπορεί να εισαγάγουν αποχρωματισμό ή να παρεμβαίνουν στη σκλήρυνση. Λόγω της εξαιρετικά σύντομης διάρκειας ζωής τους (περίπου 45 λεπτά), το Mixed PS -30 ® και η συγκόλληση 40® πρέπει να χρησιμοποιούνται αμέσως μετά την προετοιμασία. Προ-συναρμολογήστε όλα τα εξαρτήματα πριν αναμίξετε την κόλλα για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια χρόνου κατά τη διάρκεια της εφαρμογής. Για βέλτιστη λειτουργικότητα, ρίξτε την κόλλα σε αρθρώσεις μέσα σε 20 λεπτά από την ανάμειξη. Για να επιτευχθεί η μέγιστη ισχύς ραφής, ο συγκολλητικός δεσμός πρέπει να παραμείνει απαλλαγμένος από φυσαλίδες. Συνήθως, επιτρέποντας στην ανάμεικτη συγκόλληση να ξεκουραστεί για 10 λεπτά πριν η εφαρμογή επιτρέπει την αύξηση των φυσαλίδων στην επιφάνεια. Εάν οι φυσαλίδες σχηματίζονται μέσα στην άρθρωση, μπορούν να ανυψώσουν προσεκτικά χρησιμοποιώντας ένα μικρό σύρμα μη συστατικών ή παρόμοιο εργαλείο. Ωστόσο, ελαχιστοποιήστε τις διαταραχές στο συγκολλητικό στρώμα μετά την έκχυση.

Οι τεχνικές πλήρωσης χάσματος είναι κατάλληλες μόνο για καθαρό plexiglas®, ακρυλικά υλικά ή κρυμμένες ραφές. Για δυσδιάκριτες αρθρώσεις σε έγχρωμες Plexiglas® ή ακρυλικά, τα εξαρτήματα πρέπει να ταιριάζουν σφιχτά χρησιμοποιώντας κλειστά V-grooves, αρθρώσεις άκρων ή ακτινοβολούμενες άκρες.

Η ταινία καλύμματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία προτύπων συγκόλλησης, με την προϋπόθεση ότι η κόλλα δεν έρχεται σε επαφή με το συγκολλητικό στρώμα της ταινίας. Αυτό επιτυγχάνεται εύκολα τοποθετώντας μια λωρίδα ταινίας σελοφάν πάνω από την κόλλα της κολλητικής ταινίας. Η προσεκτική επιλογή της ταινίας είναι κρίσιμη: οι συγκολλητικές ουσίες σε τυποποιημένες ταινίες σελοφάν μπορεί να αναστέλλουν το PS -30 ® και τη σκλήρυνση της συγκόλλησης 40®. Πάντα να δοκιμάζετε συστήματα ταινιών σε αρθρώσεις δειγμάτων πριν από την παραγωγή για να επιβεβαιώσετε τη συμβατότητα.

Τα πολυμεριστά συγκολλητικά συρρικνώνονται κατά τη σκλήρυνση. Για να αντισταθμιστεί, η φρέσκια κόλλα θα πρέπει να υπερβεί ελαφρώς την άρθρωση. Το υπερβολικό υλικό μπορεί να επεξεργαστεί μετά από πλήρη σκλήρυνση (24 ώρες) εάν απαιτήσουν αισθητικές απαιτήσεις. Εφαρμόστε μόνο την πίεση επαφής κατά τη διάρκεια της σύνδεσης για να διασφαλίσετε ότι η κόλλα παραμένει περιορισμένη στην άρθρωση.

Οι φυσαλίδες τείνουν να ανεβαίνουν στην κορυφή του συγκολλητικού στρώματος σε αρθρώσεις γεμάτες κενό. Εάν αφαιρεθεί κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, αυτά δεν αποτελούν πρόβλημα. Αποφύγετε τη χρήση εργαλείων χαλκού, καθώς τα ιόντα χαλκού μπορεί να διαταράξουν τον πολυμερισμό.

8. Επισκευή
Όποτε είναι δυνατόν, αντικαταστήστε αντί να επισκευάσετε το ακρυλικό πλαστικό που έχει καταστραφεί εκτενώς. Ένα προσεκτικά επιδιορθωμένο τμήμα δεν θα ισούται ποτέ με ένα νέο μέρος, είτε οπτικά είτε δομικά. Στο πρώτο σημάδι της ανάπτυξης ρωγμών, τρυπήστε μια μικρή οπή (#30 ή 1 / 8- ιντσών τρυπανιού) στο ακραίο άκρο της ρωγμής, όπως φαίνεται στο σχήμα 93‌. Αυτό σταματά τη διάδοση της ρωγμής και διανέμει το στέλεχος σε μια ευρύτερη περιοχή. Για μικρές ρωγμές, η διάτρηση για να μπλοκάρει τη ρωγμή μπορεί να αρκεί μέχρι να αντικατασταθεί ή μια μόνιμη επισκευή είναι εφικτή.

 

news-640-203

Εικόνα 93: Διάτρηση διακοπής ρωγμών

(Όλη η αρχική καταπόνηση προκαλώντας τα συμπυκνωμένα ρωγμές στο σημείο Α, προωθώντας την επέκταση της ρωγμής.

9. Καθαρισμός

Ενώ τα πλαστικά προσφέρουν πλεονεκτήματα πάνω από το γυαλί στη χρήση των αεροσκαφών, στερούνται σκληρότητας επιφάνειας του γυαλιού. Φροντίδα άσκησης κατά τη συντήρηση για να αποφευχθούν γρατζουνιές ή βλάβη στην επιφάνεια. Καθαρίστε τα πλαστικά με άφθονο νερό και ήπιο σαπούνι, χρησιμοποιώντας ένα καθαρό, μαλακό, χωρίς τρίχες, σφουγγάρι ή γυμνά χέρια. Αποφύγετε τη βενζίνη, το αλκοόλ, το βενζόλιο, την ακετόνη, το τετραχλωρίδιο του άνθρακα, τους πυροσβεστήρες, τα υγρά απομάκρυνσης, τα αραιωτικά χρώματα ή τα σπρέι καθαρισμού παραθύρων, καθώς αυτά μαλακώνουν το πλαστικό και προκαλούν ρωγμές.

Ποτέ μην τρίβετε τα πλαστικά με ένα ξηρό πανί, καθώς αυτό κινδυνεύει από γρατζουνιές και δημιουργεί στατικές χρεώσεις που προσελκύουν σκόνη. Μετά την αφαίρεση βρωμιάς και λίπους, εφαρμόστε ένα εμπορικό κερί υψηλής ποιότητας εάν δεν υπάρχουν ορατές σημαντικές γρατζουνιές. Εφαρμόστε κερί σε ένα λεπτό, ομοιόμορφο στρώμα και γεμίστε απαλά με ένα μαλακό πανί για ένα γυαλισμένο φινίρισμα.

10.
Μην επιχειρήσετε χειροκίνητη στίλβωση ή αποβάθρα μέχρι να καθαριστούν οι επιφάνειες. Χρησιμοποιήστε μαλακές, ανοιχτές βαμβακερές τροχούς ή τροχούς φανέλας. Οι ελαφρές γρατζουνιές μπορούν να αντιμετωπιστούν με έντονη τρίψιμο της πληγείσας περιοχής με ένα καθαρό πανί που βυθίζεται σε ένα μίγμα τερεβινθέλης ή ένα υγρό πανί επικαλυμμένο με καθαριστικό αυτοκινήτων. Αφαιρέστε το υπόλειμμα καθαρισμού με ένα ξηρό, μαλακό πανί. Σημειώστε ότι τα πλαστικά ακρυλικής και κυτταρίνης οξικού άλατος είναι θερμοπλαστικά. Η παρατεταμένη βούληση δημιουργεί θερμότητα τριβής, μαλάκυνση της επιφάνειας και προκαλώντας οπτική παραμόρφωση.

11. Εγκατάσταση παρμπρίζ
Τα πάνελ αντικατάστασης πρέπει να ταιριάζουν με το υλικό που χρησιμοποιείται αρχικά από τον κατασκευαστή του αεροσκάφους. Τα διαφανή πλαστικά ποικίλλουν ευρέως σε ιδιότητες-θερμική επέκταση, χαμηλής θερμοκρασίας, αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, ακεραιότητα επιφάνειας κλπ. Ανατρέξτε στις ‌mil-HDBK -17, πλαστικά για αεροσκάφη, Μέρος ΙΙ: Διαφανή υλικά υαλοπίνακας (διαθέσιμο από το κυβερνητικό γραφείο εκτύπωσης) για λεπτομερή προδιαγραφή. Τα υποκατάστατα υλικά με διαφορετικές ιδιότητες μπορεί να οδηγήσουν σε επιχειρησιακά ζητήματα, καθώς οι κατασκευαστές επιλέγουν υλικά βάσει αυτών των κρίσιμων χαρακτηριστικών.

12. Διαδικασίες εγκατάστασης
Κατά την αντικατάσταση των πλαισίων, προσκολλώνται στη μέθοδο εγκατάστασης του κατασκευαστή του αεροσκάφους. Ενώ οι λεπτομέρειες ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του αεροσκάφους, ακολουθήστε αυτές τις αρχές:

       1,‌Αποφύγετε την αναγκαστική τοποθέτηση‌: Ποτέ μην παραμορφώνετε τα πλαστικά πάνελ για να ταιριάζουν τα πλαίσια. Εάν ένας πίνακας αντικατάστασης αντιστέκεται στην εγκατάσταση, αντικαταστήστε το ή θερμαίνετε απαλά ολόκληρο τον πίνακα για την αναμόρφωση. Στην ιδανική περίπτωση, κόψτε και εγκαταστήστε τα πλαίσια σε θερμοκρασία δωματίου.

       2,‌Διαχείριση άγχους‌: Μην υποβάλλετε πλαστικό σε υπερβολική συμπιεστική τάση κατά τη διάρκεια της σύσφιξης ή του βιδώρου. ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΕΙΑ ΚΑΛΥΜΜΑΤΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ 1, 000 Το PSI κινδυνεύει ζημιά. Σφίξτε σταθερά τα καρύδια και στη συνέχεια πίσω από μια πλήρη στροφή για να διατηρήσετε την ρύθμιση των δακτύλων.

       3,‌Προφυλάξεις υλικού‌: Χρησιμοποιήστε διαχωριστικά, περιλαίμια, ροδέλες ώμων ή κλειδωμένα για να αποφύγετε υπερβολικά σφάλματα. Διατηρήστε τις αρχικές ποσότητες υλικού (μπουλόνια, ροδέλες κ.λπ.) όπως καθορίζεται. Για τις εγκαταστάσεις με πριτσίνια, εξασφαλίστε επαρκή απόσταση για να αποφύγετε την τάση που προκαλείται από το πλαίσιο.

      4,‌Ενσωμάτωση φλάντζας‌: Εγκαταστήστε τα πλαστικά πάνελ με καουτσούκ, φελλό ή παρόμοια παρεμβύσματα με αδιάβροχες αρθρώσεις, μείωση των δονήσεων και διανείμετε συμπιεστική τάση.

      5,‌Θερμική διαστολή‌: Το πλαστικό επεκτείνεται/συμβαδίζει σημαντικά περισσότερο από τα μεταλλικά κανάλια. Εγκαταστήστε τα πάνελ του παρμπρίζ σε κανάλια με επαρκή βάθος (ελάχιστο 1 ίντσες) και ένα κενό 1 / 8- ιντσών στη βάση καναλιών για να αποφευχθεί η απόσπαση κατά τη διάρκεια της ψυχρής συστολής ή της επαγόμενης από φορτίο παραμόρφωσης.

      6,‌Τρύπα‌: Για εγκαταστάσεις μπουλονιών/πριτσίνια, τρυπήστε τρύπες 1/ 8- inch υπερμεγέθη και επικεντρωμένη για να αποφευχθεί η δέσμευση ή η ρωγμή. Συνιστώνται οπές με σχισμές.

Ολοκληρώθηκε το πλήρες κείμενο

Πηγή "Composites Frontier" Δημόσια ιστοσελίδα