Poznámky k přednášce Advanced Composite Materials (XV): Procesy a techniky formování

Apr 02, 2025

Zanechat vzkaz

1. procesy a techniky formování

Při zahřívání na teplotu formování se průhledný akrylový plast z měkký a flexibilní, což umožňuje vytvoření do téměř jakéhokoli tvaru. Po chlazení si zachová vytvořený tvar. U tenkých listů je možné ohýbání chladu do jediného zakřivení, pokud je poloměr ohybu nejméně 180násobkem tloušťky listu. Překročení těchto limitů během ohýbání studeného se na plastové povrch nasazuje nadměrný napětí a vytváří malé trhliny nebo trhliny známé jako „Crazing“.

2. Vytápění

Noste bavlněné rukavice, aby nedocházelo k ponechání otisků prstů na měkkém povrchu. Před zahříváním vydejte veškerý ochranný papír a lepidlo z akrylového plechu. Pokud je list zaprášený nebo špinavý, umyjte ji vodou a důkladně opláchněte. Jemně osušte měkkým, absorpčním hadříkem.

‌ Zahřejte akryl na teplotu doporučenou výrobcem, aby se optimální výsledky. Použijte troubu s nuceným vzduchem s teplotním rozsahem 120–374 stupňů F (49–190 stupňů). Přehřátí může způsobit povrchové bubliny, což ohrožuje optickou kvalitu.

‌ Pro rovnoměrné vytápění zavěste listy svisle pomocí pružinových svorek připojených k jejich okrajům a zavěste je na stojanu (obrázek 90). Pro menší listy nebo ty, které nemají dostatečnou plochu okraje, položte list na stojan pokrytý měkkým plstem nebo flanelem. Zajistěte adekvátní proudění vzduchu kolem listu.

news-640-407

‌Obrázek 90: Pozastavení akrylových listů

U malých projektů (např. Odstíny lamp): Použijte kuchyňskou troubu. Infračervené tepelné lampy rozmístěné 7–8 palců od sebe (18 palců od listu) mohou rovnoměrně zahřívat tenké listy. Přímý kontakt s horkou vodou nebo párou, protože to může zakrývat akryl.

3. formování

Akrylový plast vyžaduje během lisování minimální tlak, takže pro základní křivky stačí jednoduché formy z lisovaného dřeva, překližky nebo omítky. Složité nebo složené křivky mohou vyžadovat vyztužený plast nebo omítku.

Zajistěte, aby byl povrch formy dokonale hladký broušením a zakrytím měkkou látkou (např. Venkovní flanel nebo kulečníkovou pociťovanou). Forma by měla přesahovat hranice oříznutí části a zahrnout ustanovení, aby držel zahřátý plast pevně proti formě během chlazení. Otevřená rozbitá část pásky, vosk nebo olej by měla být zabráněna omítkou. Jakmile jsou ztuhnuty, hladké drsné oblasti a přikryjte měkkou látkou, abyste vytvořili opakovaně použitelnou formu.

4. metody formování

4.1 Jednoduché formování ohybu

Zahřejte list na doporučenou teplotu, vyjměte ze zdroje tepla a zakryjte jej přes připravenou formu. Jemně zatlačte zahřátý plast na formu a svorkujte nebo ji držte na místě, dokud se neochladí (10–30 minut). Nemějte sílu.

4.2 Formování složeného ohybu

Tato metoda, která se používá pro komplexní tvary (např. Klapice letadel nebo kryty světla WingTip), vyžaduje specializované vybavení. Mezi běžné techniky patří:

‌4.3 Roztažení Tvarování‌
Předehřívaný akryl je mechanicky natažen přes formu. Udržujte rovnoměrnou tloušťku, protože některé sekce se táhnou více než jiné.

‌4.4 Formování mužů a žen‌
Používá nákladné porovnávané samčí/ženské formy. Vyhřívaný list je umístěn mezi umírajícími, které se blíží, dokud se plast nevychladne.

‌4.5 Tvarování vakua ve tvaru tvaru‌
Používá se pro letounové baldachýny: Výřezová šablona je připevněna k vakuové krabici. Vyhřívaný akrylový list je sevřen přes šablonu. Air je evakuován z krabice, což umožňuje tlaku vnějšího vzduchu nutí plast přes otevření šablony. Povrchové napětí formuje kupoli.

‌4.6 Formování vakua žen‌
Pro nerusové tvary: Umístěte ženskou formu pod vyhřívaný list. Evakuate vzduch z dutiny formy, nutit plast, aby odpovídal formě.

5. Řezání a vrtání

5.1 Řezání listů

‌ Přímé řezy‌: Použijte pro hladké okraje s bočními hranami dutý kruhová pila s bočními zuby. Vystřihněte do 1/16 palce od konečné velikosti, poté písek přes přesnost pomocí bubnu nebo pásového brusky.

5.2 Vrtání

Na rozdíl od měkkých kovů mají akrylové plasty tepelnou vodivost ‌poorů, které během vrtání vyžadují pečlivé řízení tepla. U hlubokých děr je chlazení nezbytné a řezací olej rozpustný ve vodě je ideální chladicí kapalina, protože nehodí plast.

Bity vrtáku používané pro akryl musí být ‌sprecisely naostřeny‌ bez přezdívek nebo otřepů, které by mohly narážet povrch. Jak je znázorněno na obrázku 91, špička vrtání by měla být uzemněna s ‌largerem zahrnutým úhlem “ve srovnání s těmi, které se používají pro měkké kovy. Kromě toho musí být úhel ‌Rake nastaven na nulu‌, aby se povolil ‌scraping‌ (spíše než řezání), což minimalizuje adhezi čipu.

news-640-387

Obrázek 91: Twist vrták s úhlem 150 stupňů pro akryl

Patentovaný Unibit®‌ je určen pro vrtné otvory v letadlech a oknech. Jak je znázorněno na obrázku 92, může řezat otvory v rozsahu od ‌1/8 do 1/2 palce‌ v ‌1⁄ 32- palcových přírůstcích ‌, což vytváří hladké a čisté otvory s prasklinami napětí “kolem okrajů.

news-640-379

‌Obrázek 92: Drilingový akryl UNIBIT®

‌6. Adhezivní vazba‌
‌ Polymerizovatelná lepidla‌ jsou formulace, kde se katalyzátor přidá do viskózní monomerní-polymerní kapaliny pro urychlení rychlého kalení. Příklady zahrnují ‌ps -30 ®‌ a ‌weld-on 40®‌, které jsou vhodné pro spojení všech typů plexiglas®, akrylové listy a díly formované z plexiglas® pelety. Lze se obvykle manipulovat s 4 hodinami sestavy. Pro optimální sílu umožňují ‌24 hodin‌ před podrobením kloubu na stres. Tato metoda zajišťuje odolné, vysoce pevné vazby pro akrylové materiály. Pokud potřebujete další podrobnosti, dejte mi vědět!

 

7. Adhezivní aplikace‌
PS -30 ® a Weld-On 40® klouby si zachovávají vynikající vzhled a barevnou stabilitu po venkovní expozici. Tato lepidla tvoří jasné, průhledné gelové vazby, díky nimž jsou zásadní pro aplikace, kde je barva a vizuální integrita kloubu kritická.

PS -30 ® a Weld-on 40® musí být aplikovány při teplotách, nižší než 65 stupňů F (18,33 stupňů). Pokud se provádí vyléčení uvnitř 65 stupňů F (18,33 stupně), doba kalení se podstatně zvětší a výsledná síla kloubu se sníží.

Lepidlo musí být připraveno v přísném souladu s určenými poměry výrobce, což zajišťuje důkladné míchání. Používejte čisté sklo nebo polyethylenové míchací nádoby, protože nesprávné nádoby nebo nástroje mohou zavést zbarvení nebo zasahovat do vytvrzování. Vzhledem k jejich extrémně krátké životnosti pot (přibližně 45 minut) musí být smíšené PS -30 ® a Weld-on 40® použity ihned po přípravě. Před smícháním lepidla předběžně sestavte všechny komponenty, aby se během aplikace minimalizovala časová ztráta. Pro optimální zpracovatelnost nalijte lepidlo do kloubů do 20 minut po míchání. K dosažení maximální síly švu musí lepicí vazba zůstat bez bublin. Obvykle umožňuje smíšenému lepidlu odpočívat po dobu 10 minut před tím, než se aplikace umožňuje stoupat na povrch. Pokud se bubliny tvoří uvnitř kloubu, mohou být pečlivě zvednuty pomocí malého vodiče bez kopce nebo podobného nástroje; Po nalití však minimalizujte poruchy lepicí vrstvy.

Techniky vyplňování mezer jsou vhodné pouze pro jasné plexiglas®, akrylové materiály nebo skryté švy. U nenápadných kloubů na barevných plexiglasu nebo akrylech se musí komponenty pevně hodit pomocí uzavřených V-Grooves, Tutter kloubů nebo rentgenových okrajů.

Maskovací páska lze použít k vytvoření vazby šablon za předpokladu, že lepicí povrch nekontaktuje adhezivní vrstvu pásky. Toho lze snadno dosáhnout umístěním pásu celofánové pásky přes lepicí stranu maskování pásky. Pečlivý výběr pásky je kritický: Lepidla na standardních celofánových páskách mohou inhibovat PS -30 ® a Weld-On 40® Curing. Před výrobou vždy testujte páskové systémy na vzorcích kloubů, abyste potvrdili kompatibilitu.

Polymerizovatelná lepidla se během kalení se zmenšují. Pro kompenzaci, čerstvě nalité lepidlo by mělo mírně přeplnit kloub. Přebytečný materiál může být po úplném vytvrzování (24 hodin) obroben, pokud vyžadují estetické požadavky. Během vazby aplikujte pouze kontaktní tlak, abyste zajistili, že lepidlo zůstává omezeno na kloub.

Bubliny mají tendenci stoupat na horní část adhezivní vrstvy v kloubech naplněných mezerou. Pokud jsou během zpracování odstraněny, nepředstavují problém. Vyvarujte se používání měděných nástrojů, protože měděné ionty mohou narušit polymeraci.

‌8. Oprava‌
Kdykoli je to možné, vyměňte spíše než opravte akrylový plast, který byl rozsáhle poškozen. Pečlivě opravená část se nikdy nerovná nové části, ať už opticky nebo strukturálně. Při prvním znamení vývoje trhlin vyvrtejte malou díru (#30 nebo 1⁄ 8- palcový bit) na extrémním konci trhliny, jak je uvedeno v ‌figure 93‌. Tím se zastaví šíření trhlin a distribuuje napětí přes širší oblast. U drobných trhlin může vrtání trhliny stačit, dokud není proveditelná výměna nebo trvalá oprava.

 

news-640-203

Obrázek 93: Zastavení trhlin

(Všechny počáteční napětí způsobující koncentráty trhliny v bodě A, podporující rozšiřování trhlin. Vrtání malé díry (A1) na koncovém bodě trhliny s bitím #30 nebo 1⁄8 "redistribuuje napětí. Každá trhlina pocházející z otvorů nebo otvorů by měla být vyvrtána podobně.)

‌9. Čištění‌

Zatímco plasty nabízejí výhody oproti sklenici při používání letadel, postrádají skleněnou tvrdost povrchu. Během údržby cvičte péči, abyste se vyhnuli poškrábání nebo poškození povrchu. Vyčistěte plasty s dostatečnou vodou a jemným mýdlem pomocí čistého, měkkého, bezkrupového hadříku, houby nebo holých rukou. Vyvarujte se benzínu, alkoholu, benzenu, acetonu, tetrachloridu uhlíku, hasicích přístrojů, deicingových tekutin, ředidlech barvy nebo sprejů čištění oken, protože tyto změkčení plastu a indukují praskání.

Nikdy netřete plasty suchým hadříkem, protože to riskuje poškrábání a generuje statické náboje, které přitahují prach. Po odstranění nečistot a mastnoty naneste vysoce kvalitní komerční vosk, pokud nejsou vidět žádné významné škrábance. Naneste vosk v tenké, jednotné vrstvě a jemně buff s měkkým hadříkem pro leštěný povrch.

‌10. Leštění‌
Nepokoušejte se manuální leštění nebo leštění, dokud nejsou povrchy čisté. Používejte měkká kola bavlny nebo flanelového lefte na otevřené vazbě. Světelné škrábance mohou být řešeny energicky otřesem postižené oblasti čistým hadříkem namočeným ve směsi turpenténního škíva nebo vlhkým hadříkem potaženým automobilovým čisticím prostředkem. Odstraňte zbytky čisticího prostředku suchým měkkým hadříkem. Všimněte si, že akrylové a celulózové acetátové plasty jsou termoplastické; Prodloužené levování vytváří tření teplo, změkčuje povrch a způsobuje vizuální zkreslení.

‌11. Instalace čelního skla‌
Náhradní panely musí odpovídat materiálu původně používanému výrobcem letadla. Transparentní plasty se velmi liší ve vlastnostech-termální expanzi, nízkoteplotní křehkosti, UV odporu, povrchovou integritu atd. Odkazují na ‌mil-hdbk -17, plasty pro letadla, část II: Transparentní glazovací materiály‌ (dostupné z vládní tiskové kanceláře) pro podrobné specifikace. Nahrazení materiálů s různými vlastnostmi může vést k operačním problémům, protože výrobci vybírají materiály na základě těchto kritických vlastností.

‌12. Postupy instalace‌
Při výměně panelů dodržujte metodu instalace výrobce letadla. Zatímco specifika se liší podle typu letadla, postupujte podle těchto principů:

       1,‌Vyvarujte se nuceného vybavení‌: Nikdy deformujte plastové panely, aby se vešly. Pokud náhradní panel odolává instalaci, vyměňte ji nebo jemně zahřejte celý panel pro přetvoření. V ideálním případě nakrájejte a nainstalujte panely při teplotě místnosti.

       2,‌Zvládání stresu‌: Během upínání nebo šroubování nepředstavujte plast nadměrnému tlakovému napětí. Nadměrné torquing matice/šrouby za 1, 000 PSI riskuje poškození. Pevně ​​utáhněte matice a poté o jeden plné otočení zpět, abyste udrželi napětí nastavitelné prstem.

       3,‌Hardwarové preventivní opatření‌: Použijte rozpěrky, límce, ramenní podložky nebo matice, abyste zabránili nadměrnému utajení šroubů. Jak je uvedeno, udržujte původní množství hardwaru (šrouby, podložky atd.). U nýtovaných instalací zajistěte odpovídající mezery, abyste se vyhnuli napětí vyvolané rámečkem.

      4,‌Integrace těsnění‌: Nainstalujte plastové panely s gumou, korkem nebo podobnými těsněními jako vodotěsné klouby, tlumené vibrace a distribuce tlakového napětí.

      5,‌Tepelná roztažení‌: Plast expanduje/kontrastuje výrazně více než kovové kanály. Nainstalujte panely čelního skla do kanálů s dostatečnou hloubkou (minimálně 1 ⅛ palce) a 1⁄ 8- palcovou mezerou na základně kanálu, aby se zabránilo oddělení během kontrakce studené nebo deformace vyvolané zatížením.

      6,‌Design díry‌: Pro instalace Bolt/RIVET vyvrtejte otvory 1⁄ 8- palec nadrozměrné a vystředěné, aby se zabránilo vazbě nebo praskání hrany. Doporučují se štěrbinové otvory.

Úplný text

Zdroj veřejný web „Composites Frontier“