ساعد المغناطيس تصنيع مركب: مرونة تقنية جديدة لتحقيق توحيد ارتفاع الضغط في العمليات فراغ كيس/ﻷي متابعة

الهدف العام من هذا الإجراء هو استخدام التصنيع المركب بمساعدة المغناطيس أو تقنية MACM لتحسين جودة الرقائق المركبة للأكياس المفرغة الرطبة بشكل كبير من خلال تطبيق ضغط توحيد عال أثناء تصنيع الصفائح. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لتصنيع الرقائق المركبة ويمكن استخدامها لتصنيع أجزاء كبيرة معقدة هندسيا بسهولة نسبية. هذه الطريقة قابلة للتطبيق على نطاق واسع ليس فقط في عمليات الأكياس المفرغة ذات الطبقة الرطبة ولكن أيضا في تقنيات التصنيع المركبة الأخرى مثل المعالجة المسبقة للتقوية خارج الأوتوكلاف وقولبة نقل الراتنج بمساعدة الفراغ.

يصعب تعلم إعداد الطبقة وترتيب المغناطيس ووضعه بدون عرض مرئي. نعتقد أن هذا العرض التقديمي سيساعد الباحثين الآخرين في تنفيذ MACM لصنع شرائح مركبة عالية الأداء. لبدء الإجراء ، ضع بعناية مغناطيسا دائما مقاس 25 بوصة واحدة × بوصة واحدة × بوصة واحدة × 1/2 بوصة N52 Neodymium-Iron-Boron في تكوين خمسة × خمسة مربعات في قطبية متناوبة على صفيحة فولاذية مغناطيسية مقاس 12 بوصة × 6 بوصات × 3/16 بوصة.

استخدم قاطع قماش دوار لقطع ست طبقات من ثماني بوصات × ستة بوصات من الألياف الزجاجية المنسوجة العادية ، ثم قم بتقليب 40 جراما من راتنجات الايبوكسي و 10.96 جراما من مقوي الراتنج عند 350 دورة في الدقيقة حتى تمتزج تماما. قم بإزالة الراتنج لمدة 15 دقيقة لإزالة الهواء المحبوس الذي يتم إدخاله أثناء عملية الخلط. بعد ذلك ، ضع صفيحة كول من الألومنيوم بسمك 0.3 ملم بسمك ثمانية بوصات في ستة بوصات مطلية مسبقا بعامل تحرير PTFE في وسط فيلم تحرير مثقوب مقاس 10 1/2 بوصة × 8 1/2 بوصة.

قم بلصق حواف صفيحة الكول بفيلم التحرير بشريط بوليستر بعرض نصف بوصة. بعد ذلك ، قم بتثبيت لوح حراري مرن من السيليكون مدعوم بمادة لاصقة على جانب واحد من صفيحة فولاذية للأدوات بسمك 1/4 بوصة من سلسلة 400. قم بتغطية مساحة مقاس 17 بوصة × 11 بوصة على الجانب الآخر من الصفيحة الفولاذية بغشاء تحرير من الألياف الزجاجية غير المسامية بسمك 0.003 بوصة.

حدد المنطقة بشريط مانع للتسرب على الوجهين بعرض 1/2 بوصة مصمم للتعبئة بالتفريغ. ضع ما يكفي من الراتنج منزوع الغاز على مساحة ستة بوصات في ثماني بوصات لترطيب طبقة واحدة من الألياف الزجاجية المنسوجة العادية. ضع طبقة واحدة من القماش على الراتنج واستخدم الأسطوانة للضغط على الراتنج الزائد والضغط عليه.

صب راتينج إضافي على القماش واستخدم ممسحة لنشر الراتنج على القماش حتى يتشبع طبقة الألياف بالكامل. كرر هذه العملية مع الطبقات الخمس المتبقية من الألياف الزجاجية ، باستخدام نفس الكمية تقريبا من الراتنج لكل طبقة. ثم ضع صفيحة الكول على شكل من الألياف.

قم بلصق حواف فيلم التحرير المرفق بشريط بوليستر. ضع طبقتين من قطعة قماش استراحة مقاس 16 بوصة × 10 بوصات أعلى فيلم الإصدار. ضع القطعة السفلية من صمام تفريغ من الألومنيوم المكون من قطعتين على قطعة قماش التنفس ، مع التأكد من أن الصمام على بعد ست بوصات أو 15.3 سم على الأقل من التشكيل المشبع لتجنب ملامسة الراتنج الزائد.

قم بإزالة دعامة شريط مانع التسرب. ضع فيلم التعبئة بالفراغ فوق المجموعة واضغط على الحواف بقوة على شريط مانع التسرب. بعد ذلك ، قم بتوصيل الجزء العلوي من صمام التفريغ بمضخة تفريغ مزودة بمنظم ضغط.

قم بقص شق صغير في فيلم كيس التفريغ فوق القطعة السفلية من الصمام. أدخل القطعة العلوية من الصمام في القطعة السفلية ، وقم بلف القطعة العلوية برفق لتثبيتها في مكانها دون تجعد كيس التفريغ. ابدأ تشغيل مضخة التفريغ ، وانتظر حتى يستقر الضغط عند 93 كيلو باسكال ، وتحقق من وجود تسريبات في النظام.

قم بتثبيت جميع الجوانب الأربعة للوحة السفلية بقاعدة دعم لتثبيت التجميع. اترك الصفائح تلتزوج تحت فراغ مستمر لمدة 45 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك ، ضع مجموعة المغناطيس الدائم بعناية على كيس التفريغ ، مع الحرص على التأكد من محاذاة المغناطيس بشكل صحيح مع كومة الألياف.

برفع درجة حرارة اللوحة السفلية إلى 60 درجة مئوية عند خمس درجات مئوية في الدقيقة. عالج الصفائح لمدة ثماني ساعات عند درجة الحرارة هذه. عند الانتهاء من المعالجة ، حرر المكنسة الكهربائية ، وقم بإزالة كيس التفريغ ، وقم بإزالة الصفائح المركبة.

لبدء إجراء القياس ، قم بتأمين لوحة سفلية فولاذية على العارضة المتحركة لأداة اختبار ميكانيكية مجهزة بخلية تحميل قوة 1 ، 000 رطل ومحول تفاضلي متغير خطي. قم بتوصيل لوحة علوية فولاذية بخلية التحميل. تأكد من أن الصفيحة الفولاذية السفلية على بعد 25 ملم على الأقل من اللوحة العلوية.

ثم ضع بعناية مغناطيس دائم من النيوديميوم والحديد والبورون على اللوحة السفلية. ابدأ في تحريك اللوحة السفلية لأعلى بمعدل واحد إلى ملليمترين في الدقيقة. سجل القوة المغناطيسية المتولدة والإزاحة بمرور الوقت.

استمر في مراقبة قياسات قوة الضغط المغناطيسي حتى يتصل المغناطيس باللوحة العلوية تقريبا. ثم أوقف الاختبار واحسب ضغط الضغط المغناطيسي مقابل الفجوة. لبدء تحديد الكثافة ، قم بقص ثلاث عينات من عينة صفحية وفقا لمواصفات ASTM.

ضع كل عينة في دورق يحتوي على 300 مل من سائل ثقيل شفاف مائي. ضع العينة المركبة في الدورق وتأكد من أن العينة تطفو على السائل. أضف ثلاثة ملليلتر من الماء المقطر إلى السائل وحرك المحلول عند 1 ، 000 دورة في الدقيقة لمدة خمس دقائق.

استمر في إضافة الماء بهذه الطريقة حتى يتم تعليق العينة المركبة في الخليط ، مما يشير إلى أن كثافة المحلول تساوي كثافة العينة. استخدم كوب ثقل نوعي لتحديد كثافة المحلول. لبدء إجراء حرق الراتنج ، ضع كل عينة في بوتقة بورسلين منفصلة.

قم بقياس وتسجيل أوزان العينات وكذلك البوتقات ، ثم ضع البوتقات في الفرن. قم بتسخين الفرن إلى 1 ، 112 درجة فهرنهايت أو 600 درجة مئوية عند حوالي 10 درجات مئوية في الدقيقة واترك الراتنج يحترق لمدة أربع ساعات. بعد ذلك ، قم بإيقاف تشغيل الفرن وافتح باب الفرن بعناية.

اترك الفرن يبرد إلى درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك ، قم بإزالة البوتقات المبردة من الفرن وقم بوزن الألياف الزجاجية المستردة لحساب كسور وزن الألياف والراتنج. تم الاتفاق على الضغط المغناطيسي المقاس الناتج عن مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون كدالة للفجوة بين الألواح بشكل جيد مع ورقة البيانات المقدمة من المورد ، مما يؤكد أن الضغط المغناطيسي المتزايد يتم تطبيقه على الصفائح حيث ينخفض سمك التركيب أثناء عملية المعالجة.

أدت الانخفاض المعتدل في سمك وضع شرائح الحصيرة العشوائية أثناء التوحيد إلى زيادات ملحوظة في الضغط المغناطيسي. انخفض سمك وضع الصفائح العادية بشكل طفيف فقط ، مما أدى إلى زيادة طفيفة في الضغط المغناطيسي أثناء التوحيد. أدى تطبيق ضغط الضغط المغناطيسي في حدود 0.2 إلى 0.4 ميجا باسكال إلى تقليل متوسط سماكة الصفائح بشكل كبير لكل من شرائح الألياف الزجاجية المنسوجة العادية وشرائح الألياف الزجاجية العشوائية.

وقد انعكس ذلك في انخفاض ملحوظ في المناطق الغنية بالراتنج وفي أحجام الفراغ. لوحظ هذا التغيير عبر أنظمة راتنج متعددة. أدى الجزء المتزايد من حجم الألياف وجزء حجم الفراغ المنخفض للرقائق المصنعة باستخدام MACM إلى تحسينات كبيرة في قوة الانحناء ومعامل الانحناء بالنسبة للرقائق المنتجة تقليديا.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام المغناطيس الدائم لتطبيق ضغط توحيد مرتفع أثناء معالجة الصفائح في عملية كيس التفريغ الرطب. عزز ضغط التوحيد العالي بشكل كبير خصائص هذه الشرائح المركبة. نحن متحمسون جدا لاستخدام الضغط المغناطيسي في تصنيع الشرائح المركبة الهيكلية عالية الأداء.

نعتقد أنه يمكن اعتماد هذه الطريقة في عمليات التصنيع المركبة الأخرى. لا تنس أن تكون أكثر حذرا أثناء ترتيب ووضع المغناطيس الدائم لأنها تولد ضغطا عاليا جدا. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء قفازات مقاومة للصدمات عند تنفيذ هذا الإجراء.