새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출

이 절차의 전반적인 목표는 표면 처리 없이 표면에 노출된 노출된 섬유로 섬유 강화 복합재를 제작하는 것입니다. 이 기술은 비싸고 비효율적인 표면 처리를 사용하지 않고 복합 표면에 노출된 섬유를 노출시킬 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 복합재의 전기 전도성과 기계적 강도를 향상시킨다는 것입니다.

이 기술은 생산성도 높습니다. 에폭시가 미리 함침된 단방향 탄소 섬유 직물을 준비하기 위해 라미네이트의 분할을 방지하기 위해 0도 및 90도 방향을 포함하는 순서로 50-60%의 섬유 부피 분율을 가진 프리프레그 사각형을 쌓습니다. 프리프레그 평직 탄소 섬유 직물의 각 사각형을 준비하려면 먼저 아세톤 또는 에탄올로 직물을 청소하십시오.

천을 깨끗한 표면이나 보푸라기가 없는 실험실용 물티슈 위에 놓고 주변 조건에서 아세톤이 증발하도록 합니다. 경화 온도가 섭씨 125도인 필름형 에폭시 수지 시트의 뒷면 하나를 벗겨냅니다. 깨끗한 탄소 직물에 에폭시 수지 필름 한 장을 바릅니다.

천 에폭시 면이 아래를 향하도록 하여 섭씨 70도의 핫플레이트에 놓습니다. 천을 10초 동안 가열하여 천에 에폭시를 미리 함침시킵니다. 프리프레그 패브릭을 주변 조건에서 10분 동안 식히십시오.

그런 다음 에폭시 코팅된 면에 남아 있는 뒷면 시트를 제거합니다. 원하는 적층 순서로 평직 프리프레그 직물을 적층하여 평직 탄소 섬유 직물 라미네이트를 형성합니다. 부직포 탄소 섬유 펠트 라미네이트를 준비하려면 깨끗하고 건조한 탄소 펠트 조각의 각 면에 3중 에폭시 시트를 도포합니다.

에폭시 코팅된 펠트 면을 섭씨 70도에서 각각 10초 동안 가열하고 상단에 질량을 가합니다. 프리프레그 펠트를 10분 동안 식힌 다음 나머지 뒷면 시트를 떼어냅니다. 다음으로, 25마이크로미터 두께의 천공되지 않은 불소 에틸렌 프로필렌 이형 필름을 에탄올 또는 아세톤으로 세척합니다.

주름이나 핀홀이 생기지 않도록 보푸라기가 없는 물티슈로 FEP 시트를 조심스럽게 말리십시오. 시트에 오염 물질과 미립자 물질이 없는지 확인하십시오. 그런 다음 깨끗하고 마른 각 시트를 보푸라기가 없는 물티슈 사이에 놓고 시트를 먼지가 없고 깨끗한 플라스틱 케이스에 보관하십시오.

복합 제작을 시작하려면 압축 금형에 실리콘 몰드 이형을 적용하십시오. 보푸라기가 없는 물티슈로 금형을 닦아 얇은 곰팡이 이형물만 남깁니다. 그런 다음 준비된 탄소 섬유 라미네이트 조각을 금형 캐비티보다 약간 작게 자릅니다.

하부 금형에 25마이크로미터 두께의 깨끗한 FEP 필름 시트를 놓습니다. 라미네이트를 금형에 놓고 섬유 유형에 따라 25 또는 100 마이크로 미터 두께의 FEP 필름으로 덮습니다. 연질층과 라미네이트 사이에 기포가 남지 않도록 필름을 조심스럽게 매끄럽게 펴십시오.

그런 다음 압축 금형을 닫습니다. 핫 프레스를 섭씨 150도까지 가열하고 프레스에 압축 금형을 놓습니다. 단방향 섬유 복합재의 경우 30분 동안 20메가파스칼을 지속적으로 적용합니다.

우븐 복합재의 경우 4분 동안 20메가파스칼을 바르고 압력을 해제한 다음 즉시 20메가파스칼을 다시 적용합니다. 수지의 점도가 증가하기 시작할 때까지 이러한 방식으로 재료를 퍼지하십시오. 그런 다음 복합재가 총 30분 동안 경화될 때까지 20메가파스칼로 압력을 유지합니다.

펠트 합성물의 경우 압력을 3메가파스칼로 천천히 높이면서 오버슈트하지 않도록 주의하십시오. 30분 동안 3메가파스칼로 재료를 경화합니다. 샘플이 경화되면 압력을 해제하지 않고 압축 금형을 섭씨 120도 이하로 냉각합니다.

그런 다음 압력을 해제하고 금형을 제거하고 제작된 시편을 탈형합니다. 5도 기울기에서 획득한 주사 전자 현미경 이미지는 기존의 압축 성형보다 연질 층 방법으로 제작된 복합재에서 섬유를 더 자세히 볼 수 있음을 보여주었습니다. 이것은 복합재 위에 수지가 풍부한 층이 제거되었기 때문입니다.

에폭시 수지 층이 제거되었음에도 불구하고 섬유는 눈에 띄는 결함을 보이지 않았습니다. 두께를 통한 전기 전도도는 연질 층 방법으로 제작 된 복합 재료에서 더 컸으며, 1.38 메가 파스칼의 압축 압력에서 평방 센티미터당 20 밀리 옴 미만으로 면적 별 저항이 감소했습니다. 연질 층 복합재의 측정된 인장 강도는 기존 압축 방법으로 제작된 인장 강도와 비슷했습니다.

우븐 패브릭과 펠트 복합재는 각각 22%와 15%의 증가를 보였다. 이러한 증가는 복합 표면 전체에 균일한 압력을 가하는 연질층에 기인합니다. 이 절차를 따르면 섬유에 노출된 복합재를 어려움 없이 제작할 수 있습니다.

메커니즘은 간단합니다. 또한 자료를 잘 이해하면 구현이 훨씬 더 간단해집니다. 이 절차를 시도하는 동안 특정 응용 프로그램에 맞게 미세 조정해야 합니다.

복합재의 경화 조건과 연질층의 열적 특성을 고려하고 그에 따라 절차를 조정하여 원하는 결과를 얻으십시오.