자석 복합 제조 지원: 유연한 새로운 기술 진공 가방/Lay 업 프로세스에 높은 통합 압력을 달성 하기 위한

이 절차의 전반적인 목표는 자석 보조 복합재 제조 또는 MACM 기술을 사용하여 라미네이트 제조 중에 높은 통합 압력을 가함으로써 습식 적층 진공 백 복합재 라미네이트의 품질을 크게 향상시키는 것입니다. 이 기술의 주요 장점은 복합 라미네이트를 제조하는 저렴하고 간단한 방법이며 비교적 쉽게 크고 기하학적으로 복잡한 부품을 제조하는 데 사용할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 습식 진공 백 공정뿐만 아니라 오토클레이브 외부 프리프레그 경화 및 진공 보조 수지 이송 성형과 같은 다른 복합 제조 기술에도 광범위하게 적용할 수 있습니다.

레이어 준비와 자석 배열 및 배치는 시각적 시연 없이는 배우기 어렵습니다. 우리는 이 프레젠테이션이 다른 연구자들이 MACM을 구현하여 고성능 복합 라미네이트를 만드는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다. 절차를 시작하려면 25 1인치 x 1/2인치 N52 네오디뮴-철-붕소 영구 자석을 12인치 x 6인치 x 3/16인치 자기 강판에 극성을 번갈아 가며 5 x 5 정사각형 구성으로 조심스럽게 배치합니다.

회전식 직물 절단기를 사용하여 8인치 x 6인치의 평직 유리 섬유 6겹을 자른 다음 완전히 혼합될 때까지 350rpm에서 40g의 에폭시 수지와 10.96g의 수지 경화제를 함께 저어줍니다. 혼합 과정에서 유입된 갇힌 공기를 제거하기 위해 15분 동안 수지의 가스를 제거합니다. 그런 다음 PTFE 이형제로 사전 코팅된 0.3mm 두께의 8인치 x 6인치 알루미늄 카울 플레이트를 10 1/2인치 x 8 1/2인치 천공 이형 필름의 중앙에 놓습니다.

반 인치 너비의 폴리에스테르 테이프로 카울 플레이트의 가장자리를 이형 필름에 테이프로 붙입니다. 다음으로, 접착제로 뒷받침된 유연한 실리콘 히트 시트를 1/4인치 두께의 400 시리즈 공구강판의 한쪽 면에 고정합니다. 강판 반대쪽의 17인치 x 11인치 영역을 0.003인치 두께의 비다공성 PTFE 코팅 유리 섬유 이형 필름으로 덮습니다.

진공 포장을 위해 설계된 1/2인치 너비의 양면 밀봉 테이프로 해당 영역의 윤곽을 그립니다. 6인치 x 8인치 영역에 탈기된 수지를 충분히 바르고 평직 유리 섬유의 단일 플라이를 적십니다. 수지 위에 천 한 겹을 놓고 롤러를 사용하여 여분의 수지를 누르고 짜냅니다.

천에 추가 수지를 붓고 스퀴지를 사용하여 섬유 베드가 완전히 포화될 때까지 천 위에 수지를 펴 바릅니다. 나머지 5겹의 유리 섬유에 대해 이 과정을 반복하고 각 플라이에 대해 거의 같은 양의 수지를 사용합니다. 그런 다음 카울 플레이트를 섬유 프리폼에 놓습니다.

부착된 이형 필름의 가장자리를 폴리에스터 테이프로 테이프로 감습니다. 이형 필름 위에 16인치 x 10인치 브리더 천 두 겹을 놓습니다. 2피스 알루미늄 트위스트 잠금 진공 밸브의 바닥 부분을 브리더 천에 놓고 밸브가 포화 프리폼에서 최소 6인치 또는 15.3cm 떨어져 있는지 확인하여 과도한 수지와의 접촉을 방지합니다.

실런트 테이프 뒷면을 제거합니다. 어셈블리 위에 진공 백 포장 필름을 놓고 가장자리를 밀봉 테이프에 단단히 누릅니다. 그런 다음 진공 밸브의 상단 부분을 압력 조절기가 장착된 진공 펌프에 연결합니다.

밸브 바닥 부분에 있는 진공 백 필름의 작은 슬릿을 자릅니다. 밸브의 상단 부분을 하단 부품에 삽입하고 상단 부품을 부드럽게 비틀어 진공 백을 구겨 넣지 않고 제자리에 고정합니다. 진공 펌프를 시작하고 압력이 93kg 파스칼에서 안정화될 때까지 기다린 다음 시스템에 누출이 있는지 확인합니다.

Clamp 바닥판의 네 면을 모두 지지대에 연결하여 어셈블리를 고정합니다. 라미네이트가 실온에서 45분 동안 일정한 진공 상태에서 경화되도록 합니다. 그런 다음 진공 백에 영구 자석 배열을 조심스럽게 놓고 자석이 섬유 스택과 제대로 정렬되었는지 확인합니다.

바닥판의 온도를 분당 5°C에서 섭씨 60도로 높입니다. 그 온도에서 8 시간 동안 라미네이트를 경화시킵니다. 경화가 완료되면 진공을 해제하고 진공 백을 제거하고 복합 라미네이트를 탈형합니다.

측정 절차를 시작하려면 1, 000파운드 힘 로드셀과 선형 가변 차동 변압기가 장착된 기계 테스트 장비의 이동식 크로스바에 강철 바닥판을 고정합니다. 강철 상판을 로드 셀에 부착합니다. 하단 강판이 상판에서 최소 25mm 떨어져 있는지 확인하십시오.

그런 다음 바닥판에 하나의 Neodymium-Iron-Boron 영구 자석을 조심스럽게 놓습니다. 분당 1-2mm의 속도로 바닥판을 위쪽으로 움직이기 시작합니다. 생성된 자기력과 시간 경과에 따른 변위를 기록합니다.

자석이 상판에 거의 닿을 때까지 자기 압축력 측정을 계속 모니터링합니다. 그런 다음 테스트를 중지하고 자기 압축 압력 대 갭을 계산합니다. 밀도 측정을 시작하려면 ASTM 사양에 따라 라미네이트 샘플에서 3개의 시편을 절단합니다.

각 표본을 300밀리리터의 투명한 무거운 액체가 들어 있는 비커에 넣습니다. 복합 표본을 비커에 놓고 표본이 액체 위에 뜨는지 확인합니다. 액체에 증류수 3 밀리리터를 넣고 1, 000rpm에서 5 분 동안 용액을 약동합니다.

복합 시편이 혼합물에 현탁될 때까지 이러한 방식으로 물을 계속 첨가하여 용액의 밀도가 시편의 밀도와 동일함을 나타냅니다. 비중 컵을 사용하여 용액의 밀도를 결정하십시오. 수지 연소 절차를 시작하려면 각 표본을 별도의 도자기 도가니에 넣습니다.

표본과 도가니의 무게를 측정하고 기록한 다음 도가니를 용광로에 넣습니다. 용광로를 분당 약 섭씨 10도에서 화씨 1, 112도 또는 섭씨 600도로 가열하고 수지가 4시간 동안 타도록 합니다. 그런 다음 퍼니스를 끄고 퍼니스 도어를 조심스럽게 엽니다.

퍼니스를 실온으로 식히십시오. 그런 다음 용광로에서 냉각된 도가니를 제거하고 회수된 유리 섬유의 무게를 측정하여 섬유와 수지의 중량 분율을 계산합니다. 플레이트 사이의 갭의 함수로 네오디뮴-철-붕소 자석에 의해 생성된 측정된 자기 압력은 공급업체가 제공한 데이터 시트와 잘 일치했으며, 경화 공정 중에 레이업의 두께가 감소함에 따라 증가된 자기 압력이 라미네이트에 적용됨을 확인했습니다.

통합 중 두 개의 무작위 매트 라미네이트의 적층 두께가 적당히 감소하면 자기 압력이 눈에 띄게 증가했습니다. 평직 라미네이트 적층 두께는 약간만 감소하여 통합 중에 자기 압력이 약간 증가했습니다. 0.2 - 0.4 메가 파스칼 범위의 자기 압축 압력을 가하면 평직 및 무작위 매트 유리 섬유 라미네이트 모두의 평균 라미네이트 두께가 크게 감소했습니다.

이는 수지가 풍부한 영역과 공극 부피의 현저한 감소에 반영되었습니다. 이러한 변화는 여러 수지 시스템에서 관찰되었습니다. MACM으로 제작된 라미네이트의 증가된 섬유 부피 분율과 감소된 공극 부피 분율은 기존에 생산된 라미네이트에 비해 굴곡 강도와 굴곡 계수를 크게 개선했습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 습식 적층 진공 백 공정에서 라미네이트를 경화하는 동안 영구 자석을 사용하여 높은 통합 압력을 적용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 높은 통합 압력은 이러한 복합 라미네이트의 특성을 상당히 향상시켰습니다. 우리는 구조용 고성능 복합 라미네이트를 제조하는 데 자기압을 사용하는 것에 대해 매우 기쁘게 생각합니다.

우리는 이 방법이 다른 복합 제조 공정에 채택될 수 있다고 믿습니다. 영구 자석은 매우 높은 압력을 생성하므로 영구 자석을 배치하고 배치하는 동안 각별히 주의하는 것을 잊지 마십시오. 이 절차를 수행할 때는 항상 내충격성 장갑 착용과 같은 예방 조치를 취해야 합니다.