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專題報告

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樹脂工業中傳感器的應用

通過在樹脂傳遞成型(RTM)中使用傳感器系統,樹脂灌注數據的可靠性得到了提高。減少了實驗次數,并因此減少了生產部件的時間和成本。

樹脂工業中傳感器的應用

全球商業已將重點轉移到環境可持續性上,必須減少浪費和資源消耗(如能源、水和材料)。因此,生產需要變得更加高效和智能。

樹脂傳遞模塑

使用樹脂傳遞模塑(RTM)制造連續纖維增強的熱固性復合材料是一個相對較新的過程。該過程包括三個階段:首先,將物質放入帶有干纖維增強物(預成型)的模腔。然后進行強制樹脂浸漬(填充階段)。最后,模具被加熱,熱固性基體材料被交聯,復合材料被固化。

在樹脂工藝中通過傳感器收集數據

實現智能制造的第一個階段是確定提高零件質量和產量所需的措施,以及獲得這些測量所需的傳感器。微波、超聲波和電磁波可用于檢測電介質、熱通量、光纖和其他非接觸波傳感器。

PP材料在樹脂工業中使用傳感器的原因

可以根據某些物理量(如壓力和溫度)和材料的狀態,對制造過程進行現場監測和調節的傳感器網絡,在零部件行業中越來越普遍。(例如,粘度、聚合、結晶)。

由于現在可以可視化混合、輸液、固化和聚合的完成情況,生產周期可被大幅減化。為了驗證質量,傳感器還可以消除對后處理檢查和測試的需要,為行業節省大量的資金。

傳感器可以更好地理解和可視化過程。使用Cosimo的傳感器網絡,可以完整地看到熱塑性RTM過程和材料行為。每一個點的傳感器用于獲取信息,如部件的不同厚度或材料的局部變化(如泡沫芯材),樹脂流動的整體形狀,以及樹脂滲透到預制件的時間。傳感器還提供有關聚合度的信息。

傳感器可以縮短程序完成的時間。雙組分快速固化環氧樹脂可以在模具中任何放有傳感器的地方測試其均勻性,這可以在整個RTM過程中進行。更快固化的樹脂,如用于城市空中交通(UAM)的樹脂,可能會受益,因為它們的固化時間會比現有的單組分環氧樹脂如RTM6短。用傳感器監測樹脂的流動和固化在復合材料中很常見,允許這些過程在完成后終止,而不是使用謹慎的基于時間的配方,包括額外的固化時間。

復合材料制造的一個目標是在制造過程中實現自動閉環控制。數字模型傳感器和算法現在正被用于工業中,以模擬過程和預測零件完成后的性能結果。

這些過程包括RTM的纖維噴射預成型(用快固環氧樹脂)、預浸帶的鋪放(自動化)和PA6復合材料的高壓T-RTM。例如,溫度和壓力可以實時增加或減少,樹脂進料口可以在輸液完成后關閉,或者在閉環控制下達到目標固化后,可以打開加熱的模具或壓機。

未來的發展

在過去的幾年里,RTM的填充階段得到了廣泛的探索。基于達西定律和樹脂浸漬的力學原理,已經構建了流動模型來預測容器的填充行為。通過這些研究,已經能夠更好地預測填充時間,評估形成干斑的可能性,并研究各種工藝變量對這些時間的影響。隨著我們走向數字化制造,未來部件的NDT(無損檢測)檢查將被最小化。


此文由中國復合材料工業協會編譯,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。


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