قالب گیری قطعات بزرگ خودرو: چگونه اشباع ناهموار رزین و تخلخل بیش از حد را حل کنیم؟

تحت روند سبک وزنی و ادغام ساختاری در وسایل نقلیه انرژی جدید، فرآیند قالب گیری یکپارچه برای اجزای کامپوزیت بزرگ به یک جهت قابل توجه برای پیشرفت های فناوری صنعت تبدیل شده است. با این حال، زمانی که اندازه اجزا بیش از دو متر افزایش می یابد، مسائل مربوط به اشباع ناهموار رزین و تخلخل بیش از حد به طور قابل توجهی برجسته تر می شود و به طور مستقیم بر خواص مکانیکی و قوام محصول تأثیر می گذارد. این مقاله به طور سیستماتیک علل این مشکلات را از منظر مکانیزم های فرآیندی تحلیل می کند و راه حل های فنی قابل اجرا را ارائه می دهد.

تجزیه و تحلیل سیستماتیک علل مشکل

چالش اصلی قالب‌گیری اجزای بزرگ از عدم یکنواختی میدان فیزیکی ناشی از اثرات مقیاس ناشی می‌شود. هنگامی که مسیرهای جریان بیش از 1.5 متر است، جبهه جریان رزین در مواد تقویت کننده تمایل به نمایش پدیده های انگشت گذاری دارد که منجر به از دست دادن کنترل بر مسیرهای اشباع می شود. در همین حال، اختلاف دمای قالب بیش از 5 درجه سانتیگراد می تواند منجر به تفاوت های موضعی در ویسکوزیته رزین شود و باعث انحراف در سرعت جلوی جریان تا بیش از 30٪ شود. تخلخل بیش از حد عمدتاً به دلیل سه عامل مرکب است: حباب‌های میکرو که در طی فرآیند پر کردن در بسته‌های فیبر به دام افتاده‌اند. کانال های تهویه ضعیف برای مولکول های کوچک فرار در طول مرحله پخت. و تشکیل حباب ثانویه به دلیل تجمع گرما در هسته زمانی که ضخامت بیش از 5 میلی متر باشد.

تطبیق دقیق سیستم های مواد

پرداختن به مسائل اشباع با طراحی سینرژیک سیستم های رزین-الیاف شروع می شود. برای اجزای بزرگ، توصیه می‌شود از سیستم‌های رزین ویسکوزیته گرادیان استفاده شود، در ابتدا ویسکوزیته بین 200-400 mPa·s را برای اطمینان از زمان جریان کافی کنترل می‌کند. پروموترهای نهفته باید معرفی شوند تا زمان ژل را به بیش از 90 دقیقه افزایش دهند و یک پنجره فرآیند را برای حذف حباب در نظر بگیرند. توصیه می شود ساختارهای ترکیبی از پارچه های چند لایه یک طرفه و تشک های رشته ای خرد شده را برای مواد تقویت کننده انتخاب کنید، وزن تک لایه را بین 300-450 گرم در متر مربع کنترل کنید، ضمن جلوگیری از لغزش بین لایه، از نفوذپذیری اطمینان حاصل کنید. داده‌های تجربی نشان می‌دهند که این پیکربندی می‌تواند مناطق ضعیف آغشته‌شده را تا ۶۰٪ کاهش دهد.

بهینه سازی میدان جریان در طراحی قالب

طرح دونده قالب باید از اصل "کنترل جریان منطقه ای، پر کردن متوالی" پیروی کند. برای قطعات بیشتر از 2 متر، 3-5 پورت تزریق مستقل باید روی قالب تنظیم شود که با یک سیستم کنترل متوالی برای رسیدن به تزریق پله ای ترکیب شود. سطح مقطع دونده ها از طرح مقطع متغیر ذوزنقه ای استفاده می کند که از 20 میلی متر در انتهای ورودی شروع می شود و به تدریج به 8 میلی متر در انتهای خروجی باریک می شود، بنابراین مقاومت در مناطق مختلف متعادل می شود. سیستم های تهویه باید در نواحی پر شدن نهایی و تغییرات ناگهانی هندسی قرار گیرند، با عمق شکاف دریچه به طور دقیق بین 0.05-0.08 میلی متر کنترل می شود و به طور موثر حباب ها را بدون سرریز رزین از بین می برد. سیستم‌های کنترل دمای قالب باید امکان تنظیم مستقل منطقه‌ای را فراهم کنند و هر 0.5 متر یک حلقه کنترل دما را برای اطمینان از اختلاف دمای سطح ≤3 درجه سانتی‌گراد پیشنهاد می‌کنند.

کنترل دقیق پارامترهای فرآیند

منحنی های فشار تزریق باید یک استراتژی دو مرحله ای "اشباع فشار کم - فشرده سازی با فشار متوسط" را اتخاذ کنند. در مرحله اولیه، فشار 0.1-0.15 مگاپاسکال را برای 40-60 دقیقه حفظ کنید تا رزین به طور کامل تحت فشار کم به بسته‌های فیبر داخلی نفوذ کند. متعاقباً به 0.25-0.3 مگاپاسکال برای تراکم ساختاری افزایش دهید، که نیاز به کمک خلاء در داخل قالب با درجه خلاء بالای 0.08 MPa دارد. فرآیندهای پخت برای استفاده از "افزایش گام به گام دما" توصیه می شود: در دمای 80 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت نگه دارید تا به پیش ژل شدن برسید، سپس تا 120 درجه سانتیگراد افزایش دهید تا واکنش های اتصال عرضی کامل شود. این فرآیند می تواند تخلخل را از 2.5% معمولی به زیر 0.8% کاهش دهد.

تحقق دیجیتالی نظارت بر فرآیند

معرفی یک شبکه حسگر درون قالب برای دستیابی به کنترل کیفیت کلیدی است. پیشنهاد می‌شود حسگرهای آنالیز دی الکتریک (DEA) را در امتداد مسیرهای جریان قرار دهید تا موقعیت جبهه جریان رزین و درجه پخت را در زمان واقعی نظارت کنند. یک شبکه حسگر فشار می‌تواند حالت تثبیت را در مناطق مختلف ثبت کند و زمانی که اختلاف فشار از 0.05 مگاپاسکال بیشتر شود، روش‌های جبران را آغاز می‌کند. اندازه‌گیری دمای آنلاین با استفاده از دوربین‌های تصویربرداری حرارتی مادون قرمز می‌تواند زمینه‌های دمای قالب را تجسم کند و از داده‌ها برای تنظیمات پویا پشتیبانی کند. بر اساس این داده‌های درک، یک سیستم بازخورد بلادرنگ برای پنجره‌های فرآیند ایجاد کنید، به‌طور خودکار رویه‌های اصلاحی را هنگامی که پارامترها از مقادیر تنظیم شده به میزان 5 درصد انحراف دارند، راه‌اندازی می‌کند.

پس از پردازش و اعتبارسنجی کیفیت

عملیات پس از پخت باید پس از قالب گیری انجام شود و در دمای 130 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت نگهداری شود تا اطمینان حاصل شود که درجه پخت هسته به بیش از 95٪ می رسد. اعتبار سنجی کیفیت باید اسکن اولتراسونیک و سی تی اشعه ایکس را ترکیب کند، اولی به سرعت مناطق نقص را تعیین می کند، دومی به طور دقیق توزیع تخلخل را کمیت می کند. برای مناطق با تخلخل بیش از 1٪، یک پایگاه داده ایجاد کنید که پارامترهای فرآیند را با مکان های نقص برای بهینه سازی تکراری بعدی مرتبط کند.

کنترل کیفیت در قالب‌گیری قطعات بزرگ خودرو یک پروژه سیستماتیک است که به هماهنگی چند بعدی مواد، قالب‌ها، فرآیندها و فناوری‌های نظارتی نیاز دارد. از طریق اجرای طرح‌های ویسکوزیته گرادیان، چیدمان‌های دونده ناحیه‌ای، استراتژی‌های تزریق مرحله‌ای، و نظارت دیجیتالی فرآیند، نرخ شکست اشباع را می‌توان تا 3% با تخلخل به طور مداوم زیر 1% کنترل کرد. شرکت‌ها باید این راه‌حل‌ها را در مراحل بر اساس شرایط تجهیزات خود، با اولویت‌بندی مسائل اساسی مانند کنترل دمای قالب و زمان‌بندی تزریق، پیش از پیشروی تدریجی به سمت ارتقاء دیجیتال و در نهایت دستیابی به تولید انبوه پایدار قطعات بزرگ پیاده‌سازی کنند.

K-SHOWیک شرکت تولید کننده قالب تزریق در جهان با بیش از 30000 مجموعهقالب های تزریقی مختلف. با 20 سال انباشت فنی، موقعیت صنعتی غیرقابل جایگزینی را برای قالب های K-SHOW ایجاد کرده است. شرکت ما دارای قابلیت‌های فنی قوی، سیستم مدیریت صحیح، و ظرفیت تحقیق و ساخت قالب سیستماتیک و همچنین سیستم خدمات واکنش سریع است. ما در تعداد زیادی از مراکز پردازش CNC با دقت بالا و خطوط پردازش کاملاً هوشمند برای تجهیزات پردازش سرمایه‌گذاری و معرفی کرده‌ایم. ما در ساخت قالب های مختلف با دقت بالا و سختی بالا تخصص داریم. محصولات اصلی قالب ما شامل لوازم پزشکی، لوازم خانگی، قطعات خودرو، قطعات بزرگ مهندسی صنایع، بسته بندی، قالب های مورد نیاز روزانه و غیره می باشد. برای مشاوره و خرید خوش آمدید.