Los compuestos trenzados en 3D se forman tejiendo piezas preformadas en seco utilizando tecnología textil.Las piezas secas preformadas se utilizan como refuerzo, y el proceso de moldeo por transferencia de resina (RTM) o el proceso de infiltración de membrana de resina (RFI) se utiliza para impregnar y curar, formando directamente la estructura compuesta.Como material compuesto avanzado, se ha convertido en un material estructural importante en el campo de la aviación y la industria aeroespacial, y se ha utilizado ampliamente en los campos de automóviles, barcos, construcción, artículos deportivos e instrumentos médicos.La teoría tradicional de los laminados compuestos no puede cumplir con el análisis de propiedades mecánicas, por lo que los académicos nacionales y extranjeros han establecido nuevos métodos de teoría y análisis.
El compuesto trenzado tridimensional es uno de los materiales compuestos tejidos imitados, que está reforzado por la tela trenzada de fibra (también conocida como piezas preformadas tridimensionales) tejida por la tecnología trenzada.Tiene alta resistencia específica, módulo específico, alta tolerancia al daño, tenacidad a la fractura, resistencia al impacto, resistencia al agrietamiento y fatiga y otras características excelentes.
El desarrollo de los compuestos trenzados TRIDIMENSIONALES se debe a la baja resistencia al corte interlaminar y la escasa resistencia al impacto de los materiales compuestos fabricados a partir de materiales de refuerzo unidireccionales o bidireccionales, que no pueden utilizarse como piezas principales de soporte de carga.LR Sanders introdujo la tecnología trenzada tridimensional en aplicaciones de ingeniería en 977. La llamada tecnología trenzada 3D es una estructura completa tridimensional sin costuras que se obtiene mediante la disposición de fibras largas y cortas en el espacio de acuerdo con ciertas reglas y entrelazado. entre sí, lo que elimina el problema de la capa intermedia y mejora en gran medida la resistencia al daño de los materiales compuestos.Puede producir todo tipo de formas regulares y cuerpos sólidos de formas especiales, y hacer que la estructura tenga funciones múltiples, es decir, tejido de miembros integrales multicapa.En la actualidad, hay más de 20 formas de tejido tridimensional, pero hay cuatro de uso común, a saber, tejido polar.
trenzado), tejido diagonal (trenzado diagonal o embalaje
trenzado), tejido de hilos ortogonales (trenzado ortogonal) y trenzado entrelazado por urdimbre.Hay muchos tipos de trenzado TRIDIMENSIONAL, como el trenzado tridimensional de dos pasos, el trenzado tridimensional de cuatro pasos y el trenzado tridimensional de varios pasos.
Características del proceso RTM
Una dirección de desarrollo importante del proceso RTM es el moldeo integral de componentes grandes.VARTM, LIGHT-RTM y SCRIMP son los procesos representativos.La investigación y la aplicación de técnicas RTM involucran muchas disciplinas y tecnologías, que es uno de los campos de investigación más activos de materiales compuestos en el mundo.Sus intereses de investigación incluyen: preparación, cinética química y propiedades reológicas de sistemas de resinas de baja viscosidad y alto rendimiento;Preparación y características de permeabilidad de la preforma de fibra;Tecnología de simulación informática del proceso de moldeo;Tecnología de monitoreo en línea del proceso de formación;Tecnología de diseño de optimización de moldes;Desarrollo de nuevo dispositivo con agente especial In vivo;Técnicas de análisis de costes, etc.
Con su excelente rendimiento del proceso, RTM se usa ampliamente en barcos, instalaciones militares, ingeniería de defensa nacional, transporte, industria aeroespacial y civil.Sus principales características son las siguientes:
(1) gran flexibilidad en la fabricación de moldes y selección de materiales, según diferentes escalas de producción,
El cambio de equipo también es muy flexible, la producción de productos entre 1000~20000 piezas/año.
(2) Puede fabricar piezas complejas con buena calidad superficial y alta precisión dimensional, y tiene ventajas más obvias en la fabricación de piezas grandes.
(3) Refuerzo local fácil de realizar y estructura sándwich;Ajuste flexible de las clases de materiales de refuerzo
Tipo y estructura diseñados para cumplir con los diferentes requisitos de rendimiento de las industrias civil y aeroespacial.
(4) Contenido de fibra hasta 60%.
(5) El proceso de moldeo RTM pertenece a un proceso de operación de molde cerrado, con ambiente de trabajo limpio y baja emisión de estireno durante el proceso de moldeo.
(6) El proceso de moldeo RTM tiene requisitos estrictos en el sistema de materia prima, que requiere que el material reforzado tenga buena resistencia a la infiltración y la socavación del flujo de resina.Requiere que la resina tenga baja viscosidad, alta reactividad, curado a temperatura media, bajo valor pico exotérmico de curado, pequeña viscosidad en el proceso de lixiviación y que pueda gelificarse rápidamente después de la inyección.
(7) Inyección a baja presión, presión de inyección general <30 psi (1 PSI = 68,95 Pa), puede usar molde FRP (incluido molde epoxi, molde de níquel electroformado de superficie FRP, etc.), alto grado de libertad de diseño del molde, el costo del molde es bajo .
(8) La porosidad de los productos es baja.En comparación con el proceso de moldeo de prepreg, el proceso RTM no requiere preparación, transporte, almacenamiento ni congelación de prepreg, ni procesos complicados de estratificación manual y prensado de bolsas al vacío, ni tiempo de tratamiento térmico, por lo que la operación es simple.
Sin embargo, el proceso RTM puede afectar en gran medida las propiedades del producto final porque la resina y la fibra pueden moldearse mediante la impregnación en la etapa de moldeo, y el flujo de fibra en la cavidad, el proceso de impregnación y el proceso de curado de la resina pueden afectar en gran medida la propiedades del producto final, aumentando así la complejidad y la incontrolabilidad del proceso.
Hora de publicación: 31-dic-2021