减轻复合材料零件的重量

作为用复合材料制造任何东西的一部分(以及某种形式的竞争性质),问题总是会出现,“它能做得更轻吗,我们能走得更快吗?” 好消息:答案通常总是肯定的。然而,零部件的减重之路并不总是一帆风顺。与复合材料中的所有事物一样,优化成本与性能之间存在权衡。可能有上千种不同的减肥方法,很少有严格的正确或错误的方法来执行此操作。零件结构的详细信息和知识对于将信封推到多远以找到所需的最佳强度与重量具有很大的不同。在深入修改复合设计或零件之前,必须对零件进行研究。即使用更高性能的材料(如碳纤维)替换玻璃纤维部件,在简单地使部件更轻之前也需要一定的知识。有些后果可能无法预料

优化树脂与织物的比例

使现有的复合材料部件发挥最大的设计能力在于优化树脂与纤维的比例。进行湿法铺叠时,树脂太少会导致纤维未被充分覆盖,导致载荷分布不当,并可能导致零件完全失效。树脂过多,零件只会承载过多的树脂,对零件的结构完整性没有任何好处。研究树脂与纤维的最佳比例对于推广最有效的复合材料部件是不可或缺的。

选择面料

Kevlar、Carbon 和 Fiberglass 纤维类型的物理特性和差异都有详细记录。需要更多研究的是这些纤维如何结合到织物中,这与织物在层压时的最终材料特性相关。每种纤维类型和织物都具有最佳特性,例如强度、模量和柔韧性。从选项中选择最佳织物将可能减少树脂用量和织物,因为可能会从叠层方案中消除一些层。虽然许多更结实的面料成本更高,但最有效的解决方案取决于制造商。话虽如此,用碳纤维或凯夫拉纤维代替玻璃纤维复合材料部件将会减轻任何部件的重量。凯夫拉尔纤维和碳纤维只是更轻、更强韧的纤维,可以制造更轻的部件。减轻零件的重量需要了解零件使用方式的详细信息。了解如何以及在何处施加载荷很重要。一旦零件需求和设计细节已知,纤维取向在零件重量优化中起着不可或缺的作用。单向带提供了纤维的“单程票”,可以在指定方向上完成工作(承载负载)。在复合材料中使用单向胶带可以优化需要的强度,但不是全部。(除非它在所有方向上铺设多层)在与纤维相反的方向上,单向胶带面板可能很容易在远离纤维的方向上失效。它是一种可行的选择,可以在增加很少重量的情况下增加零件的刚度和强度。

树脂选择

就整体强度和高模量应用而言,性能最高的常温树脂是环氧树脂。从克到克,它的性能完全优于聚酯和乙烯基酯树脂,尤其是在强度重量比方面与碳纤维或凯夫拉尔叠层配对时。(为了零件的灵活性,人们可能仍想坚持使用聚酯。)有一系列不同的环氧树脂可供选择,选择适合任何应用的完美环氧树脂的因素有很多。通过深入研究制造商的技术数据表,找到满足设计需求的树脂的材料特性。同样,在选定的环氧树脂中实现适当的树脂与纤维比例将产生最有效的复合材料。

复合材料的优化

实现最轻部件的最佳途径是使用预浸渍织物(预浸料)。树脂已经被引入到纤维中并发挥材料特性的最大特性。优化后的纤维与树脂比例所产生的产品通常远远超出湿法铺层或灌注工艺所能重复完成的范围。请放心,从预浸料的角度设计的东西在重量和可重复性方面将与最终部件的设计精确。预浸料信息来自制造商,其固化层密度已知并记录在案,用于在切割第一层之前估计最终部件的重量。湿式叠层和灌注工艺设计阶段的准确数字取决于几个工艺因素。

减轻复合材料零件的重量

添加核心

添加材料(例如芯)似乎不利于实现更轻的部件和减轻重量。在现有设计中添加核心会增加叠层的重量。然而,核心材料通常用于加强零件并为任何复合部件增加高度刚度。一些芯类型在树脂中增加了显着的重量和刚性,而一些芯类型意味着最高程度的复合材料性能。众所周知,将芯适当地添加到零件的较弱区域会产生更强的零件。在所有可用的芯中,Nomex 蜂窝芯提供最高程度的真实性能。使用 Nomex Honeycomb 可能涉及更多的处理过程,但考虑到它所达到的重量强度,结果是不可否认的。核心材料也可以从更重的,

(47)
材料号的头像材料号特邀作者

猜您喜欢

  • 聚酯树脂果冻状了还能用吗(树脂凝胶了怎么处理)

    如果聚酯树脂已经变成果冻状,通常情况下它已经发生了固化或凝胶化的过程,无法再恢复到原来的液态状态。在这种情况下,聚酯树脂可能无法再被有效地使用。 果冻状的聚酯树脂表明它已经经历了化学反应,形成了三维网络结构,导致无法再流动或变为液态。这可能是由于聚酯树脂的固化剂(例如硬化剂)的作用、温度变化或其他不适当的处理导致的。 如果聚酯树脂已经变成果冻状,它通常无法再…

    2021-12-09
    6.5K00
  • 什么是合成树脂(合成树脂的特性和用途)

    树脂是某些树木产生的天然物质。这种黏性液体已被科学家复制,被称为合成树脂。合成树脂的性能与它们的天然对应物极为相似,其中最重要的是通过加热或加压或两者结合而硬化的能力。使用合成树脂制成的产品包括汽车零件,食品容器和管道。 合成树脂通常使用化学聚合工艺来制造。然后,该方法导致产生比天然树脂更稳定和均匀的聚合物。由于它们更稳定且更便宜,因此在各种产品中使用了各种…

    2021-02-17
    6.5K00
  • 玻璃钢表面开裂怎么修复?

    造成玻璃钢部件表面开裂的原因有很多,例如受外力破坏或内应力等等原因。对于玻璃钢修复是非常简单的,因为是由树脂与玻璃纤维复合而成,所以最简单的方式就是原材料修补加固即可。使用更好性能的粘接材料也可以,注意打磨断裂处进行加固即可。 修复玻璃钢(也称为玻璃纤维增强塑料)表面开裂的方法取决于开裂的程度和位置。以下是一些常见的修复方法: 表面修复胶:对于小型开裂或裂纹…

    2021-08-27
    6.9K00
  • PVA可以用刷子代替喷枪涂刷吗?

    可以使用刷子、布、海绵或滚筒涂抹PVA,或者可以将零件浸入PVA中并沥干。建议使用专业质量的喷枪,以便在模具上产生更光滑的表面。建议使用喷枪压力约为20 PSI(~1.5巴)的HVLP喷枪,喷嘴孔尺寸为1.8–2.2毫米。

    2023-02-19
    7.4K00
  • 可以用环氧树脂做烛台吗?

    环氧树脂是一种很好的材料,当你制作蜡烛时它会更好。它可以模塑成您想要的任何形状或设计,并且可以产生非常牢固的密封效果。你甚至可以用它作为制作其他东西的基础,比如珠宝!因此,请查看这些关于如何制作自己的环氧树脂烛台的精彩教程: 目录 可以用环氧树脂做烛台吗? 如何制作环氧树脂烛台? 树脂受热会熔化吗? 如何使环氧树脂耐热? 树脂易燃吗? 我可以使用树脂模具制作…

    2023-01-14
    2.6K00
  • 如何判断修补材料与玻璃钢材料的兼容性?

    判断修补材料与玻璃钢材料的兼容性时,可以考虑以下几个方面: 了解玻璃钢材料的成分:玻璃钢是由玻璃纤维和树脂(通常是聚酯树脂)组成的复合材料。了解您所使用的玻璃钢材料的成分和类型,包括树脂的种类和含量,以及玻璃纤维的类型。 查阅修补材料的技术数据表和说明:修补材料的制造商通常会提供技术数据表和说明,其中包含了材料的成分和兼容性信息。仔细阅读修补材料的说明,查看…

    2023-10-02
    8.0K00
  • 锋利的玻璃纤维角操作方法

    在锋利的木角周围铺设玻璃纤维时,很难防止布料抬起。即使您能够将玻璃紧紧地放在尖角上,它也很容易凹陷。底层木材的最轻微压缩可能会留下空隙,并导致潮湿和它产生的问题。为避免这些问题,我们始终建议在拐角处倒圆,这样玻璃纤维就可以平放在表面上。但是,有时您可能需要一个尖角。这是一种制作锋利的玻璃纤维角的方法,这些角的强度足以防止凹痕并保护下面的木材。 首先切割一个倒…

    2022-07-20
    9.4K20
  • 排查玻璃钢胶衣起泡/气泡的方法(减少胶衣气泡/起泡概率的措施)

    排查胶衣气泡/起泡的原因——选择最可能导致胶衣起泡的原因并列出包括的材料、设备和程序等。障碍排除起泡——当发现胶衣气泡时不要假设原因。 请按以下操作: A.检查起泡的部件 B.刺穿并观察气泡——剪下横截面并观察以下情况: 现在进入部件:试着判断什么材料,工艺或综合原因导致玻璃钢胶衣起泡。有时原因是明显的。在其他情况下,需要进行测试。不可能保证甚至一个部件上决…

    2022-06-14
    9.3K00
  • 怎么鉴定是不是树脂材质?

    鉴定是否为树脂材料可以通过以下方法进行初步判断: 视觉检查:观察样品的外观和质地。树脂通常呈现为固体或半固体状态,具有光滑、透明或半透明的外观。然而,这种方法并不确定,因为某些塑料或化合物也可能具有类似的外观。 熔点测试:树脂材料通常具有特定的熔点范围。通过进行熔点测试,可以将样品加热并观察是否发生熔化。不同类型的树脂具有不同的熔点范围,因此可以通过与已知树…

    2023-09-30
    8.8K00
  • 碳纤维部件是否可以不上底漆,直接罩清漆吗?

    一般碳纤维部件在加工成型后,为了更好的外观质量,都需要先240水磨并喷清漆处理,更高要求的可能还会对清漆,再次打磨抛光。 碳纤维制品是可以不喷涂底漆,直接上清漆的。但前提是,碳纤维部件表面非常平整没有孔隙。 但从工艺效果上来说,即使制件非常光滑,还是建议喷涂底涂的,因为底涂能得到更好的粘结效果,任何的节省,都会以牺牲最终的品质为前提的。

    2019-07-30
    10.0K00

发表回复

登录后才能评论
分享本页
返回顶部