为什么不是复合材料?

为什么不是复合材料?

复合材料是惊人的,但它们有一些严重的缺点 – 特别是在错误的应用中使用时。还有很多其他材料在某些事情上做得更好,你应该看看其他选项。确保没有更便宜、更快、更强、更少挑剔、更少浪费的替代品。您的大多数替代方案将是使用成熟的生产方法制造的单一材料选择。有很多很好的选择可以满足复合材料的类似需求 – 而且通常更快或更便宜 – 以下是一些示例:

  • 机加工铝
  • 注塑成型ABS塑料
  • 机加工高密度聚氨酯泡沫
  • 热成型高密度聚乙烯
  • 3D打印的Ultem
  • 钛合金加工
  • 轮辋模压DCPD
  • 浇注聚氨酯
  • 木!

所有这些(以及数千种)工艺和材料每天都在使用,并生产绝大多数产品和组件。以下是一些示例,其中其他东西可能比纤维/树脂复合材料更好 – 以及为什么。

工业外壳

您正在为将在室外使用的工业设备构建车身面板。这些面板是非结构性的,并固定在焊接钢架上,并保护内部设备免受灰尘和冲击 – 它们使机器看起来很漂亮。你完全可以用凝胶涂层玻璃纤维制作这些 – 表面会有光泽,它们会坚固而坚硬。但也许太闪亮了…以及所有那些需要层压的模具。你每年要做几百个这样的——希望更多!在这里,我建议研究热成型塑料。热成型需要像玻璃纤维一样的工具,但它更简单,化妆品来自平板原料,而不是来自完美的模具。它并不完美,面板的厚度不受控制——但哇,它的速度很快!对于简单的几何形状,大规格热成型使复合曲线快速而便宜,并使用坚韧(和可回收)塑料。

高性能支架

再举一个例子,假设您正在构建支架以支撑高性能车辆框架内的一台设备。重量是一个问题。您只需要一个,并且可能需要对其进行修改。要在复合材料(当然是碳 – 可能是预浸料)中制造它,您将需要一个模具,并且由于软管有一些角度和切口,它不会是有史以来最简单的模具。在这里,研究机加工铝(如果它很小)或3D打印的Ultem(或其他令人敬畏和坚固的东西)或制造的钛可能是很好的。带有水刀和制动器的机械师/焊工可以在几个小时内敲出一个非常坚固且易于修改的支架 – 而且可以完成 – 无需固化或修剪或任何东西。3D打印机可以在明天早上完成,除了加载模型和编程打印参数之外,没有人需要实际做任何事情。你有选择——在这种情况下,复合材料可能不是最好的选择。

带肋可变厚度实心

最后一个示例是具有可变厚度和一些孔的零件。有一些薄的区域和一个带有一些肋骨的法兰来使其变硬。您可以在单面模具中模制它,然后粘合在复合板肋中以支撑法兰和层压板。或者,如果有一堆这些,您可以使用块状模塑料将它们铸造在两部分模具中。您可能想看看与机加工铝相比,实际减轻的重量是多少。如果强度不是一个问题,也许3D打印就可以了。对于整束树脂,模制(可能填充)树脂(RIM成型或聚氨酯铸造)方法可以处理可变厚度并提供合理的每个零件成本。

复合材料通常不是最好的材料!

我在这里得到的是,复合材料不是一个普遍的答案。事实上,它们通常不是最好的解决方案——所以请检查你的假设。当复合材料不是正确的选择时,尝试使用复合材料是令人沮丧、昂贵和耗时的——这会让你发疯。但是,当没有其他材料可以完成这项工作并勾选所有框时,您可能会发现纤维、树脂、型芯和模内表面涂层是使您的项目成功的神奇组合!

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