什么是复合高压灭菌器及其工作原理?

什么是复合高压灭菌器及其工作原理?

复合高压灭菌器是一种封闭的成型工具/烘箱,它使用加压蒸汽来制造轻质和坚固的复合材料。高压釜固化通过加热固化循环创造高压环境。它能够实现一致的聚合物硬化并产生准确的结果。

高压灭菌器复合材料制造工艺

复合材料的高压釜工艺为汽车和航空航天工业制造高性能材料。以下是复合高压灭菌器工艺的分步指南:

1. 复合材料的铺层

第一步是铺设复合材料,如碳纤维。材料通常用树脂系统(预浸料)进行预浸渍,并将这些层以特定方向放置在模具上,以达到所需的强度和刚度。

2. 真空袋装

铺层完成后,用密封的真空袋覆盖材料和模具。当在袋子内施加真空时,滞留的空气被去除,树脂在整个纤维中均匀结合。

3. 高压灭菌器固化

密封模具被放置在高压灭菌器内,高压灭菌器是一个大型加压烤箱,对复合材料施加热量和压力。热量催化树脂的固化,压力有助于压缩材料,从而支持层之间的粘合。

4. 温度和压力上升

高压灭菌器的温度和压力根据特定的升温计划逐渐增加。这种可控的增加可防止材料内应力的发展。

5. 保持阶段

一旦达到目标温度和压力,这些条件就会维持一段时间。这种保持阶段使树脂完全固化和交联,在复合材料中形成坚固、耐用的基质。

6. 冷却阶段

保温时间过后,将高压釜逐渐冷却至室温,同时保持压力,避免材料翘曲或变形。

7. 压力释放和出袋

当高压灭菌器达到室温时,小心地释放压力。取出真空袋,从模具中取出复合零件。

8. 后固化和机加工

一些复合材料可能需要在高压釜外进行后固化步骤才能达到其最终性能。还应用机加工或其他精加工工艺来满足某些规格。

9. 检验和质量控制

最后一步是彻底检查复合材料部件,以确保其符合设计和质量规范。通常使用超声波检测、X 射线或目视检查等技术。

10.复合高压釜中的压力

高压灭菌器中的压力通常在 70 到 300psi 之间,是大气压的 5 到 20 倍。但是,存在两个压力参数,并且可以根据所需的结果进行更改。这些包括外部施加的高压灭菌器压力和内部袋压。

11.复合高压釜温度

对于碳纤维增强塑料 (CFRP) 等材料,高压灭菌器中的温度通常保持在 120°C 至 180°C 之间。 这会激活树脂的化学硬化剂,并固化增强纤维周围的基质。然而,其他材料,如热塑性CFRP(CFRTP),可能需要高达390°C的加工温度。温度波动会导致固化不完全或缺陷,例如富含树脂或缺乏树脂的区域,这可能会削弱复合材料。因此,必须使用先进的传感器和自动控制系统仔细控制温度。

用于航空航天和汽车的高压灭菌器

高压灭菌器用于制造航空航天和汽车部件。施加可控的热量和压力使制造商能够生产出非常坚固、轻便的部件,例如飞机机身面板和汽车底盘部件。这提高了燃油效率,减少了排放,并实现了更符合空气动力学的设计。

结论 – 用于复合固化的高压灭菌器

高压釜固化是一种有效的封闭模具方法,它结合热量和加压流来生产轻质、坚固的复合材料。它催化树脂的固化,压缩材料,并支持层之间的粘合。温度和压力设置因所用材料类型和所需结果而异。

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