I metodi di fabbricazione compositi più popolari

Entro il 2024, la dimensione del mercato globale dei compositi sarà di circa billion 130,83 miliardi. Il materiale di rinforzo primario negli Stati Uniti è la fibra di vetro. In 2017, ha registrato un valore di crescita di billion 2.1 miliardi.

C’è una crescente domanda di materiali robusti, durevoli e leggeri. Molte industrie si stanno rivolgendo ai compositi per trovare rinforzi di un design specifico.

Vogliono risolvere le sfide che i polimeri rinforzati con fibre devono affrontare. Questi rinforzi sono prodotti di fabbricazione composita.

Esistono vari metodi di fabbricazione compositi nel settore. La tua decisione dipende dal materiale, dal design e dall’applicazione del composito.

Ecco alcuni dei metodi più popolari.

Il lay-up manuale

Il lay-up manuale è il metodo di fabbricazione più semplice utilizzato sui compositi termoindurenti. Il processo prevede la posa prepreg plies su uno strumento a mano per creare una pila laminato.

Una volta completato il lay-up, è necessario applicare la resina allo strato di strati. In una diversa variante del lay-up a mano nota come wet lay-up, è necessario rivestire ogni strato con resina prima di stratificarli insieme.

Stampaggio aperto

Stampaggio a contatto o stampaggio aperto è un processo a basso costo utilizzato nella creazione di materiali compositi in fibra di vetro. Lo stampo viene prima trattato con un agente di rilascio e un gel prima che inizi la fabbricazione.

Posizionare i materiali di stampaggio sulla parte superiore dello stampo attraverso il processo di spruzzatura o il processo di lay-up manuale. Nel processo di spruzzatura, è necessario spruzzare contemporaneamente la resina e i fili tritati sulla superficie di stampaggio.

Quindi compattare il laminato a mano con rulli e aggiungere qualsiasi materiale di base a questo punto. Uno strato finale di spruzzatura aiuta a posizionare i materiali di base tra il laminato. In seguito, puoi permettere che lo stampaggio si curi.

A volte è possibile utilizzare il processo di lay-up a mano insieme al lay-up a spruzzo nel tentativo di ridurre il lavoro.

Metodi di infusione di resina

A causa della forte domanda di materiali compositi, vi è un aumento della necessità di un tasso di produzione più veloce. Molte persone stanno sostituendo il processo di lay-up con metodi alternativi che incoraggiano l’automazione della fabbricazione.

Questi metodi di fabbricazione includono:

Lo stampaggio a trasferimento di resina

Qui, si dovrebbe mettere il rinforzo a secco nello stampo e successivamente pompare una miscela di resina e catalizzatore a bassa pressione.

La resina utilizzata è di bassa viscosità in modo che possa permeare la preforma prima che guarisca. Il processo produce parti di alta qualità senza la necessità di un’autoclave.

Stampaggio a iniezione di reazione

Ha una notevole differenza rispetto allo stampaggio a trasferimento di resina. Invece di iniettare la resina e il catalizzatore come miscela, li si inserisce in due flussi separati.

La reazione chimica che si verifica durante la miscelazione avviene quindi nello stampo anziché nella testa di erogazione.

Vacuum-Assisted Resin Transfer Molding (VARTM)

VARTM si distingue dagli altri processi di stampaggio a trasferimento di resina poiché non richiede l’uso di calore o pressione. Invece di pompare la resina usando la pressione, il VARTM la attira nella preforma usando un vuoto.

Pertanto, VARTM utilizza strumenti a basso costo, rendendo facile la produzione di una notevole quantità di parti economiche e complesse.

Avvolgimento del filamento

Il vantaggio significativo del metodo di fabbricazione dell’avvolgimento del filamento è che i suoi costi dei materiali sono bassi. Il processo è continuo e può essere altamente automatizzato.

L’area di applicazione più significativa è nella realizzazione di alberi da golf club.

Altri oggetti, come parti cilindriche, canne da pesca e recipienti a pressione, prendono la parte rimanente dell’attività.

Pultrusione

Il metodo di pultrusione è un processo semplice e continuo. Qui, si passa prima la fibra di rinforzo attraverso un bagno caldo di resina. Viene quindi progettato per forme specifiche mentre passa attraverso diverse guide di formatura.

In seguito, passa attraverso uno stampo riscaldato prima di assimilarsi alla sua forma finale e cure. I prodotti realizzati attraverso la pultrusione sono lisci e non necessitano di post-elaborazione.

Il metodo è in uso da decenni nella produzione di fibre di vetro e resine poliestere.

Tube Rolling

Tube rolling è un metodo di fabbricazione che è possibile utilizzare nella realizzazione di aste e tubi. I suoi prodotti principali sono tubi conici o cilindrici di piccolo diametro.

In questo processo, è necessario prima pre-tagliare il materiale in modelli che aiuteranno con l’architettura della fibra. Essi sono poi disposti su una superficie in cui un mandrino rotolare su di loro per compattare e debulk i materiali.

È necessario riposizionare i pezzi del modello a intervalli regolari in modo da poter dare la resistenza alla flessione del tubo.

Stampaggio a compressione

Questo metodo è utile nella lavorazione di termoindurenti ad alto volume. È l’opzione migliore da utilizzare quando si devono produrre più di 10.000 parti.

I materiali in foglio composito sono realizzati utilizzando un composto per la produzione di fogli. Dovresti prima posizionare una pasta di resina e versare sopra la fibra di vetro tritata. Quindi puoi coprire la fibra di vetro usando uno strato finale di pasta di resina.

L’industria automobilistica sta esplorando l’uso di composti di stampaggio di fogli che hanno un rinforzo in carbonio. È nel tentativo di sfruttare la resistenza e la rigidità al rapporto peso del carbonio.

Stampaggio ad iniezione

È un metodo veloce e a bassa pressione comune nella fabbricazione di termoplastiche riempite. Il processo è rapido, con velocità di iniezione tra uno e cinque secondi. Un’ora è sufficiente per produrre fino a 2000 piccole parti.

Lo stampaggio ad iniezione automatizzato di BMC sta crescendo nei ranghi e sta rilevando alcuni dei mercati detenuti da fusioni metalliche e produttori di termoplastici.

Dettagli importanti da notare quando si utilizzano metodi di fabbricazione compositi

I materiali compositi hanno molte proprietà desiderabili che li rendono adatti per l’uso in varie applicazioni.

I metodi di fabbricazione compositi sopra elencati aiutano a modellare resine e rinforzi, dando al materiale composito la forma desiderata.

Quando si maneggiano materiali compositi, è indispensabile che i fabbricanti mantengano un ambiente di lavoro sicuro. Dovrebbero inoltre affrontare i problemi di salute e sicurezza utilizzando dispositivi di protezione e sviluppando politiche di monitoraggio a livello aziendale.

Contattaci oggi per maggiori informazioni sull’utilizzo dei materiali compositi.