Avancerede sammensatte materialer Forelæsningsnotater (XV): Støbningsprocesser og teknikker

Apr 02, 2025

Læg en besked

1. støbningsprocesser og teknikker

Når den opvarmes til støbetemperaturen, bliver gennemsigtig akrylplast blød og fleksibel, hvilket gør det muligt at dannes til næsten enhver form. Efter afkøling bevarer den den formede form. For tynde lagner er kold bøjning i enkelt krumning mulig, hvis bøjningsradius er mindst 180 gange arktykkelsen. Overskridelse af disse grænser under kold bøjning påfører overdreven stress på plastoverfladen, hvilket skaber små revner eller sprækker kendt som ‌crazing‌.

2. Opvarmning

Bær bomuldshandsker for at undgå at forlade fingeraftryk på den bløde overflade. Fjern alt beskyttelsespapir og klæbemiddel fra det akrylplade, før du opvarmes. Hvis arket er støvet eller beskidt, skal du vaske det med vand og skylle grundigt. Tør forsigtigt med en blød, absorberende klud.

‌ Opvarm akrylen til den producent-anbefalede temperatur for optimale resultater. Brug en ovn med tvungen luft med et temperaturområde på 120–374 grader F (49–190 grad). Overophedning kan forårsage overfladebobler, der kompromitterer optisk kvalitet.

‌ Til ensartet opvarmning skal du suspendere ark lodret ved hjælp af fjederklemmer fastgjort til deres kanter og hænge dem på et rack (figur 90). For mindre ark eller dem uden tilstrækkeligt kantareal skal du placere arket på et rack dækket med blød filt eller flanel. Sørg for tilstrækkelig luftstrøm omkring arket.

news-640-407

Figur 90: Suspendering af akrylplader

Til små projekter (f.eks. Lampeskærme): Brug en køkkenovn. Infrarøde varmelamper, der er placeret 7–8 tommer fra hinanden (18 tommer fra arket) kan jævnt opvarmede tynde ark.‌avoid‌ Direkte kontakt med varmt vand eller damp, da dette kan skille akrylen.

3. støbning

Akrylplastik kræver minimalt tryk under støbning, så enkle forme fremstillet af presset træ, krydsfiner eller gips tilstrækkelige til basale kurver. Komplekse eller sammensatte kurver kan kræve forstærket plast eller gips.

Sørg for, at formoverfladen er perfekt glat ved at slibe og dække den med blødt stof (f.eks. Udendørs flanel eller billardfeltet). Formen skal strække sig ud over delens trimlinjer og omfatte bestemmelser for at holde den opvarmede plastik fast mod formen under afkøling. Skrækkemble ødelagte dele med bånd, vok eller olie interiøret for at forhindre gæringsadhæsion og fyld med greb. Når den er hærdede, glatte ru områder og dæk med blødt stof for at skabe en genanvendelig form.

4. støbemetoder

4.1 Enkel bøjningsformning

Varm arket til den anbefalede temperatur, fjern den varmekilde og drap den over den forberedte form. Tryk forsigtigt den opvarmede plast på formen og klemmen eller hold den på plads, indtil den er afkølet (10-30 minutter). Tving ikke-cool.

4.2 Formning af sammensætningsbøjning

Brugt til komplekse former (f.eks. Luftfartøjer eller vingespidslysdæksler) kræver denne metode specialiseret udstyr. Almindelige teknikker inkluderer:

4.3 Strækformning
Forvarmet akryl strækkes mekanisk over en form. Oprethold ensartet tykkelse, da nogle sektioner strækker sig mere end andre.

4.4 Mandlige og kvindelige danseformer
Bruger dyre matchede mandlige/kvindelige forme. Det opvarmede ark er placeret mellem matriserne, der lukker, indtil plasten afkøles.

4,5 formet skabelonvakuumformning
Brugt til fly baldakiner: En udskæringsskabelon er fastgjort til en vakuumboks. Det opvarmede akrylplade klemmes fast over skabelonen. Lair evakueres fra kassen, hvilket gør det muligt for eksternt lufttryk at tvinge plasten gennem skabelonåbningen. Overfladespænding former kupplen.

4.6 Falvakuumformning
Til ikke-kuppelformer: Placer en kvindelig form under det opvarmede ark. Evacuate luft fra formhulen, hvilket tvinger plasten til at overholde formen.

5. Skæring og boring

5.1 Arkskæring

‌ Lige skår‌: Brug en hul-jorden cirkulær sav med sidesæt tænder til glatte kanter. ‌ Kurvede skår‌: En båndsav er ideel. Klip inden for 1/16 tomme fra den endelige størrelse, og sand derefter til præcision ved hjælp af en tromme eller bælte -slibemaskine.

5.2 Boring

I modsætning til bløde metaller har akrylplastik ‌poor termisk ledningsevne‌, hvilket kræver omhyggelig varmehåndtering under boringen. For dybe huller er afkøling afgørende, og ‌water-opløselig skæreolie‌ er et ideelt kølevæske, da det ikke nedbryder plasten.

Borbits, der bruges til akryl, skal være ‌ -præcist skærpet‌ uden knudepunkter eller burrs, der kan markerer overfladen. Som illustreret i figur 91 skal borespidsen være malet med en ‌larger inkluderet vinkel‌ sammenlignet med dem, der blev brugt til bløde metaller. Derudover skal ‌rakevinklen indstilles til nul‌ for at muliggøre ‌Scraping‌ (snarere end skære), hvilket minimerer chipadhæsion.

news-640-387

Figur 91: Twist Drill med 150 graders vinkel for akryl

Patenteret Unibit®‌ er designet til borehuller i forruder og vinduer fly. Som vist i figur 92 kan det skære huller, der spænder fra ‌1/8 til 1/2 tommer i ‌1⁄ 32- tommer trin, hvilket producerer glatte, rene huller med ‌nno stress revner‌ omkring kanterne.

news-640-379

Figur 92: Unibit® bore akryl

6. Klæbende binding
‌ Polymeriserbare klæbemidler‌ er formuleringer, hvor en katalysator tilsættes til en viskøs monomer-polymervæske for at fremskynde hurtig hærdning. Eksempler inkluderer ‌ps -30 ®‌ og ‌weld-on 40®‌, som er egnede til binding af alle typer Plexiglas®, akrylstøbninger og dele støbt fra plexiglas® pellets.at stuetemperatur, adhæsive hærdede (polymeriserer) i beholderen inden for ‌45 minutter Hærdning. Bondede samlinger kan typisk håndteres ‌ inden for 4 timer‌ samling. For optimal styrke skal du tillade ‌24 timer‌ før udsættelse af leddet for stress. Denne metode sikrer holdbare, højstyrkebindinger for akrylmaterialer. Fortæl mig, hvis du har brug for yderligere detaljer!

 

7. Klæbende applikationer
PS -30 ® og Weld-On 40® led bevarer fremragende udseende og farvestabilitet efter udendørs eksponering. Disse klæbemidler danner klare, gennemsigtige gellignende bindinger, hvilket gør dem vigtige for applikationer, hvor farven og den visuelle integritet i leddet er kritiske.

PS -30 ® og svejsning 40® skal påføres ved temperaturer, der ikke er lavere end 65 grader F (18,33 grader). Hvis hærdning udføres indendørs under 65 grader F (18,33 grad), vil hærdningstiden øges væsentligt, og den resulterende ledstyrke vil mindskes.

Klæbemidlet skal tilberedes i streng overensstemmelse med producentens specificerede forhold, hvilket sikrer grundig blanding. Brug rent glas- eller polyethylenblandingsbeholdere, da forkerte containere eller værktøjer kan introducere misfarvning eller forstyrre hærdning. På grund af deres ekstremt korte gryde (ca. 45 minutter) skal blandede PS -30 ® og svejsning 40® bruges umiddelbart efter forberedelse. Formonter alle komponenter, før du blander klæbemidlet for at minimere tidstab under påføring. For optimal bearbejdelighed, hæld klæbemidlet i samlinger inden for 20 minutter efter blanding. For at opnå maksimal sømstyrke skal klæbende binding forblive fri for bobler. Det giver typisk det blandet klæbemiddel mulighed for at hvile i 10 minutter, før påføring giver bobler mulighed for at stige til overfladen. Hvis der dannes bobler i leddet, kan de løftes omhyggeligt ved hjælp af en lille ikke-kobbertråd eller lignende værktøj; Imidlertid minimerer forstyrrelser til det klæbende lag efter hældning.

GAP-fyldningsteknikker er kun egnede til klare Plexiglas®, akrylmaterialer eller skjulte sømme. For iøjnefaldende samlinger på farvede Plexiglas® eller acrylics skal komponenter passe tæt ved hjælp af lukkede V-groover, rumpefuger eller radierede kanter.

Maskeringstape kan bruges til at oprette bindingsskabeloner, forudsat at klæbende overflade ikke kontakter båndets klæbende lag. Dette opnås let ved at placere en strimmel cellofanbånd over maskeringstape's klæbende side. Omhyggelig båndvalg er kritisk: klæbemidler på standardcellofanbånd kan hæmme PS -30 ® og svejse-på 40® hærdning. Test altid båndsystemer på prøvefuger inden produktionen for at bekræfte kompatibilitet.

Polymeriserbare klæbemidler krymper under hærdning. For at kompensere skal frisk hældt klæbemiddel lidt overfylde leddet. Overskydende materiale kan bearbejdes efter fuld hærdning (24 timer), hvis æstetiske krav kræver. Påfør kun kontakttryk under binding for at sikre klæbemiddel forbliver begrænset til samlingen.

Bobler har en tendens til at stige til toppen af ​​det klæbende lag i spaltefyldte samlinger. Hvis de fjernes under behandlingen, udgør disse intet problem. Undgå at bruge kobberværktøjer, da kobberioner kan forstyrre polymerisation.

8. Reparation
Når det er muligt, skal du udskifte snarere end reparere akrylplast, der er blevet omfattende beskadiget. Et omhyggeligt lappet afsnit vil aldrig svare til en ny del, hverken optisk eller strukturelt. Ved det første tegn på knækudvikling skal du bore et lille hul (#30 eller 1⁄ 8- tommer borebit) i den ekstreme ende af revnen, som vist i ‌figure 93‌. Dette stopper spredningsformering og distribuerer belastning over et bredere område. For mindre revner kan boring til blokering af revnen være tilstrækkelig, indtil udskiftning eller en permanent reparation er mulig.

 

news-640-203

Figur 93: Crack Stop-Drilling

(Alle indledende stamme, der forårsager crack -koncentraterne ved punkt A, fremme af revneudvidelse. Boring af et lille hul (A1) ved revnens endepunkt med en #30 eller 1⁄8 "bit omfordeler belastning. Hver revne, der stammer fra huller eller åbninger, skal bores på lignende måde.)

9. Rengøring

Mens plastik giver fordele i forhold til glas i flybrug, mangler de glasens overfladehårdhed. Udøv pleje under vedligeholdelse for at undgå ridser eller overfladeskader. Ren plast med rigelig vand og mild sæbe ved hjælp af en ren, blød, kornfri klud, svamp eller bare hænder. Undgå benzin, alkohol, benzen, acetone, carbontetrachlorid, ildslukkere, deisingsvæsker, malingstyndere eller vinduesrensende spray, da disse blødgør plastik og inducerer krakning.

Gnid aldrig plast med en tør klud, da dette risikerer ridser og genererer statiske ladninger, der tiltrækker støv. Efter fjernelse af snavs og fedt skal du påføre en kommerciel voks af høj kvalitet, hvis der ikke er nogen signifikante ridser. Påfør voks i et tyndt, ensartet lag og buff forsigtigt med en blød klud til en poleret finish.

10. Polering
Forsøg ikke manuel polering eller buffing, før overfladerne er rene. Brug blød, åben vævet bomuld eller flanel buffing hjul. Lette ridser kan adresseres ved kraftigt at gnide det berørte område med et rent klud dyppet i en terpentin-chalk-blanding eller en fugtig klud belagt med bilrens. Fjern rengøringsresten med en tør, blød klud. Bemærk, at akryl- og celluloseacetatplast er termoplastisk; Langvarig buffing genererer friktionsvarme, blødgør overfladen og forårsager visuel forvrængning.

11. Installation af forrude
Udskiftningspaneler skal matche det materiale, der oprindeligt blev brugt af flyproducenten. Gennemsigtig plast varierer meget i egenskaber-termisk ekspansion, lavtemperaturbane, UV-modstand, overfladeintegritet osv. Se ‌mil-HDBK -17, plast for fly, del II: gennemsigtige rudermaterialer‌ (tilgængeligt fra regeringens udskrivningskontor) for detaljerede specifikationer. Udskiftning af materialer med forskellige egenskaber kan føre til operationelle problemer, da producenterne vælger materialer baseret på disse kritiske træk.

12. Installationsprocedurer
Når du udskifter paneler, skal du overholde flyproducentens installationsmetode. Mens detaljerne varierer efter flysype, skal du følge disse principper:

       1,‌Undgå tvungen montering‌: Deformer aldrig plastpaneler, der passer til rammer. Hvis et udskiftningspanel modstår installation, skal du udskifte det eller opvarme hele panelet forsigtigt for omformning. Ideelt set klip og installer paneler ved stuetemperatur.

       2,‌Stresshåndtering‌: Udsæt ikke plastik for overdreven trykspænding under klemme eller bolting. Over-drejningsmøtrikker/bolte ud over 1, 000 psi risikerer skade. Spænd nødder fast, og derefter tilbage med en fuld drejning for at opretholde fingerjusterbar spænding.

       3,‌Hardwareforholdsregler‌: Brug afstandsstykker, kraver, skulderskiver eller låsemøtrikker for at forhindre overstramende bolte. Bevar originale hardwaremængder (bolte, skiver osv.) Som specificeret. For nittet installationer skal du sikre dig tilstrækkelig afstand for at undgå rammeinduceret stress.

      4,‌Pakning Integration‌: Installer plastpaneler med gummi, kork eller lignende pakninger til vandtætte led, dæmpede vibrationer og distribuer trykspænding.

      5,‌Termisk ekspansion‌: Plast udvides/kontrakter signifikant mere end metalkanaler. Installer forrudepaneler i kanaler med tilstrækkelig dybde (mindst 1 ° inches) og en 1⁄ 8- tomme kløft ved kanalbasen for at forhindre løsrivelse under kold sammentrækning eller belastningsinduceret deformation.

      6,‌Huldesign‌: Til bolt/nittinstallationer skal du bore huller 1⁄ 8- tommer overdimensioneret og centreret for at forhindre kantbinding eller revner. Slidsede huller anbefales.

Fuld tekst afsluttet

Kilde "Composites Frontier" offentlige websted