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树脂工业中传感器的应用

通过在树脂传递成型(RTM)中使用传感器系统,树脂灌注数据的可靠性得到了提高。减少了实验次数,并因此减少了生产部件的时间和成本。

树脂工业中传感器的应用

全球商业已将重点转移到环境可持续性上,必须减少浪费和资源消耗(如能源、水和材料)。因此,生产需要变得更加高效和智能。

树脂传递模塑

使用树脂传递模塑(RTM)制造连续纤维增强的热固性复合材料是一个相对较新的过程。该过程包括三个阶段:首先,将物质放入带有干纤维增强物(预成型)的模腔。然后进行强制树脂浸渍(填充阶段)。最后,模具被加热,热固性基体材料被交联,复合材料被固化。

在树脂工艺中通过传感器收集数据

实现智能制造的第一个阶段是确定提高零件质量和产量所需的措施,以及获得这些测量所需的传感器。微波、超声波和电磁波可用于检测电介质、热通量、光纤和其他非接触波传感器。

PP材料在树脂工业中使用传感器的原因

可以根据某些物理量(如压力和温度)和材料的状态,对制造过程进行现场监测和调节的传感器网络,在零部件行业中越来越普遍。(例如,粘度、聚合、结晶)。

由于现在可以可视化混合、输液、固化和聚合的完成情况,生产周期可被大幅减化。为了验证质量,传感器还可以消除对后处理检查和测试的需要,为行业节省大量的资金。

传感器可以更好地理解和可视化过程。使用Cosimo的传感器网络,可以完整地看到热塑性RTM过程和材料行为。每一个点的传感器用于获取信息,如部件的不同厚度或材料的局部变化(如泡沫芯材),树脂流动的整体形状,以及树脂渗透到预制件的时间。传感器还提供有关聚合度的信息。

传感器可以缩短程序完成的时间。双组分快速固化环氧树脂可以在模具中任何放有传感器的地方测试其均匀性,这可以在整个RTM过程中进行。更快固化的树脂,如用于城市空中交通(UAM)的树脂,可能会受益,因为它们的固化时间会比现有的单组分环氧树脂如RTM6短。用传感器监测树脂的流动和固化在复合材料中很常见,允许这些过程在完成后终止,而不是使用谨慎的基于时间的配方,包括额外的固化时间。

复合材料制造的一个目标是在制造过程中实现自动闭环控制。数字模型传感器和算法现在正被用于工业中,以模拟过程和预测零件完成后的性能结果。

这些过程包括RTM的纤维喷射预成型(用快固环氧树脂)、预浸带的铺放(自动化)和PA6复合材料的高压T-RTM。例如,温度和压力可以实时增加或减少,树脂进料口可以在输液完成后关闭,或者在闭环控制下达到目标固化后,可以打开加热的模具或压机。

未来的发展

在过去的几年里,RTM的填充阶段得到了广泛的探索。基于达西定律和树脂浸渍的力学原理,已经构建了流动模型来预测容器的填充行为。通过这些研究,已经能够更好地预测填充时间,评估形成干斑的可能性,并研究各种工艺变量对这些时间的影响。随着我们走向数字化制造,未来部件的NDT(无损检测)检查将被最小化。


此文由中国复合材料工业协会编译,文章不用于商业目的,仅供行业人士交流,引用请注明出处。


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