탄소 섬유 복합 재료에 대한 많은 성형 공정이 있으며, 성형 공정의 선택은 주로 구성 요소, 기존 성형 장비 및 제조 비용의 구조적 특성을 고려합니다. UAV 복합 구성 요소의 구조적 특성에는 복합 라미네이트 구조, 벌집 샌드위치 구조, 폼 샌드위치 구조, 항공 샌드위치 구조 및 파이프 피팅 구조의 5 가지 유형이 포함됩니다.
우리는 비교적 완전한 범위의 탄소 섬유 복합 재료 형성 및 테스트 장비를 보유하고 있으며 곰팡이 설계, 제조, 구성 요소 형성 기술 및 어셈블리에서 저비용 방법을 채택하기 위해 노력합니다. 드론 탄소 섬유 복합 성분의 탄소 섬유는 Toray T300 긴 섬유 및 탄소 섬유 직물 천으로부터 선택되며, 매트릭스 재료는 중간 온도에서 경화 된 고성능 에폭시 수지 시스템에서 선택되며 벌집 재료는 회사가 제공하는 NOMEX Honeycomb입니다. 폼 샌드위치 재료는 저밀도 고 강성 폴리 우레탄 폼이며, 이는 폴리 에테르 및 이소 시아 네이트의 주요 재료로 구성된 혼합 액체를 발포시켜 만들어집니다.
해당 성형 공정은 무인 항공기의 복합 신체 구성 요소의 다양한 특성에 기초하여 채택된다. 아래에서는 구성 요소의 제조를 별도로 소개합니다.
뜨거운 프레스 성형 공정
동체 내부의 ω- 모양의 빔과 날개의 U 자형 빔은 탄소 섬유 복합 라미네이트 플레이트 구조를 사용하여 하중 부재입니다. 밀도가 높은 내부 품질을 얻기 위해 핫 프레스 성형 공정이 채택됩니다. 첫째, 탄소 섬유 및 에폭시 수지는 미리 함침 된 물질로 만들어야하고 엄격한 층상 절차가 필요하다.
1) Prepreg의 생산
재료 : 강화 탄소 섬유 Toray t 300-3000-40 b.
매트릭스 재료로서 에폭시 수지의 중간 온도 경화 시스템.
장비 : 핫 멜트 드럼 레이아웃 머신.
우리가 사용하는 탄소 섬유 배열 기계 (아래 그림과 같이)는 기존의 솔루션 방법 배열 기계의 수정이며, 용액 및 핫 멜트 방법을 사용하여 비직되지 않은 직물 Prepreg의 생산을 가능하게하는 수지 가열 장치를 추가합니다. 드론의 탄소 섬유 복합 재료에 사용되는 고성능 에폭시 수지가 실온에서 고체이기 때문에, 핫 용융 방법이 선택되기 때문이다. 먼저, 에폭시 수지는 작은 조각으로 만들어지고 접착제 탱크의 용융 상태로 가열된다. 적절한 점도에 도달 한 후, 장비는 용융 에폭시 수지에 단일 탄소 섬유 묶음을 담그고, 대형 직경 드럼 주위에 감싸서 사각화되지 않은 직물을 형성합니다.
용융 방법에 의해 제조되지 않은 직물은 용매를 포함하지 않으며, 이는 라미네이트 보드의 다공성을 효과적으로 감소시키고 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 사각화되지 않은 직물의 탄소 섬유는 서로 평행하고, 층의 배치 각도는 층을 층화하는 동안 정확하게 제어 될 수있다. 섬유는 좌굴없이 똑바로 이루어져 섬유의 기계적 특성을 증가시킵니다.
용융 방법에 의해 Prepreg를 준비하기위한 가장 중요한 품질 지표는 PrepREG의 겔 함량을 제어하는 것입니다. PREPREG의 접착 성 함량 R은 제품의 접착 성 함량 r에 의존합니다. 핫 프레스 탱크에서 생성물을 응고하는 동안 접착제 흐름 X의 양. Prepreg의 접착 성 내용, 제품 접착 성 컨텐츠 및 유동 접착 성 컨텐츠 사이에는 다음과 같이 정량적 인 관계가 있습니다.
r =1- (1- x) (1- r) (8-1)의 인장 성능 테스트 결과는 복합 재료의 접착 성 함량이 (40) 2)% and (40) 2)에서 제어 될 때 복합 재료의 최적의 기계적 특성이 달성 될 때 복합 재료의 최적의 기계적 특성이 달성됨을 보여줍니다. 2) 각각%.
2) 공정 흐름 형성
(1) 곰팡이 준비.
핫 프레스는 곰팡이가 곰팡이 비용, 가공성 및 열전도율과 같은 요인을 고려하여 생성물 성형 중에 고온 및 고압에서 치수 안정성을 유지하기 위해 금형 재료를 요구할 수 있습니다. 드론 복합 빔 형성 : 벽 금형에 대해 알루미늄 합금 금형이 선택됩니다. 금형은 오목한 곰팡이이며, 곰팡이 표면은 매끄럽고 연마됩니다. 금형 표면에 접착제로 PTFE 릴리즈 천을 꽂아 릴리스 효과가 적습니다. 접촉 표면이 신체 피부에 결합되면 방출 제를 청소할 필요가 없습니다.
(2) 미리 함침 된 재료 절단 및 스태킹.
자동 패브릭 절단기의 데스크탑에 직각이없는 직물을 평평하게 놓고 (아래 그림과 같이) 섬유 절단의 실제 방향을 제어하며, 일반적으로 설계 요구 사항에 따라 ± 1을 초과하지 않습니다. 절단을 위해 자동 직물 절단 기계를 사용하는 경우, 각도 편차를 피하기 위해 직물 층이 움직이는 것을 방지해야합니다.
금형 표면에 직물 층을 놓을 때는 설계된 레이어링 시퀀스 및 방향에 따라 수동으로 놓아야하며, PrepREG는 가능한 한 평평하고 압축되어 인터레이 층 공기를 제거해야합니다.
(3) 진공 백 시스템 생산. 진공 백 시스템의 생산에 필요한 보조 재료에는 진공 백 필름, 밀봉 퍼티 스트립, 천공 분리 필름, 접착제 흡수 재료, 통기성 펠트 및 PTFE 방출 천이 포함됩니다. 다음 그림과 같이 공백 및 보조 재료를 진공 시스템에 결합하십시오. 사용 된 접착제 층의 양은 정확하게 계산되어야합니다. 포장 후 시스템은 진공 누출 감지를 수행해야합니다. 펌핑을 중단 한 후 10 분 이상 압력을 유지하십시오. 진공 정도가 감소하지 않으면 핫 프레스 탱크 도어를 닫으십시오.
(4) 구성 요소 성형 및 처리.
에폭시 수지의 경화 공정 매개 변수에 따라 온도 시간 및 압력 시간 곡선을 설정하고 가열 및 치료를 위해 프로그램을 실행하십시오. 이 드론 모델은 중간 온도 경화 시스템을 채택합니다. 중간 온도 경화 시스템은 성형 온도가 낮은 성형 온도, 짧은 성형주기, 부품의 낮은 내부 응력, 우수한 차원 안정성, 높은 골절 강인성, 에너지 소비 및 생산 비용을 크게 줄이고 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다.
구성 요소의 응고가 완료된 후, 핫 프레스 탱크 내부의 온도 (아래 그림과 같이)는 50도 미만으로 떨어질 때만 해제 될 수 있습니다. 성분은 성분 내부의 잔류 응력으로 인한 변형을 방지하기 위해 탈모 전에 금형으로 곰팡이로 실온으로 냉각된다. 구성 요소는 에지 라인에 따라 절단 및 처리됩니다.
(5) 품질 검사.
핫 프레스 탱크의 성형 부분의 내부 품질을 보장하기 위해 초음파 C- 스캔너를 사용하여 비파괴 테스트를 수행합니다. 초음파 C-Scan은 다공성, 인터레이어, 박리, 다공성, 두께, 섬유 함량, 섬유 방향 등과 같은 결함을 복합 재료 내에서 감지 할 수 있습니다. 복합 재료에 대한 C- 스캔 테스트를 수행 할 때 초음파 변속기 및 시편은 물 탱크에 물을 커플 링 매체로 배치합니다. 에코는 게이트 회로를 통해 돌아와 복합 재료의 에코 만 통과 할 수 있도록합니다. 진폭 임계 값을 선택할 수 있으며, 에코 진폭이 임계 값보다 높으면 자격이없는 영역으로 판단됩니다. 값 아래에서는 자격을 갖춘 지역으로 결정할 수 있습니다. 트랜스 듀서는 기계 장치에 연결되어 전체 시편을 이동할 수 있습니다. C-Scan 이미지는 시편 표면 아래의 특정 깊이의 제한된 평면도를 제공 할 수 있습니다.
다음 그림은 초음파 CT 스캐닝 디스플레이 시스템을 보여줍니다. CT 스캐닝 작업을 수행 할 때 초음파 검출 장치에는 선택된 사이클에서 수신 된 에코를 샘플링하는 전자 게이팅 회로가 장착되어 있습니다. 초기 방출 펄스 후 선택된 활동 시간에 작동하기 시작합니다. 선택된 활동 시간은 검출 한계의 상단과 테스트 조각의 깊이 사이의 거리에 비례하며, 게이팅 회로가 분리 된 시간 길이는 검출 한계의 두께에 비례합니다. 대형 조리개 포커스 트랜스 듀서와 함께 사용될 때 CT 스캐닝 시스템은 불연속 해상도로 상세한 레코드를 생성 할 수 있습니다. CT 스캐닝의 명백한 단점은 주어진 깊이 범위 내에서 불연속 2 차원 평면보기의 생성이므로 깊이를 점차적으로 증가시키고 반복적으로 스캔해야합니다. 그렇지 않으면 다른 깊이에서 정보를 제공하기가 어렵습니다.
라미네이트 보드 테스트에서 최소 및 최대 신호 진폭 사이의 중간 위치로 판별기 레벨을 조정하면 초음파 C-SCAN 방법을 사용하여 섬유 방향 오차를 감지 할 수 있습니다. 박리, 접착제 결함, 기공 및 불순물을 감지 할 때, 결함은 회색 화분 패턴으로 표시 될 수 있습니다. 특정 조건에서, 섬유의 두께 편차는 검출 될 수 있지만, 시편 표면의 평평성 및 균일 함과 같은 인자, 변환기의 임피던스 일치, 입사 각 및 커플 링 조건은 모두 검출 결과에 영향을 줄 수 있습니다.