Süsinikkiust toodete valmistamisel kasutatakse palju tootmisprotsesse ja üks olulisi vormimisprotsesse on autoklaavivormimisprotsess. Autoklaaviprotsess on spetsiaalselt ette nähtud polümeermaatriksi komposiitmaterjalide moodustamiseks, mis sobib paremini komposiitmaterjalide komponentide, kärgstruktuuride ja komposiitmaterjalide liimimise jaoks. Põhietapid on sarnased süsinikkiust toodete valmistamisel autoklaavimeetodil. Selles artiklis analüüsitakse lühidalt a. autoklaaviprotsessisüsinikkiust autoosadtootja Runfeng CFRP.
1. Eelnevalt laotamine
Kasutame süsinikkiust autoosade tootmiseks emasvormi. Enne tootmist on vaja kujundada prepregkiht vastavalt erinevate toodete spetsifikatsioonidele ja tugevusnõuetele. Paigaldamisel tuleb vorm autoklaavis eelkuumutada ja seejärel vormi siseseinale kanda eraldusaine. Vastavalt alguses olevale paigutusplaanile lõigake prepreg ristkülikukujulisteks tükkideks ja teostage paigaldamine vastavalt eelnevalt kavandatud paigaldusnurgale ja -meetodile. Paigaldamise käigus pöörake tähelepanu tihendamisele ja eemaldage ladumise kihis legeeritud gaas. Selle sammu eesmärk on parandada täpsustsüsinikkiust autoosad keha, et kiht vastaks paremini jõudlusindeksi nõuetele.
Pärast paigutuse lõpetamist tuleb toorik tolmuimejaga puhastada. Seda etappi võib läbi viia toatemperatuuril või kuumutada ning kogu kestust tuleb kontrollida 5–15 minuti jooksul. Paksema seinapaksusega osade puhul võib eeltihendada iga kolme või nelja kihi järel, mis võimaldab paremini siluda eeltöödeldud sisemust ja soodustab järgnevat vormimist.
2. Kõvenemine ja vormimine
Pärast paigutuse lõppu tuleb toode asetada ja vormile kokku panna ning vaakumpakendite kott pitseerida. Selle protsessi käigus on vaja pidevalt kasutada spetsiaalseid tööriistu, et reguleerida prepreg läbi vaakumpakendite koti, et pigistada välja gaas, mis võib sees olla, et kiudusid paremini tahkuda ja kujundada.
Järgmisena ühendage vaakumpakendite kotti suletud vorm vaakumpumbaga ja lükake see autoklaavi ning töödelge seda vastavalt kindlaksmääratud protsessiparameetritele. Süsinikkiust toodete vormimisprotsessis kasutatava autoklaavi töörõhk on tavaliselt alla 1,6 MPa. Lennundusstruktuuride komposiitmaatriksvaigu kõvenemistemperatuur on kuni 180 ± 5 kraadi ja tavaliselt kasutatav ülemine piirtemperatuur on 250 kraadi. Autoklaavi tööprotsessi ajal on vaja jälgida temperatuuri igas kuumutustsoonis ja vormitud osade tsoonis ning reguleerida temperatuuri vastavalt protsessi nõuetele.
Kõvenemise ajal tuleb paaki kaitsta inertgaasiga, et vältida tuleohtlike ja lenduvate ainete plahvatust kõvenemisprotsessi ajal. Pärast autoklaavis tembeldamist võib vaakumkotist õhku lekkida. Kerge õhulekke korral võib selle tahkumist ja vormimist jätkata. Õhu väljalaskmise meetodit saab kasutada siserõhu vähendamiseks, aeglustades seeläbi rebenemise astet; kui rebend on tõsine, tuleb see sulgeda.
3. Lammutamine
Kui tahkumisprotsess on lõppenud, oodake, kuni temperatuur ja rõhk paagis langevad ohutustegurini, ja seejärel avage paagi uks, et vorm ja kokkupandavad osad välja võtta. Kui vormi temperatuur langeb alla 50 kraadi, eemaldage vormist kokkupandavad komponendid. Kui temperatuur on liiga kõrge, võivad osad deformeeruda või pinnale praguneda.
Autoklaavivormimisprotsess on stabiilne ja usaldusväärne, peamiselt seetõttu, et paagi sees on ühtlane rõhk, mis võib läbi vaakumkoti komponentide pinnale mõjuda, ja rõhk igas punktis on võrdne, samuti suhteliselt ühtlane temperatuur. Autoklaavi moodustamise protsess sobib sõjaliste õhusõidukite radarikatete, kattekihtide, lennukiuste, tiibade, süsinikkiust autoosade, süsinikkiust auto mootorrattatarvikute ja muude toodete valmistamiseks.