Jaké jsou běžné problémy při lisování SMC a jejich řešení?

Lisování SMC se stalo populární metodou výroby lehkých, vysoce pevnostních kompozitních dílů, které se používají v leteckém průmyslu, dopravě, stavebních materiálech a při výstavbě za účelem úspory energie. Tento proces je velmi efektivní a zajišťuje vysokou kvalitu výrobků, avšak proces lisování SMC čelí určitým výrobním výzvám.

Znečištění formy

Znečištění formy je běžný problém, který snižuje kvalitu povrchu výrobku. Zbytky po předchozím lisování, neztvrdlé pryskyřice nebo cizí nečistoty se mohou uchylovat na povrchu formy a způsobovat povrchové vady včetně povrchových vad, nerovného nebo nekonzistentního povrchového texturování.

Pravidelné a důkladné čištění formy je životně důležité. Pro bezpečné odstranění nánosů z povrchu formy je nutno používat čisticí prostředky kompatibilní s materiálem SMC, aniž by došlo k poškození formy. Je vhodné nanést kvalitní konstrukční hmota na formu tak, aby vytvořila uvolňovací vrstvu, která slouží jako ochranná bariéra a usnadňuje čištění. Častější čištění lze naplánovat za účelem dřívějšího zjištění kontaminace a také za účelem prevence jejich hromadění.

Bubliny ve výsledných výrobcích

Bubliny jsou další častou vadou, která negativně ovlivňuje celkový vzhled i strukturální pevnost hotového výrobku a jsou běžně pozorovány při lisování SMC. Většina bublin vzniká kvůli přítomnosti vlhkosti v surovinách, špatnému promíchání SMC směsí nebo uzavřenému vzduchu ve formě. U kritických aplikací, jako jsou letecké součásti nebo zařízení pro chemické zpracování, mohou bubliny výrazně snížit pevnost a vést až ke katastrofálnímu selhání.

Řešení začíná správnou manipulací s přírodními surovinami. Skladujte SMC materiály v čistém, suchém prostředí a ideálně je předem osušte, aby byla odstraněna vlhkost. Optimalizace procesu míchání může také pomoci zajistit rovnoměrnou cirkulaci vláken a pryskyřice a omezení zachycení vzduchu ve SMC. Úprava zpracovacích parametrů formy za účelem zvýšení nebo snížení teploty a tlaku může rovněž pomoci při odvzdušňování SMC a umožnit uniknutí zachyceného vzduchu dříve, než dojde k úplnému vytvrzení materiálu. Nakonec u výrobků s vysokými nároky aplikace vakuově asistovaných formovacích systémů výrazně snižují výskyt bublin při formování.

Nepřesnost rozměrů

Jasně stanovené rozměry, které je třeba dodržet, jsou obzvláště důležité zejména u dílů ze SMC. Tyto rozměry musí být také přesné, protože k danému dílu musí přesně přiléhat i ostatní komponenty. Nepřesné rozměry jsou nejčastěji způsobeny opotřebením formy, kolísáním teploty vytvrzování nebo rozdíly v tloušťce materiálu. To může snadno vést k problémům při montáži, stejně jako ke zvýšení celkových výrobních ztrát v odvětvích, jako je výroba elektrických a elektronických zařízení nebo infrastrukturní projekty.

Vyhněte se odchylkám ve výrobě. Pro udržení cílových specifikací pravidelně vyhodnocujte a kalibrujte formy a zajistěte, aby ložiska pro kontrolu zůstala neporušená. Sledujte a regulujte teplotu vytvrzování tak, aby docházelo pouze k minimálním kolísáním, protože změny mohou způsobit nepředvídatelné smrštění. Zajistěte konzistentní dávkování pomocí jednotkových měr, čímž docílíte rovnoměrnosti vrstev. Po vylisování by měly být prováděny a dokumentovány hodnocení výrobků s využitím specifických kalibrovaných metrik pro zachycení a nápravu odchylek.

Nedůsledné rozložení vláken

Při zpracování SMC jsou klíčovými faktory pevnosti a trvanlivosti distribuce vláken. Omezená distribuce vzniká nerovnoměrnou konsolidací vláken ve směsi při přemíchaní, nebo nesprávným tokem vláken při tvorbě formy. To vyvolává rostoucí obavy z vadných výrobků a kritických místních aplikací výrobku v oblastech zatížení a pevnosti, jako jsou díly pro dopravní prostředky nebo sportovní a rekreační potřeby.

Správná integrace vlákna by měla být zaměřena na dosažení úplné optimalizace míchacího kroku. Použití míchacích jednotek by mělo být úměrné objemu šarže při výběru z jednotek procesorů navržených tak, aby minimalizovaly přemíchaní. Mezi některé konstrukční úpravy forem by mělo patřit zlepšení toku materiálů, které by měly zahrnovat vyvážené napouštění a uspořádání tokových kanálů. Distributivní lisování ve stavební dutině, řízení tlaku formy a rychlosti toku by měly být použity za účelem dosažení požadované integrace vláken. Vizuálně by měla být použita vyvážená dávka krájených žebříčků s dobrým rozptylem a vyšší kvalitou, aby byl dosažen požadovaný výsledek.

Nedokončené vytvrzování

Neúplné vytvrzení vede k poškození konstrukcí a dílů, stejně jako k ovlivnění jejich pevnosti. Neúplné vytvrzení je obvykle způsobeno tím, že nebyly správně dodrženy pravidla a postupy týkající se teploty vytvrzování a doby uzavření, nebo byly použity materiály, které nebyly optimalizovány. Pro dokončení vytvrzení by měly být podmínky přizpůsobeny konkrétnímu typu použitého SMC. Všechny formy by měly být schopny nejen dosáhnout požadované teploty, ale také ji udržet po celou dobu vytvrzovacího cyklu. Pokud jsou díly tlusté nebo složité, měla by být prodloužena doba uzavření. Měly by být používány pouze SMC materiály, které byly řádně uzavřeny a skladovány, aby nedošlo k degradaci formulace, stejně jako účinné vytvrzovací činidla.

Součásti ve výrobě by měly být podrobeny náhodným kontrolním testům za účelem posouzení dalších vlastností, které ukazují na dokončení procesu vulkanizace, nikoli těch vlastností, které se používají pro danou aplikaci. Například by mělo být provedeno testování k porušení u menšího průřezu, stejně jako měření pevnosti v tahu, aby se zajistilo, že dosahuje požadované hodnoty.