A konvekciós fűtés és az infravörös fűtés használatának összehasonlítása a szénszálas kompozitok autoklávban történő kikeményítésekor

A konvekciós fűtés és az infravörös fűtés használatának összehasonlítása a szénszálas kompozitok autoklávban történő kikeményítésekor

Összegzésként

Ez a cikk leírja a hagyományos konvekciós kemence és az új infravörös (IR) fűtőberendezés összehasonlításának szisztematikus vizsgálatát, amikor autoklávból kiinduló szénszál / epoxi-laminátum kikeményítésére alkalmazzák. Két űrhajósági szénszálas panelt kikeményítettünk, az egyiket infravörös melegítéssel és egy konvekciós kemencével. Az IR kikeményedési profil sokkal pontosabban ragaszkodott a tervezett keményedési ütemtervhez, mint a konvekciós kikeményedés jó vastagságú hőmérsékletszabályozással, ami azt mutatja, hogy a normál konvekciós kemence kikeményítése nem megfelelő és felejtsd el a folyamatot, ahogy általában gondolják. A mintákat vízsugárral elvágták és dinamikus mechanikai elemzéssel és hajlítási teszteléssel értékelték a fizikai tulajdonságok összehasonlítása céljából. A konvekcióslag kikeményített minta üvegesedési hőmérsékletét és hajlítási modulusát magasabbnak találták (7.36 ° C és 3.72GPa átlag): javasoljuk, hogy ennek oka a konvektív módszer meghosszabbodott kikeményedési ideje (további 70 perc) és potenciálisan a minták nedvességváltozása miatt a tesztelés során. Az IR minták hajlítószilárdsága 57MPa-val magasabb (átlagban) a konvekciós minta magas porozitási szintje miatt, ismét a hosszú gyanta viszkozitás hosszabb ideje miatt, ami a konvekciós kemencében a rossz szabályozáshoz kapcsolódik. Az IR tehát nagyon jó képességet mutatott a szénszálas kompozitok kikeményedésének pontos szabályozására.

A Ceramicx szeretném köszönetet mondani a Kemfast PASS-nak és a Cytec-nek, hogy anyagot szolgáltattak ehhez a teszthez.

Bevezetés

A kompozit műgyanta keményítéséhez használt autoklávok használatának széles körben dokumentált hátrányaitól való távolodás iránti igény fokozott figyelmet fordít az autoklávokon kívüli (OOA) módszerekre és anyagokra, különösen az űr- és űrkutatás területén. A mai napig az OOA gyantarendszerek többsége konvekciós kemence valamilyen formáját alkalmazza a kikeményedéshez és a szükséges anyagtulajdonságok eléréséhez. Az ilyen megközelítés illúziója az, hogy ez egy „illeszkedjen és felejtsd el” technika, ahol a kívánt rámpaidő és kikeményedési hőmérséklet programozódik a vezérlőbe, és a folyamat befejeződik.

Számos mérnök egy elmaradott hőelemből vezérel, általában az alkatrész alatt vagy nehezebben melegíthető területen, és ez a leolvasás lényegesen különbözik a levegő hőmérséklettől, az anyag felületének hőmérséklettől és az alkatrész vastagságánál elhelyezkedő hőmérsékletektől. Noha az alkatrész ezen elmaradó hőelem végső hőmérséklete eléri a tervezett kikeményedési hőmérsékletet, az alkatrésznek kitett melegítési sebesség lényegesen különbözik a programozott fűtési sebességtől. Ezek az eltérések túlzott / elégtelen gyantaáramlási időket eredményezhetnek, amely száraz rétegekhez vezet), vagy túlzott / elégtelen időt eredményezhet a kikeményedési hőmérsékleten. Ennek kiküszöbölése érdekében a kezelési ütemterveket gyakran a rendszerbe beépített alapanyag / tömeg, szerszám anyag / tömeg és zsákolási elrendezések, valamint eltolások alapján készítik. Noha ez egy tökéletesen elfogadható eszköz a jó gyógymód eléréséhez, fejlettségi időbe telik az elszámolások kialakítása.

Az infravörös (IR) keményedés megmutatta az anyag széles skálájának gyors és pontos melegítését, felhasználva az energiát a célzott rész közvetlen melegítésére és korlátozva az energiahatékonyságot. Noha az IR-keményítés kezdetben némi munkát igényel a folyamat paramétereinek beállításához, feltételezésre került, hogy ez nem különbözik a fentiekben javasolt, konvekciós keményedés pontos vezérlésétől. Ez a tanulmány ezért arra törekedett, hogy összehasonlítsa a konvekció és az IR használatát egy OOA szénszál / epoxi-laminátum keményítésekor. Érdekes módon már régóta gyanítják, hogy az IR-keményedés fokozott képességgel rendelkezik a rétegelt anyag porozitásának eltávolítására az energiaátvitel vibrációs jellege miatt, amikor anyaghoz érkezik, ám ez nem tartozik e kezdeti vizsgálat hatálya alá. Ennek a tanulmánynak a célja a két megkötési módszer összehasonlításának megkezdése annak érdekében, hogy a keletkező anyag tulajdonságairól kiindulási adatokat lehessen összeállítani. A kezdetektől kezdve megértették, hogy ez nem lesz kimerítő tesztelési ütemterv.

Az értékelési kritériumok kiválasztása

A két megkötési módszerből származó fizikai tulajdonságok értékelésére potenciálisan széles körű módszer alkalmazható, ugyanakkor mivel a melegítés elsődleges célja a polimer térhálósodásának kezdeményezése, ésszerű lenne a gyanta által dominált tulajdonságok vizsgálatára összpontosítani. Következésképpen a dinamikus mechanikai elemzést (DMA) és a hajlító tesztet választottuk az anyagok fizikai tesztelésének elsődleges módszereiben, majd az eredményeket összehasonlítottuk a kikeményedés során naplózott adatokkal. A DMA-teszt jól megérti a polimerek üvegesedési hőmérsékletét (Tg), és egy hasonló Tg hasonló kikeményedési fokot jelez. A hajlítási tesztet úgy választották meg, mint egy egyszerű módszert a húzó-, nyomó- és nyíróerők mintákra történő indukálására, és jelezzék a kikeményedés hozzájárulását a multi-mode terheléshez. A mátrixértékelési tesztek többsége a kompozitokban bizonyos mértékben szubjektív, és nem teljes mértékben számszerűsíthető a teszt eredményeihez képest, ezért az összehasonlítás elvégzésének elsődleges eszköze a módszer hasonlósága.

Módszer

A javasolt vizsgálati módszer megmutatja az IR-kikeményedés és a konvektív kikeményedés összehasonlítását, valamint az ebből származó anyag tulajdonságait. A módszer csak alapvetõ összehasonlítást kíván elérni, és a kezdetektõl fogva megértették, hogy az elemzés nem lesz átfogó - pusztán egy eszköz, amellyel megalapozott megbeszélés indulhat. Az alkalmazott módszer a következő volt:

1. Laminált két szénszálas / epoxi panelt
2. Az egyik panelt IR segítségével infravörösítse
3. Az egyik panelt konvekciós hővel keményítse meg
4. Vízsugaras vágású minták
5. Végezzen dinamikus mechanikai elemzést (DMA)
6. Végezzen hajlítási tesztet
7. Elemezze az eredményeket

Laminátum előkészítése

Szerszám

Mivel a fizikai vizsgálatokhoz lapos mintákat igényelnek, síkképernyős panelt készítettünk mindkét módszer és ugyanazon szerszám felhasználásával. Egy 12mm vastag Invar lemezt használtunk a teszteléshez, amelynek célja az űrkutatásban használt anyagok replikálása. Az 2.1 ábra az invar szerszámkészletét mutatja a laminálás előtt.

Anyag

Ez a tanulmány az IR-keményítés alkalmazását kívánta elemezni a konvektív keményítéshez viszonyítva.

Ennek a tanulmánynak a célja annak bizonyítása, hogy az IR-keményedés potenciális javulást kínálhat a nagy értékű kompozitok feldolgozásában a konvektív fűtéshez viszonyítva. Az autoklávból (OOA) az előre pregákat célozták meg, mivel az alkalmazás valószínűleg élvezheti ezt.

Számos közönséges OOA elő pregget felsoroltak a tesztprogramban felhasználható potenciális anyagok között, amint azt az 2.1. Táblázat kiemeli. Ez a táblázat nem kimerítő, hanem egy, az OOA számára rendelkezésre álló, magasabb hőmérsékleten történő kikeményedés elő pregének mintáját mutatja. alkalmazásokat.

Az OOA alkalmazásokhoz több 120 ° C hőkezelő pre-preg rendszer is rendelkezésre áll, azonban az 180 ° C hőmérsékleten történő térhálósodáshoz könnyen hozzáférhető preg preg rendszerek száma jelentősen csökken. Az ilyen prepoggokat általában a repülés és űrkutatás számára fenntartják, és következményes rendelkezésre állással és minimális rendelési mennyiséggel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy sokuk alkalmatlan a kisméretű tesztelésre. Feltételeztük, hogy az 180 ° C kihívást jelentő hőmérséklet lenne az alkotóelemeken keresztül a hőmérséklet egységességének eléréséhez, mint az 120 ° C, és tehát, ha ezen a hőmérsékleten jó hőmérsékleti kiegyenlítést lehet bizonyítani, akkor az alacsonyabb hőmérsékletek még egyenesek. (Valójában az 120 ° C-os keményedést azóta tesztelték és bebizonyították, hogy rendkívül pontos IR-hevítéssel, hasonlóan a jelen jelentésben ismertetett módszerekhez.)

A Cytec MTM 44-1-et választották a projekt pregének a nagyteljesítményű jellege és a tipikus repülőgép-alkalmazások miatt. Ezenkívül a Cytec mintát kínálott a projekthez a Kemfast PASS-n keresztül, és a Ceramicx hálás ez a nagylelkűség. Az prepreg-t twill-szövésben szállítottuk, 285g / m-nél².

Elrendezés és megbontás

A javasolt laminátumok mindegyik rétegét 250mm x 130mm méretre vágjuk és a szerszámra helyezzük.

Az 2 rétegeket kezdetben a szerszámra helyezték, majd egy 30 perces debulk-ot követett. Az 5 további rétegeit elhelyezzük, majd egy 30 perces debulk-ot követünk. A fennmaradó 7 rétegeket ezután lerakatták (átlapolják, hogy fenntartsák a kiegyensúlyozott laminátumot), és az utolsó 30 perces debulk-ot végezzük el a végső csomagolás és kikeményítés előtt.

Csomagolás elrendezése

A vákuumzsákos szekvenciát úgy határoztuk meg, hogy maximalizáljuk az IR-gyógyítás hatékonyságát. Mivel az IR egy irányított energia, veszteségek merülnek fel, ha bármilyen tárgyat elhelyeznek a hőforrás és a megcélzott anyag között. Ezért veszteségek merülnek fel a vákuumzsákok, a leválasztó filmek, a héjrétegek, a légtelenítő szövetek stb. Miatt, és valóban ez igaz minden kikeményítési módszerre, mivel ezek az anyagok szigetelőként szolgálnak a megcélzott gyanta számára. A Ceramicx kiterjedt adatokkal rendelkezik a kompozitok feldolgozásában felhasznált egyes anyagok szigetelő hatásairól, ideértve a gyártó eltéréseit, a termék színét, a hőmérsékleti toleranciát stb. Következésképpen úgy döntöttek, hogy az elrendezés az él lélegzését csak a leválasztó film és vákuum alkalmazásával fogja használni. zsák a helyén a hőforrás és az preg között. Kényelmesen ebben az esetben egy nem perforált leválasztófóliát javasol a preg pre-gyártó is, de nem mindig ez a helyzet.

A laminátumot lezáró fóliával lezárt tömítőszalaggal lezártuk, amely az előpreg körülvevő peremgátként működik, az preg preg előállítójának ajánlása szerint. A szél légzőközegként működő héjréteg átfedésben volt a 5mm réteggel, és légtelenítő szövettel összekapcsolódott a vákuumforrással.

Használt anyagok:

• Vákuumzsák - Vac Innovation VACleaseR1.2
• Nem perforált felszabadító film - Vac Innovation VACleaseR1.2 • Légzésvédő szövet - Vac Innovation VACB4 poliészter
• Héjréteg - Nylon
• Tömítő szalag - Vac Innovation VACsealY-40

A vákuumzacskó elrendezését az előkészítő gyártó műszaki adatlapjának ajánlása szerint szerkesztettük, amelynek kivonatát az 2.2 ábra szemlélteti. Ezt a következetesség biztosítása érdekében mindkét módszernél megismételtük.

A gyógyítási ütemterv

Az MTM 44-1 célzott gyógyítási ütemterve az 2.2. Táblázatban található. Látható, hogy az ajánlott rámpasűrűség 1-2 ° C / perc. Ezért ebben a tartományban az 1.5 ° C / perc értéket választottuk medián értékként.

Pácolás felállítása

Az IR minták kikeményítésére szolgáló üreges kerámia elemek és kvarc halogén csövek kombinációját használtuk az optimális hőmérséklet-kiegyenlítés biztosítása érdekében a szénszálas mintán keresztül, amint az az 2.3. Ábrán látható. A megkötési ütemterv pontos részletei továbbra is a Ceramicx szellemi tulajdonát képezik, ezért azokat nem teszik közzé; a rögzített hőmérsékletek grafikus outputjai azonban az 3.1 ábrán láthatók.

A konvektív mintát egy kis konvekciós kemencében kikeményítették az Ulsteri Egyetemen, és a grafikus outputokat az 3.2 ábra mutatja. (P7)

Eredmények

A vizsgálat során kapott eredményeket ebben a szakaszban részletezzük. Az eredményeket a kikeményítési folyamathoz a 3.1. Szakaszban, a dinamikus mechanikai elemzést (DMA) az 3.2. Szakaszban és a hajlítási tesztelést az 3.3. Szakaszban mutatjuk be.

kezelés

Az 3.1 ábra az infravörös panellel kapcsolatos kikeményedési profilt, az 3.2 ábra a konvekciós sütő felvételeit mutatja.
Az 3.3 ábra az infravörös hőmérsékleteket (a belső értéket mindkét leolvasás hozzávetőleges átlagaként figyelembe véve) átfedi a konvektív hőmérsékletekkel. Világosan meg lehet jegyezni, hogy a konvekciós mintában a hő közvetett alkalmazása miatt az IR-hez viszonyítva nagy különbségek vannak.

DMA tesztelés

A dinamikus mechanikai elemzés (DMA) tesztelését rendszeresen alkalmazzák a polimerek profiljának jellemzésére, ha hőnek és terhelésnek vannak kitéve.

A tesztet az ASTM D7028-07 polimer mátrix kompozitok üvegesedési hőmérséklete (DMA Tg) szerint, dinamikus mechanikai elemzéssel (DMA) végeztük. A használt készülék egy TA Instruments Q800, amint az az 3.4 ábrán látható. Az 3.1 táblázat kiemeli a TA Instruments Q800 DMA gépen elvégzett legfontosabb tesztkörülményeket.

Az 3.5 ábra a tipikus DMA eredmények grafikus megjelenítését mutatja, ahol a Storage Modulus görbe (E ') zöld, a Loss Modulus kék és a Tan Delta piros színben látható. Az 3.2 táblázat ezután megjeleníti az elemzés numerikus outputjait, a Tg-adatokkal együtt, a Storage Modulus Onset és a Tan Delta csúcs alapján.

Hajlítóteszt

Az 3 pont hajlítását (3PB) az ASTM D7264 „Polimer mátrix kompozit anyagok rugalmas tulajdonságainak standard vizsgálati módszere” szerint végezték a kikeményített minták kulcsfontosságú fizikai tulajdonságainak azonosítása érdekében. A tesztelést az Ulsteri Egyetemen végeztük, egy Instron 5500R segítségével. A tesztelés előtti beállítás példáját az 3.6 ábra szemlélteti.

A konvektív ívelt kompozitok 5 mintáiból és az IR-kel keményített kompozitok 5 mintáiból nyert adatokat egy stressz-feszültség görbebe állítottuk össze, amely az 3.2 és 3.3 ábrákon látható. (P7)

Az elemzés után az adatokat kiszűrtük, hogy kiszámítsuk a modulust a feszültség - feszültség görbe egyenes vonalából. A görbe lejtését 150MPa és 500MPa között extraháltuk. Az 3.1 táblázat a Modulus és a Flexural Stresszt mutatja mindkét módszernél.

Fontos megjegyezni, hogy voltak kisebb különbségek a minták között, amelyek valószínűleg okozták ezeket az eltéréseket, és amelyeket részletesebben tárgyalnak az 4.0 szakasz.

A törött minták az 3.9. Ábrán láthatók.

Megbeszélés

Hőprofil pontosság

Az 3.3 ábrából látható, hogy a gyógyítási ütemtervben jelentős különbségek voltak, amelyek kétségkívül a fizikai tulajdonságok különbségeihez vezettek. Például a konvektív minta a kemencében 70 percig hosszabb ideig maradt, mint az IR minta, és nyilvánvaló hatással van nemcsak a teljes feldolgozási időre, hanem olyan tulajdonságokra is, mint a rostmennyiség-frakció (FVF) és a Tg. Ezenkívül a konvektív mintán a hőelemet a szerszám oldalán lévő zsákba helyezték, és a szellőztető anyag esetleg kissé szigetelte azt, ami magasabb hőmérsékleteket eredményez (pl. 180 ° C-on) valamivel hosszabb ideig, mint az adatok jelzi - ismét befolyásolhatja az olyan értékeket, mint a Tg.

Konvekció mint Fit & Forget módszer

A mérnökök hajlamosak a konvekciós kemencéket „fit and forget” technológiának tekinteni, ahol minden gyanta hatékonyan kikeményíthető. Noha ez bizonyos mértékig igaz, egyértelmű, hogy a tervezett kikeményedési profil nem egyezik meg az alkatrész megtapasztalható kikeményedési profiljával, amint az az 3.3 ábrából látható. Az IR kikeményedés nagyon jó pontosságot mutatott a hőmérsékletek szabályozásában. a laminátum alatt (azaz a szerszámon), a laminátum közepén és a felső felületen. Lenyűgöző, hogy ez egy gyors üzembe helyezéssel jött létre, és minden bizonnyal hozzájárul annak az illúziónak a felszabadításához, hogy a kompozit komponensek könnyen kikeményíthetők egy konvekciós kemencében.

Kétségtelen, hogy a konvekciós kemencében tapasztalt eltéréseket szűkíthetjük és reprezentatívabb kikeményedési profilt alakíthatunk ki, de még mindig vannak programozandó eltolások és jelentős késések az infravörös-keményedéshez viszonyítva. Az IR-keményedés sokkal gyorsabban reagál ezekre az eltérésekre, mivel ez közvetlen melegítési módszer, ezáltal csökkentve az összes feldolgozási időt és felhasznált energiát.

Fontos megjegyezni, hogy az IR-vel lényegesen gyorsabb melegítési sebesség érhető el, mint a konvekcióval, és ebben a tanulmányban korlátozza az pregpreg gyártója által az üregek eltávolítására javasolt sebesség. A Ceramicx adatokkal rendelkezik a különféle űrhajózási szerszámok felmelegedési sebességéről, és nagyságrenddel nagyobb, mint a gyantarendszer ajánlott sebessége.

hőfejlődés

Az exoterm szabályozása egy másik potenciálisan hasznos tulajdonság az IR alkalmazásának a keményítő kompozitokban. Amikor pirométert használnak a kompozit felületén a keményedési hőmérséklet szabályozására, a kvarchalogén melegítők gyorsan kikapcsolhatnak vagy korlátozhatják az energiát abban az esetben, ha a gyanta exoterm megnöveli a kikeményedési hőmérsékletet az ajánlott kikeményítési ütemezésen túl. Ez lényegesen gyorsabb lenne, mint bármilyen hőmérséklet-csökkentés, amelyet egy konvekciós kemencével lehet elérni, azonban a hatás ebben a vizsgálatban ismeretlen.

Gyanta tartalom

Mindkét panel kikeményedése után egyértelműen látható, hogy a konvekciós kemencében kikeményedett mintából túl sok gyantát húztak annak ellenére, hogy mindkét laminátumot ugyanúgy megbontották és zsákolták, szilárd leválasztó filmmel és ellenőrzött széllel lélegzettel, héj segítségével -ellátás és lélegzet. A konvekciós kemencéből származó szárító laminátum valószínűleg az eltérő áramlási jellemzőknek köszönhető a kúra melegítési szakaszában. Noha a preg preg gyártójával még nem folytattak párbeszédet, valószínű, hogy a gyanta áramlása kritikusan melegítési szakaszban 130 ° C-ra változik, mielőtt ezen a hőmérsékleten az 2-órás tartózkodást folytatnák. A konvekciós kemence rossz irányítása akadályozta mindkét laminátum gyantájának ellenőrzési képességét, és ennélfogva a 4.1 ábrán látható magasabb porozitási szintet.

DMA és üvegátmeneti hőmérséklet

Tg összehasonlítása IR és konvekciós mintákban

Az IR mintákkal elért átlagos Tg értéke 175 ° C és konvekciós mintákkal 182 ° C volt. Noha ebben a kísérletben az alacsonyabb Tg jelzi a hiányos gyógyulást, ez nagyon valószínűtlen, tekintettel az IR-felületen mért hőmérsékletekre. Ezért magabiztosan állíthatjuk, hogy ez a különbség a konvektív mintához társított meghosszabbított kemencék-kikeményedési idejnek és a benne levő hőmérsékletnek köszönhető. Amint azt a 4.1 fejezetben megjegyeztük, a konvekciós minta kikeményedési ideje 70 perccel hosszabb volt, mint az IR, és ismert, hogy a Tg-ra a kikeményedési hőmérséklet és az adott kikeményedési hőmérsékleti idő befolyásolja, ezért az 7 ° C különbség egyértelműen figyelembe vehető. Ezenkívül a vízsugaras vágás és a potenciálisan rejlő nedvességszintek közötti rövid idő könnyen megmagyarázhatja a mintákban bekövetkező változásokat. A mintákra általában 48 órás szárítási eljárást alkalmaznak, de ezekre a mintákra nem került sor, amint azt az 4.3.2 ismerteti.

A mért Tg és az Adatlap Tg különbsége

Az MTM 44-1 adatlap előírja, hogy az E 'Onsetnél a száraz Tg értéke 190 ° C, és a Cytec-szel folytatott megbeszélések alapján ezt a tételt 194 ° C-nak kell tekinteni. Az ebben a kísérleti jelentésben kikeményített minták 175 ° C (IR) és 182 ° C (konvekciós) átlagot értek el, amely még mindig alacsonyabb, mint a referencia 190 ° C. Ennek ellenére ezt nem tekintik problémának, mivel ismert, hogy sok tényező befolyásolja az üvegátmeneti hőmérsékletet a DMA tesztelés során. Magától értetődik, hogy a Cytec referencia-SACMA SRM 18R-94 módszer DMA analízishez, amely érthetőség szerint 5 ° C / perc fűtési sebességre utal - a fűtési sebességet ezen a módszernél is alkalmazzák. Ezért az elsődleges különbségek a példányok kondicionálásának hiányából adódhatnak. A mintákat nem kondicionáltuk, amint azt korábban kijelentettük, mivel ez elsősorban összehasonlító vizsgálat. Általában ez forró, száraz környezetben 48 órákat vehet igénybe, és széles körben ismert, hogy a nedvesség csökkenti a kompozitok Tg-értékét. A tesztelést követően minden mintában kismértékű tömegkülönbséget figyeltünk meg (körülbelül 0.12 - 0.15%), és nem világos, hogy ez változtat-e ilyen jelentősen a megadott adatlaphoz képest.

DMA tesztelési eltérések

Figyelembe kell venni az ASTM D7028-hez megkövetelt eljárás észrevehető hiányait, ezért fontos felismerni az eltérést a 10. Szakasz, a minták „kondicionálása” szakaszától. Az ajánlott eljárás legfeljebb 48 órán keresztül történő kondicionálás, majd a mintákat lezárva egy nedvességálló tartályban. Mivel ezen elemzés célja összehasonlító eredmények szolgáltatása volt abszolút eredmények helyett, ezt nem tartották szükségesnek. A mintákat vízsugárral vágtuk, kézzel szárítottuk, majd hagytuk száradni egy forró, napos helyen 3 órán át. A mintákat a teszt előtt és után megmérjük, az ajánlásoknak megfelelően, majd az egyes tételekből vett mintát megváltoztató módon teszteljük, hogy a környező környezet nedvességének minden hatása megosszák az eredményeket. A minták tesztelése előtt és után különbséget figyeltünk meg az 0.006g-ben, de ezt a variációt rövid idő alatt vettük figyelembe, szemben az 48 órás ajánlott kondicionálással.

Hajlítóteszt

Az 3.1. Táblázatból látható, hogy a minta mindkét tétele között különbségek vannak a modulusban és az erőben. A modulus magasabb a konvektív mintákban átlagosan 3.8GPa-val. Noha ezt az anyagszállítóval még meg kell erősíteni, valószínűleg a magas hőmérsékleten megnövekedett idő, amint azt az 4.3 fejezet tárgyalja.

Közismert tény, hogy a porozitási szintek jelentősen befolyásolhatják a kompozit anyagok teljesítményét, különös tekintettel a mátrix / tengelytől eltérő tulajdonságokra, mint például a hajlítóteszt (bár a hatásokat potenciálisan korlátozhatja a felhasznált szőtt anyag). Ezért a magasabb porozitási szint valószínűleg hozzájárult a konvektív minták alacsonyabb szilárdságához az 57MPa átlagos csökkentésével.

Mindezen szempontok figyelembevételével a minták közötti különbségek valószínűleg minimálisak vagy nem léteznek, ha pontos összehasonlítást végezünk, amelynek során az alkotóelemek melegítési sebessége azonos.

Rugalmas tesztelési eltérések

Mindkét tétel tesztelése során kismértékben változtak a hordozótartományban a konvektív minták 32 tartományának vastagságaránya az IR minták 30.8 értékéhez viszonyítva. Ez az infravörös minták hajlítószilárdságának kis mértékű csökkenéséhez vezetne, bár a hatás csekély, és az infravörös minták hajlítószilárdsága továbbra is jelentősen nagyobb. Valójában az IR minták magasabb gyantatartalma nagyobb számú gyantahéjat eredményez a felületen, és így potenciálisan nagyobb mért vastagságot (Vernier féknyergekkel), mint a szárazabb konvekciós mintákban bemutatott. Ennek eredményeként ez a megnövekedett vastagság kissé csökkentheti a hajlítószilárdságot és a modulust (mivel ez a négyzet a feszültség kiszámításakor), és nagyon közel hozza a konvektív mintákhoz.

Következtetések

A tanulmány következtetései:

• Az anyag tulajdonságainak összehasonlítása igazolható az infravörös és a konvekciós keményedés között, mivel e vizsgálaton belüli kis különbségeket figyelembe lehet venni:
• Noha a konvektív minták Tg és hajlítási modulusa magasabb (7.36 ° C és 3.72GPa átlaga), ez valószínűleg az emelt hőmérsékleten az IR mintához képest meghosszabbodott idő és a mintákon belüli potenciális nedvességváltozások miatt.
• Noha az IR minták hajlítószilárdsága magasabb (az 57MPa átlaga), ez valószínűleg az összehasonlító konvekciós minták magasabb ürességi szintjének köszönhető.
• Az IR-keményedés bebizonyította, hogy pontosan képes szabályozni a hőmérsékletet körülbelül 4.5mm vastagságú OOA repülőgép-minőségű szénszálas laminátumon.
• Kimutatták, hogy a konvekciós kemencével történő gyógyítás nem felel meg és felejtsd el a módszer, ha a beprogramozott fűtési sebességek nem reprezentatívak az adott rész által tapasztalt fűtési sebességre. Az IR azon képessége, hogy gyorsan reagáljon a hőmérséklet-változásra, jelentősen megnöveli azt a képességet, hogy az alkatrész hőmérséklete megfeleljen a kívánt hőmérsékletnek.

A felelősség megtagadása

Ez az információ olyan műszaki adatokon alapul, amelyek a Ceramicx szerint megbízhatóak ebben az időben. Ez felülvizsgálható, mivel további ismeretek és tapasztalatok szerezhetők meg. A Ceramicx nem vállal felelősséget a nyilvánosságra hozott információk, készülékek, termékek vagy folyamatok pontosságáért, teljességéért vagy harmadik fél általi felhasználásáért, vagy az eredményekért.