Результаты сравнения использования конвекционного нагрева и инфракрасного нагрева в условиях автоклавного отверждения композитов из углеродного волокна

05/07/2019

В настоящее время существует ряд недостатков, касающихся автоклавного отверждения композитов из углеродного волокна. Они дорогие в покупке и эксплуатации, они ограничивают размер компонентов и замедляют время цикла, препятствуя увеличению объема производства. В последние годы эти факторы увеличили интерес к автоклавным методам (ООА), особенно в аэрокосмической промышленности.

В большинстве случаев для отверждения OOA используют конвективный способ нагрева. Поскольку принцип конвекционной печи состоит в том, чтобы сначала нагреть воздух, который, в свою очередь, нагревает составной компонент, то возникают трудности при попытке быстро и точно изменить температуру компонента. Было предложено преодолеть эти трудности с помощью инфракрасного нагрева.

Недавно на нашем производстве ик нагревателей были изучены все преимущества использования инфракрасного излучения в отличие от конвективного нагрева в композитном отверждении OOA. Были протестированы детали после процесса отверждения. Первым важным параметром была точность, с которой инфракрасный нагрев способен поддерживать желаемую температуру компонента по сравнению с конвективным нагревом, вторым параметром была эффективность. Способность Ик-излучения быстро реагировать на изменение температуры обеспечивает возможность поддерживать температуру детали в необходимом диапазоне.

Отверждение инфракрасным излучением композита из углеродного волокна. График

Затем образцы были подвергнуты структурному тестированию с использованием динамического механического анализа (ДМА) и приспособления для трехточечного изгиба с целью сбора базовой информации для оценки качества. Было обнаружено, что температура стеклования, полученная посредством ДМА-тестирования, была сопоставимой, хотя и немного ниже на ИК-образцах: это было обусловлено продолжительностью времени отверждения образца с конвективным способом нагрева, что еще более подчеркивает сложный характер контроля.

Испытание образцов композита из углеродного волокна с ик отверждением на трёхточечный изгиб. График

Наша цель в рамках проведённых исследований заключалась в том, чтобы сравнить способы отверждения конкретного вида композитов. В итоге было обнаружено, что контролировать отверждение композиций углеродных волокон с использованием ИК-излучения возможно, а контроль и управление процессом осуществляется более точно, чем при композитном отвержении с применением конвекционного нагрева.