Notes de conferència de materials compostos avançats (XV): Processos i tècniques de modelat

Apr 02, 2025

Deixa un missatge

1. Processos i tècniques de modelat

Quan s’escalfa a la temperatura de modelat, el plàstic acrílic transparent es fa suau i flexible, permetent -lo formar en gairebé qualsevol forma. Després de refredar -se, conserva la forma formada. Per a làmines primes, la flexió en fred a la curvatura única és possible si el radi de flexió és almenys 180 vegades el gruix de la xapa. Superar aquests límits durant la flexió en fred aplica una tensió excessiva a la superfície de plàstic, creant petites esquerdes o fissures conegudes com a ‌crazing‌.

2. Calefacció

Porteu guants de cotó per evitar deixar les empremtes dactilars a la superfície suau. Afegiu tot el paper protector i l’adhesiu de la làmina acrílica abans de la calefacció. Si la làmina és polsosa o bruta, renteu -la amb aigua i esbandiu bé. Assequeu -ho suaument amb un drap suau i absorbent.

‌ Escalfeu l’acrílic a la temperatura recomanable del fabricant per obtenir resultats òptims. Utilitzeu un forn aire forçat amb un rang de temperatura de 120-374 graus F (49-190 graus). El sobreescalfament pot causar bombolles superficials, comprometent la qualitat òptica.

‌ Per a un escalfament uniforme, suspendeu les làmines verticalment amb les pinces de molla enganxades a les seves vores i pengeu -les en un bastidor (figura 90). Per a làmines més petites o les sense àrea de vora suficient, poseu el llençol en un bastidor cobert de feltre suau o de flanela. Garantiu un flux d’aire adequat al voltant del full.

news-640-407

Figura 90: Suspendent fulls acrílics

Per a projectes petits (per exemple, tons de làmpada): utilitzeu un forn de cuina. Les làmpades de calor infrarojades estan espaiades entre 7 i 8 polzades de distància (18 polzades de la làmina) poden escalfar uniformement les làmines primes.

3. Motching

El plàstic acrílic requereix una pressió mínima durant el modelat, de manera que motlles simples de fusta premsada, contraplacat o guix per a corbes bàsiques. Les corbes complexes o compostes poden requerir plàstic o guix reforçat.

Assegureu -vos que la superfície del motlle sigui perfectament llisa pollant -la i cobrint -la amb un teixit tou (per exemple, franja exterior o feltre de billar). El motlle s’ha d’estendre més enllà de les línies de retall de la part i incloure disposicions per subjectar el plàstic escalfat fermament contra el motlle durant el refredament. Rendeixem les parts trencades amb cinta, cera o oli a l’interior per evitar l’adhesió de guix i omplir -se amb plater. Un cop endurit, suavitzant zones rugoses i cobriu amb un teixit tou per crear un motlle reutilitzable.

4. Mètodes de modelat

4.1 Formació de flexió simple

Escalfeu la làmina a la temperatura recomanada, traieu -la de la font de calor i escorreu -la sobre el motlle preparat. Premeu el plàstic escalfat suaument sobre el motlle i aferreu -lo o mantingueu -lo al seu lloc fins que es refredi (10-30 minuts). No obligeu-vos a cool.

4.2 Formació de la flexió composta

S'utilitza per a formes complexes (per exemple, marquesines d'aeronaus o cobertes de llum a l'ala), aquest mètode requereix equips especialitzats. Les tècniques comunes inclouen:

4.3 Formació d’estiraments
L’acrílic preescalfat s’estén mecànicament sobre un motlle. Mantenir un gruix uniforme, ja que algunes seccions s’estenen més que d’altres.

4.4 Formació de matrius masculins i femenins
Utilitza motlles masculins/femenins igualats. La xapa escalfada es col·loca entre les matrius, que es tanquen fins que el plàstic es refredi.

4.5 Formació de buit de plantilla en forma
S'utilitza per a les marques d'avions: una plantilla de retall s'uneix a una caixa de buit. La fulla acrílica escalfada es subjecta a la plantilla. La tensió superficial configura la cúpula.

4.6 Formació de buit femení
Per a formes no cúpules: Col·loqueu un motlle femení per sota de la làmina escalfada. Eviteu l’aire de la cavitat del motlle, obligant el plàstic a conformar-se al motlle.

5. Tallant i perforació

5.1 Tall de xapa

‌ Cuts rectes‌: Utilitzeu una serra circular de terra buida amb dents laterals per a vores llises. Talleu -ho a 1/16 polzades de la mida final i, a continuació, sorra a la precisió mitjançant un tambor o un cinturó.

5.2 Perforació

A diferència dels metalls tous, els plàstics acrílics tenen una conductivitat tèrmica ‌Poor, que requereix una gestió acurada de la calor durant la perforació. Per als forats profunds, el refredament és essencial i l’oli de tall soluble en aigua és un refrigerant ideal, ja que no degrada el plàstic.

Els bits de perforació que s’utilitzen per a l’acrílic s’han d’afilar de forma ‌ de forma precisa sense cap sobrenom ni burrs que puguin marcar l’acabat superficial. Tal com es mostra a la figura 91, la punta de la perforació ha de ser mòlta amb un angle inclòs ‌larger en comparació amb els que s’utilitzen per a metalls tous. A més, l’angle ‌rake s’ha de configurar a zero‌ per habilitar ‌Scraping‌ (en lloc de tallar), minimitzant l’adhesió del xip.

news-640-387

Figura 91: Twist Drill amb un angle de 150 graus per a l’acrílic

Patentat Unibit®‌ està dissenyat per a forats de perforació en parabrises i finestres d’avions. Com es mostra a la figura 92, pot tallar forats que van des de ‌1/8 a 1/2 polzades en ‌1⁄ 32- polzada increments, produint forats suaus i nets amb fissures de tensió ‌no al voltant de les vores.

news-640-379

Figura 92: Acrílic de perforació UNIBIT®

6. Enllaç adhesiu
‌ Adhesius polimeritzables‌ són formulacions on s’afegeix un catalitzador a un líquid viscós de monòmer-polímer per accelerar l’enduriment ràpid. Els exemples inclouen ‌PS -30 ®‌ i ‌Weld-on 40®‌, adequats per enllaçar tots els tipus de plexiglas®, fulls de fosa acrílic i parts modelada a partir de pellets de Plexiglas®. A temperatura ambient, els endurits adhesius (polimeritzen) en el contenidor en 45 minuts després de la barreja. Les articulacions de curació. Feu -me saber si necessiteu detalls addicionals.

 

7. Aplicacions adhesives
PS -30 ® i les juntes de soldadura 40® conserven un aspecte excel·lent i estabilitat de color després de l'exposició a l'aire lliure. Aquests adhesius formen enllaços clars i semblants a gel, cosa que els fa essencials per a aplicacions on el color i la integritat visual de l’articulació són crítics.

PS -30 ® i la soldadura 40® s’han d’aplicar a temperatures inferiors a 65 graus F (18,33 graus). Si el curació es realitza a l’interior inferior a 65 graus F (18,33 graus), el temps d’enduriment augmentarà substancialment i la força de l’articulació resultant disminuirà.

L’adhesiu s’ha de preparar de forma estricta d’acord amb les relacions especificades del fabricant, garantint una barreja completa. Utilitzeu vidres nets o contenidors de barreja de polietilè, ja que els contenidors o eines inadequades poden introduir decoloració o interferir amb el guariment. A causa de la seva vida extremadament curta (aproximadament 45 minuts), s'ha d'utilitzar PS -30 ® mixt i la soldadura 40® immediatament després de la preparació. Pre-munuig tots els components abans de barrejar l’adhesiu per minimitzar la pèrdua de temps durant l’aplicació. Per obtenir una treballabilitat òptima, aboqueu l’adhesiu a les articulacions als 20 minuts de la barreja. Per aconseguir la màxima resistència a la costura, l’enllaç adhesiu ha de romandre lliure de bombolles. Típicament, permetent que l’adhesiu mixt reposi durant 10 minuts abans que l’aplicació permeti que les bombolles pugin a la superfície. Si les bombolles es formen dins de l’articulació, es poden aixecar amb cura mitjançant un petit filferro no coure o una eina similar; No obstant això, minimitzeu les pertorbacions a la capa adhesiva després d’abocar -se.

Les tècniques d’ompliment de bretxes són adequades només per a Plexiglas® clar, materials acrílics o costures ocultes. Per a articulacions poc específiques sobre Plexiglas® o acrílics de colors, els components han d’adaptar-se estretament amb araneus V tancats, juntes de cul o vores radioses.

La cinta emmascarada es pot utilitzar per crear plantilles d’enllaç, sempre que la superfície adhesiva no es posi en contacte amb la capa adhesiva de la cinta. Això s’aconsegueix fàcilment col·locant una tira de cinta de celofan sobre el costat adhesiu de la cinta emmascarada. La selecció acurada de la cinta és fonamental: els adhesius de les cintes estàndard de celofan poden inhibir PS -30 ® i la cura de soldadura 40®. Sempre proveu els sistemes de cinta a les juntes de mostres abans de la producció per confirmar la compatibilitat.

Els adhesius polimeritzables es redueixen durant l’enduriment. Per compensar, l’adhesiu acabat d’abocar ha d’abandonar lleugerament l’articulació. Es pot mecanitzar l'excés de material després de la curació completa (24 hores) si els requisits estètics exigeixen. Apliqueu només la pressió de contacte durant l’enllaç per assegurar que l’adhesiu es mantingui confinat a l’articulació.

Les bombolles solen pujar a la part superior de la capa adhesiva en les articulacions plenes de buit. Si s’elimina durant el processament, no plantegen cap problema. Eviteu utilitzar eines de coure, ja que els ions de coure poden alterar la polimerització.

8. Reparació
Sempre que sigui possible, substituïu en lloc de reparar plàstic acrílic que hagi estat molt danyat. Una secció amb cura no igualarà mai una part nova, ni de forma òptica ni estructuralment. Al primer signe de desenvolupament de fissures, foradeu un forat petit (#30 o 1⁄ 8- polzada de bit de polzada) a l'extrem extrem de la fissura, tal com es mostra a la ‌figura 93‌. D’aquesta manera s’atura la propagació de les fissures i distribueix la tensió sobre una àrea més àmplia. Per a esquerdes menors, la perforació per bloquejar la fissura pot ser suficient fins que la substitució o una reparació permanent sigui factible.

 

news-640-203

Figura 93: Desconteig de parada de crack

(Tota la soca inicial que provoca la fissura es concentra en el punt A, promovent l'expansió de les fissures. Fer un forat petit (A1) al punt final de la fissura amb una soca redistribuïa de bits #30 o 1⁄8 ". Totes les crack originades dels forats o les obertures han de perforar de manera similar.

9. Neteja

Si bé els plàstics ofereixen avantatges sobre el vidre en l’ús dels avions, no tenen la duresa superficial del vidre. Exercici durant el manteniment per evitar rascades o danys a la superfície. Netegeu plàstics amb àmplia aigua i sabó suau, utilitzant un drap net, suau i sense grana, esponja o mans nues. Eviteu la gasolina, l’alcohol, el benzè, l’acetona, el tetraclorur de carboni, els extintors de foc, els líquids de desemmotllament, els diluctors de pintura o els esprais de neteja de finestres, ja que suavitzen el plàstic i indueixen les esquerdes.

No fregueu mai els plàstics amb un drap sec, ja que això arrisca i genera càrregues estàtiques que atrauen la pols. Després d’eliminar la brutícia i el greix, apliqueu una cera comercial d’alta qualitat si no hi ha rascades significatives. Apliqueu la cera en una capa fina i uniforme i bufeu suaument amb un drap suau per a un acabat polit.

10. Polistre
No intenteu polir o bufar manual fins que les superfícies estiguin netes. Utilitzeu rodes suaus i de teixit obert de teixit o de flanela. Es poden abordar rascades lleugeres fregant vigorosament la zona afectada amb un drap net submergit en una barreja de chabilisme de trementina o un drap humit recobert de netejador automobilístic. Retireu els residus del netejador amb un drap sec i suau. Tingueu en compte que els plàstics acetat i acetat de cel·lulosa són termoplàstics; El buffing prolongat genera calor de fricció, suavitzant la superfície i provocant distorsió visual.

11. Instal·lació del parabrisa
Els panells de recanvi han de coincidir amb el material utilitzat originalment pel fabricant d’avions. Els plàstics transparents varien àmpliament en les propietats-expansió tèrmica, la britivitat a baixa temperatura, la resistència a la UV, la integritat de la superfície, etc. Consulteu ‌mil-hdbk -17, plàstics per a aeronaus, part II: materials de vidre transparents‌ (disponibles a la impressió del govern) per a especificacions detallades. Substituir els materials amb propietats diferents pot comportar problemes operatius, ja que els fabricants seleccionen materials basats en aquests trets crítics.

12. Procediments d’instal·lació
En substituir els panells, adheriu -vos al mètode d’instal·lació del fabricant d’avions. Si bé les especificacions varien segons el tipus d’avió, seguiu aquests principis:

       1,‌Eviteu l’ajustament forçat‌: No deformeu mai els panells de plàstic per adaptar -se a marcs. Si un plafó de substitució es resisteix a la instal·lació, substituïu -lo o escalfeu suaument tot el panell per remodelar. L’ideal és que talleu i instal·leu els panells a temperatura ambient.

       2,‌Gestió de l'estrès‌: No sotmeteu el plàstic a una tensió compressiva excessiva durant la fixació o el bolting. Les femelles/cargols de sobre-torquen més enllà de 1, 000 PSI Riscs de danys. Aprofiteu les femelles amb fermesa, i torneu-la a desviar per un gir complet per mantenir la tensió ajustable als dits.

       3,‌Precaucions de maquinari‌: Utilitzeu espaciadors, collarets, rentadores de les espatlles o enganxades per evitar els cargols de sobretensor. Conserveu quantitats de maquinari originals (cargols, rentadores, etc.) tal com s’especifica. Per a instal·lacions reblades, assegureu-vos que un espai adequat per evitar l’estrès induït pel marc.

      4,‌Integració de la junta‌: Instal·leu panells de plàstic amb goma, suro o juntes similars a les juntes impermeables, amortir vibracions i distribuir estrès compressiu.

      5,‌Expansió tèrmica‌: el plàstic s’expandeix/contracta significativament més que els canals metàl·lics. Instal·leu els panells del parabrisa en canals amb una profunditat suficient (mínim 1 polzada) i un buit 1⁄ 8- polzada a la base del canal per evitar el despreniment durant la contracció en fred o la deformació induïda per la càrrega.

      6,‌Disseny del forat‌: Per a instal·lacions de Bolt/Rivet, forats de perforació 1⁄ 8- polzada sobredimensionada i centrada per evitar unió o esquerdament de vora. Es recomana forats ranures.

Text complet completat

Font "Composites Frontier Frontier" Lloc públic