Διαδικασία χύτευσης κράνους αλεξίσφαιρου

Η διαδικασία έγχυσης ρητίνης με υποβοήθηση κενού (VARI) είναι η εκκένωση της σακούλας κενού που περιέχει το αλεξίσφαιρο προκατασκευασμένο καλούπι κράνους και η χρήση της ρευστότητας της ρητίνης για την εξαγωγή της ρητίνης υπό κενό και αρνητική πίεση, έτσι ώστε η ρητίνη να εμποτιστεί με την ενίσχυση ινών. Η διαδικασία παρασκευής σύνθετων υλικών στη συνέχεια ωριμάζει σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το διάγραμμα διαδικασίας VARI φαίνεται στο Σχήμα 5.

Οι πειραματιστές χρησιμοποίησαν τη διαδικασία καλουπώματος μεταφοράς ρητίνης με τη βοήθεια κενού (VARTM) για να προετοιμάσουν ένα τρισδιάστατο κράνος αραμιδίου που αλληλοσυνδέεται με γωνία.

Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι το κράνος που αποκτήθηκε δεν έχει εμφανείς ρυτίδες και έχει καλή απόδοση. Με βάση τη διαδικασία VARTM, οι δοκιμαστές χρησιμοποίησαν πρώτα την τεχνολογία κουρτίνας με υποβοήθηση κενού (VADT) για να απλώσουν το ύφασμα αραμιδίου επίπεδα στο καλούπι και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τη διαδικασία VARTM για να προετοιμάσουν το κέλυφος του κράνους. Αυτή η μέθοδος συνδυασμού των δύο διαδικασιών δεν απαιτεί κοπή και το κράνος που παράγεται είναι χωρίς ζάρες. Περαιτέρω αποτελέσματα δοκιμών δείχνουν ότι η επάνω καμπυλότητα αυτού του κράνους είναι μεγαλύτερη από τα πλαϊνά και το πίσω μέρος και η απόδοση προστασίας από κρούση είναι καλή.

Ο μηχανισμός χύτευσης με συμπίεση είναι να τοποθετήσει το προφόρμα και τη ρητίνη στο καλούπι, να συμπιέσει και να θερμάνει τις πρώτες ύλες μέσω εξοπλισμού και να χρησιμοποιήσει τη ρευστότητα της ρητίνης υπό θερμότητα και πίεση για να διεισδύσει πλήρως στο προπλάσμα και στη συνέχεια να στερεοποιηθεί και να σχηματιστεί. Η διαδικασία χύτευσης με συμπίεση έχει τα χαρακτηριστικά της χαμηλής απώλειας πρώτων υλών και του υψηλού βαθμού ολοκλήρωσης.

Σε αυτή τη διαδικασία, παράμετροι όπως η πίεση, η θερμοκρασία και ο χρόνος επηρεάζουν την απόδοση των συμπιεσμένων εξαρτημάτων του βαλλιστικού κράνους. Οι δοκιμαστές βρήκαν ότι η πίεση σκλήρυνσης επηρεάζει την περιεκτικότητα σε ρητίνη, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τις μηχανικές ιδιότητες των συμπιεσμένων εξαρτημάτων, ενώ η θερμοκρασία σκλήρυνσης και ο χρόνος σκλήρυνσης επηρεάζουν κυρίως τον βαθμό τήξης και τη διαβρεξιμότητα των συμπιεσμένων μερών.

Μετά τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας χύτευσης και του χρόνου χύτευσης, οι δοκιμαστές άλλαξαν την πίεση χύτευσης για να παρασκευάσουν σύνθετα υλικά από ύφασμα από ανθρακονήματα/πολυαμίδιο 6 (CFF/PA6).

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυξάνοντας την πίεση μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος, η διαβρεξιμότητα και η αντοχή διεπαφής του σύνθετου υλικού αυξάνονται και οι μηχανικές ιδιότητες βελτιώνονται. Λόγω της υψηλής απόδοσης και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας της διαδικασίας χύτευσης με συμπίεση και της σταθερής και αξιόπιστης απόδοσης των παρασκευασμένων σύνθετων υλικών, αυτή η διαδικασία έχει αναπτυχθεί γρήγορα και έχει καλές προοπτικές εφαρμογής. Το σχηματικό διάγραμμα της διαδικασίας χύτευσης φαίνεται στο σχήμα 6.