大型部品の真空補助樹脂トランスファー成形 (VARTM) プロセス用の加熱プラテンを選択するにはどうすればよいですか?{0}

VARTM を使用すると、大きく複雑な形状の繊維の積層体に真空下で樹脂を注入し、ボートの船体や風力タービンのブレードを作成できます。{0}この樹脂を硬化するには単一の大きなプラテンが必要ですが、不均一な厚さ、エッジの損失、および樹脂自体の発熱反応により、高温領域と低温領域が生じるこのような広い領域の自然な傾向に対処するために、独立して管理できるゾーンに分割する必要があります。この基準は、加熱プラテンを備えた VARTM 大型部品の設計における主要な問題の概要を示しています。

大規模な VARTM 処理の熱要件-
VARTM 加工における樹脂の流動と硬化は、熱均一性が部品の品質に直接影響するメートルスケールの構造全体で発生します。温度差により、注入中の粘度が不均一になり、硬化速度が不均一になり、乾燥領域、樹脂が豊富な領域、または部分的な架橋が発生します。-

樹脂システム自体が硬化中に発熱します。均一な外部加熱が存在すると局所的な温度ピークが発生する可能性があるため、この内部発熱により外部加熱の制御が複雑になります。

したがって、加熱プラテンは均一なエネルギー入力とツール表面全体の動的な熱バランスを保証する必要があります。

セグメント化されたマルチゾーン プラテン アセンブリ-
プラテン構造は通常、精密に機械加工されたスチールまたはアルミニウムから互いに固定された複数のモジュールです。各モジュールには以下が含まれます。

局所発熱用の組み込みカートリッジ ヒーター

リアルタイムの温度フィードバックのための分散型熱電対-

層を断熱してクロスゾーンの熱擾乱を最小限に抑える-

システム全体は、個別に制御される PID ゾーンのグリッドに分割されており、非常に大きな航空宇宙機器の場合、そのゾーンは数十または数百になることがあります。

プラテンは熱モザイクであり、各タイルは地球の温度の一貫性を保つために協調して動作するマイクロ、スマート ヒーターです。

各ゾーンは、以下を補正するために個別に変更できます。

エッジ熱損失 (対流、放射、

ラミネートの厚さの変化

樹脂発熱の挙動の局所的変動

工具形状による熱勾配

高度な熱制御と硬化制御
集中制御システムは、硬化サイクル全体を通じて各ゾーンの温度データを監視します。均一性に対する厳しい許容誤差は、ゾーン内で動的パワー変調を使用することによって維持されます。

樹脂の発熱ピークの領域では、熱暴走を避けるために電力入力が低下するか、一時的に停止されます。この制御方法は、次のことを防ぐために重要です。

樹脂の劣化

繊維の歪み

局所的なボイドの作成

火災または熱による極端な損傷の場合

航空宇宙グレードの構造の場合、完全な熱履歴を記録する必要があります。各ゾーンの温度は、プロセスのトレーサビリティと認証要件のために硬化サイクル全体にわたって記録されます。

機械的、表面設計に関する考慮事項
熱性能は構造的剛性と同様に重要です。真空バギングはプラテンの表面に大きな分散力を与えます。剛性が不十分だとたわみが生じ、幾何学的歪みが生じたり、部品の寸法精度が低下したりする可能性があります。

主な設計ニーズには以下が含まれます

真空による変形に耐える-重量対{1}}構造の剛性-

プラテン全域にわたる精密な研削面の平坦度

高放射率の表面コーティングにより、真空バッグの素材を介した放射熱伝達が向上します

樹脂付着防止と高耐久剥離フィルム対応

真空環境下の VARTM システムは放射熱伝達によって支配され、表面放射率はプラテン設計における重要な特性です。

プロセスの監視とデータのニーズ
最新の VARTM 暖房システムにとってデータ収集は非常に重要です。継続的なロギング

ゾーン内の温度

熱容量

温度勾配

硬化までのサイクルタイム

承認された複合製造施設で部品の品質と再現性を確保するために必要です。

結論
大きな VARTM 加熱プラテンは、正確に制御された独立した加熱ゾーンのグリッドに分離された単一の硬化面を備えた高度に開発された熱システムです。モジュラー技術は、非常に大きな複合構造に均一な熱条件を提供し、発熱反応挙動と幾何学的複雑さを制御します。

巨大な VARTM 加熱プラテンは、モジュール式熱工学の傑作であり、巨大な加熱の問題を管理可能で正確かつ十分に監視されたグリッドに分解します。{0}}

最大かつ最もスマートなホット テーブル{0}}熱制御が構造パフォーマンスを左右する-ことで、将来の最大かつ最軽量の複合構造が可能になります。