ข่าว

กระบวนการขึ้นรูปคือการนำวัสดุพรีเพรกจำนวนหนึ่งใส่ลงในช่องแม่พิมพ์โลหะ จากนั้นใช้เครื่องอัดที่มีแหล่งความร้อนเพื่อสร้างอุณหภูมิและความดันที่เหมาะสม เพื่อให้วัสดุพรีเพรกในช่องแม่พิมพ์อ่อนตัวลงด้วยความร้อน ความดันจะไหลเข้าไปจนเต็มช่องแม่พิมพ์ และทำการขึ้นรูปและบ่มผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นกระบวนการอีกวิธีหนึ่ง
เดอะกระบวนการขึ้นรูปลักษณะเด่นของกระบวนการขึ้นรูปด้วยพรีเพรกคือ จำเป็นต้องใช้ความร้อน โดยจุดประสงค์ของความร้อนคือเพื่อให้เรซินพรีเพรกอ่อนตัวและไหลได้เต็มช่องแม่พิมพ์ และเร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของวัสดุเมทริกซ์เรซิน ในระหว่างกระบวนการเติมพรีเพรกลงในช่องแม่พิมพ์ ไม่เพียงแต่เมทริกซ์เรซินจะไหลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุเสริมแรงด้วย และ...เรซินวัสดุหลักและเส้นใยเสริมแรงจะเติมเต็มทุกส่วนของโพรงแม่พิมพ์พร้อมกัน
เนื่องจากความหนืดของเมทริกซ์เรซินสูงมาก และพันธะมีความแข็งแรงมากพอที่จะไหลไปพร้อมกับเส้นใยเสริมแรง ดังนั้นกระบวนการขึ้นรูปจึงต้องใช้แรงดันในการขึ้นรูปที่สูงกว่า ซึ่งต้องใช้แม่พิมพ์โลหะที่มีความแข็งแรงสูง ความแม่นยำสูง และทนต่อการกัดกร่อน และต้องใช้เครื่องอัดร้อนแบบพิเศษเพื่อควบคุมอุณหภูมิของการขึ้นรูป แรงดัน เวลาในการคงรูป และพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ
วิธีการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์มีประสิทธิภาพสูงในการผลิต ความแม่นยำของขนาดผลิตภัณฑ์ และผิวสำเร็จที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์วัสดุผสมที่มีโครงสร้างซับซ้อน ซึ่งโดยทั่วไปสามารถขึ้นรูปได้ในครั้งเดียว และจะไม่ทำให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์วัสดุผสมลดลง ข้อเสียหลักคือการออกแบบและการผลิตแม่พิมพ์มีความซับซ้อนมากขึ้น และการลงทุนเริ่มต้นสูงกว่า แม้ว่ากระบวนการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์จะมีข้อเสียดังกล่าว แต่แม่พิมพ์ก็มีข้อดีหลายประการกระบวนการขึ้นรูปยังคงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการขึ้นรูปวัสดุผสม
1. การเตรียมการ
ทำการเตรียมวัสดุพรีเพรกและแม่พิมพ์ให้ดี โดยใช้ชิ้นงานทดสอบในเตาเผาเป็นฐานรอง และทำความสะอาดแม่พิมพ์หลังจากการใช้งานครั้งสุดท้าย เพื่อกำจัดเรซินที่เหลือและเศษวัสดุ เพื่อให้แม่พิมพ์สะอาดและเรียบเนียน
2. การตัดและการวางแผ่นพรีเพรก
จะนำวัตถุดิบคาร์บอนไฟเบอร์ที่เตรียมไว้แล้วมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ โดยหลังจากตรวจสอบวัสดุพรีเพรกแล้ว จะคำนวณพื้นที่ของวัตถุดิบ วัสดุ จำนวนแผ่น และนำวัตถุดิบมาซ้อนกันเป็นชั้นๆ พร้อมทั้งอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันเบื้องต้น เพื่อให้ได้รูปทรงที่สม่ำเสมอและมีความหนาแน่นตามที่ต้องการ
3. การขึ้นรูปและการอบแห้ง
วางวัตถุดิบที่เรียงซ้อนกันลงในแม่พิมพ์ และในขณะเดียวกันก็ใส่ลงในถุงลมพลาสติกด้านใน ปิดแม่พิมพ์ แล้วนำเข้าเครื่องขึ้นรูป ถุงลมพลาสติกด้านในจะได้รับแรงดันคงที่ อุณหภูมิคงที่ และตั้งเวลาคงที่เพื่อให้เกิดการแข็งตัว
4. การทำให้เย็นและการถอดแบบ
หลังจากอัดแรงดันภายนอกแม่พิมพ์ไว้ระยะหนึ่งแล้ว ให้รอจนเย็นตัวลงสักระยะ จากนั้นจึงเปิดแม่พิมพ์และถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ด้านนอก เพื่อทำความสะอาดแม่พิมพ์
5. กระบวนการผลิตแม่พิมพ์
หลังจากถอดออกจากแม่พิมพ์แล้ว ผลิตภัณฑ์จำเป็นต้องทำความสะอาด โดยใช้แปรงเหล็กหรือแปรงทองแดงขูดเศษพลาสติกที่เหลือออก จากนั้นใช้ลมเป่าเพื่อขัดเงาผลิตภัณฑ์ให้พื้นผิวเรียบเนียนและสะอาด
6. การทดสอบแบบไม่ทำลายและการตรวจสอบขั้นสุดท้าย
การทดสอบแบบไม่ทำลายและการตรวจสอบขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์จะดำเนินการตามข้อกำหนดของเอกสารการออกแบบ
นับตั้งแต่กำเนิดวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์เนื่องจากต้นทุนการผลิตและอัตราการผลิตมักเป็นข้อจำกัด จึงยังไม่สามารถนำไปใช้ในปริมาณมากได้ ปัจจัยสำคัญในการกำหนดต้นทุนและอัตราการผลิตของคาร์บอนไฟเบอร์คือกระบวนการขึ้นรูป กระบวนการขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีหลายวิธี เช่น RTM, VARI, การอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน, การอบพรีเพรก (OOA) เป็นต้น แต่มีข้อจำกัดสองประการคือ 1. ระยะเวลาในการขึ้นรูปนาน 2. ราคาสูง (เมื่อเทียบกับโลหะและพลาสติก) กระบวนการขึ้นรูปพรีเพรกเป็นกระบวนการขึ้นรูปชนิดหนึ่งที่สามารถผลิตได้ในปริมาณมากและลดต้นทุนการผลิต ซึ่งกำลังเป็นที่นิยมใช้มากขึ้นเรื่อยๆ