Metode Produksi (8) – Cetakan Kompresi
Serat karbon banyak digunakan di ruang angkasa, infrastruktur, perisai elektromagnetik, manufaktur mobil, eksploitasi minyak dan bidang lainnya karena keunggulan ketahanan lelah, ketahanan suhu tinggi, kekuatan tinggi, modulus tinggi, konduktivitas, ketahanan radiasi, koefisien ekspansi termal kecil, ringan, dll. Ini memiliki fleksibilitas tinggi dalam desain dan dapat diproduksi dengan berbagai metode produksi, termasuk penggulungan, ekstrusi, injeksi, layup tangan, dan pencetakan. Di bawah ini akan menunjukkan kepada Anda detail lebih lanjut mengenai salah satu metode produksi produk serat karbon yang paling umum – Compression Moulding.
Langkah-langkah metode produksi cetakan kompresi:
1. Penempatan Sisipan Tertanam (jika ada)
Bagian tertanam umumnya terbuat dari logam dan dapat meningkatkan sifat mekanik produk, seperti konduktivitas, konduktivitas termal, atau karakteristik fungsional lainnya.
Yang terbaik adalah memanaskan sisipan terlebih dahulu sebelum memasangnya dan sisipan harus ditempatkan secara akurat dan stabil untuk mencegah perpindahan atau pelepasan. Jika tidak, tujuan penggunaan sisipan tidak dapat tercapai, dan dapat menyebabkan pengikisan produk dan bahkan kerusakan pada cetakan.
2. Peletakan material
Peletakan bahan mempengaruhi ukuran dan kerapatan produk, dan karenanya bahan harus diukur secara ketat sebelum dimasukkan ke dalam cetakan dengan metode berat, metode volumetrik, dan metode penghitungan.
Metode penimbangan akurat tetapi kikuk dan sering digunakan untuk bahan yang terfragmentasi dan berserat. Metode volumetrik tidak seakurat metode berat, tetapi mudah dioperasikan dan umumnya digunakan untuk pengukuran serbuk. Metode penghitungan hanya digunakan untuk peletakan prepreg.
3. Penutupan cetakan
Penutupan cetakan terdiri dari 2 langkah:
1) sebelum cetakan jantan menyentuh bahan: tekanan rendah (1-5-3.0MPa) digunakan untuk mempersingkat siklus dan menghindari perubahan bahan
2) setelah cetakan jantan bersentuhan dengan bahan: kecepatan penutupan cetakan harus diperlambat, dan tekanan tinggi (15-30MPa) harus digunakan secara perlahan untuk menghindari kerusakan sisipan dan menyebabkan udara keluar dari cetakan
4. Menyembuhkan
Proses peralihan material dari keadaan cair ke keadaan keras dan tidak larut disebut pemadatan resin termoseting. Laju pengerasan tergantung pada laju di mana komponen dengan berat molekul rendah dalam resin berubah menjadi produk dengan berat molekul tinggi, yaitu laju pengerasan terkait dengan struktur molekul resin.
5. Menjaga Tekanan
Proses pengawetan resin dalam cetakan selalu di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, dan waktu pemeliharaan tekanan pada dasarnya adalah waktu untuk mempertahankan suhu dan tekanan, yang sepenuhnya konsisten dengan laju pengawetan. Jika waktu pemeliharaan tekanan terlalu singkat, berarti pendinginan prematur dan pengurangan tekanan yang dapat menyebabkan resin curing tidak sempurna, mengurangi sifat mekanik dan elektrik serta ketahanan panas produk. Pada saat yang sama, produk akan terus menyusut dan mengalami bengkok setelah demolding.
6. Demolding
Produk dengan batang pembentuk atau bagian tertanam tertentu harus dibuka tutupnya terlebih dahulu dengan alat khusus sebelum demolding.
8. Pembersihan Jamur
Cetakan harus dibersihkan setelah setiap produksi untuk menghindari bahan sisa dalam cetakan. Setelah dibersihkan, agen pelepas dapat diterapkan untuk cetakan berikutnya.
Keuntungan utama mengadopsi cetakan kompresi untuk bahan komposit serat karbon:
1. Efisiensi produksi yang tinggi, mudah untuk mencapai spesialisasi dan produksi otomatis
2. Produk memiliki akurasi dimensi yang tinggi dan pengulangan yang baik
3. Permukaannya halus dan tidak membutuhkan banyak proses pasca
4. Mampu membentuk produk dengan struktur kompleks sekaligus
5. Harga rendah untuk produksi massal
Kerugian dari cetakan bahan komposit serat karbon:
1. Pembuatan cetakan itu rumit dan investasinya tinggi
2. Hanya cocok untuk produk komposit berukuran kecil dan sedang karena berat cetakan yang berat
Dengan perbaikan terus-menerus dan pengembangan teknologi pemrosesan logam, tingkat produksi pers, dan kinerja proses resin sintetis, tonase dan ukuran meja pers terus meningkat, dan suhu cetakan serta tekanan bahan cetakan juga relatif berkurang, yang mengarah ke pengembangan bertahap produk cetakan berukuran besar.
Selama proses pencetakan, perhatian khusus harus diberikan pada tiga faktor suhu, tekanan, dan waktu. Temperatur memiliki dampak yang menentukan pada peleburan, aliran, dan pemadatan material; Tekanan dapat membuat lapisan ikatan prepreg serat karbon lebih erat; Waktu dapat memberikan waktu yang cukup bagi produk dalam rongga cetakan untuk mengeras.
