Quali sistemi di resina sono più compatibili con un rotolo di tessuto in fibra di carbonio twill 3K per l'infusione sotto vuoto?

Nel campo dei compositi ad alte prestazioni, la sinergia tra rinforzo e matrice è il fondamento dell’integrità strutturale. Quando si utilizza a rotolo di tessuto in fibra di carbonio per l'infusione sotto vuoto (VARTM), la selezione del sistema di resina corretto è una decisione ingegneristica fondamentale che influisce sulla resistenza al taglio interlaminare, sulla bagnatura delle fibre e sulle proprietà meccaniche finali della parte. Jiangyin Dongli Nuovi Materiali Technology Co., Ltd. opera da un complesso industriale a controllo di precisione di 32.000 metri quadrati, integrando l'innovazione dei materiali con competenze ingegneristiche. La nostra struttura, dotata di zone di purificazione di 100.000 gradi, è specializzata nella ricerca e sviluppo e nella produzione di tessuti tramite processi di tessitura e prepreg, garantendo che i nostri Tessuto in fibra di carbonio twill 3k soddisfa i rigorosi standard della produzione aerospaziale e automobilistica.

1. Sistemi di resina epossidica: il gold standard per le prestazioni strutturali

Le resine epossidiche sono ampiamente considerate la matrice più compatibile per a rotolo di tessuto in fibra di carbonio in applicazioni ad alte prestazioni. La struttura chimica della resina epossidica fornisce un'adesione superiore ai filamenti di carbonio, con conseguente elevata resistenza meccanica e stabilità termica. Nell'infusione sotto vuoto, i sistemi epossidici a bassa viscosità sono appositamente progettati per penetrare nella fitta trama del materiale rinforzo in fibra di carbonio per infusione sotto vuoto , garantendo un laminato privo di vuoti. Sebbene la resina epossidica offra il rapporto resistenza/peso più elevato, richiede rapporti di miscelazione precisi e cicli di polimerizzazione più lunghi rispetto ad altre resine termoindurenti.

Rispetto alle resine poliestere, i sistemi epossidici mostrano un ritiro significativamente inferiore durante il processo di polimerizzazione, che è essenziale per mantenere la precisione dimensionale dei componenti complessi in fibra di carbonio.

Fonte: ISO 15031-1:2024 Materie plastiche - Resine epossidiche - Parte 1: Determinazione dell'equivalente epossidico

2. Resine vinilestere: equilibrio tra prestazioni e lavorabilità

Le resine vinilestere fungono da via di mezzo tra resina epossidica e poliestere. Offrono una migliore resistenza all'umidità e tenacità rispetto al poliestere, rendendoli adatti per applicazioni di stoccaggio marino e chimico dove rotolo di tessuto leggero in fibra di carbonio i prodotti vengono utilizzati per la riduzione del peso. Se utilizzato con fibra di carbonio con trama twill nera , l'estere vinilico fornisce una finitura superficiale di alta qualità e buone proprietà di allungamento. Tuttavia, la loro forza di adesione alla fibra di carbonio è inferiore a quella della resina epossidica, il che può limitarne l’uso nelle strutture aerospaziali primarie.

Sebbene le resine vinilestere polimerizzino molto più velocemente delle resine epossidiche, emettono livelli più elevati di stirene, richiedendo una ventilazione migliorata nelle officine a clima regolamentato per soddisfare i moderni standard di salute e sicurezza ambientale.

Fonte: CompositesWorld: analisi dello stato dell'industria dei compositi nel 2024

3. Requisiti di viscosità per una bagnatura efficace nel twill 3K

La trama in twill 3K (3.000 filamenti per tow) presenta una sfida geometrica specifica per il flusso della resina. Poiché i fasci sono strettamente legati, la resina deve avere una viscosità sufficientemente bassa da colmare i "punti asciutti" al centro del fascio. Utilizzando a materiale in fibra di carbonio ad alta resistenza richiede una resina che rimanga al di sotto di 500 centipoise (cP) durante la finestra di infusione. Le scoperte tecniche nel 2024 hanno portato allo sviluppo di "resine per infusione a base biologica" che corrispondono alla viscosità delle resine epossidiche sintetiche riducendo al contempo l'impronta di carbonio della produzione di componenti automobilistici fino al 25%.

Fonte: Bioplastiche europee: dati di mercato 2024 sulle matrici composite sostenibili

4. Tecnologie di produzione avanzate a Dongli

Presso Jiangyin Dongli New Materials, sfruttiamo molteplici tecnologie di lavorazione per garantire una compatibilità ottimale tra resina e fibra. Le nostre capacità includono:

• Autoclave: Consolidamento ad alta pressione per il settore aerospaziale rotolo di tessuto in fibra di carbonio laminati.
• RTM (stampaggio a trasferimento di resina): Iniezione precisa di resina in stampi chiusi per la produzione automobilistica in grandi volumi.
• PCM e WCM: Tecnologie di polimerizzazione rapida per lo sviluppo di attrezzature sportive ad alto ciclo.

Mantenendo il pieno controllo del processo, dalla tessitura al Tessuto in fibra di carbonio twill 3k alla spruzzatura finale, eliminiamo le variabili che portano alla delaminazione e al cedimento strutturale.

Conclusione: selezionare la matrice giusta

Per la maggior parte delle applicazioni strutturali che prevedono una twill da 3K rotolo di tessuto in fibra di carbonio e l'infusione sotto vuoto, una resina epossidica per infusione rimane la scelta professionale grazie al suo legame meccanico superiore e al basso ritiro. Tuttavia, l’estere vinilico rimane una valida alternativa per progetti sensibili ai costi che richiedono un’elevata resistenza chimica. Indipendentemente dalla scelta della resina, la qualità del rinforzo in fibra di carbonio per infusione sotto vuoto – comprese le dimensioni e la stabilità della trama – è fondamentale. Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. continua a fornire soluzioni in fibra di prima classe, aiutando i nostri partner globali a raggiungere il successo nei settori aerospaziale, automobilistico e sportivo.

Domande frequenti (FAQ)

• Perché il twill 3K è preferito rispetto all'armatura semplice per l'infusione?
  Il twill 3K offre una migliore "drappeggiabilità" su curve complesse e generalmente fornisce un flusso di resina leggermente più veloce durante l'infusione rispetto alla trama semplice più stretta.
• Ho bisogno di un dimensionamento specifico per le resine epossidiche?
  Sì, la maggior parte rotolo di tessuto in fibra di carbonio i prodotti sono trattati con un appretto epossidico compatibile per facilitare il legame chimico tra la fibra e la matrice.
• Qual è il rapporto ideale resina/fibra per l'infusione sotto vuoto?
  In genere, l'infusione sotto vuoto mira a un rapporto in peso tra fibra e resina di 60:40 o 70:30 per massimizzare la resistenza riducendo al minimo il peso.
• Posso utilizzare la resina poliestere con fibra di carbonio?
  Sebbene possibile, non è consigliato per le parti strutturali a causa del debole legame secondario e dell'elevato tasso di ritiro, che potrebbe portare alla stampa superficiale.
• Quali condizioni di conservazione sono richieste per un rotolo di tessuto in fibra di carbonio?
  I tessuti devono essere conservati in un ambiente dal clima regolato (fresco e asciutto) per prevenire l'assorbimento di umidità, che può interferire con la bagnatura della resina.