SMC (směs na formování plechů)
Vhodné pro hromadnou výrobu produktů, které vyžadují vysokou kvalitu povrchu a odolnost vůči povětrnostním vlivům, jsou cenově dostupné a nevyžadují extrémní konstrukční pevnost nebo lehké vlastnosti. Mezi jeho výhody patří stabilní lisovací výkon, dobrá povrchová úprava a vyspělá automatizace. Je však poměrně těžký, s omezenými mechanickými vlastnostmi (ve srovnání s kompozity z nekonečných vláken) a rozměrovou přesností.
HP-RTM (vysokotlaké přetlačování pryskyřice)
Vhodné pro konstrukční součásti vyžadující vysokou tuhost/pevnost, lehkou konstrukci a kontinuitu vláken, nebo když je poměr pevnosti a hmotnosti klíčovým faktorem při výrobě. Mezi jeho výhody zahrnuje vysokou specifickou pevnost konečného schopnost vyrábět tenkostěnné konstrukční díly s velkým rozpětím. Nevýhodou jsou složité procesy, vysoké náklady na formy, nástroje a materiály a přísné požadavky na řízení procesu. Doba cyklu a produktivita jsou omezeny systémem vytvrzování.
1. Materiální rozdíl
|
| SMC | HP-RTM |
| Skládat | Sekaná vlákna (zejména skleněná vlákna) polyester nebo nenasycená pryskyřičná matricová plniva/zpomalovače hoření/urychlovače zpevňující modifikátory. Materiál je dodáván ve formě listu (předem namíchaná směs). | Tkanina ponořená do zásahu (jednosměrná tkanina, tkanina, laminovaná tkanina, předlisek z nekonečných vláken) tekutá pryskyřice s nízkou viskozitou (náhrada epoxidu/nenasyceného polyesteru/styrenu atd.) se vstřikuje a vytvrzuje pod vysokým tlakem. |
| Vláknina vlastnosti | Nasekaná nebo náhodně orientovaná vlákna bez vyztužení spojitými vlákny – výkon je vyvážený ve všech směrech (izotropní), ale specifická pevnost a tuhost je nižší než u kompozitů s nepřetržitými vlákny. | Nepřetržitá vlákna (skleněná, uhlíková nebo hybridní) s konfigurovatelnou orientací, která nabízí vynikající mechanické vlastnosti, zejména ve směru vláken. |
| Formule a výhoda | Snadno zpomalující hoření (obvykle dosahující hodnocení UL94 V-0 nebo splňující automobilové normy pro nehořlavou úpravu), s dobrou odolností vůči povětrnostním vlivům a rozměrovou stabilitou. | Může dosáhnout velkých objemových frakcí skleněných nebo uhlíkových vláken (vysoká pevnost, vysoká tuhost, nízká hmotnost) s volitelnými pryskyřičnými systémy pro zvýšení tepelné stability, přilnavosti a zpomalení hoření (ačkoli úpravy zpomalující hoření mohou být složitější a nákladnější). |
| Povrch a doléčení | Poskytuje hladký povrch snadno vhodný pro malování a potahování. | Pozornost ovládání povrchu a pronikání pryskyřice; k dosažení vysoké kvality povrchu je obvykle nutné následné zpracování. |
2. Kvalita konečného produktu
|
| SMC | HP-RTM |
| Mechanické Vlastnosti | Pevnost v tahu a smyku je střední, takže je vhodná pro součásti vystavené rovnoměrnému zatížení nebo pro kryty, které nejsou primárně zatíženy. Odolnost proti nárazu je průměrná, i když nasekaná vlákna nabízejí určitou výhodu v absorpci energie. | Ve směru vláken může být pevnost a tuhost mnohem vyšší než u SMC; odolnost proti únavě a odolnost proti praskání jsou vynikající, takže jsou vhodné pro nosné konstrukce nebo součásti vystavené vysokým rázovým nebo torzním silám. |
| Dimenzionální Přesnost a Stabilita | Tvořeno lisováním, s dobrou rozměrovou stálostí; avšak tolerance tloušťky a malých geometrických prvků jsou ovlivněny tokem materiálu a konstrukcí formy. | vysoké požadavky na tloušťku a místní kontrolu plnění; pokud jsou vstřikování a odvzdušňování dobře navrženy, lze dosáhnout vysoké rozměrové přesnosti, ale smršťování pryskyřice také vyžaduje přesnou kontrolu a kompenzaci. |
| Kvalita povrchu / vzhled | Lze přímo dosáhnout hladkého povrchu, vhodného pro estetické požadavky exponovaných krytů, s dobrou přilnavostí barvy. | Přímo tvarované povrchy mohou vyžadovat dodatečnou úpravu (lak, leštění, nátěr nebo film), aby se dosáhlo stejné úrovně vzhledu jako SMC; Ale ke zlepšení vzhledu lze také použít společný režim gelcoat nebo membránovou technologii, což zvyšuje náklady. |
3. Lis a pomocná zařízení
Společnost SMC vyžaduje relativně nízké investice do vybavení a je technologicky vyspělá a stabilní. Zpracování SMC obvykle vyžaduje k výrobě dílů pouze lis, sadu forem a topný systém. Funkční požadavky na lis nejsou vysoké. Suroviny lze zakoupit přímo ve formě archů a vážit a řezat pomocí řezacího stroje SMC. Po vytvarování vyžadují hotové díly pouze broušení.
HP-RTM vyžaduje vyšší investici do vybavení. Obvykle musí materiál nejprve předehřát a předtvarovat , poté podstoupit vysokotlaké vstřikování ve velkotonážním lisu a nakonec ořezat a nařezat pomocí laserové řezačky. Celý proces – od suroviny až po hotový produkt – vyžaduje vybavení, včetně: 100–200tunového předtvarovacího lisu (s ohřívacím systémem), 2500–3500 tun formovacího lisu (s ohřevem systém, vakuový systém a funkce vyrovnání se čtyřmi rohy ), dvě sady forem, vyřezávací stroj, stroj na vstřikování pryskyřice, chladící a vytvrzovací přípravky, laserová řezačka a zkoušečka vzduchotěsnosti. Vstupní investice je značná.
4. Ostatní
Údržba a recyklovatelnost: SMC i HP-RTM jsou termosetové systémy, které ztěžují recyklaci.
Odlehčení: HP-RTM (zejména při používání karbonových vlákno) může výrazně snížit hmotnost v porovnání s SMC. Když se použije na pouzdra baterie, může zlepšit dojezd vozidla nebo snížit celkové náklady na baterii.
Dodavatelský řetězec / riziko dostupnosti: Dodavatelský řetězec pro sekaná vlákna SMC je obecně stabilní; uhlíková vlákna a vysokovýkonné pryskyřice mohou zaznamenat významné kolísání ceny v obtížných dodávkách, které vyžadují vyhodnocení dlouhodobé stability dodávky.
Flexibilita procesu: HP-RTM je flexibilnější pro složité integrované struktury , snižuje počet následných součástí sestavy (nízká hmotnost a méně montážních kroků), ale formy a procesy je obtížnější rychle upravit. SMC je vhodnější pro velkoobjemovou výrobu s minimálními variacemi designu.
Bezpečnostní a provozní rizika: Vstřikovací a vytvrzovací systémy HP-RTM pryskyřice mohou obsahovat toxické nebo těkavé složky s nízkou viskozitou, což vyžaduje přísnější kontrolu provozního prostředí, ventilace a osobních ochranných prostředků.
5. Shrnutí
|
| SMC | HP-RTM |
| Vláknina Type | Nasekaná náhodná vlákna | Nepřetržitá vlákna (orientovatelná) |
| Cena materiálu na díl | Nízká | Vysoká (kvůli ceně uhlíkových vláken/epoxidu) |
| Složitost nářadí / vybavení | Střední (zahřívání lisu) | Vysoká (Vyžaduje dávkování vstřikování, utěsněné formy, ohřev a vakuum) |
| Doba cyklu / Výrobní kapacita | Vhodné pro velkosériovou výrobu | Výrobní kapacita závisí na vytvrzování pryskyřice; lze zvýšit paralelním zpracováním. |
| Kvalita povrchu | Vynikající (snadné dosažení hladkého, atraktivního povrchu) | Vyžaduje dodatečné zpracování nebo filmovou technologii |
| Strukturální pevnost / Nízká hmotnost | Střední | Vysoká (zejména při použití uhlíkových vláken) |
| Nehořlavý / odolný proti povětrnostním vlivům | Snadno dosažitelné prostřednictvím formulace | Vyžaduje specializované složení s vysokými náklady |
| Použitelné komponenty | Estetické kryty, víka a velkoobjemové díly | Nosná pouzdra, výztuhy a složité integrované konstrukce |
